RU210441U1

RU210441U1 - FLEXIBLE MIXER

Info

Publication number: RU210441U1
Application number: RU2021137980U
Authority: RU
Inventors: Евгений Александрович Шкарпеткин; Татьяна Николаевна Орехова; Алексей Владимирович Пирожков
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2022-04-15

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для приготовления смесей и может быть использована в промышленности строительных материалов, химической, пищевой и других отраслях промышленности.Полезная модель направлена на повышение качества смеси путем повышения однородности, получаемой при более равномерном распределении компонентов, за счет увеличения интенсивности их движения по всему полезному объему смесительной камеры при большей зоне контакта с гибким рабочим органом.Полезная модель обеспечивает улучшение качества смеси за счет того, что смеситель с гибким рабочим органом содержит камеру для обработки материала с устройствами для загрузки и выгрузки, гибкий рабочий орган в виде изогнутой винтовой спирали, кинематически связанной одним концом с приводом, а другим смонтирован с возможностью свободного вращения в подшипнике на оси узла крепления.В предлагаемом решении гибкий рабочий орган 10 размещен внутри смесительной камеры 9 и выполнен в виде четырех гофрированных патрубков (с цилиндрической винтовой поверхностью), образующих два U-образно изогнутых контура, пересекающихся под прямым углом в проекции на горизонтальную плоскость, но не соприкасающихся между собой.При этом гибкий рабочий 10 в верхней части кинематически связан каждым из концов гофрированных патрубков с приводом 1, через вертикальные валы 11 планетарной зубчатой передачи, размещенной внутри ротора 5, выполняющего роль подвижного водила, и центральный вал 3, а нижние концы гофрированных патрубков соединены попарно узлами крепления 12 между собой и с центральным валом 3. 3 ил.The utility model relates to devices for preparing mixtures and can be used in the building materials, chemical, food and other industries. the entire usable volume of the mixing chamber with a larger area of contact with a flexible working body. The utility model improves the quality of the mixture due to the fact that the mixer with a flexible working body contains a chamber for processing material with devices for loading and unloading, a flexible working body in the form of a curved helical spiral , kinematically connected at one end with the drive, and the other is mounted for free rotation in a bearing on the axis of the attachment unit. In the proposed solution, the flexible working body 10 is placed inside the mixing chamber 9 and is made in the form of four corrugated pipes helical surface), forming two U-shaped curved contours intersecting at right angles in the projection onto a horizontal plane, but not in contact with each other. In this case, the flexible worker 10 in the upper part is kinematically connected by each end of the corrugated pipes with the drive 1, through vertical shafts 11 of a planetary gear located inside the rotor 5, which acts as a movable carrier, and the central shaft 3, and the lower ends of the corrugated pipes are connected in pairs by attachment points 12 to each other and to the central shaft 3. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам для приготовления смесей и может быть использована в промышленности строительных материалов, химической, пищевой и других отраслях промышленности. The utility model relates to devices for preparing mixtures and can be used in the building materials, chemical, food and other industries.

Аналогом является известный двухкамерный смеситель-диспергатор-гранулятор (BY 3786 B 02C 19/00), который содержит раму, привод, дополнительную камеру, предназначенную, в том числе, для смешивания материалов, а также рабочий орган, выполненный в виде тороидно-винтовой спирали, кинематически связанный с валами опор посредством узлов крепления, устройства загрузки и выгрузки. An analogue is the well-known two-chamber mixer-dispersant-granulator (BY 3786 B 02C 19/00), which contains a frame, a drive, an additional chamber designed, among other things, for mixing materials, as well as a working body made in the form of a toroid-helical spiral , kinematically connected to the support shafts by means of attachment points, loading and unloading devices.

Недостатком аналога в отношении реализации процесса смешивания является низкое качество смеси ввиду неравномерного распределения материала по всему объему камеры при однотипном движении гибкого рабочего органа только вокруг своей оси симметрии. The disadvantage of analogue in relation to the implementation of the mixing process is the low quality of the mixture due to the uneven distribution of material throughout the volume of the chamber with the same type of movement of the flexible working body only around its axis of symmetry.

Прототипом является известный смеситель-диспергатор (KZ A4 28683, B28C 5/00 B28C 5/16, B28F 5/08), который содержит камеру для обработки материала с устройствами для загрузки и выгрузки, гибкий рабочий орган в виде изогнутой винтовой спирали, кинематически связанной одним концом с приводом, а другим с опорным роликом, смонтированным на свободном конце спирали с возможностью свободного вращения в подшипнике на оси узла крепления. The prototype is a well-known mixer-disperser (KZ A4 28683, B28C 5/00 B28C 5/16, B28F 5/08), which contains a chamber for processing material with devices for loading and unloading, a flexible working body in the form of a curved helical spiral, kinematically connected one end with a drive, and the other with a support roller mounted on the free end of the spiral with the possibility of free rotation in a bearing on the axis of the mount.

С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: смеситель содержит гибкий рабочий орган в виде изогнутой винтовой спирали, кинематически связанной одним концом с приводом, а другим смонтированной с возможностью свободного вращения в подшипнике на оси узла крепления, камеру для обработки материала с устройствами для загрузки и выгрузки. The essential features of the utility model coincide with the following set of features of the prototype: the mixer contains a flexible working body in the form of a curved helical spiral, kinematically connected with a drive at one end and mounted with the possibility of free rotation in a bearing on the axis of the mount, a chamber for processing material with devices for loading and unloading.

Недостатком прототипа в отношении реализации процесса смешивания является низкое качество смеси, ввиду недостаточной однородности распределения её компонентов внутри камеры при интенсивном движении материала только в зоне контакта с гибким рабочим органом. The disadvantage of the prototype in relation to the implementation of the mixing process is the low quality of the mixture, due to the lack of uniformity of the distribution of its components inside the chamber with intensive movement of the material only in the zone of contact with the flexible working body.

Полезная модель направлена на повышение качества смеси путем повышения однородности, получаемой при более равномерном распределении компонентов, за счет увеличения интенсивности их движения по всему полезному объему смесительной камеры при большей зоне контакта с гибким рабочим органом. The utility model is aimed at improving the quality of the mixture by increasing the uniformity obtained with a more uniform distribution of the components, by increasing the intensity of their movement throughout the usable volume of the mixing chamber with a larger area of contact with the flexible working body.

Полезная модель обеспечивает улучшение качества смеси за счет того, что смеситель с гибким рабочим органом содержит камеру для обработки материала с устройствами для загрузки и выгрузки, гибкий рабочий орган в виде изогнутой винтовой спирали, кинематически связанной одним концом с приводом, а другим смонтирован с возможностью свободного вращения в подшипнике на оси узла крепления. The utility model provides an improvement in the quality of the mixture due to the fact that the mixer with a flexible working body contains a chamber for processing material with devices for loading and unloading, a flexible working body in the form of a curved helical spiral, kinematically connected with a drive at one end, and mounted at the other end with the possibility of free rotation in the bearing on the axis of the mount.

В предлагаемом решении гибкий рабочий орган размещен внутри смесительной камеры и выполнен в виде четырех гофрированных патрубков (с цилиндрической винтовой поверхностью), образующих два U-образно изогнутых контура, пересекающихся под прямым углом в проекции на горизонтальную плоскость, но не соприкасающихся между собой. In the proposed solution, the flexible working body is placed inside the mixing chamber and is made in the form of four corrugated pipes (with a cylindrical helical surface), forming two U-shaped curved contours that intersect at right angles in projection onto a horizontal plane, but do not touch each other.

При этом гибкий рабочий в верхней части кинематически связан каждым из концов гофрированных патрубков с приводом, через вертикальные валы планетарной зубчатой передачи, размещенной внутри ротора, выполняющего роль подвижного водила, и центральный вал, а нижние концы гофрированных патрубков соединены попарно узлами крепления между собой и с центральным валом. At the same time, the flexible worker in the upper part is kinematically connected by each of the ends of the corrugated pipes with the drive, through the vertical shafts of the planetary gear located inside the rotor, which acts as a movable carrier, and the central shaft, and the lower ends of the corrugated pipes are connected in pairs by attachment points between themselves and with central shaft.

При такой конструкции смесителя гибкий рабочий орган в виде U-образно изогнутых контуров вращается вместе с ротором, который получает вращение от центрального вала, связанного с приводом (электродвигателем), совершая круговое движение по периметру смесительной камеры.With this design of the mixer, the flexible working body in the form of U-shaped curved contours rotates together with the rotor, which receives rotation from the central shaft associated with the drive (electric motor), making a circular motion around the perimeter of the mixing chamber.

Кроме того, за счет кинематической связи каждого из четырех гофрированных патрубков, составляющих два U-образных контора, с приводом, каждый из них получает вращательное движение вокруг своей оси.In addition, due to the kinematic connection of each of the four corrugated pipes that make up two U-shaped offices, with a drive, each of them receives a rotational movement around its axis.

За счет сложения указанных движений рабочего органа обеспечивается сложное планетарное перемещение гибкого рабочего органа. При этом гибкий рабочий орган чаще контактирует с компонентами смеси, заставляет их более интенсивно перемещаться по круговой траектории у стенок и в центре смесительной камеры, а также по высоте сверху вниз и снизу вверх. Перемещение компонентов смеси по круговой траектории в горизонтальной плоскости происходит в результате планетарного (циклоидального) движения рабочего органа, а в вертикальной плоскости в результате их захвата канавками гофрированных патрубков (или винтовыми поверхностями), чем обеспечивается дополнительное взаимное проникновение слоев смешиваемых материалов или сред, что позволяет решить поставленную задачу - повышение качества смеси. Due to the addition of these movements of the working body, a complex planetary movement of the flexible working body is provided. In this case, the flexible working body more often contacts the mixture components, makes them move more intensively along a circular path near the walls and in the center of the mixing chamber, as well as in height from top to bottom and from bottom to top. The movement of the mixture components along a circular path in the horizontal plane occurs as a result of the planetary (cycloidal) movement of the working body, and in the vertical plane as a result of their capture by the grooves of the corrugated pipes (or helical surfaces), which ensures additional mutual penetration of the layers of mixed materials or media, which allows solve the problem - improving the quality of the mixture.

Сущность полезной модели поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 изображен общий вид смесителя с гибким рабочим органом; на фиг. 2 изображена планетарная зубчатая передача, А-А с фиг.1; на фиг. 3 изображен узел крепления, Б-Б с фиг.1. The essence of the utility model is illustrated by graphic material, where in Fig. 1 shows a general view of a mixer with a flexible working body; in fig. 2 shows the planetary gear, A-A from figure 1; in fig. 3 shows the mount, B-B from Fig.1.

Смеситель с гибким рабочим органом содержит привод (электродвигатель) 1, который соединен муфтой 2 с центральным валом 3. The mixer with a flexible working body contains a drive (electric motor) 1, which is connected by a coupling 2 to the central shaft 3.

Центральный вал 3 установлен в подшипниковой опоре 4 и жестко соединен с ротором 5, например, с помощью муфты 6. The central shaft 3 is installed in the bearing support 4 and is rigidly connected to the rotor 5, for example, using a coupling 6.

Ротор 5 установлен с возможностью вращения относительно подшипниковой опоры 4. Rotor 5 is mounted for rotation relative to bearing support 4.

Внутри ротора 5 цилиндрической формы, выполняющего роль подвижного водила, размещен механизм вращения в виде планетарной зубчатой передачи. Причем планетарная зубчатая передача образована неподвижным относительно ротора 5 солнечным колесом 7 и входящими с ним в зацепление двумя парами диаметрально противоположных шестерен-сателлитов 8 (фиг. 2). Inside the cylindrical rotor 5, which acts as a movable carrier, there is a rotation mechanism in the form of a planetary gear. Moreover, the planetary gear train is formed by a sun wheel 7 that is stationary relative to the rotor 5 and two pairs of diametrically opposite satellite gears 8 (Fig. 2) that engage with it.

Со стороны смесительной камеры 9 к ротору 5 подведен гибкий рабочий орган 10. Причем гибкий рабочий орган 10 выполнен в виде четырех гофрированных патрубков (или других цилиндрических винтовых поверхностей, например, стальных тросов или пружин), образующих два U-образно изогнутых контура, пересекающихся под прямым углом в проекции на горизонтальную плоскость, но не соприкасающихся между собой. From the side of the mixing chamber 9, a flexible working body 10 is connected to the rotor 5. Moreover, the flexible working body 10 is made in the form of four corrugated pipes (or other cylindrical helical surfaces, for example, steel cables or springs), forming two U-shaped curved contours intersecting under right angle in the projection on a horizontal plane, but not in contact with each other.

Гибкий рабочий орган 10 одним концом каждого из четырех гофрированных патрубков (с цилиндрической винтовой поверхностью) соединен, например, хомутами с вертикальными валами 11 шестерен-сателлитов 8 планетарной зубчатой передачи. Flexible working body 10 at one end of each of the four corrugated pipes (with a cylindrical helical surface) is connected, for example, clamps with vertical shafts 11 satellite gears 8 planetary gear.

Другим концом гофрированные патрубки (с цилиндрической винтовой поверхностью) гибкого рабочего органа 10 попарно связаны между собой при помощи парных узлов крепления 12. Каждый из узлов крепления состоит из подшипника 13, размещенного в корпусе 14, содержит вращающуюся ось 15, на концах которой жестко, например, хомутами закреплены диаметрально противоположные концы гофрированных патрубков (с цилиндрической винтовой поверхностью). За счет чего и образуется два U-образно изогнутых контура, пересекающихся под прямым углом в проекции на горизонтальную плоскость, но не соприкасающихся между собой. At the other end, the corrugated pipes (with a cylindrical helical surface) of the flexible working body 10 are connected in pairs with the help of paired attachment points 12. Each of the attachment points consists of a bearing 13 placed in the housing 14, contains a rotating axle 15, at the ends of which it is rigid, for example , diametrically opposite ends of the corrugated pipes (with a cylindrical helical surface) are fixed with clamps. Due to this, two U-shaped curved contours are formed, intersecting at a right angle in projection onto a horizontal plane, but not touching each other.

Парные узлы крепления 12, идентичные по конструкции, размещены в нижней части смесительной камеры 9. Причем первый со стороны ротора 5 подшипник 13 соединен через корпус 14 с нижним концом центрального вала 3 по центру и под прямым углом. Второй со стороны ротора 5 подшипник 13 соединен корпусом 14 с первым подшипником через перемычку 16 по центру и под прямым углом, например, сваркой (фиг. 3). Paired attachment points 12, identical in design, are located in the lower part of the mixing chamber 9. Moreover, the first bearing 13 from the side of the rotor 5 is connected through the housing 14 to the lower end of the central shaft 3 in the center and at a right angle. The second bearing 13 from the side of the rotor 5 is connected by the housing 14 to the first bearing through the jumper 16 in the center and at a right angle, for example, by welding (Fig. 3).

Перемычка 16 установлена соосно с центральным валом 3. Jumper 16 is installed coaxially with the central shaft 3.

Смесительная камера 9 выполнена в виде вертикальной цилиндрической емкости с округлым днищем, внутри которой размещен гибкий рабочий орган 10, ротор 5 и центральный вал 3, с закрепленными на нем узлами крепления 12, связанными между собой перемычкой 16. Каждый узел крепления 12 состоит из подшипников 13, корпусов 14, с закрепленными в них осями 15. The mixing chamber 9 is made in the form of a vertical cylindrical container with a rounded bottom, inside which is placed a flexible working body 10, a rotor 5 and a central shaft 3, with attachment points 12 fixed on it, interconnected by a jumper 16. Each attachment point 12 consists of bearings 13 , housings 14, with axles 15 fixed in them.

Смесительная камера 9 сверху закрыта крышкой 17, с которой соединена, например, болтами, а также в ее верхней части закреплено, например, сваркой устройство для загрузки 18, а в нижней - для разгрузки 19. Также сверху на крышке 17 по центру закреплена, например, сваркой подшипниковая опора 4 центрального вала 3 и подрамник 20 для установки привода (электродвигателя) 1. The mixing chamber 9 is closed from above by a cover 17, to which it is connected, for example, by bolts, and also in its upper part, for example, a device for loading 18 is fixed by welding, and in the lower part - for unloading 19. Also on top of the cover 17 in the center is fixed, for example , welding bearing support 4 of the central shaft 3 and subframe 20 for installing the drive (electric motor) 1.

Такая конструкция обеспечивает возможность одновременного вращения гибкого рабочего органа по сложной планетарной (циклоидальной) траектории. This design provides the possibility of simultaneous rotation of the flexible working body along a complex planetary (cycloidal) trajectory.

Смеситель с гибкими рабочими органами работает следующим образом. The mixer with flexible working bodies works as follows.

Вращающий момент от привода (электродвигателя) 1, установленного на подрамнике 20, закрепленного на крышке 17 смесительной камеры 9, передается через муфту 6 центральному валу 3, установленному в подшипниковой опоре 4 вертикально и по центру крышки 17. Центральный вал 3, за счет жестко соединения с ротором 5, через муфту 6, передает вращение на ротор 5, выполняющий роль подвижного водила. При этом вращение передается на планетарную зубчатую передачу. Причем вместе с ротором 5, благодаря зубчатому зацеплению, вокруг солнечного колеса 7 по сложной планетарной (циклоидальной) траектории вращаются шестерни-сателлиты 8 вместе с вертикальными валами 11. The torque from the drive (electric motor) 1, mounted on the subframe 20, mounted on the cover 17 of the mixing chamber 9, is transmitted through the clutch 6 to the central shaft 3, installed in the bearing support 4 vertically and in the center of the cover 17. The central shaft 3, due to the rigid connection with rotor 5, through the clutch 6, transmits rotation to the rotor 5, which acts as a movable carrier. In this case, the rotation is transmitted to the planetary gear. Moreover, together with the rotor 5, due to the gearing, the satellite gears 8 rotate around the sun wheel 7 along a complex planetary (cycloidal) trajectory along with the vertical shafts 11.

Одновременно с началом работы привода 1 в смесительную камеру 9 через устройство для загрузки 18 подаются, например, питателем компоненты смеси, например цемент, песок, фиброволокна или минеральные и органические материалы, или твердые и жидкие середы. Simultaneously with the start of the drive 1 in the mixing chamber 9 through the feeder 18 are fed, for example, the feeder components of the mixture, such as cement, sand, fiber or mineral and organic materials, or solid and liquid media.

Попадая внутрь смесительной камеры 9, компоненты подвергаются воздействию со стороны гибкого рабочего органа 10, выполненного в виде четырех гофрированных патрубков, которые образуют два U-образно изогнутых контура, вращающихся от вертикальных валов 11 вокруг собственной оси симметрии и вместе с ротором 5. Getting inside the mixing chamber 9, the components are exposed to the flexible working body 10, made in the form of four corrugated pipes, which form two U-shaped curved contours rotating from the vertical shafts 11 around their own axis of symmetry and together with the rotor 5.

Гибкий рабочий орган 10 контактирует с компонентами смеси, увлекает за собой и заставляет перемещаться вместе с ним по круговой траектории, например, по часовой стрелке. При этом первый (внешний) U-образно изогнутый контур перемещает материал у стенок, а второй (внутренний) создает дополнительную область смешивания в центре смесительной камеры, чем увеличивает общую зону контакта материала и гибкого рабочего органа. В свою очередь, гофрированные патрубки захватывают компоненты, попадающие в пространство между канавками на их поверхности, увлекают в направлении нарезки спирали, заставляют циркулировать по высоте смесительной камеры сверху вниз и снизу вверх одинаково равномерно у стенок и по центру, обеспечивая более интенсивное взаимное проникновение верхних и нижних слоев смеси между собой. Все это повышает однородность смеси. The flexible working body 10 is in contact with the components of the mixture, drags along and makes it move along with it along a circular path, for example, clockwise. In this case, the first (outer) U-shaped curved contour moves the material near the walls, and the second (inner) creates an additional mixing area in the center of the mixing chamber, which increases the total contact area of the material and the flexible working body. In turn, the corrugated pipes capture the components that fall into the space between the grooves on their surface, entrain them in the direction of cutting the spiral, make them circulate along the height of the mixing chamber from top to bottom and from bottom to top equally evenly near the walls and in the center, providing more intense mutual penetration of the upper and bottom layers of the mixture. All this increases the homogeneity of the mixture.

Из смесительной камеры 9 готовая смесь непрерывно выгружается через устройство разгрузки 18, закрепленное сваркой в ее нижней части. From the mixing chamber 9, the finished mixture is continuously unloaded through the unloading device 18, fixed by welding in its lower part.

Таким образом, смеситель с гибким рабочим органом повышает качество смеси за счет более равномерного распределения её компонентов путем увеличения интенсивности их движения по всему полезному объему смесительной камеры при большей зоне контакта с гибким рабочим органом, что обеспечивается сложным движением рабочего органа, а вместе с ним компонентов смеси, по планетарной (циклоидальной) траектории в горизонтальной плоскости и вдоль U-образно изогнутых контуров в вертикальной плоскости. Thus, a mixer with a flexible working body improves the quality of the mixture due to a more uniform distribution of its components by increasing the intensity of their movement throughout the usable volume of the mixing chamber with a larger contact area with a flexible working body, which is ensured by the complex movement of the working body, and with it the components mixture, along a planetary (cycloidal) trajectory in the horizontal plane and along U-shaped curved contours in the vertical plane.

Claims

A mixer with a flexible working body, containing a chamber for processing material with devices for loading and unloading, a flexible working body in the form of a curved helical spiral, kinematically connected with a drive at one end, and mounted at the other end for free rotation in a bearing on the axis of the mount, characterized in that that the flexible working body is made in the form of four corrugated pipes, forming two U-shaped curved contours intersecting at right angles in the projection onto the horizontal plane, but not touching each other, while the flexible working body in the upper part is kinematically connected by each of the ends of the corrugated nozzles with a drive, through vertical shafts of a planetary gear located inside the rotor, which acts as a movable carrier, and the central shaft, and the lower ends of the corrugated pipes are connected in pairs by attachment points to each other and to the central shaft.