RU2154521C2

RU2154521C2 - Mixer

Info

Publication number: RU2154521C2
Application number: RU98106806/12A
Authority: RU
Inventors: В.И. Пожбелко; В.В. Новокрещенов; Е.А. Нефедов; Т.Н. Габбасов; О.Н. Семенов; С.Р. Имашев
Original assignee: Муниципальное образовательное учреждение средняя общеобразовательная школа N 11
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 2000-08-20

Abstract

FIELD: mixers used in food industry. SUBSTANCE: mixer has working vessel with vertical rotation axis. Working vessel accommodates kneading member 2 rigidly connected with connecting rod 6 of flat four-link mechanism of drive with drive crank 3 and driven rocker 4 hinged to fixed base 5. Kneading member 2 is installed on connecting rod 6 on the side of drive crank 3 and directed to side opposite to base 5 which is mounted with angular displacement relative to axis of rotation of vessel 1 and counterclockwise. EFFECT: higher quality and efficiency of mixing; reduced specific power consumption. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технологическим машинам для перемешивания разнородных материалов с целью получения готовой однородной массы и может найти применение в пищевой промышленности (тестомесильные машины), строительной индустрии (производство бетона, цемента и вязкого материала для изготовления кирпича), лакокрасочной промышленности (получение лаков и красок с заданной структурой вязкого раствора) и др. The invention relates to technological machines for mixing dissimilar materials in order to obtain a finished homogeneous mass and can find application in the food industry (dough mixing machines), the construction industry (production of concrete, cement and viscous material for the manufacture of bricks), the paint and varnish industry (obtaining varnishes and paints with given structure of a viscous solution), etc.

Известен смеситель, содержащий рабочую емкость для перемешивания с вертикальной осью вращения и расположенный в ней месильный орган, привод которого выполнен в виде пространственного пятизвенного рычажного механизма с двумя ведущими звеньями и двумя двигателями с дополнительными системами регулирования скоростей вращения (а.с. 1207453). A known mixer containing a working container for mixing with a vertical axis of rotation and a kneading body located in it, the drive of which is made in the form of a spatial five-link linkage mechanism with two driving links and two motors with additional speed control systems (as.with. 1207453).

Недостатком известного смесителя является сложность конструкции и значительные габариты привода месильного органа, которые в несколько раз превышают размеры рабочей емкости. A disadvantage of the known mixer is the complexity of the design and significant dimensions of the drive of the kneading body, which are several times larger than the dimensions of the working capacity.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является смеситель, содержащий рабочую емкость для перемешивания с вертикальной осью вращения и расположенный в ней месильный орган, привод которого выполнен в виде плоского четырехзвенного рычажного механизма, включающего ведущий кривошип и ведомое коромысло, шарнирно установленные на неподвижном основании привода и подвижно связанные между собой посредством шатуна, жестко соединенного с месильным органом, причем последний установлен на шатуне со стороны ведомого коромысла и направлен в сторону основания привода (Артоболевский И.К. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1975, с. 81, рис. 4.15). The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed invention is a mixer containing a working tank for mixing with a vertical axis of rotation and a kneading body located in it, the drive of which is made in the form of a four-link flat linkage mechanism, including a leading crank and a driven beam, pivotally mounted on the motionless base of the drive and movably interconnected by means of a connecting rod rigidly connected to the kneading body, the latter being mounted on Thun with the driven rocker arm and is directed towards the actuator base (IK Artobolevsky Theory of mechanisms and machines. M .: Nauka, 1975, p. 81, Fig. 4.15).

Недостатками наиболее близкого аналога являются низкое качество перемешивания и производительность, а также высокие удельные энергозатраты на единицу объема готовой смеси требуемой однородности. Это обусловлено тем, что установка на шатуне месильного органа указанным выше образом приводит к его движению вдоль контура рабочей емкости по траектории, близкой к круговой. Такая траектория движения месильного органа не является оптимальной, т. к. объем перемешивания оказывается небольшим по сравнению с габаритами рычажного привода. Кроме того, наличие внутри указанной круговой траектории больших необработанных зон снижает качество перемешивания, поэтому для обеспечения требуемой однородности готовой смеси требуется повышать продолжительность технологического цикла перемешивания, что снижает производительность смесителя и повышает удельные энергозатраты. The disadvantages of the closest analogue are the low quality of mixing and productivity, as well as high specific energy consumption per unit volume of the finished mixture of the required uniformity. This is due to the fact that the installation of a kneading organ on the connecting rod in the above manner leads to its movement along the contour of the working capacity along a path close to circular. This trajectory of the kneading organ is not optimal, since the volume of mixing is small compared with the dimensions of the lever drive. In addition, the presence of large untreated zones inside the indicated circular path reduces the quality of mixing, therefore, to ensure the required uniformity of the finished mixture, it is necessary to increase the duration of the mixing process cycle, which reduces the productivity of the mixer and increases the specific energy consumption.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества и производительности перемешивания, а также снижение удельных энергозатрат на единицу готовой смеси. The task of the invention is to improve the quality and performance of mixing, as well as reducing specific energy consumption per unit of the finished mixture.

Поставленная задача достигается за счет того, что в смесителе, содержащем рабочую емкость для перемешивания с вертикальной осью вращения и расположенный в ней месильный орган, привод которого выполнен в виде плоского четырехзвенного рычажного механизма с неподвижным основанием, ведущим кривошипом, ведомым коромыслом и подвижно связывающим их шатуном, жестко соединенным с месильным органом, последний установлен на шатуне со стороны ведущего кривошипа и направлен в сторону, противоположную основанию привода. При этом неподвижное основание привода смонтировано с угловым смещением относительно оси вращения рабочей емкости на угол, равный 53±5^o в направлении против часовой стрелки.The task is achieved due to the fact that in the mixer containing the working capacity for mixing with a vertical axis of rotation and a kneading body located in it, the drive of which is made in the form of a four-link flat linkage mechanism with a fixed base, a leading crank, a driven beam and a connecting rod movably connecting them rigidly connected to the kneading body, the latter is mounted on the connecting rod from the side of the driving crank and directed to the side opposite to the base of the drive. In this case, the fixed base of the drive is mounted with an angular offset relative to the axis of rotation of the working capacity by an angle equal to 53 ± 5 ^o in the counterclockwise direction.

Предлагаемый вариант выполнения смесителя позволяет изменить траекторию движения месильного органа на овальную, вытянутую вдоль диагонали рабочей емкости. Указанная траектория ликвидирует необработанные зоны за счет прохождения месильного органа через середину рабочей емкости. При одинаковой длине траектории (т. е. при неизменных затратах мощности при движении по ней) овальная траектория позволяет увеличить размеры рабочей емкости (не увеличивая размеры рычажного привода), что способствует снижению удельных энергозатрат на единицу готовой смеси и увеличивает выход готовой продукции. The proposed embodiment of the mixer allows you to change the trajectory of the kneading organ to an oval, elongated along the diagonal of the working capacity. The specified trajectory eliminates the untreated areas due to the passage of the kneading body through the middle of the working capacity. With the same trajectory length (i.e., at constant power consumption when moving along it), the oval trajectory allows you to increase the size of the working capacity (without increasing the size of the lever drive), which helps to reduce the specific energy consumption per unit of the finished mixture and increases the yield of finished products.

Общий вид предлагаемого смесителя приведен на чертеже. A general view of the proposed mixer is shown in the drawing.

Смеситель состоит из рабочей емкости для перемешивания 1 с вертикальной осью вращения и расположенного в ней месильного органа 2, привод которого выполнен в виде плоского четырехзвенного механизма, включающего ведущий кривошип 3 и ведомое коромысло 4, шарнирно установленные на неподвижном основании 5 привода и подвижно через вращательные кинематические пары, связанные между собой посредством шатуна 6, жестко соединенного с месильным органом 2. Месильный орган 2 установлен на шатуне 6 со стороны ведущего кривошипа 3 и направлен в сторону, противоположную основанию 5 привода. Основание 5 привода смонтировано с угловым смещением относительно оси вращения рабочей емкости 1 на угол β=53±5^o в направлении против часовой стрелки.The mixer consists of a working tank for mixing 1 with a vertical axis of rotation and a kneading body 2 located in it, the drive of which is made in the form of a flat four-link mechanism, including a leading crank 3 and a driven beam 4, pivotally mounted on a fixed base 5 of the drive and movably through rotational kinematic couples interconnected by means of a connecting rod 6, rigidly connected to the kneading organ 2. The kneading organ 2 is mounted on the connecting rod 6 from the side of the driving crank 3 and is directed to the side, oppositely Drive base 5. The base 5 of the drive is mounted with an angular offset relative to the axis of rotation of the working tank 1 at an angle β = 53 ± 5 ^o in the counterclockwise direction.

Смеситель работает следующим образом. При вращении ведущего кривошипа на 360^o (на черетеже показаны его 12 промежуточных положений через каждые 30^o угла поворота) точка E (лопасть) месильного органа также занимает 12 промежуточных положений, образующих овальную траекторию, вытянутую сначала вдоль диагонали n-n рабочей емкости, а затем (после проворота чаши на 180^o) - по симметричной овальной траектории (показана пунктиром), но вытянутой по другой диагонали m-m.The mixer operates as follows. When the driving crank rotates 360 ^o (its 12 intermediate positions are shown in the drawing every 30 ^{o of the} angle of rotation), the point E (blade) of the kneading organ also occupies 12 intermediate positions, forming an oval path, elongated first along the diagonal nn of the working vessel, and then ( after turning the bowl 180 ^o ) - along a symmetrical oval path (shown by a dashed line), but elongated along a different diagonal mm.

В результате этого снижается площадь необработанных зон (т.е. площадь замкнутых контуров внутри указанных траекторий движения) за счет увеличения размеров рабочей емкости по отношению к размерам рычажного привода увеличивается выход готовой продукции и снижаются удельные энергозатраты на единицу готовой смеси. As a result of this, the area of untreated zones is reduced (i.e., the area of closed circuits inside the indicated motion paths) due to an increase in the size of the working capacity relative to the size of the lever drive, the output of the finished product increases and the specific energy consumption per unit of the finished mixture decreases.

Согласно общему виду на чертеже разработана действующая модель смесителя, в которой для предельного снижения длины кривошипа O₁A при сохранении кинематической и силовой работоспособности рычажного привода выполнены следующие соотношения длин рычагов: L_O1A = 0,27L_O1O2; L_AB = L_BO2 = 0,73L_O1O2.According to the general view, a working mixer model is developed in which, to limit the length of the crank O ₁ A to the utmost, while maintaining the kinematic and power operability of the lever drive, the following ratios of lever lengths are made: L _O1A = 0.27L _O1O2 ; _{_{_{L AB = L BO2 = 0,73L O1O2}}} .

При этом основание 5 привода наклонено к вертикальной оси вращения рабочей емкости 1 на угол β=53^o в направлении против часовой стрелки. Установленный в точке E месильного органа 2 самописец подтверждает его движение по требуемой овальной траектории, вытянутой вдоль диагонали рабочей емкости 1.While the base 5 of the drive is inclined to the vertical axis of rotation of the working tank 1 at an angle β = 53 ^o in the counterclockwise direction. The recorder installed at point E of the kneading organ 2 confirms its movement along the required oval path extended along the diagonal of the working vessel 1.

Расчет на ЭВМ предлагаемого смесителя с указанными параметрами показывает возможность снижения в 2-3 раза удельных энергозатрат на получение однородной вязкой смеси по сравнению с прототипом [2]. The calculation on the computer of the proposed mixer with the specified parameters shows the possibility of reducing by 2-3 times the specific energy consumption for obtaining a homogeneous viscous mixture in comparison with the prototype [2].

Предлагаемый смеситель целесообразно использовать для получения готовой смеси повышенной вязкости, требующей на перемешивание больших энергозатрат (например, промышленное производство теста и бетона). The proposed mixer is advisable to use to obtain a finished mixture of high viscosity, requiring the mixing of large energy inputs (for example, industrial production of dough and concrete).

Claims

1. A mixer containing a working container for mixing with a vertical axis of rotation and a kneading body located in it, the drive of which is made in the form of a four-link flat linkage mechanism, including a leading crank and a driven beam, articulated on a fixed base of the drive and movably interconnected by a connecting rod rigidly connected to the kneading organ, characterized in that the kneading organ is mounted on the connecting rod from the side of the leading crank and is directed in the direction opposite to the main NIJ drive.

2. The mixer according to claim 1, characterized in that the base of the drive is mounted with an angular offset relative to the axis of rotation of the working container by an angle equal to 53 ± 5 ^o in the counterclockwise direction.