RU2388529C1

RU2388529C1 - Mixer

Info

Publication number: RU2388529C1
Application number: RU2008148451/15A
Authority: RU
Inventors: Сергей Петрович Волков (RU); Сергей Петрович Волков; Павел Юрьевич Слугин (RU); Павел Юрьевич Слугин; Олег Евгеньевич Бойко (RU); Олег Евгеньевич Бойко; Александр Владимирович Учаев (RU); Александр Владимирович Учаев
Priority date: 2008-12-08
Filing date: 2008-12-08
Publication date: 2010-05-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to equipment intended for production of mixes from loose, viscous and paste-like materials to be used in chemical, food and construction industries. Mixer comprises stationary housing, loading unloading hatches, bi-orbit drive, motor, revolving vessel with three cuts arranged along vessel surface generatrixes at 120° relative to each other. Said vessel accommodates flexible working tool with its one end jointed with bi-orbit drive sun gear axle and its other end pivoted to the housing, two rigid working tools and extra screw. Sizes of sun gears in aforesaid drive are selected to allow a clearance between working tools.

EFFECT: higher quality of mixing, reduced power consumption and chances of automation.

5 dwg

Description

Изобретение относится к технике для приготовления смесей из сыпучих, вязких, пастообразных компонентов и может применяться в химической и пищевой промышленности, производстве строительных материалов.The invention relates to techniques for the preparation of mixtures of granular, viscous, pasty components and can be used in the chemical and food industries, the production of building materials.

Известен смеситель, содержащий емкость с гибким рабочим элементом /RU №2254909 С2, B01F 9/02, В28С 5/20, 04.07.03. Тамбовский государственный технический университет, В.Ф.Першин, А.Г.Ткачев, М.В.Стрыгин /.A known mixer containing a container with a flexible working element / RU No. 2254909 C2, B01F 9/02, B28C 5/20, 04.07.03. Tambov State Technical University, V.F. Pershin, A.G. Tkachev, M.V. Strygin.

Недостатки указанного смесителя: смеситель периодического действия (загрузка новой партии компонентов смеси возможна только после полного прекращения работы механизма), что существенно снижает возможность его использования в автоматических производственных циклах; для рабочего процесса необходимо использование двух приводов, что существенно усложняет конструкцию и увеличивает энергозатраты.The disadvantages of this mixer: a batch mixer (loading a new batch of components of the mixture is possible only after the complete cessation of the mechanism), which significantly reduces the possibility of its use in automatic production cycles; for the working process, the use of two drives is necessary, which significantly complicates the design and increases energy consumption.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является смеситель фирмы «Fries Sohn» с бипланетарным приводом, образующим сложное циклоидальное движение рабочих органов /патент №1164378, ФРГ, 1964/.Closest to the proposed invention is a mixer company "Fries Sohn" with a biplanetary drive, forming a complex cycloidal movement of the working bodies / patent No. 1164378, Germany, 1964 /.

Главным недостатком указанного смесителя является наличие трех независимых приводов.The main disadvantage of this mixer is the presence of three independent drives.

Задача изобретения - повышение качества процесса перемешивания, уменьшение энергозатрат, автоматизация производственных процессов.The objective of the invention is to improve the quality of the mixing process, reduce energy consumption, automation of production processes.

Сущность изобретения: смеситель, содержащий неподвижный корпус, люки для погрузки и выгрузки, бипланетарный привод, электродвигатель, дополнительно содержит вращающуюся емкость с тремя прорезями, расположенными вдоль образующих цилиндрической поверхности емкости под углом в 120° относительно друг друга, гибкий рабочий орган, соединенный одним концом с осью сателлита бипланетарного привода, а другим - через шарнир с корпусом, два жестких рабочих органа, вспомогательный шнек, причем размеры сателлитов в бипланетарном приводе подобраны таким образом, чтобы обеспечить зазор между наружной поверхностью жестких рабочих органов и гибким рабочим элементом.The inventive mixer comprising a stationary body, hatches for loading and unloading, a biplanetary drive, an electric motor, further comprises a rotating tank with three slots located along the generatrices of the cylindrical surface of the tank at an angle of 120 ° relative to each other, a flexible working body connected at one end with the satellite axis of the biplanetary drive, and the other through the hinge with the housing, two rigid working bodies, an auxiliary screw, and the sizes of the satellites in the biplanetary drive are selected in such a way as to provide a gap between the outer surface of the rigid working bodies and the flexible working element.

Устройство представлено на чертежах.The device is shown in the drawings.

Фиг.1 - общий вид смесителя.Figure 1 - General view of the mixer.

Фиг.2 - погрузка компонентов смеси.Figure 2 - loading of the components of the mixture.

Фиг.3 - выгрузка готовой смеси.Figure 3 - unloading of the finished mixture.

Фиг.4 - расположение люка погрузки и прорезей емкости относительно друг друга.Figure 4 - location of the loading hatch and the slots of the tank relative to each other.

Фиг.5 - Циклоидальная траектория движения рабочих органов.Figure 5 - Cycloidal trajectory of the working bodies.

Смеситель состоит (Фиг.1) из неподвижного корпуса 1, люка для погрузки компонентов смеси 2, люка для выгрузки готовой смеси 3, вращающейся цилиндрической емкости 4 с тремя прорезями, расположенными вдоль образующих цилиндрической поверхности емкости 4 под углом в 120° относительно друг друга, бипланетарного привода 5, гибкого рабочего органа в виде металлической цепи 6, соединенной одним концом с осью сателлита бипланетарного привода 5, а другим - через шарнир 7 с корпусом 1, двух жестких рабочих органов 8. Электродвигатель 9 на валу имеет 3 шкива 10, 11 и 12, соединенных клиноременной передачей со шкивами 13, 14 и 15 соответственно. Шкив 14 передает вращательное движение от привода к вспомогательному шнеку 16. Бипланетарный привод 5 содержит разные по диаметру сателлиты 17 и 18.The mixer (Fig. 1) consists of a fixed body 1, a hatch for loading components of the mixture 2, a hatch for unloading the finished mixture 3, a rotating cylindrical tank 4 with three slots located along the generatrices of the cylindrical surface of the tank 4 at an angle of 120 ° relative to each other, biplanetary drive 5, a flexible working body in the form of a metal chain 6, connected at one end to the satellite axis of the biplanetary drive 5, and the other through a hinge 7 with the housing 1, two rigid working bodies 8. The electric motor 9 on the shaft has 3 pulleys 10, 11 and 12, connected by a V-belt drive with pulleys 13, 14 and 15, respectively. The pulley 14 transmits rotational motion from the drive to the auxiliary screw 16. The biplanetary drive 5 contains satellites 17 and 18 of different diameters.

Смеситель работает следующим образом.The mixer operates as follows.

Движение от электродвигателя 9 передается через клиноременную или иную передачу от шкива 10 к шкиву 13. Тем самым приводится в движение емкость 4, которая, заняв положение, соответствующее погрузке (одна из трех прорезей располагается под люком для погрузки 2), начнет заполняться компонентами необходимой смеси (Фиг.2).The movement from the electric motor 9 is transmitted through a V-belt or other gear from the pulley 10 to the pulley 13. Thereby, a vessel 4 is set in motion, which, having taken a position corresponding to loading (one of the three slots is located under the loading hatch 2), will begin to fill with components of the necessary mixture (Figure 2).

Бипланетарный привод 5, приводимый в движение через шкив 12 и шкив 15, сообщает циклоидальную траекторию движения основному рабочему органу - гибкому элементу, а именно металлической цепи 6, соединенной другим концом с корпусом 1 через шарнир 7, который обеспечивает свободное вращение цепи 6 относительно оси ее вращения. Выбор в качестве основного рабочего органа гибкого элемента вызван возможностью установки его таким образом, чтобы происходило постоянное изменение расстояния между местами закрепления его концов, способствующее постоянному изменению формы рабочего органа. Данный факт позволяет исключить периодичность в процессе смешивания, так как траектория движения точек гибкого рабочего органа будет непредсказуемой, зависеть не только от бипланетарного привода, но и от плотности смешиваемых компонентов. Выбор в качестве такого элемента металлической цепи позволяет добавить к общему процессу смешивания фактор перфорации перемешиваемой массы через отверстия в звеньях цепи.The biplanetary actuator 5, driven through a pulley 12 and a pulley 15, communicates a cycloidal trajectory to the main working body - a flexible element, namely a metal chain 6, connected at the other end to the housing 1 through a hinge 7, which provides free rotation of the chain 6 relative to its axis rotation. The choice of the flexible element as the main working body is caused by the possibility of installing it in such a way that there is a constant change in the distance between the places of fastening of its ends, contributing to a constant change in the shape of the working body. This fact allows us to exclude periodicity in the mixing process, since the trajectory of the points of the flexible working body will be unpredictable, depend not only on the biplanetary drive, but also on the density of the mixed components. The choice of such an element of the metal chain allows you to add to the overall mixing process the perforation factor of the mixed mass through the holes in the chain links.

Одновременно с гибким рабочим элементом 6 во вращение приходят вспомогательные жесткие рабочие органы - два шнека 8. Их предназначение заключается в максимальном использовании потенциала бипланетарного привода 5 и дополнительном перемешивании компонентов смеси. Диаметры сателлитов 17 и 18 бипланетарного привода 5 выбираются таким образом, чтобы обеспечить зазор (см. Фиг.1) между жесткими рабочими органами 8 и гибким рабочим элементом 6 в том его положении, когда он максимально приближен к жестким рабочим органам 8. Зазор является необходимым условием работоспособности смесителя, при котором траектории движения гибкого рабочего элемента 6 и жестких рабочих органов 8 не будут пересекаться. Таким образом, различные диаметры сателлитов 17 и 18 дают фактор различной скорости вращения гибкого рабочего органа 6 и жестких рабочих органов 8.Simultaneously with the flexible working element 6, auxiliary rigid working bodies come into rotation - two screws 8. Their purpose is to maximize the potential of the biplanetary drive 5 and additionally mix the components of the mixture. The diameters of the satellites 17 and 18 of the biplanetary actuator 5 are selected so as to provide a gap (see Figure 1) between the rigid working bodies 8 and the flexible working element 6 in that position when it is as close as possible to the rigid working bodies 8. The gap is necessary condition for the operability of the mixer, in which the trajectory of the flexible working element 6 and the rigid working bodies 8 will not intersect. Thus, the different diameters of the satellites 17 and 18 give a factor of different speeds of rotation of the flexible working body 6 and hard working bodies 8.

Когда емкость 4 займет положение, при котором одна из трех прорезей окажется над рабочим объемом вспомогательного шнека 16, готовая смесь, за счет сил гравитации, поступит через прорезь в емкости 4 в рабочий объем вспомогательного шнека 16. (Фиг.3) Вращение шнеку 16 передается через клиноременную передачу от шкива 11 к шкиву 14. Шнек 16 выполняет функцию автоматической подачи готовой смеси на выгрузку через люк 3 и способствует дополнительному перемешиванию компонентов. Наличие шнека 16 позволяет использовать данный смеситель в непрерывной производственной цепочке, к примеру с подсоединенным к нему гранулятором.When the tank 4 occupies a position in which one of the three slots is above the working volume of the auxiliary screw 16, the finished mixture, due to the forces of gravity, enters through the slot in the tank 4 into the working volume of the auxiliary screw 16. (Figure 3) The rotation of the screw 16 is transmitted through a V-belt drive from the pulley 11 to the pulley 14. The screw 16 performs the function of automatically feeding the finished mixture for unloading through the hatch 3 and contributes to the additional mixing of the components. The presence of the screw 16 allows you to use this mixer in a continuous production chain, for example with a granulator connected to it.

Скорость вращения емкости 4 подбирают согласно требованиям выполняемого технологического процесса, в котором используется смеситель. То есть, чем больше времени необходимо для качественного перемешивания компонентов данной смеси, тем меньше должна быть скорость вращения емкости 4. На выбор скорости вращения емкости 4 влияет также время, затрачиваемое на выгрузку готовой смеси. Необходимое соотношение скоростей вращения вала электродвигателя 9 и емкости 4 достигается путем использования шкивов 10 и 13 различного диаметра или дополнительной установки другой передачи.The speed of rotation of the tank 4 is selected according to the requirements of the process in which the mixer is used. That is, the more time is needed for high-quality mixing of the components of a given mixture, the less should be the speed of rotation of the tank 4. The time taken to unload the finished mixture also affects the speed of rotation of the tank 4. The necessary ratio of the rotational speeds of the shaft of the motor 9 and the tank 4 is achieved by using pulleys 10 and 13 of different diameters or additional installation of another gear.

Применение в емкости 4 трех прорезей А, Б и В (Фиг.4), расположенных под углом 120° относительно друг друга, обеспечивает снижение времени холостого хода смесителя, то есть времени, когда из емкости 4 выгрузится вся готовая смесь, а компоненты новой смеси еще не начнут поступать. С той же целью (снижение холостого хода) следует располагать погрузочный люк 2 смещенным от вертикальной оси корпуса 1 таким образом, чтобы он следовал сразу за прорезью А в тот момент, когда прорезь Б только закончит проходить рабочую область вспомогательного шнека 16. Выполнение этих двух правил позволяет максимально повысить производительность в работе смесителя, так как практически сразу после завершения выгрузки готовой смеси через прорезь, находящуюся над рабочим объемом шнека 16, начинается погрузка новых компонентов через прорезь, находящуюся под погрузочным люком 2.The use in the tank 4 of three slots A, B and C (Figure 4), located at an angle of 120 ° relative to each other, reduces the idle time of the mixer, that is, the time when the entire finished mixture is unloaded from the tank 4, and the components of the new mixture not yet begin to arrive. For the same purpose (reduction of idle speed), the loading hatch 2 should be positioned offset from the vertical axis of the housing 1 so that it immediately follows slot A at the moment when slot B only finishes passing through the working area of the auxiliary screw 16. These two rules allows you to maximize the productivity of the mixer, since almost immediately after the unloading of the finished mixture through the slot located above the working volume of the screw 16, loading of new components through the slot begins, located under the loading hatch 2.

Применение бипланетарного привода 5 позволяет организовать движение рабочих органов по циклоидальным траекториям (Фиг.5), что дает возможность качественного смешивания компонентов по всему объему смеси.The use of a biplanetary drive 5 allows you to organize the movement of the working bodies along cycloidal trajectories (Figure 5), which makes it possible to qualitatively mix the components throughout the volume of the mixture.

Технический результат использования изобретения:The technical result of using the invention:

- повышение качества перемешивания за счет использования гибкого рабочего органа;- improving the quality of mixing through the use of a flexible working body;

- уменьшение энергозатрат за счет использования одного электродвигателя;- reduction of energy costs through the use of one electric motor;

- возможность автоматизации технологического процесса путем исключения периодичности в работе смесителя, достигаемого применением вращающейся емкости с тремя прорезями, расположенными вдоль образующих цилиндрической поверхности емкости под углом в 120° относительно друг друга.- the ability to automate the process by eliminating the frequency in the mixer, achieved by using a rotating tank with three slots located along the generatrices of the cylindrical surface of the tank at an angle of 120 ° relative to each other.

Устройство несложно в изготовлении и может быть выполнено на стандартном оборудовании в условиях производства.The device is simple to manufacture and can be performed on standard equipment in a production environment.

Claims

A mixer comprising a fixed body, hatches for loading and unloading, a biplanetary drive, a rigid working body, an electric motor, characterized in that it further comprises a rotating container in the fixed body with three slots located along the cylindrical surface of the container at an angle of 120 ° relative to each other , a flexible working body connected at one end to the satellite axis of the biplanetary drive, and to the other through a hinge with a housing, two rigid working bodies, an auxiliary screw, and the dimensions of llitov in biplanetarnom actuator are selected in such a way as to provide clearance between the rigid and flexible working bodies of the working element.