UA126530C2 - Змішувальний пристрій із запірним елементом - Google Patents

Abstract

Даний винахід стосується змішувального пристрою, який має контейнер, виконаний із можливістю обертання навколо осі контейнера, для вміщення змішуваного матеріалу, з випускним отвором (7), розташованим на його дні, виконану з можливістю обертання мішалку (2), розташовану у внутрішній частині контейнера, та запірний елемент для закриття випускного отвору (7), причому запірний елемент може повертатися навколо поворотної осі для відкриття та закриття випускного отвору (7), причому запірний елемент має внутрішню поверхню, яка при закритому випускному отворі (7) розташована в контейнері, зовнішню поверхню, яка при закритому випускному отворі (7) розташована ззовні контейнера, та периферійну поверхню, яка при закритому випускному отворі (7) розташована навпроти периферійної поверхні випускного отвору (7). Для забезпечення змішувального пристрою такого типу, як зазначено у вступі даного винаходу, що дозволяє переміщувати змішуваний матеріал через порівняно невеликий поперечний переріз, згідно з винаходом пропонується, що запірний елемент, випускний отвір (7) та поворотна вісь мають таку конфігурацію та розташування, що точка, розташована якнайдалі від поворотної осі на внутрішній поверхні або периферійній поверхні запірного елемента, описує коло у поворотному русі, причому запірний елемент розташований в межах кола і периферійні поверхні випускного отвору (7) розташовані за межами кола. WO 2019/175048 PCT/EP2019/055838

Description

Даний винахід стосується змішувального пристрою, який має контейнер, виконаний із можливістю обертання навколо осі контейнера, для вміщення змішуваного матеріалу, з випускним отвором, розташованим на його дні, виконану з можливістю обертання мішалку, розташовану у внутрішній частині контейнера, та запірний елемент для закриття випускного отвору, причому запірний елемент може повертатися навколо поворотної осі для відкриття та закриття випускного отвору, причому запірний елемент має внутрішню поверхню, яка при закритому випускному отворі розташована в контейнері, зовнішню поверхню, яка при закритому випускному отворі розташована ззовні контейнера, та периферійну поверхню, яка при закритому випускному отворі розташована навпроти периферійної поверхні випускного отвору.

Часто такий запірний елемент має вигляд запірної кришки. Однак це не є неодмінно обов'язковим.

Запірний елемент також може являти собою елемент, відділений від запірної кришки. Далі в даному документі винахід описаний із посиланням на запірні елементи у вигляді запірної кришки. Однак слід мати на увазі, що замість запірної кришки також можливо створити запірну кришку згідно з винаходом, навіть якщо її конфігурація у вигляді запірної кришки є переважною.

Такий змішувальний пристрій відомий, наприклад, із публікації УМО 2011/128435 А1.

Відомий змішувальний пристрій такого виду показаний на фіг. 1 та 2. У цьому відношенні на фіг. 1 показаний вид зверху змішувального контейнера. На фіг. 2 показаний вид у перерізі.

Циліндричний змішувальний контейнер 1 містить мішалку 2, яка ексцентрично розміщена в змішувальному контейнері та встановлена у підвішеному з'єднанні на центральному валу 3, причому розташовані збоку змішувальні лопаті 4 та нерухомий скребок 5 для стінки/дна встановлені у підвішеному з'єднанні вертикально зверху. Нижні лопаті б, закріплені в найнижчій площині лопаті мішалки 2, виступають вертикально вниз та працюють на невеликій відстані від поверхні дна контейнера.

Випускний отвір 7 розміщено в центрі змішувального контейнера 1. Випускний отвір 7 може бути закритий запірним елементом у вигляді запірної кришки 8. У зображеному варіанті здійснення запірна кришка 8 з'єднана з опорним важелем 10 за допомогою кріпильної вилки та кріпильної цапфи 9 і, таким чином, виконана з можливістю повороту навколо поворотної осі кріпильної цапфи 9. Опорний важіль 10 встановлений із можливістю обертання за допомогою поворотного вала 11. Елемент повернення (не показаний) передбачає, що запірна кришка 8 приймає задане положення відносно опорного важеля 10, якщо на неї не діють зовнішні сили.

Коли випускний отвір 7 закритий, тобто запірна кришка 8 розташована у випускному отворі 7, запірна кришка 8 закінчується на одному рівні з дном контейнера. Це утворює плоску поверхню дна, по якій переміщується змішуваний матеріал. Це забезпечує ефективне ретельне перемішування всього змішуваного матеріалу, оскільки над запірною кришкою немає недосяжного простору, до якого не потрапляють нижні лопаті 6.

Вимога до запірної кришки, щоб вона закінчувалася на одному рівні з дном контейнера, викликає труднощі з точки зору конфігурації та спрямовування запірної кришки.

В основному запірну кришку потрібно перемістити лінійно вниз, щоб відкрити випускний отвір.

Однак наслідком цього буде те, що через розташування випускного отвору на дні контейнера, змішуваний матеріал буде затікати за всі відомі поверхні запірної кришки, і, можливо, навіть забруднювати запірну кришку. Однак неможливо, щоб запірна кришка була виконана з можливістю повороту вбік за межі випускного отвору внаслідок поверхонь контакту запірної кришки та випускного отвору, які мають по суті циліндричну форму або форму зрізаного конусу.

Із цієї причини привід запірної кришки, показаний на фіг. 2, дозволяє здійснювати поворотний рух як навколо осі 11, так і навколо осі 9. Відома запірна кришка є складною і дорогою у виробництві, і її неможливо легко очистити. Унаслідок поворотного руху запірної кришки запірна кришка повинна мати певний зазор всередині випускного отвору, щоб уможливлювати поворот за межі випускного отвору.

Зазор, який утворюється в результаті, означає, що компоненти змішуваного матеріалу можуть виходити з контейнера навіть тоді, коли випускний отвір закритий. Крім того, після кожної операції спорожнення запірну кришку необхідно дуже ретельно очистити, щоб її можна було знову розмістити в отворі та надійно ущільнити. Крім того, змішуваний матеріал може збиратися в області поворотної осі 9, яка знаходиться під запірною кришкою, і перешкоджати здійсненню повороту. Унаслідок поворотного руху запірної кришки у поєднанні з обертальним рухом змішувального контейнера змішуваний матеріал, коли він витікає з отвору, буде витікати із змішувального контейнера за параболічною траєкторією. У результаті цього необхідно, щоб розвантажувальна камера 12, розташована під запірною кришкою, була досить великого розміру, що спричиняє труднощі з подальшим очищенням. Крім того, поперечний переріз нижнього зливу розвантажувальної камери повинен бути виконаний порівняно великим, щоб забезпечити достатньо великий кут зливу. Великий поперечний переріз зливу спричиняє труднощі щодо розміщення змішуваного матеріалу в контейнерах, які приєднані нижче за потоком, оскільки вони теж в свою чергу повинні мати великі поперечні перерізи впускного отвору.

Отже, метою даного винаходу є забезпечення змішувального пристрою такого типу, як зазначено у вступі даного винаходу, що щонайменше зменшує описані вище недоліки та дозволяє переміщувати змішуваний матеріал через порівняно невеликий поперечний переріз.

Згідно з даним винаходом ця мета досягається таким чином, що запірний елемент, випускний отвір та поворотна вісь мають таку конфігурацію та розташування, що точка, розташована якнайдалі від поворотної осі на внутрішній поверхні або периферійній поверхні запірного елемента, описує коло у поворотному русі, причому запірний елемент розташований в межах кола і периферійні поверхні випускного отвору розташовані за межами кола.

За допомогою цього запірний елемент має лише обертатися навколо поворотної осі, щоб закрити випускний отвір. Випускний отвір має таку конфігурацію та розташування, що периферійні поверхні випускного отвору не можуть зіштовхуватися з запірним елементом під час поворотного руху.

Загалом зазор може залишатися між периферійними поверхнями запірного елемента та периферійними поверхнями випускного отвору навіть у закритому положенні запірного елемента всередині випускного отвору, проте ширина зазору повинна бути меншою за найменший розмір частинки змішуваного матеріалу, який підлягає обробці, щоб запобігти витіканню змішуваного матеріалу із змішувального контейнера в закритому положенні запірного елемента.

Переважний варіант здійснення передбачає, що випускний отвір та запірний елемент мають взаємно відповідні периферійні поверхні, які контактують одна з одною, коли запірний елемент розташований у випускному отворі.

Цей захід забезпечує відсутність зазору між випускним отвором та запірним елементом у закритому положенні запірного елемента.

Додатковий переважний варіант здійснення передбачає, що периферійні поверхні запірного елемента мають вигнуту конфігурацію таким чином, що вони лежать на уявній кулі, та центральна точка уявної кулі лежить на поворотній кулі.

Зокрема, переважно запірний елемент закінчується на одному рівні з дном таким чином, що утворюється плоска поверхня дна, коли запірний елемент розташований у випускному отворі.

Така конфігурація периферійних поверхонь подібна конструкції напрямних зі сферичним сегментом. Напрямні зі сферичним сегментом діють як запірний елемент із лініями дозування та подачі. Однак слід зауважити, що у випадку напрямних із сферичним сегментом рухомі клапанні напрямні мають форму сферичного сегмента, тобто не тільки поверхні контакту, які контактують із відповідним сідлом клапана, мають вигнуту конфігурацію, але вся клапанна напрямна має форму сферичної кришки. Крім факту, що таку клапанну напрямну не слід розглядати як запірну кришку, вона також не дозволяє розташування на дні контейнера в його площині через форму кришки.

Конфігурація згідно з винаходом має перевагу в тому, що запірна кришка може легко повертатися навколо поворотної осі, щоб закрити або відкрити випускний отвір.

У переважному варіанті здійснення мішалка містить вал мішалки, розміщений паралельно осі обертання контейнера, та сукупність лопатей на відстані одна від одної на валу мішалки. Ретельне змішування змішуваного матеріалу може бути суттєво прискорене за допомогою такої мішалки. Така мішалка вже показана на фіг. 1 та 2. Альтернативно замість змішувальних лопатей можливо також використовувати дископодібні мішалки, наприклад, із М-подібними або О-подібними виїмками на зовнішній периферії та штифтами або брусковими змішувальними елементами, що виступають вверх або вниз за межі площини мішалки. Для досягнення максимально ретельного змішування змішуваного матеріалу з усіма розмірами мішалки необхідно розмістити на кінці у напрямку дна щонайменше одну або переважно щонайменше дві зазвичай взаємно протилежні нижні лопаті, які, на невеликій відстані відносно дна змішувального контейнера або також у безпосередньому контакті з ним, видаляють накопичення матеріалу на дні змішувального контейнера та запірній кришці за допомогою обертального руху. Нижні лопаті зазвичай розташовані таким чином, що вони проходять через вісь обертання змішувального контейнера та також запірної кришки.

Буде видно, що лопаті мішалки з прикріпленими до них нижніми лопатями б проходять над запірною кришкою. Таким чином, як видно, зокрема, на фіг. 2, може виникнути ситуація, в якій лопать мішалки або нижня лопать, прикріплена до лопаті мішалки, розташована безпосередньо над запірною кришкою. Згідно з даним винаходом запірна кришка повертається навколо поворотної осі для відкриття та закриття випускного отвору та, оскільки центральна точка вигину периферійних поверхонь запірної кришки лежить на цій поворотній осі, під час поворотного руху запірної кришки навколо поворотної осі периферійні поверхні переміщуються вздовж поверхні уявної кулі, тобто вони переміщуються по колу. Однак унаслідок цього периферійні поверхні повертаються в контейнер, що, однак, може призвести до зіткнення запірної кришки з лопаттю мішалки або нижньою лопаттю, прикріпленою до лопаті мішалки, коли вона точно знаходиться в області поворотного руху запірної кришки. Таким чином, необхідно, щоб перед відкриттям або закриттям запірної кришки вал мішалки обертався таким чином, щоб лопать мішалки та нижня лопать були відсутні в області поворотного руху запірної кришки. Це може бути здійснено, наприклад, вручну, тобто оператором, присутнім на місці.

У переважному варіанті здійснення змішувальний пристрій містить пристрій позиціонування для обертального позиціонування лопатей мішалки та, зокрема, нижньої лопаті відносно випускного отвору.

Мішалка може тоді бути розміщена за допомогою пристрою позиціонування таким чином, що частини мішалки, які можуть стикатися із запірною кришкою, тобто, зокрема, нижніми лопатями, не знаходяться в області, де запірна кришка здійснює поворотний рух у разі її відкриття.

Таким чином, за допомогою пристрою за даним винаходом перед відкриттям або закриттям запірної кришки, яка знаходиться у вигляді клапана зі сферичним сегментом, вал мішалки спочатку переміщується за допомогою пристрою позиціонування у положення, в якому запірна кришка може повертатися без жодного ризику. У цьому відношенні слід бути впевненим, що під час поворотного руху частини вала мішалки, які можуть стикатися із запірною кришкою, не переміщуються в область поворотного руху запірної кришки.

У переважному варіанті здійснення пристрій позиціонування містить пристрій для визначення положення обертання вала мішалки. Залежно від відповідного вала мішалки може бути неможливим передбачити, в якому положенні мішалка або елементи, що виступають, або нижні лопаті на валу мішалки розміщені у даний момент. Таким чином, пристрій позиціонування може сприяти визначенню поточного положення обертання вала мішалки, відносно чого на основі визначення положення таким чином пристрій позиціонування може реалізувати обертальне позиціонування нижніх лопатей мішалки відносно випускного отвору, щоб дозволити безпечний поворотний рух запірної кришки.

Загалом будь-який бажаний датчик може бути використаний для визначення положення обертання. Зокрема, кулачки переважно розташовані на валу мішалки або на привідних елементах, прикріплених до нього, наприклад, шківи клиноподібного ременя, причому вони виявляються за допомогою відповідних штовхачів кулачка, які взаємодіють із кулачками таким чином, що здійснюється механічне, електричне або електромеханічне виявлення. Наприклад, кулачкоподібна піднята частина може бути розміщена на валу мішалки (або на прикріпленому до нього шківі клиноподібного ременя), причому кулачкоподібна частина розташована таким чином, що, коли нерухомо розташований штовхач кулачка виявляє кулачкоподібну підняту частину, це забезпечує, що вал мішалки знаходиться в положенні, в якому нижня лопать вала мішалки відсутня в області поворотного руху запірної кришки.

Таким чином, у процесі виявлення штовхачем кулачка самого кулачка запірна кришка може бути відкрита або закрита. Якщо штовхач кулачка не виявляє кулачок, то вал мішалки повинен далі обертатися до виявлення кулачка. Загалом також можливо розміщувати кулачки на валу мішалки таким чином, що, коли штовхач кулачка виявляє кулачок, компоненти, що виступають, наприклад, нижні лопаті, розташовані таким чином, що запірна кришка не може бути відкрита або закрита.

Крім того, переважний варіант здійснення передбачає, що пристрій позиціонування має таку конфігурацію, що він може управляти та зупиняти обертальний рух вала мішалки та/або обертальний рух змішувального контейнера.

Таким чином, якщо випускний отвір має бути відкритий або закритий, пристрій позиціонування має можливість такого позиціонування вала мішалки, що можливим є нешкідливий поворотний рух запірної кришки. Це також може гарантувати, що цей стан підтримується під час процедури відкриття або закриття.

Додаткові переваги, ознаки й можливі застосування даного винаходу стануть зрозумілими з наведеного далі опису переважного варіанта здійснення й супровідних графічних матеріалів, на яких: на фіг. 1 представлений вид зверху змішувального контейнера з відомого рівня техніки; на фіг. 2 представлений поперечний переріз змішувального пристрою, в якому розміщений змішувальний контейнер, як показано на фіг. 1, та на фіг. З показаний варіант здійснення змішувального пристрою за даним винаходом.

На фіг. 1 і 2 показана структура з рівня техніки, яка вже була описана раніше.

На фіг. З показаний схематичний переріз варіанта здійснення згідно з винаходом змішувального пристрою.

Наскільки це можливо, для однакових елементів використовуються однакові посилання. У даному випадку також присутній змішувальний контейнер 1, виконаний із можливістю обертання навколо осі обертання. Мішалка, яка має вал З мішалки, розташована всередині змішувального контейнера 1.

Дископодібна мішалка 19 прикріплена до вала З мішалки, причому штифти проходять в осьовому напрямку вверх і нижні лопаті 6 виступають у напрямку дна контейнера.

Вал З мішалки приводиться в дію двигуном 21 за допомогою клиноподібного ременя. Із цією метою шків 16 клиноподібного ременя прикріпляється до вала З мішалки. На шківі 16 клиноподібного ременя розташовані магніти 17, які можуть бути виявлені за допомогою придатного датчика 18.

У проілюстрованому прикладі магніти 17 розташовані в тій самій площині, в якій розташовані вісь обертання вала З мішалки та також нижня лопать 6.

Як також показано як приклад на фіг. 3, відповідні магніти 17 також можуть бути розташовані безпосередньо на валу 3 мішалки. Датчики 18 зчитуються контролером 20, який у свою чергу приводить до дії двигун 21.

Дно контейнера має випускний отвір 7. Запірна кришка 13 розташована у випускному отворі 7.

Запірна кришка 13 та випускний отвір 7 мають взаємно відповідні периферійні поверхні, які контактують одна з одною, коли запірна кришка розташована у випускному отворі 7, як показано на фіг. 3. Буде видно, що запірна кришка 13 закінчується на одному рівні з дном контейнера таким чином, що це утворює плоску поверхню дна.

Периферійні поверхні запірної кришки 13 мають вигнуту конфігурацію таким чином, що вони лежать на уявній кулі. Запірна кришка 13 може повертатися навколо поворотної осі 14 для відкриття та закриття випускного отвору 7. Центральна точка уявної кулі знаходиться на поворотній осі 14.

Наслідком цього є те, що запірна кришка 13 може повертатися навколо поворотної осі 14 без попереднього переміщення з випускного отвору 7. У цьому випадку периферійні поверхні запірної кришки 13 переміщуються на уявну кулю 15. На фіг. З показана ситуація, коли запірна кришка 13 буде стикатися з нижньою лопаттю 6 у поворотному русі навколо поворотної осі 14.

Таким чином, перед поворотом запірної кришки 13 навколо поворотної осі 14 положення вала З мішалки виявляється за допомогою магнітів 17 та датчиків 18, та рух вала З мішалки управляється таким чином, що нижні лопаті б переміщуються з області поворотного руху запірної кришки 13 таким чином, що запірна кришка 13 може тоді бути відкрита або закрита без жодного ризику. Замість магнітів 17 та датчиків 18, як вже було описано вище, також можна встановити придатні кулачки і штовхачі кулачків або будь-які інші датчики та відповідні додаткові елементи, які дозволяють визначати положення обертання вала. ' 5 1 1

З в ке р АС ря й с «х х- за 1 4 й З м Р ох у / і:

ЇЇ ва у 8 7 | хх ї Ду 2-й Її їй 4 їе : ЩІ

Х Ії

Ї- й

Х /

У ;

Б ДИ

Х Її що»

Зх да ух де в В секс ' і і

Фіг. 1 сатин поси

ГЕ жк.

МІ ее»

ЧТ А- щи

ТТ | н рення НИНІ нини и .

Шо, ЧИН Я Це

ЦІ ри кун дра 6 В ден г ни ну поеее

ЧЕ : Щи 87 шк 12

Фіг. 2 третя й 3.17 у ' 17 ЯН 17 ли о їй ' ш ш-д ях «--ІШ. тн ЗА С Л «ЗЛ « - ж 19 | ЦІ 15 6 її Ї

Т- в с-ще ' зу хе

Ек. т

Фіг. З

Claims (9)

1. Змішувальний пристрій, який має контейнер (1), виконаний із можливістю обертання навколо осі контейнера (1), для вміщення змішуваного матеріалу, з випускним отвором (7), розташованим на його дні, виконану з можливістю обертання мішалку, розташовану у внутрішній частині контейнера (1), та запірний елемент для закриття випускного отвору (7), причому запірний елемент може повертатися навколо поворотної осі (14) для відкриття та закриття випускного отвору (7), причому запірний елемент має внутрішню поверхню, яка при закритому випускному отворі (7) розташована в контейнері (1), зовнішню поверхню, яка при закритому випускному отворі (7) розташована ззовні контейнера (1), та периферійну поверхню, яка при закритому випускному отворі (7) розташована навпроти периферійної поверхні випускного отвору (7), який відрізняється тим, що запірний елемент, випускний отвір (7) та поворотна вісь (14) мають таку конфігурацію та розташування, що точка, розташована якнайдалі від поворотної осі (14) на внутрішній поверхні або периферійній поверхні запірного елемента, описує коло у поворотному русі, причому запірний елемент розташований у межах кола та периферійні поверхні випускного отвору (7) розташовані за межами кола, та причому запірний елемент закінчується на одному рівні з дном таким чином, що утворюється плоска поверхня дна, коли запірний елемент розташований у випускному отворі (7).

2. Змішувальний пристрій за п. І, який відрізняється тим, що випускний отвір (7) та запірний елемент мають взаємно відповідні периферійні поверхні, які контактують одна з одною, коли запірний елемент розташований у випускному отворі (7).

3. Змішувальний пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що периферійні поверхні запірного елемента мають вигнуту конфігурацію таким чином, що вони лежать на уявній кулі (15), та центральна точка уявної кулі (15) лежить на поворотній осі (14).

4. Змішувальний пристрій за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що мішалка містить вал (3) мішалки, розташований паралельно осі обертання контейнера (1), та пристрій позиціонування для обертального позиціонування вала (3) мішалки відносно випускного отвору (7).

5. Змішувальний пристрій за п. 4, який відрізняється тим, що мішалка містить щонайменше одну нижню лопать (6) або змішувальний елемент, який виступає у напрямку дна контейнера

(п).

6. Змішувальний пристрій за п. 4 або 5, який відрізняється тим, що пристрій позиціонування містить пристрій для визначення положення обертання вала (3) мішалки.

7. Змішувальний пристрій за п. б, який відрізняється тим, що пристрій для визначення обертального руху вала (3) мішалки містить кулачки, розташовані на валу (3) мішалки або на привідних елементах, прикріплених до нього, та штовхачі кулачків, які взаємодіють 13 кулачками.

8. Змішувальний пристрій за будь-яким із пп. 4-7, який відрізняється тим, що пристрій позиціонування має таку конфігурацію, що він може зупиняти обертальний рух вала (3) мішалки та/або обертальний рух змішувального контейнера (1).

9. Змішувальний пристрій за будь-яким із пп. 1-85, який відрізняється тим, що запірний елемент має вигляд запірної кришки (13).