ПЕРЕМЕШИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
MIXING DEVICE

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для приготовления эмульсий, смесей, перемешивания различных жидкостей и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Известно перемешивающее устройство (см. RU 2686141, B01F 7/18, 2019), содержащее цилиндрический корпус с верхней крышкой, мешалку, образованную штоком с приводом и механизмом перемещения штока в вертикальной плоскости, включающим кривошип, закрепленный на валу привода и шатун, закрепленный верхним концом на кривошипе, а нижним концом на штоке, установленным на верхней крышке, и лопастями, жестко закрепленными на звеньях ведомой части шарнирного многозвенника типа «нюрнбергские ножницы», ведущая часть последнего связана своим внутренним шарниром со штоком.
Известное устройство имеет ограниченные возможности, т.к. при большом внутреннем диаметре емкости недостаточно хорошо перемешивается смесь на периферии, т.е. вблизи боковых стенок, ввиду только возвратно-поступательного перемещения штока с лопастями по вертикали.
Известно также перемешивающее устройство (см. RU 2705329, B01F 7/18, 2019), содержащее цилиндрический корпус с верхней крышкой, выполненной в виде платформы приводного механизма для вращения относительно вертикальной оси цилиндрического корпуса, включающее приводную цилиндрическую шестерню, закрепленную посредством подшипника в отверстии на крышке, выполненном со смещением от центральной вертикальной оси цилиндрического корпуса, взаимодействующую зубьями с внутренними зубьями венца, выполненного в верхней части корпуса соосно вертикальной оси в горизонтальной плоскости, приводная шестерня выполнена полой соосно за одно целое с ведомой конической шестерней, взаимодействующей с ведущей конической шестерней, установленной на валу между приводом и кривошипом, закрепленным на валу привода, шатун, закрепленный верхним концом на кривошипе, а нижним концом на штоке механизма перемещения последнего в вертикальной плоскости, в полости шестерен установлен стакан с осевым отверстием для перемещения штока привода мешалки, в нижней части стакана выполнены проушины для шарнирного закрепления последних звеньев шарнирного многозвенника типа «нюрнбергские ножницы», лопасти, жестко закрепленные на звеньях ведомой части шарнирного многозвенника во взаимноперпендикулярных плоскостях, ведущая часть многозвенника связана своим внутренним шарниром со штоком, верхняя крышка выполнена с возможностью взаимодействия с верхней поверхностью корпуса посредством уплотнения и перемещается по верхней поверхности корпуса посредством подшипника.
Известное устройство обладает более широкими возможностями по сравнению с предыдущим устройством, т.к. наряду с возвратно-поступательным перемещением штока с лопастями по вертикали, в нем предусмотрено вращение шарнирного многозвенника с лопастями в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси цилиндрического корпуса, однако не предусмотрено вращение шарнирного многозвенника в горизонтальной плоскости относительно своей вертикальной оси.
Задачей предложенного решения является расширение эксплуатационных возможностей за счет перемешивания смеси при вращении шарнирного многозвенника вокруг своей вертикальной оси с одновременным перемещением по окружности венца с возвратно-поступательным перемещением по вертикали.
Эта задача достигается тем, что перемешивающее устройство, содержащее цилиндрический корпус с верхней крышкой, выполненной в виде платформы приводного механизма для вращения относительно вертикальной оси цилиндрического корпуса, включающее приводную цилиндрическую шестерню, закрепленную посредством подшипника в отверстии на крышке, выполненном со смещением от центральной вертикальной оси цилиндрического корпуса, взаимодействующую зубьями с внутренними зубьями венца, выполненного в верхней части корпуса соосно вертикальной оси в горизонтальной плоскости, приводная шестерня выполнена полой соосно за одно целое с ведомой конической шестерней, взаимодействующей с ведущей конической шестерней, установленной на валу между приводом и кривошипом, закрепленным на валу привода, шатун, закрепленный верхним концом на кривошипе, а нижним концом на штоке механизма перемещения последнего в вертикальной плоскости, в полости шестерен установлен стакан с осевым отверстием для перемещения штока привода мешалки, в нижней части стакана выполнены проушины для шарнирного закрепления последних звеньев шарнирного многозвенника типа «нюрнбергские ножницы», лопасти, жестко закрепленные на звеньях ведомой части шарнирного многозвенника во взаимноперпендикулярных плоскостях, ведущая часть многозвенника связана своим внутренним шарниром со штоком, верхняя крышка выполнена с возможностью взаимодействия с верхней поверхностью корпуса посредством уплотнения и перемещения по верхней поверхности корпуса посредством подшипника, шток между наружной верхней поверхностью стакана и нижним концом крепления шатуна к штоку выполнен разрезным с зазором между концами по вертикали, с соединением концов штока посредством подшипникового узла, включающего корпус, нижняя часть которого жестко закреплена на нижней части штока, например, посредством клинового соединения, верхняя часть корпуса установлена с зазором по отношению к образующей наружной цилиндрической поверхности верхней части штока, включающей на нижнем торце заплечики с установленным на заплечиках подшипником, верхнее посадочное место которого установлено в верхней части корпуса, верхняя и нижняя части корпуса подшипникового узла соединены между собой, нижняя часть штока, совершающая вертикальные возвратно-поступательные перемещения в стакане и сквозное отверстие в последнем, взаимодействующее с упомянутой частью штока, в сечении выполнены по форме отличной от круглого, например, квадратного, стакан в полости шестерен жестко установлен по посадке с натягом.
По сравнению с известным предложенное перемешивающее устройство позволяет более тщательно и равномерно перемешивать смеси во всем пространстве цилиндрической емкости за счет одновременного точечного перемешивания в горизонтальной и вертикальной плоскостях при помощи одного привода.
На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства, с максимально растянутым шарнирным многозвенником; на фиг. 2 - элемент I на фиг. 1; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1.
Перемешивающее устройство содержит цилиндрический корпус 1 с верхней крышкой 2, выполненной в виде платформы приводного механизма для вращения относительно вертикальной оси 3 цилиндрического корпуса 1, включает приводную цилиндрическую шестерню 4, закрепленную посредством подшипника 5 в отверстии на крышке 2, выполненном со смещением от центральной вертикальной оси 3 цилиндрического корпуса 1, взаимодействующую зубьями с внутренними зубьями венца 6, выполненного в верхней части корпуса 1 соосно вертикальной оси 3 в горизонтальной плоскости. Приводная шестерня 4 выполнена полой соосно за одно целое с ведомой конической шестерней 7, взаимодействующей с ведущей конической шестерней 8, установленной на валу 9 между приводом 10 и кривошипом 11, закрепленным на валу 9 привода 10. Шатун 12, закрепленный верхним концом на кривошипе 11, а нижним концом на штоке 13 механизма перемещения последнего в вертикальной плоскости. В полости шестерен 4 и 7 установлен стакан 14 с осевым отверстием для перемещения штока 13 привода мешалки. В нижней части стакана 14 выполнены проушины 15 для шарнирного закрепления последних звеньев 16 шарнирного многозвенника типа «нюрнбергские ножницы». Лопасти 17 и 18, жестко закрепленные на звеньях 19 ведомой части шарнирного многозвенника во взаимноперпендикулярных плоскостях, ведущая часть многозвенника связана своим внутренним шарниром 20 со штоком 13. Верхняя крышка 2 выполнена с возможностью взаимодействия с верхней поверхностью корпуса 1 посредством уплотнения 21 и перемещения по верхней поверхности корпуса 1 посредством подшипника 22. Шток 13 между наружной верхней поверхностью стакана 14 и нижним концом крепления шатуна 12 к штоку 13 выполнен разрезным с зазором между концами по вертикали, с соединением концов штока 13 посредством подшипникового узла 23, включающего корпус. Нижняя часть 24 корпуса жестко закреплена на нижней части 25 штока 13, например, посредством клинового соединения 26. Верхняя часть 27 корпуса установлена с зазором по отношению к образующей наружной цилиндрической поверхности верхней части штока 13, включающей на нижнем торце заплечики 28 с установленным на заплечиках 28 подшипником 29, верхнее посадочное место которого установлено в верхней части 27 корпуса. Верхняя часть 27 и нижняя часть 24 корпуса подшипникового узла 23 соединены между собой. Нижняя часть 25 штока 13, совершающая вертикальные возвратно-поступательные перемещения в стакане 14 и сквозное отверстие в последнем, взаимодействующее с нижней частью 25 штока 13, в сечении выполнены по форме отличной от круглого, например, квадратного. Стакан 14 в полости шестерен 4 и 7 жестко установлен по посадке с натягом. Выход нижней части 25 штока 13 из стакана 14 загерметизирован уплотнением 30 и сильфоном 31. Цилиндрическая часть корпуса 1 в нижней части выполнена сужающейся в сторону днища в виде усеченного конуса 32. Продольная вертикальная ось 3 цилиндрического корпуса 1 не совпадает с продольной вертикальной осью 33 привода шарнирного многозвенника. Лопасти 17 для горизонтального перемешивания выполнены треугольной формы с выступающим углом наружу от звена 19, а лопасти 18 для вертикального перемешивания выполнены прямоугольной формы с примыканием большей стороны к звену 19.
Перемешивающее устройство работает следующим образом. При включенном приводе 10 кривошип 11 посредством вала 9 вращается, приводя в движение шатун 12, который преобразует вращательное движение кривошипа 11 в возвратно-поступательное перемещение штока 13. Во время движения штока 13 вверх шарнирный многозвенник сжимается, перемещая все допасти 17 и 18 вверх и одновременно разводя их в стороны от вертикальной оси 33. При обратном движении штока 13 вниз шарнирный многозвенник растягивается и перемещает лопасти 17 и 18 вниз к вертикальной оси 33. Одновременно крутящий момент от привода 10 через вал 9 передается на ведущую коническую шестерню 8, которая, взаимодействуя с ведомой конической шестерней 7, вращает ее. Крутящий момент от ведомой конической шестерни 7 передается на приводную цилиндрическую шестерню 4, зубья которой, взаимодействуя с внутренними зубьями венца 6, перемещают верхнюю крышку 2 вместе с приводным механизмом посредством подшипника 22 относительно вертикальной оси 3 корпуса 1 по окружности, выполняя, таким образом, одновременное перемешивание смеси внутри корпуса 1 как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях при помощи одного привода. Кроме того, крутящий момент от ведомой конической шестерни 7 посредством стакана 14 передается на нижнюю часть 25 штока 13, которая посредством клинового соединения 26 с нижней частью 24 корпуса, соединенной с верхней частью 27 корпуса, посредством подшипника 29, опирающегося на заплечики 28, вращается относительно верхней части штока 13 вокруг продольной вертикальной оси 33 привода шарнирного многозвенника, создавая дополнительно точечное равномерное перемешивание смеси в горизонтальной и вертикальной плоскостях, способствуя более тщательному приготовлению продукта.