СМЕСИТЕЛЬ

Область техники.
Техническое решение относится к передвижным перемешивающим устройствам гравитационного типа с вращающимся вокруг наклонной оси барабаном. Смеситель может быть использован для приготовления строительных смесей, а также для получения других смесей, в т.ч. для приготовления комбинированных кормов.
Предшествующий уровень техники.
Из уровня техники известен смеситель (журнал «Моделист-конструктор», №5, 1983, стр. 36-37, статья «Бетон делаем сами» Т. Мякшицкий), содержащий, как и в заявленном техническом решении, раму, на которой с возможностью поворота закреплено переворотное устройство. На переворотном устройстве размещены двигатель и бункер с загрузочно-разгрузочным отверстием. Бункер имеет возможность вращаться. Ведомое зубчатое колесо привода вращения бункера закреплено на бункере. В отличие от заявленного решения ведомое зубчатое колесо выполнено в виде зубчатого венца от маховика двигателя автомобиля ГАЗ-51.
Недостатком указанного смесителя является использование в качестве ведомого зубчатого колеса венца от маховика двигателя автомобиля ГАЗ-51, имеющего модуль 2,5. Это приводит к повышенному уровню шума при работе смесителя.
Раскрытие заявляемого технического решения.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является снижение шумности работы смесителя.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является снижение уровня шума при работе смесителя.
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что смеситель содержит раму, на которой с возможностью поворота закреплено переворотное устройство, на котором с возможностью вращения установлен бункер, на котором закреплено ведомое зубчатое колесо привода его вращения, входящее в зацепление с шестерней привода вращения бункера. Отличается тем, что ведомое зубчатое колесо выполнено с модулем от 2 до 2,3.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленного технического результата.
В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом.
Шестерня привода вращения бункера предпочтительно закреплена с возможностью регулировки зазора в зацеплении этой шестерни и ведомого зубчатого колеса.
Привод вращения бункера желательно снабжен двигателем с ведущим звеном, а также размещенными на одном валу промежуточным звеном и шестерней привода вращения бункера. Вал, на котором размещены промежуточное звено и шестерня привода вращения бункера, желательно установлен с возможностью смещения к оси вращения бункера или от этой оси. При этом целесообразно размещать этот вал с возможностью поворота относительно параллельной ему оси, лежащей, в сущности, в плоскости, проходящей через ось этого вала и ось вращения ведущего звена. Ведущее звено и промежуточное звено могут быть связаны ременной передачей (например, клиновидным, поликлиновым или зубчатым ремнем) или цепной передачей.
Автором заявленного технического решения изготовлены опытные образцы этого решения, испытания которых подтвердили достижение технического результата.
Краткое описание чертежей.
На фигурах 1 и 2 показан внешний вид смесителя, на фиг. 3 - вид на привод вращения бункера смесителя, на фиг. 4 - вид на механизм регулировки зазора в зацеплении шестерни привода вращения бункера и ведомого зубчатого колеса.
Осуществление технического решения.
Смеситель содержит раму (1) с закрепленным в ней с возможностью поворота переворотным устройством (фиг. 1, 2). На переворотном устройстве с возможностью вращения закреплен бункер (2).
Переворотное устройство представляет собой траверсу (6) с приводом (8). Переворотное устройство закреплено к раме (1), предпочтительно, в двух направляющих (5), выполненных в виде подшипников скольжения.
В частности, траверса (6) может представлять собой изогнутый под тупым углом кронштейн, имеющий горизонтальный и наклонный участки. Предпочтительно выполнять такой кронштейн сваренным из двух прямых отрезков трубы. В подшипниках скольжения (направляющих (5)) установлен горизонтальный участок траверсы. Привод (8) переворотного устройства закреплен на конце горизонтального участка кронштейна.
На траверсе (6) закреплены детали привода вращения бункера. На траверсе (6) также установлен бункер (2) с возможностью вращения. Ось бункера может быть неподвижно закреплена или к бункеру (2), или к траверсе (6).
Если ось бункера неподвижно закреплена к бункеру (2) (показано на фиг. 1), то на траверсе (6) жестко закреплен корпус (9) подшипников бункера (2). Корпус (9) подшипников бункера может быть выполнен заодно с траверсой (6). В подшипниках, размещенных в корпусе (9), установлена ось бункера, приваренная к бункеру. Бункер и его ось могут иметь дополнительную связь в виде фиксирующего элемента, как раскрыто в патенте РФ на полезную модель RU 155798. Фиксирующий элемент может быть одним торцом закреплен на оси бункера, а другим - на основании донной части бункера с внешней стороны донной части. Фиксирующий элемент может быть выполнен в виде тела вращения: усеченного купола или усеченного конуса, или иного тела вращения. Фиксирующий элемент может быть выполнен объемным или плоским. Аналогичный фиксирующий элемент может быть расположен и внутри бункера или только внутри бункера. Основание донной части может быть выполнено вогнутым. Соединение донной части с осью и фиксирующим элементом может быть разъемным.
Если ось бункера неподвижно закреплена к траверсе, то корпус подшипников бункера размещен в нижней части бункера. Ось бункера предпочтительно съемно установлена в держателе на траверсе. Ось бункера может быть приварена к траверсе.
Ось вращения бункера может быть ориентирована не пересекающейся с осью вращения переворотного устройства. Примеры конкретного выполнения такого смесителя раскрыты в патенте РФ на изобретение RU 2652200.
Привод (8) переворотного устройства выполнен ручным в виде штурвала, закрепленного на оси вращения переворотного устройства. Вместо штурвала допустимо использовать один или несколько прямолинейных рычагов, снабженных рукоятками. Привод переворотного устройства может быть оснащен редуктором, состоящим из кинематической пары, в которой ведомая шестерня закреплена в направляющей переворотного устройства, а ведущая шестерня связана с ручным приводом переворотного устройства и закреплена в цилиндрической направляющей ручного привода, с обеспечением зацепления кинематической пары. Кинематическая пара может быть выполнена в виде червячного редуктора. Примеры реализации такого исполнения привода переворотного устройства раскрыты в патенте РФ на полезную модель RU 150767.
Переворотное устройство может быть снабжено тормозным устройством для сдерживания поворота бункера в процессе выгрузки вплоть до полной блокировки переворотного устройства.
Привод вращения бункера содержит закрепленный на переворотном устройстве двигатель (15), преимущественно электрический, и механическую передачу. Привод вращения бункера выполнен с возможностью реверсивного вращения. Механическая передача выполнена в виде:
- ведущего звена (16), установленного на валу двигателя (фиг. 3),
- одного или более промежуточных звеньев (17) (на фигуре показано одно промежуточное звено);
- шестерни (18);
- ведомого зубчатого колеса (14), соединенного неподвижно с днищем бункера. Крутящий момент от двигателя (15) промежуточному звену (17) передается, предпочтительно, гибкой ременной передачей (20) (желательно плоскими поликлиновым или зубчатым ремнем), но может передаваться и цепной передачей или клиновидным ремнем. Для обеспечения возможности регулировки натяжения ремня или цепи передачи корпус двигателя (15) закреплен на траверсе (6) с возможностью его поворота относительно оси, параллельной оси вращения вала двигателя. Для безопасности гибкая ременная или цепная передача закрыта защитным кожухом (21).
На одном валу с промежуточным звеном (17) установлена шестерня (18). Корпус (19) подшипников вала промежуточного звена (17) и шестерни (18) может быть жестко закреплен к траверсе (6), предпочтительно, независимо от крепления двигателя (15) в другом месте траверсы. Детали такого выполнения крепления раскрыты в патенте РФ на полезную модель RU 179814.
Однако желательно крепить корпус (19) к траверсе (6) с возможностью регулировки зазора в зацеплении шестерни (18) привода вращения бункера и ведомого зубчатого колеса (14). Это вызвано тем обстоятельством, что в связи с уменьшением параметра «модуль» ведомого зубчатого колеса может возникать необходимость оперативной регулировки вышеупомянутого зазора. При этом вал промежуточного звена (17) установлен с возможностью смещения к оси вращения бункера или от этой оси. Для этого корпус (19) подшипников вала промежуточного звена (17) закреплен к траверсе (6) с возможностью поворота относительно параллельной этому валу оси, лежащей, в сущности, в плоскости, проходящей через ось этого вала и ось вращения ведущего звена, установленного на валу двигателя (15) (фиг. 4). При этом корпус (19) жестко соединен с цилиндрической втулкой (22), установленной на оси качения (23) с возможностью зажатия между двумя щеками (24), жестко закрепленными к траверсе (6). С целью уменьшения габаритов ось качения (23) желательно располагать между корпусом (19) и двигателем (15), как показано на фиг. 4. Но возможно ось качения располагать и за корпусом (19) (так, чтобы корпус (19) находился между осью качения (23) и двигателем (15)). Размещение оси качения (23), в сущности, в одной плоскости с осью вала промежуточного звена (17) и осью ведущего звена (16) позволяет минимизировать изгибающие нагрузки на втулку (22). Это приводит к упрощению механизма регулировки зазора в зацеплении шестерни (18) и зубчатого колеса (14), что снижает трудоемкость и сложность регулировки указанного зазора. Такое снижение способствует продлению ресурса работы смесителя с использованием ведомого зубчатого колеса с пониженным значением модуля, то есть менее шумного в работе смесителя.
Ведомое зубчатое колесо (14) представляет собой стальное кольцо, на внешней поверхности которого выполнены зубья. С целью снижения уровня шума и обеспечения достаточной прочности зубчатое колесо имеет модуль от 2 до 2,3. Применение зубчатого колеса с меньшим модулем нецелесообразно, так как не обеспечивает достаточную надежность зубчатой передачи при использовании смесителя для приготовления строительных растворов. Применение зубчатой передачи с большим модулем приводит к увеличению шумности работы смесителя. Зубчатое колесо входит в зацепление с шестерней (18) привода вращения бункера. Предпочтительно применение широко используемого в промышленности зубчатого колеса с модулем 2,1166. Такое зубчатое колесо используется в качестве венца маховика автомобилей ВАЗ.
Зубчатое колесо может быть разъемно закреплено на днище (не показано) с наружной стороны соосно оси вращения бункера (2), как раскрыто в патенте РФ на полезную модель RU 121772. Зубчатое колесо может быть приварено к днищу с наружной стороны соосно оси вращения бункера (2). Дополнительно зубчатое колесо может быть частично или полностью надето на днище для его центровки относительно оси вращения бункера (2). Для обеспечения возможности замены зубчатого колеса оно приварено к днищу не по всей окружности, а выборочно фрагментарно в нескольких местах, как раскрыто в патенте РФ на полезную модель RU 164051.
Промежуточные звенья в механической передаче позволяют сократить шумность работы смесителя и повысить его надежность. Это происходит за счет того, что ременная или цепная передача компенсирует неравномерность вращения бункера и снижает таким образом негативное воздействие на двигатель.
Бункер (2) выполнен в виде барабана, содержащего днище и одну или несколько конических, и/или цилиндрических обечаек - стенок. На фигурах представлен бункер (2) с верхней конической, цилиндрической и нижней конической стенками. Край верхней конической стенки, расположенный напротив днища, образует загрузочно-разгрузочное отверстие (12). Край загрузочно-разгрузочного отверстия бункера снабжен по контуру металлической окантовкой сплошного или полого сечения, как раскрыто в патентах РФ на полезные модели RU 146967 и RU 160270. Вместо окантовки край загрузочно-разгрузочного отверстия бункера может быть снабжен по контуру отбортовкой в достаточной мере.
Соединение составных частей бункера и соединение краев листов с образованием обечаек-стенок может быть выполнено внахлест, как раскрыто в патенте РФ на полезную модель RU 181992.
Закрепленное к днищу ведомое звено механической передачи может быть закрыто кольцом безопасности, закрепленным к днищу или к нижней конической обечайке, как раскрыто в патенте РФ на полезную модель RU 179022.
Снаружи в нижней части бункер по всей окружности снабжен козырьком из листового материала, как раскрыто в патенте РФ на полезную модель RU 179022.
Внутри бункера закреплены лопасти:
Днище может быть выполнено плоским, а также выпуклым или вогнутым. Выпуклое или вогнутое днище может иметь, например, сферическую, эллиптическую, параболическую формы.
Рама смесителя может содержать две стойки, которые могут быть выполнены телескопическими. Каждая стойка выполнена в виде двух вставленных одна в другую отрезков трубы разного диаметра, между которыми закреплен винтовой домкрат. Конкретные примеры такого выполнения смесителя раскрыты в патенте РФ на изобретение RU 2652200.
Рама может быть снабжена колесами, установленными с возможностью полного перемещения веса смесителя с основания его рамы, на которое он опирается при работе, на колеса при изменении угла наклона смесителя для транспортировки, как раскрыто в патенте на полезную модель RU 145319.
Смеситель снабжен автоматическим устройством для поддержания смеси в рабочем состоянии.
Порядок использования технического решения.
Если смеситель выполнен с возможностью регулировки зазора в зацеплении шестерни (18) привода вращения бункера и ведомого зубчатого колеса (14), то перед началом работы проверяют указанный зазор. Для этого ослабляют гайку на оси качения (23), зажимающую втулку (22) к щекам (24), подвигают корпус (19) подшипников вала промежуточного звена (17) и шестерни (18) к ведомому зубчатому колесу (14). Затем затягивают вышеупомянутую гайку, фиксируя положение корпуса (19).
Затем в бункер (2) загружают составляющие компоненты бетонной (или иной) смеси, включают двигатель, который через механическую передачу передает крутящий момент на ведомое зубчатое колесо, закрепленное на бункере. Бункер вращается, перемешивание происходит с помощью лопастей за счет гравитационных сил.
Полученная смесь выгружается из бункера путем поворота штурвала (8) в разгрузочное положение. При необходимости выгрузки готовой смеси из бункера включается реверс вращения, обеспечивая смещение смеси в сторону выгрузки, что способствует повороту бункера и облегчает процедуру выгрузки смеси. От стремительного опрокидывания бункера предохраняет тормозное устройство, предварительно настроенное на необходимое сопротивление самопроизвольному опрокидыванию.
Смеситель снабжен автоматическим устройством для поддержания смеси в рабочем состоянии. При остановке перемешивания смесь подвержена оседанию. Для предотвращения этого автоматическое устройство пуска двигателя включает смеситель на определенное технологическим процессом время - режим подмешивания. Это обеспечивает поддержание смеси в рабочем состоянии и повышает эффективность использования смесителя.
Промышленная применимость.
Заявляемое техническое решение реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлено на любом машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в области строительства и других областях, где требуется приготовление смесей.