РЫЧАЖНО-ПЛАНЕТАРНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ
LEVER-AND-PLANETARY MIXER

Изобретение относится к устройствам для перемешивания различных вязких и сыпучих материалов. Оно может найти применение в строительстве, в порошковой металлургии, в машиностроении, в медицине, в сельском хозяйстве, в нефтяных отраслях промышленности и в других отраслях, где есть необходимость перемешивания различных компонентов (порошкообразных и гранулированных, жидкостей различной вязкости, растворов, лакокрасочных материалов).
Известен «Планетарный смеситель» по патенту №2311223 С2, кл. B01F 9/22, 01.2006 г., включающий станину, стойку, закрепленную на станине, емкость с приводом и расположенным внутри емкости активатором, привод которого расположен на стойке. Станина выполнена в виде прямоугольной рамы, установленной на стойках с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси. Емкость установлена на опорах качения, закрепленных на нижней перекладине прямоугольной рамы, на которой закреплен привод емкости. Внутри емкости по центру расположен цилиндр, внутри которого расположен подшипниковый узел привода емкости. Привод активатора закреплен на верхней перекладине прямоугольной рамы, а активатор установлен с возможностью поворота под разными углами в вертикальной плоскости и расположен между стенками емкости и цилиндра. На оси активатора установлено водило, на концах которого в пазах дополнительно закреплены отборные лопатки, причем активатор и лопатки расположены либо в одной вертикальной плоскости, либо в разных вертикальных плоскостях с возможностью изменения угла между ними. Перемешивание осуществляется благодаря вращению емкости и вращению активатора внутри емкости.
Данное устройство имеет два существенных недостатка:
1 - сложную конструкцию,
2 - требует наличия нескольких приводов.
Наиболее близким по техническому решению является «Планетарный смеситель вязких материалов» по патенту № RU 2411073 С1, кл. B01F 7/30 01.2006 г., в котором рабочие органы смесителя совершают планетарное движение. Привод рабочих органов выполнен в виде планетарного механизма с двумя соосно расположенными сателлитами, один из которых выполнен с внешними зубьями, а другой - с внутренними, зацепляющимися с разными центральными колесами, которые имеют кинематическую связь с корпусом, при этом на каждом из сателлитов с разными смещениями от оси сателлитов установлен отдельный рабочий орган.
Основными недостатками данного смесителя являются:
1. Конструкция привода весьма сложная, содержит планетарный механизм с зубчатыми колесами. К тому же зубчатые колеса планетарного механизма установлены на смесителе открыто в агрессивной и абразивной среде перемешиваемых компонентов. Незащищенность зубчатых колес, сателлитов, подшипников смесителя этого устройства приводит к интенсивному износу эвольветных профилей зубчатых колес, выполненных с высокой степенью точности и шероховатости, что резко уменьшает долговечность устройства.
2. Размеры рабочего органа смесителя ограничены размерами зубчатых колес. Это приводит образованию зон плохого перемешивания, что особенно заметно в крайних точках, на дне и в центре емкости. Поэтому качество перемешивания компонентов в данном устройстве неоднородное и плохое.
3. Данный смеситель плохо очищается при смене компонентов и техническом обслуживании.
Технической задачей изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности работы, интенсивности и качества перемешивания.
Результат достигается тем, что в рычажно-планетарном смесителе, содержащем емкость, загрузочные и разгрузочные люки, рабочий орган, установленный на звене с планетарным приводом, кинематически связанным с двигателем, согласно изобретению планетарный привод выполнен в виде плоского четырехзвенного рычажного механизма, состоящего из ведущего стержня и ведущего кривошипа, кинематически связанных с двигателем, вал ведущего кривошипа шарнирно установлен в полом валу ведущего стержня с возможностью вращения, рабочий орган, выполненный в виде мешалки с рабочими лопатками, шарнирно соединен с ведущим кривошипом и посредством шатуна шарнирно соединен с ведущим стержнем, двигатель смесителя установлен на поворотной крышке над емкостью, на валу ведущего кривошипа вблизи внутренней поверхности емкости смесителя установлен посредством прутка скребок.
Результат достигается также тем, что для вращательно-планетарного движения рабочего органа длина ведущего кривошипа равна длине шатуна, для качательно-планетарного движения длина ведущего кривошипа меньше длины шатуна.
Для обеспечения многорежимной работы смесителя двигатель снабжен частотным преобразователем, управляемым компьютером.
Применение такого рычажно-планетарного механизма в заявленной конструкции смесителя приводит к сложному планетарному вращению рабочего органа во всем объеме конструкции.
На чертеже представлена структурная схема рычажно-планетарного смесителя.
Рычажно-планетарный смеситель состоит: из емкости 1 для размещения перемешиваемых компонентов. На емкость 1 шарнирно установлена поворотная крышка 2, в которой установлен двигатель 3. Двигатель 3 кинематически связан с планетарным приводом, который выполнен в виде плоского четырехзвенного рычажного механизма, состоящего из ведущего стержня 4, ведущего кривошипа 5, шатуна 6, рабочего органа 7 с рабочими лопатками и скребка 8 для очистки емкости. Ведущий кривошип 5 установлен на вал кривошипа 5 и соединен с двигателем 3 с помощью ремня 9а с ведомым шкивом 9 и ведущим шкивом 10. Ведущий стержень 4 установлен на вал стержня, выполненный полым, соединен с двигателем 3 с помощью ведомого зубчатого колеса 11 и ведущей шестерни 12. Вал ведущего кривошипа 5 шарнирно установлен внутри полого вала ведущего стержня 4 для возможности вращения ведущего кривошипа 5 относительно ведущего стержня 4. Рабочий орган 7, выполненный в виде мешалки с рабочими лопатками, шарнирно соединен с ведущим кривошипом 5 и посредством шатуна 6 шарнирно соединен с ведущим стержнем 4. Поворотная крышка 2 имеет загрузочный бункер 13, а на днище емкости 1 смонтирован разгрузочный люк 14. Скребок 8 для очистки емкости установлен на вал ведущего кривошипа 5 с помощью прутка и выполнен по длине, соразмерной глубине емкости 1. Для вращательно планетарного движения рабочего органа длина ведущего кривошипа 5 равна длине шатуна 6, для качательно-планетарного движения длина ведущего кривошипа 5 должна быть меньше длины шатуна 6. Для обеспечения многорежимной работы двигатель может быть снабжен частотным преобразователем, управляемым компьютером.
Рычажно-планетарный смеситель работает следующим образом.
Перемешиваемые компоненты материалов загружают через загрузочный бункер 13 в емкость 1. Вращательное движение от двигателя 3 передается планетарному приводу, а именно с помощью зубчатой 11, 12 и ременной передачи 9,10 вращение передается ведущему кривошипу 5 и ведущему стержню 4. Ведущий стержень 4 передает движение шатуну 6, а шатун 6 и ведущий кривошип 5 приводят в движение рабочий орган 7. Рабочий орган 7 с рабочими лопатками совершает сложное планетарное движение, обеспечивая высокую однородность перемешивания компонентов. Наличие скребка 8 позволяет своевременно очищать от налипших компонентов внутреннюю стенку емкости 1 смесителя. Полученная в результате перемешивания, тщательно перемешанная однородная смесь разгружается через разгрузочный люк 14. Для регулирования скорости вращения рабочего органа 7, обеспечения многорежимной работы двигатель 3 может быть снабжен частотным преобразователем, управляемым компьютером.
Выполнение смесителя с рычажно-планетарным приводом позволяет упростить конструкцию, значительно повысить качество перемешивания, а также снизить время перемешивания компонентов, тем самым повышается производительность смесителя. Установка двигателя над емкостью исключает воздействие агрессивной среды на двигатель и на зубчатую передачу, тем самым позволяет повысить надежность работы рычажно-планетарного смесителя.