СМЕСИТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ)
MIXER (OPTIONS)

Область техники
Техническое решение относится к строительным машинам, а именно к передвижным смесителям гравитационного типа с вращающимся 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
Наиболее близкими к заявленным техническим решениям является серия смесителей, известных из патентов РФ на полезные модели:
- №145319, МПК В28С 5/18 (2006.01), 2014,
- №146967, МПК В28С 5/20 (2006.01), 2014,
- №150767, МПК В28С 5/18 (2006.01), 2015,
- №160270, МПК В28С 5/00 (2006.01), 2016.
Как и в заявляемом техническом решении указанные аналоги содержат стойку, закрепленную в основании. На стойке с возможностью поворота размещено переворотное устройство. В переворотном устройстве с возможностью вращения закреплен бункер с внутренними лопастями и загрузочно-разгрузочным отверстием, а также приводной механизм вращения бункера.
В отличие от заявленного технического решения стойка выполнена цельной, а ось вращения бункера и ось вращения переворотного устройства расположены лежащими в одной плоскости. Это является недостатком указанных аналогов. Такая конструкция смесителя ограничивает высоту, на которой находится край загрузочно-разгрузочного отверстия во время работы смесителя, только свободой поворота переворотного устройства с бункером. При этом независимо от направления переворота (направо или налево) край загрузочно-разгрузочного отверстия находится на одинаковой высоте при перевороте на одинаковый угол.
При этом нередко возникает необходимость чуть приподнять или опустить край бункера при разгрузке.
Раскрытие заявляемого технического решения.
Технической задачей, на решение которой направлено каждое техническое решение из заявленной группы, является обеспечение возможности выгрузки смеси на разной высоте.
Техническим результатом, обеспечиваемым каждым заявляемым техническим решением, является обеспечение возможности выгрузки смеси на разной высоте бункера над уровнем опоры, а также обеспечение возможности загрузки смеси на разной высоте бункера над уровнем опоры.
Сущность заявленного технического решения по варианту 1 состоит в том, что смеситель содержит раму, на раме с возможностью поворота закреплено переворотное устройство, на котором с возможностью вращения установлен бункер с загрузочно-разгрузочным отверстием. Отличается тем, что прямая, на которой лежит ось вращения бункера, не пересекается с прямой, на которой лежит ось вращения переворотного устройства.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения по варианту 1, обеспечивающих достижение всех заявленных технических результатов.
В частных случаях допустимо выполнять техническое решение по варианту 1 следующим образом.
Рама может содержать две стойки, на концах которых закреплены направляющие. В направляющих закреплено переворотное устройство, которое содержит перекладину и два подвеса, лежащие в одной плоскости с осью вращения переворотного устройства. Бункер установлен на перекладине между точками крепления переворотного устройства к раме так, что ось вращения бункера имеет наклон относительно плоскости, в которой лежат подвесы и ось вращения переворотного устройства. Стойки при этом могут быть выполнены вертикальными или с наклоном относительно вертикальной плоскости, в которой лежит ось вращения переворотного устройства.
Как и в предыдущем примере рама может содержать две стойки, на концах которых закреплены направляющие. Также в направляющих закреплено переворотное устройство, которое содержит два подвеса и перекладину. Но в этом примере в одной плоскости с осью вращения переворотного устройства лежат только подвесы. Перекладина выполнена криволинейной. Бункер установлен на перекладине между точками крепления переворотного устройства к раме так, что ось вращения бункера параллельна плоскости, в которой лежат подвесы и ось вращения переворотного устройства.
Рама может содержать и одну стойку, на конце которой закреплены две направляющие. В направляющих закреплен горизонтальный участок переворотного устройства. Переворотное устройство имеет также наклонный участок, на конце которого установлен бункер. Ось вращения бункера имеет наклон относительно плоскости, в которой лежат наклонный и горизонтальный участки переворотного устройства.
Сущность заявленного технического решения по варианту 2 состоит в том, что смеситель содержит раму, представляющую собой стойку с основанием, на конце которой закреплены две направляющие, в которых с возможностью поворота закреплено переворотное устройство. На переворотном устройстве с возможностью вращения установлен бункер с загрузочно-разгрузочным отверстием. Отличается тем, что стойка выполнена телескопической в виде двух вставленных одна в другую отрезков трубы разного диаметра, между которыми закреплен винтовой домкрат.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения по варианту 2, обеспечивающих достижение всех заявленных технических результатов.
В частных случаях допустимо выполнять техническое решение по варианту 2 с вертикальной стойкой.
Автором заявленных технических решений изготовлены опытные образцы этих решений, испытания которых подтвердили достижение технических результатов.
Краткое описание чертежей
На фигурах показаны:
- на фиг. 1 - смеситель по примерам 1 и 2 варианта 1, вид сбоку со стороны штурвала (вид А на фиг. 2),
- на фиг. 2 - вид сзади смесителя по примерам 1-3 варианта 1 (вид В на фигурах 1 и 3),
- на фиг. 3 - смеситель по примеру 4 варианта 1, вид сбоку со стороны штурвала (вид К на фиг. 4),
- на фиг. 4 - вид сзади смесителя по примеру 4 варианта 1 (вид Е на фигуре 3),
- на фиг. 5 - смеситель по примеру 5 варианта 1, вид сбоку со стороны штурвала (вид М на фиг. 6),
- на фиг. 6 - вид сзади смесителя по примеру 5 варианта 1 (вид Р на фигуре 5),
- на фиг. 7, 8 - положение края загрузочно-разгрузочного отверстия бункера в зависимости от поворота переворотного устройства смесителя по примерам 1-3 варианта 1,
- на фиг. 9 - смеситель по варианту 2, вид сбоку со стороны штурвала (вид С на фиг. 10),
- на фиг. 10 - вид сзади смесителя варианту 2 (вид Т на фигуре 9).
Осуществление технического решения по варианту 1
Смеситель по варианту 1 содержит раму (1) с закрепленным в ней с возможностью поворота переворотным устройством (2) (фиг. 1).
На переворотном устройстве (2) с возможностью вращения закреплен бункер (3).
Ось (4) вращения бункера (фиг. 1) лежит на прямой, не пересекающейся с прямой, на которой лежит ось (5) вращения переворотного устройства (фиг. 2). То есть ось вращения бункера и ось вращения переворотного устройства лежат в разных плоскостях.
Переворотное устройство представляет собой ложе (6) с приводом (7) (фиг. 2). Переворотное устройство закреплено к раме (1), предпочтительно, в двух направляющих (8), выполненных в виде подшипников скольжения.
На ложе (6) закреплены детали привода вращения бункера (условно не показаны). На ложе (6) также установлен бункер (3) с возможностью вращения. Ось бункера может быть неподвижно закреплена или относительно бункера (3), или относительно ложа (6).
При неподвижном креплении оси бункера к бункеру (3) на ложе (6) жестко закреплен корпус (9) подшипников бункера (3). Корпус (9) подшипников бункера может быть выполнен заодно с ложе (6). В подшипниках, размещенных в корпусе (9), установлена ось бункера (3), приваренная к последнему.
При неподвижном креплении оси бункера к ложу корпус подшипников бункера размещен в нижней части бункера. Ось бункера предпочтительно съемно установлена в держателе ложа. Ось бункера может быть приварена к ложу.
Привод (7) переворотного устройства выполнен ручным в виде штурвала, закрепленного на оси вращения переворотного устройства. Вместо штурвала допустимо использовать один или несколько прямолинейных рычагов, снабженных рукоятками. Рычаги могут быть соединены друг с другом для повышения жесткости привода (7). Привод переворотного устройства может быть снабжен редуктором, в котором ведомая шестерня жестко закреплена на оси вращения переворотного устройства, а ведущая шестерня закреплена на валу привода (не показаны).
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, преимущественно электрический, и механическую передачу (не показаны). Привод вращения бункера выполнен с возможностью реверсивного вращения. Механическая передача выполнена в виде:
- ведущего звена, установленного на валу двигателя,
- ведомого звена (не показано), соединенного неподвижно с днищем бункера;
- двух или более промежуточных звеньев (не показаны).
Крутящий момент от двигателя первому промежуточному звену передается, предпочтительно, гибкой ременной передачей (плоскими поликлиновым или зубчатым ремнем), но может передаваться и цепной передачей. Для обеспечения возможности регулировки натяжения ремня или цепи передачи корпус двигателя закреплен на ложе (6) с возможностью его поворота относительно оси, параллельной оси вращения вала двигателя. Для безопасности гибкая ременная или цепная передача закрыта защитным кожухом.
На одном валу с первым промежуточным звеном установлено второе промежуточное звено, выполненное в виде шестерни. Корпус подшипников вала первого и второго промежуточных звеньев жестко закреплен к ложе (6), предпочтительно, независимо от крепления двигателя в другом месте ложа.
Ведомое звено выполнено в виде зубчатого колеса, представляющего собой стальное кольцо, на внешней поверхности которого выполнены зубья. Зубчатое колесо входит в зацепление с последним промежуточным звеном. Зубчатое колесо приварено к днищу с наружной стороны соосно оси вращения бункера (3). Дополнительно зубчатое колесо может быть частично или полностью надето на днище для его центровки относительно оси вращения бункера (3). Для обеспечения возможности замены зубчатого колеса оно приварено к днищу не по всей окружности, а выборочно фрагментарно в нескольких местах.
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 (3) выполнен в виде барабана, содержащего днище и одну или несколько конических и/или цилиндрических обечаек - стенок. На фигурах представлен смеситель с двумя коническими и одной цилиндрической стенками. В нем край конической стенки, расположенный напротив днища, образует загрузочно-разгрузочное отверстие. Край загрузочно-разгрузочного отверстия бункера снабжен по контуру металлической окантовкой сплошного или полого сечения. В качестве окантовки может быть использован приваренный по краю отверстия бункера пруток круглого, квадратного, шестиугольного или полосового сечения, а также круглая или квадратная труба. Вместо окантовки край загрузочно-разгрузочного отверстия бункера может быть снабжен по контуру отбортовкой в достаточной мере.
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.
Смеситель снабжен автоматическим устройством для поддержания смеси в рабочем состоянии.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. Рама (1) представляет собой две жестко соединенные стойки (15) с опорами (16) (фиг. 1, 2). Направляющие (8) (подшипники скольжения), в которых установлено переворотное устройство, закреплены на верхних концах стоек (15). На каждой стойке (15) закреплен один такой подшипник.
Ложе (6) представляет собой горизонтальную прямую перекладину (17), соединенную со стойками (15) посредством прямых подвесов (18). Перекладина (17), подвесы (18) и ось (5) вращения переворотного устройства лежат в одной плоскости.
Бункер (3) закреплен на перекладине (17) между точками крепления переворотного устройства к раме (1). При этом ось бункера размещена с наклоном относительно плоскости (19), в которой лежат подвесы (18) и ось (5) вращения переворотного устройства (фиг. 1, 2).
Пример 2. Аналогичен примеру 1, при этом стойки (15) выполнены вертикальными (фиг. 1, 2).
Пример 3. Аналогичен примеру 1, при этом стойки выполнены с наклоном относительно вертикальной плоскости, в которой лежит ось вращения переворотного устройства.
При использовании для перевозки готовой смеси тележки, которая имеет ширину, превышающую расстояние между стойками, такой наклон стоек позволяет выгружать подготовленную смесь не только на край тележки, но и глубже, например, в центр тележки. Также при использовании такого смесителя тележка может подъехать под бункер на большее расстояние, и смесь выгружается в нее без риска промахнуться мимо тележки, если даже бункер полностью перевернуть.
Пример 4. Рама (1), как и в примере 2, представляет собой две жестко соединенные вертикальные стойки (15) с опорами (16). Направляющие (8) (подшипники скольжения), в которых установлено переворотное устройство, закреплены на верхних концах стоек (15). На каждой стойке закреплен один такой подшипник.
Ложе (6) представляет собой перекладину (17), соединенную со стойками (15) посредством прямых подвесов (18) (фиг. 3, 4). При этом перекладина (17) не прямая, а криволинейная. На фиг. 4 показана перекладина (17) в форме ломаной кривой, выполненная из двух прямых отрезков. Перекладина может быть также дугообразная. Подвесы (18) и ось (5) вращения переворотного устройства лежат в одной плоскости (19). Но перекладина (17) не лежит полностью в этой плоскости (19), она пересекает эту плоскость в точках крепления к подвесам (18).
Бункер (3) закреплен на перекладине (17) между точками крепления переворотного устройства к раме. При этом корпус (9) подшипников оси вращения бункера расположен на перекладине (17) так, что ось (4) вращения бункера параллельна плоскости (19), в которой лежат подвесы (18) и ось (5) вращения переворотного устройства.
Пример 5. Рама (1) представляет собой вертикальную стойку (15) с основанием (16) (фиг. 5, 6). Основание (16) рамы может быть выполнено путем изгибания из единой заготовки стальной трубы круглого или прямоугольного сечения, или может быть изготовлено путем сваривания заготовок (отрезков, дуг) стального проката. Направляющие (8) (подшипники скольжения), в которых установлено переворотное устройство, закреплены на верхнем конце стойки (15).
Ложе (6) представляет собой изогнутый под тупым углом кронштейн, имеющий горизонтальный (20) и наклонный (21) участки. Предпочтительно выполнять такой кронштейн сваренным из двух прямых отрезков трубы. В подшипниках скольжения (направляющих (8)) установлен горизонтальный участок (20) ложа (6). Привод (7) переворотного устройства закреплен на конце горизонтального участка (20) кронштейна.
На конце наклонного участка (21) кронштейна закреплен корпус (9) подшипников бункера (3), в котором в подшипниках установлена ось вращения бункера. При этом корпус (9) подшипников расположен так, что ось (4) вращения бункера имеет наклон относительно плоскости (19), в которой расположен кронштейн переворотного устройства.
Заявленное техническое решение не ограничено представленными выше примерами конкретного выполнения.
Порядок использования технического решения по варианту 1.
В бункер (3) загружают составляющие компоненты бетонной (или иной) смеси, включают двигатель, который через механическую передачу передает крутящий момент на ведомое звено, закрепленное на бункере (3).
Перемешивание происходит с помощью лопастей за счет гравитационных сил.
Полученная смесь выгружается из бункера (3) путем поворота штурвала (7) 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.
1
2
Поворачивая переворотное устройство вправо (фиг. 7) или влево (фиг. 8) от вертикали, край загрузочного отверстия бункера оказывается на разной высоте (H и Н) от уровня основания при одном и том же угле поворота. Этим обеспечивается возможность работы (в частности, загрузки и выгрузки) смесителя на разной высоте в зависимости от того, вправо или влево наклоняется бункер. Например, работая на правой стороне, обеспечивается низкое положение загрузочного отверстия бункера. Работая на левой стороне - высокое положение этого отверстия. Возможно также загрузку компонентов смеси выполнять, наклонив бункер на одну сторону, а выгрузку готовой смеси делать на другую сторону.
Смеситель снабжен автоматическим устройством для поддержания смеси в рабочем состоянии. При приостановке 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.
Осуществление технического решения по варианту 2
Смеситель по варианту 2 содержит раму (1) с закрепленным в ней с возможностью поворота переворотным устройством (фиг. 9, 10). Рама представляет собой вертикальную телескопическую стойку (15) с основанием (16) (фиг. 9, 10). При этом стойка (15) представляет собой две трубы разного диаметра, вставленные одна в другую. Между трубами закреплен винтовой домкрат (не показан), предназначенный для изменения высоты стойки при загруженном бункере.
Под основанием рамы понимается совокупность конструктивных элементов рамы, предназначенных для контакта с опорной поверхностью в месте установки смесителя для эксплуатации. Основание (16) рамы может быть выполнено путем изгибания из единой заготовки стальной трубы круглого или прямоугольного сечения, или может быть изготовлено путем сваривания заготовок (отрезков, дуг) стального проката.
Переворотное устройство представляет собой привод (7) и изогнутый под тупым углом кронштейн (6), имеющий горизонтальный (20) и наклонный (21) участки. Предпочтительно выполнять кронштейн (6) сваренным из двух прямых отрезков трубы. Переворотное устройство закреплено к раме (1) в двух направляющих (8), предпочтительно, в двух подшипниках скольжения, закрепленных на верхнем конце стойки (15). В подшипниках скольжения установлен горизонтальный участок кронштейна (6). Привод (7) переворотного устройства закреплен на конце горизонтального участка (20) кронштейна (6).
Таким образом, направляющие (8) закреплены на раме с возможностью изменения их высоты над уровнем основания (16) рамы.
На кронштейне (6) закреплены детали привода вращения бункера. На кронштейне (6) также установлен бункер (3) с возможностью вращения. Ось бункера может быть неподвижно закреплена или относительно бункера (3), или относительно кронштейна (6).
При неподвижном креплении оси бункера к бункеру (3) на конце наклонного участка (21) кронштейна (6) жестко закреплен корпус (9) подшипников бункера (3). Корпус (9) подшипников бункера может быть выполнен заодно с кронштейном (6). В подшипниках, размещенных в корпусе (9), установлена ось бункера (3), приваренная к последнему. При этом корпус (9) подшипников может быть расположена так, что ось вращения бункера лежит в плоскости кронштейна переворотного устройства.
При неподвижном креплении оси бункера к кронштейну корпус подшипников бункера размещен в нижней части бункера. Ось бункера предпочтительно съемно установлена в держателе кронштейна. Ось бункера может быть приварена к кронштейну.
Привод (7) переворотного устройства выполнен ручным в виде штурвала, закрепленного на оси вращения переворотного устройства. Вместо штурвала допустимо использовать один или несколько прямолинейных рычагов, снабженных рукоятками. Рычаги могут быть соединены друг с другом для повышения жесткости привода. Привод переворотного устройства может быть снабжен редуктором, в котором ведомая шестерня жестко закреплена на оси вращения переворотного устройства, а ведущая шестерня закреплена на валу привода.
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 (не показан), преимущественно электрический, и механическую передачу. Привод вращения бункера выполнен с возможностью реверсивного вращения. Механическая передача выполнена в виде:
- ведущего звена, установленного на валу двигателя;
- ведомого звена (не показано), соединенного неподвижно с днищем бункера (3);
- двух или более промежуточных звеньев.
Крутящий момент от двигателя первому промежуточному звену передается, предпочтительно, гибкой ременной передачей (плоскими поликлиновым или зубчатым ремнем), но может передаваться и цепной передачей. Для обеспечения возможности регулировки натяжения ремня или цепи передачи корпус двигателя закреплен на кронштейне (6) с возможностью его поворота относительно оси, параллельной оси вращения вала двигателя. Для безопасности гибкая ременная или цепная передача закрыта защитным кожухом.
На одном валу с первым промежуточным звеном установлено второе промежуточное звено, выполненное в виде шестерни. Корпус подшипников вала первого и второго промежуточных звеньев жестко закреплен к кронштейну (6), предпочтительно, независимо от крепления двигателя в другом месте кронштейна.
Ведомое звено выполнено в виде зубчатого колеса, представляющего собой стальное кольцо, на внешней поверхности которого выполнены зубья. Зубчатое колесо входит в зацепление с последним промежуточным звеном. Зубчатое колесо приварено к днищу бункера (3) с наружной стороны соосно оси вращения бункера. Дополнительно зубчатое колесо может быть частично или полностью надето на днище для его центровки относительно оси вращения бункера. Для обеспечения возможности замены зубчатого колеса оно приварено к днищу не по всей окружности, а выборочно фрагментарно в нескольких местах.
Бункер (3) выполнен в виде барабана, содержащего днище и одну или несколько конических и/или цилиндрических обечаек - стенок. На фигурах представлен смеситель с двумя коническими и одной цилиндрической стенками. В нем край конической стенки, расположенный напротив днища, образует загрузочно-разгрузочное отверстие. Край загрузочно-разгрузочного отверстия бункера снабжен по контуру металлической окантовкой (не показана) сплошного или полого сечения. В качестве окантовки может быть использован приваренный по краю отверстия бункера пруток круглого, квадратного, шестиугольного или полосового сечения, а также круглая или квадратная труба.
Внутри бункера закреплены лопасти.
Ось вращения бункера жестко закреплена в днище сваркой. Днище может быть выполнено плоским, а также выпуклым или вогнутым. Выпуклое или вогнутое днище может иметь, например, сферическую, эллиптическую, параболическую формы.
Смеситель снабжен автоматическим устройством для поддержания смеси в рабочем состоянии.
Порядок использования технического решения по варианту 2.
Перед началом работы изменением высоты направляющих (8) устанавливают бункер (3) на требуемую высоту.
В бункер (3) загружают составляющие компоненты бетонной (или иной) смеси, включают двигатель, который через механическую передачу передает крутящий момент на ведомое звено, закрепленное на бункере (3).
Перемешивание происходит с помощью лопастей за счет гравитационных сил.
Полученная смесь выгружается из бункера (3) путем поворота штурвала (7) 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 приостановке 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.
При использовании смесителя изменение высоты бункера над основанием производят путем изменения длины телескопической стойки (15).
Промышленная применимость.
Заявляемое техническое решение по обоим вариантам реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлено на любом машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в области строительства, а также в других областях, где требуется приготовление смесей.