СМЕСИТЕЛЬ С ЗАПОРНОЙ КРЫШКОЙ ИЗ ДВУХ ЧАСТЕЙ
MIXER WITH TWO-PART CLOSURE COVER

Настоящее изобретение относится к смесителю с резервуаром для приема смешиваемого материала, в дне которого расположено выпускное отверстие, и запорной крышкой для герметизации выпускного отверстия. Такие смесители известны. Часто они имеют резервуар, способный вращаться вокруг своей оси. Кроме того, в их резервуаре часто расположена способная вращаться мешалка. При этом, мешалка способна вращаться вокруг вала смесителя, расположенного параллельно оси вращения резервуара, при этом, на валу смесителя закреплена, например, смесительная лопасть.
Подобный смеситель известен, например, из WO 2011/128435 А1. На фигурах 1 и 2 показан смеситель, который по существу соответствует описанному в WO 2011/128435 А1. При этом на фиг. 1 смесительный резервуар показан на виде сверху, тогда как на фиг. 2 представлен смеситель в сечении.
В цилиндрическом резервуаре 101 смесителя имеется эксцентрически расположенная односторонне закрепленная мешалка 102, имеющая закрепленные по бокам центрального вала 103 смесительные лопасти 104, а также стационарный односторонне закрепленный вертикально сверху скребок 105 для стенок/дна. На самой нижней плоскости лопасти мешалки 102 закреплены выступающие вертикально вниз нижние резцы 106, функционирующие на небольшом расстоянии от поверхности дна резервуара.
В центре смесительного резервуара 101 находится выпускное отверстие 107. Выпускное отверстие 107 может быть закрыто при помощи выполненного как запорная крышка 108 запорного элемента. В показанном варианте осуществления запорная крышка 108 посредством опорной вилки и опорной цапфы 109 соединена с несущим рычагом 110 и, таким образом, является поворотной относительно оси опорной цапфы 109. Несущий рычаг 110 закреплен с возможностью вращения на поворотном валу 111. Не показанный на чертеже возвратный элемент предназначен для того, чтобы без приложения усилия извне запорная крышка 108 принимала определенное положение относительно несущего рычага 110.
Когда выпускное отверстие 107 закрыто, т.е., запорная крышка 108 расположена внутри выпускного отверстия 107, запорная крышка 108 закрывается заподлицо с дном резервуара. Благодаря этому образуется ровная донная поверхность, по которой перемещается смесь. Таким образом, гарантируется эффективное перемешивание всей смеси, поскольку над запорной крышкой нет мертвых пространств, недоступных для нижних резцов 106.
Требование совмещения запорной крышки с дном резервуара заподлицо при закрывании усложняет проектирование и функционирование запорной крышки.
В сущности, запорная крышка должна входить в выпускное отверстие линейно вниз. Однако, вследствие этого, из-за расположения выпускного отверстия в дне резервуара, смесь обтекает все краевые поверхности запорной крышки, а при определенных условиях загрязняет даже приводной механизм запорной крышки. Однако, отклонение запорной крышки в сторону от выпускного отверстия невозможно из-за, по существу, цилиндрической формы или формы усеченного конуса контактных поверхностей запорной крышки и выпускного отверстия.
На этом основании приводной механизм запорной крышки, показанной на фиг. 2, допускает поворотное движение как вокруг оси 111, так и оси 109. Запорная крышка известного уровня техники является дорогостоящей в изготовлении и плохо поддается очистке. При вращении запорной крышке она должна иметь известный зазор в выпускном отверстии, чтобы иметь возможность выдвижения из выпускного отверстия. Через образующийся таким образом зазор смешиваемые компоненты даже при закрытой запорной крышке могут просачиваться из резервуара. К тому же, после каждого опорожнения запорная крышка должна быть очень основательно очищена, чтобы гарантировать, что она снова может быть размещена в отверстии и надежно герметизирована. Кроме этого, смешиваемый материал может накапливаться в области находящейся под запорной крышкой поворотной оси 109 и затруднять процесс поворота. При поворотном движении запорной крышки в сочетании с вращением резервуара смесителя вытекающий из выпускного отверстия смешиваемый материал выходит из резервуара смесителя параболической полосой. При этом необходимо, чтобы находящийся под запорной крышкой перепускной бункер 112 был относительно большим, что затрудняет последующую очистку. К тому же, нижнее сливное сечение перепускного бункера 112 нужно выбрать относительно большим для обеспечения достаточно крутопадающего угла слива. Большое сливное сечение затрудняет прием смешиваемого материала последующим резервуаром, поскольку и он, в свою очередь, должен иметь большое входное сечение.
Наконец, в сливном бункере должно быть предусмотрено место для запорной крышки в открытом положении, в котором запорная крышка как можно меньше мешала бы вытекающему из выпускного отверстия смешиваемому материалу. Это означает, что для запорной крышки должно быть предусмотрено соответствующее большое пространство.
Исходя из описанного уровня техники, задачей настоящего изобретения является обеспечение смесителя, выпускное отверстие которого может быть открыто и закрыто легко и с экономией места.
Согласно изобретению, эта задача решена посредством того, что запорная крышка состоит из двух частей, которые могут перемещаться друг относительно друга туда и обратно между закрытым положением, в котором обе части запорной крышки соприкасаются и образуют запорную крышку, и открытым положением, в котором обе части запорной крышки отстоят друг от друга так, что между частями запорной крышки образуется отверстие для извлечения смешиваемого материала из резервуара.
Благодаря выполнению запорной крышки из двух частей, лучше распределяется пространство, необходимое для размещения запорной крышки в открытом положении, так что смеситель в целом может быть выполнен более компактным. К тому же, части запорной крышки ни в один из моментов времени в ходе фазы покоя или фазы движения не выходят вверх из плоскости дна резервуара смесителя, так что ни в какой момент времени невозможно столкновение запорной крышки с мешалкой или прикрепленными к нему нижними резцами.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения предусматривается, что обе части запорной крышки могут совершать поворотное движение вокруг поворотной оси для перемещения туда и обратно между закрытым положением и открытым положением, при этом обе части запорной крышки, предпочтительно, могут совершать поворотное движение вокруг одной и той же поворотной оси.
Поворотное движение вокруг поворотной оси облегчает управление движением частей запорной крышки.
В другом предпочтительном варианте своего осуществления обе части запорной крышки, соответственно, имеют контактную поверхность, при этом обе контактные поверхности в закрытом положении контактируют друг с другом, при этом по меньшей мере в одной контактной поверхности, предпочтительно, в обеих контактных поверхностях предусмотрено наличие углубления, в котором расположен упругий уплотнительный элемент.
Таким образом, в закрытом положении возможна надежная герметизация выпускного отверстия и предотвращение вытекания смешиваемого материала через образующийся между частями запорной крышки зазор.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения предусматривается, что упругий уплотнительный элемент имеет такой размер, что выступает над контактной поверхностью и в закрытом положении подвергается упругой деформации. Благодаря этому повышается герметичность запорной крышки. Особенно это выгодно, когда во время перемешивания в резервуаре смесителя должно поддерживаться давление ниже атмосферного.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения предусматривается, что углубление выполнено как проходящая по всей контактной поверхности канавка. При этом предпочтительно, на концах канавки углубление выполнено более глубоким или широким, при этом упругий уплотнительный элемент выполнен в соответствии с углублением, так что на конечных участках он также выполнен более широким и/или глубоким, чем на соединяющем конечные участки промежуточном участке. При наличии проходящего по всей контактной поверхности уплотнительного элемента улучшается герметичность. Посредством того, что на участках, где контактные поверхности частей запорной крышки соприкасаются с краевыми поверхностями выпускного отверстия, уплотнительный элемент выполнен более объемным, герметичность улучшается и на этих участках. Посредством того, что углубление, к тому же, имеет соответствующую форму, между уплотнительным элементом и запорной крышкой обеспечивается соединение с геометрическим замыканием. Кроме этого, уплотнительный элемент может быть также приклеен к углублению, чтобы, например, полностью исключить отсоединение во время функционирования.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения предусматривается, что части запорной крышки могут быть переведены в положение очистки, находящееся между открытым положением и закрытым положением, при этом предусматривается наличие по меньшей мере одного очистительного сопла, направленного так, что подаваемое через очистительное сопло очищающее средство может разбрызгиваться на контактные поверхности частей запорной крышки, находящейся в положении очистки. Из-за того, что запорная крышка выполнена из двух частей, смешиваемый материал попадает на контактные поверхности частей запорной крышки. Поэтому необходимо регулярно очищать контактные поверхности. Лучше всего это удается, когда части запорной крышки находятся в положении очистки, когда контактные поверхности отделены друг от друга, но все же не находятся в открытом положении. Это промежуточное положение и определяется как положение очистки.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения предусматривается, что каждая часть запорной крышки имеет поворотный рычаг, посредством которого часть запорной крышки соединена с приводным механизмом, расположенным на поворотной оси, при этом предпочтительно, каждая часть запорной крышки снабжена опорным рычагом, посредством которого часть запорной крышки опирается на приводной механизм другой части запорной крышки.
Преимущество этого варианта осуществления заключается в том, что поворотная ось может быть перемещена в область слива смешиваемого материала. В этом случае поворотная ось может не располагаться в области выпускного отверстия. И опорный рычаг помогает достаточно стабилизировать часть запорной крышки.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения предусматривается, что каждая часть запорной крышки имеет, по существу, полукруглое поперечное сечение, так что в закрытом положении образуется запорная крышка с круглым поперечным сечением. В принципе, возможен вариант осуществления с точно полукруглой формой поперечного сечения. Однако, на практике оказалось, что краевые поверхности частей запорной крышки в области перехода к контактной поверхности, предпочтительно, закруглены, так что части запорной крышки не имеют точно полукруглую форму поперечного сечения.
Части запорной крышки, предпочтительно, имеют внутреннюю поверхность, которая при закрытом выпускном отверстии находится внутри резервуара, наружную поверхность, которая при закрытом выпускном отверстии находится вне резервуара, и краевую поверхность, которая при закрытом выпускном отверстии находится напротив краевой поверхности выпускного отверстия.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения части запорной крышки, выпускное отверстие и поворотная ось выполнены и расположены так, что точка на внутренней или краевой поверхности части запорной крышки, самая дальняя от поворотной оси, при поворотном движении описывает круг, при этом части запорной крышки находятся внутри круга, краевые поверхности выпускного отверстия находятся вне круга.
Благодаря этому, чтобы закрыть выпускное отверстие, нужно повернуть части запорной крышки только вокруг поворотной оси. Выпускное отверстие выполнено и расположено так, что краевые поверхности выпускного отверстия во время поворота не могут сталкиваться с запорной крышкой.
В принципе, и в закрытом положении запорной крышки внутри выпускного отверстия может оставаться зазор между краевыми поверхностями запорной крышки и краевыми поверхностями выпускного отверстия, однако, ширина зазора должна быть меньше наименьшего размера частицы смешиваемого материала, чтобы исключить вытекание смешиваемого материала из резервуара смесителя.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения предусматривается, что выпускное отверстие и части запорной крышки имеют соответствующие друг другу краевые поверхности, которые вступают друг с другом в контакт, когда запорная крышка расположена в выпускном отверстии.
Благодаря этому гарантируется, что в закрытом положении запорной крышки не остается никакого зазора между выпускным отверстием и запорной крышкой.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения предусматривается, что краевые поверхности запорной крышки выполнены с такой кривизной, что лежат на воображаемой сфере, и центр воображаемой сферы находится на поворотной оси.
Особенно предпочтительно, запорная крышка закрывается заподлицо с дном, так что когда запорная крышка расположена в выпускном отверстии, образуется ровная поверхность дна.
Такой вариант выполнения краевых поверхностей напоминает конструкцию шарового сегментного шибера. Шаровой сегментный шибер выполняет роль запорного элемента каналов дозирования и подачи. Однако, в шаровом сегментном шибере подвижные затворы клапана имеют форму шаровых сегментов, то есть, криволинейными выполнены не только контактные поверхности, которые вступают в контакт с соответствующим седлом клапана, но и весь затвор клапана имеет форму шарового сегмента. Помимо того, что затвор клапана нельзя рассматривать как запорную крышку, из-за куполообразной формы он не обеспечивает плоскую форму дна резервуара.
Соответствующей изобретению конструкции свойственно преимущество, заключающееся в том, что для закрывания или открывания выпускного отверстия запорная крышка может быть просто повернута вокруг поворотной оси.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения предусматривается, что выпускное отверстие и части запорной крышки имеют соответствующие друг другу краевые поверхности, которые вступают в контакт друг с другом, когда части запорной крышки расположены в выпускном отверстии, при этом краевые поверхности частей запорной крышки имеют такую кривизну, что лежат на воображаемой сфере, при этом центр воображаемой сферы находится на поворотной оси. Этому варианту осуществления свойственно преимущество, заключающееся в том, что части запорной крышки могут быть просто повернуты вокруг поворотной оси, поскольку соответствующие друг другу плоскости лежат на поверхности воображаемой сферы. Благодаря тому, что запорная крышка выполнена из двух частей, к тому же, гарантируется, что что при открывании запорной крышки она не будет погружаться во внутреннее пространство резервуара.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения предусматривается наличие, по меньшей мере, одного упорного элемента, который ограничивает движение, по меньшей мере, одной части запорной крышки в направлении закрытого положения, так что обе части запорной крышки в закрытом положении прилегают к упорному элементу.
Другие преимущества, отличительные особенности и возможности применения настоящего изобретения станут очевидны из нижеследующего описания предпочтительных вариантов его осуществления, а также соответствующих фигур, на которых показано:
Фиг. 1 - резервуар смесителя известного уровня техники на виде сверху,
Фиг. 2 - боковое сечение смесителя фиг. 1 по мешалке, установленной в нем,
Фиг. 3 - боковое сечение смесителя с раздельной запорной крышкой и приводным устройством запорной крышки, соответствующего настоящему изобретению,
Фиг. 4 - вид сверху на запорную область согласно фиг. 3,
Фиг. 5 - второй вид сверху на запорную область согласно фиг. 3 и 4,
Фиг. 6 и 7 - два вида в боковом сечении запорной области фиг. 4 и 5 с состоящей из нескольких частей запорной крышкой в закрытом или открытом состоянии,
Фиг. 8 - вариант фиг. 7 с находящейся в положении очистки открытой запорной крышкой с выдвинутым очистительным соплом,
Фиг. 9 - вид в перспективе части запорной крышки,
Фиг. 10 - вид в перспективе запорной крышки, состоящей из двух частей, и
Фиг. 11 - вид в перспективе уплотняющего элемента.
Показанный на фиг. 1 и 2 вариант осуществления известного уровня техники уже описан выше.
На фиг. 3 показано боковое сечение смесителя с раздельной запорной крышкой, соответствующего настоящему изобретению. В цилиндрическом резервуаре 1 смесителя имеется эксцентрически расположенная в резервуаре смесителя односторонне закрепленная мешалка 2 на центральном валу 3, а также стационарный односторонне закрепленный вертикально сверху скребок для стенок/дна (не показан). На самой нижней плоскости мешалки 2 закреплены выступающие вертикально вниз нижние резцы 4, функционирующие на небольшом расстоянии от поверхности дна резервуара.
В центре резервуара 1 смесителя находится выпускное отверстие 5. Выпускное отверстие 5 может быть закрыто запорным элементом, выполненным как запорная крышка 6’, 6”. Показано также дно 7 резервуара смесителя. Как можно видеть, в частности, на фиг. 6 и 7, в дне 7 резервуара смесителя расположено выпускное отверстие 5, которое может быть закрыто при помощи состоящей из двух частей запорной крышки 6’, 6”. На фиг. 5 и 7 показана ситуация, в которой запорная крышка полностью открыта. На фиг. 4 и 6 показана ситуация, в которой запорная крышка закрыта. На фиг. 8 можно видеть запорную крышку в положении очистки, когда запорная крышка частично открыта.
Дно 7 резервуара вместе с резервуаром поворачивается вокруг оси 8 вращения. Для открывания и закрывания запорной крышки 6’, 6” обе части 6’, 6” запорной крышки поворачивают вокруг поворотной оси 9. Таким образом, поскольку выпускное отверстие и части запорной крышки, предпочтительно, имеют соответствующие друг другу краевые поверхности с такой кривизной, что они лежат на воображаемой сфере, становится возможным, что для открывания или закрывания выпускного отверстия части запорного элемента могут быть повернуты вокруг поворотной оси, на которой находится центр воображаемой сферы.
Как правило, в расположенном над дном 7 резервуаре смесителя находится смешиваемый материал, который, когда запорную крышку 6’, 6” открывают, как показано на фиг. 5 и 7, попадает через выпускное отверстие в слив 10 смешиваемого материала. Слив 10 смешиваемого материала соединен с дном 7 резервуара, так что он вращается вместе с резервуаром. На сливе 10 смешиваемого материала расположен связанный со стационарной системой фартук 11. Слив 10 смешиваемого материала и фартук 11 вращаются друг относительно друга на вращающейся опоре.
Подъемное устройство 12, 13 также связано со стационарной системой, например, основанием, на котором расположен смеситель. В показанном примере имеется четыре поршня 13 и соответствующие камеры внутри корпуса 12 поршня. Как известно, в жидкостные камеры, образованные внутри корпуса 12 поршня, может быть подана гидравлическая жидкость с тем, чтобы перемещать поршень 13 туда и обратно внутри корпуса 12 между двумя крайними положениями, показанными, например, на фиг. 4 и 5 или фиг. 6 и 7.
Поршень 13 может быть соединен с первой частью 14 подъемного элемента. При приведении подъемного устройства 12 в действие, часть 14 подъемного элемента вместе с поршнем 13 может быть перемещена вверх или вниз. Подъемный элемент состоит из первого подъемного элемента 14 и второго подъемного элемента 15. Обе части 14, 15 подъемного элемента могут вращаться друг относительно друга на вращающейся опоре 16. Поскольку первый подъемный элемент прикреплен к поршню 13, он относится к стационарной системе, т.е., он не вращается вместе с резервуаром смесителя. Вторая часть 15 подъемного элемента соединена со сливом 10 смешиваемого материала, так что она вращается вместе с ним и резервуаром смесителя во время работы смесителя. Первая часть подъемного элемента и вторая часть подъемного элемента расположены так, что соединены друг с другом с геометрическим замыканием в направлении линейного движения подъемного устройства 12, 13, что означает, что когда первый подъемный элемент 14 из показанного на фиг. 4 нижнего положения перемещают в показанное на фиг. 5 верхнее положение, вторая часть 15 подъемного элемента поднимается вместе с ним.
На фиг. 4 и 5 особенно хорошо видно, что со второй частью 15 подъемного элемента соединена кулачковая шайба 17. По кулачковой шайбе движется рычаг 18, который, в свою очередь, соединен с резервуаром смесителя или сливом 10 смешиваемого материала. При приведении в действие подъемного механизма с целью переведения подъемного элемента из положения, показанного на фиг. 4, в положение, показанное на фиг. 5, рычаг 18 перемещается вдоль кулачковой шайбы 17 и поворачивается по часовой стрелке вокруг поворотной оси 9. Поскольку поворотная ось 9 соединена с одной из частей запорной крышки, она также поворачивается вокруг поворотной оси 9. Как показано на фиг. 3, на противоположной стороне предусмотрено наличие другой кулачковой шайбы и другого рычага, которые движутся одновременно, но в противоположном направлении, при этом с другим рычагом соединена другая часть запорной крышки.
На фиг. 6 и 7 вид сверху, показанный на фиг. 4 и 5, представлен на виде в сечении. Наряду с двумя частями 6’, 6” запорной крышки также показано очистительное сопло 24 в убранном положении в фартуке 11. На фиг. 7 показано полностью открытое положение, в котором части 6’, 6” запорной крышки переведены в крайнее положение. Очистительное сопло 24 убрано в стенку фартука 11.
На фиг. 8 показан вариант фиг. 7 с находящейся в положении очистки открытой запорной крышкой и выдвинутым очистительным соплом. Части 6’, 6” запорной крышки при помощи частично выдвинутого подъемного устройства 12, 13 переведены в частично открытое положение, так что между соответствующими краевыми и контактными поверхностями имеется зазор. Для проведения очистки краевых и контактных поверхностей на одной из предыдущих стадий смешиваемый материал полностью удаляют из смесителя резервуара путем полного открывания запорной крышки согласно фиг. 7. Затем части 6’, 6” запорной крышки поворачивают так, что они переходят в положение очистки. Когда запорная крышка находится в положении очистки, при помощи очистительного сопла 24, расположенного в неподвижном фартуке 11, который вводят в обтекаемый смешиваемым материалом слив 10 смешиваемого материала или область фартука 11, может быть произведена очистка краевых, контактных и основных поверхностей частей 6’, 6” запорной крышки путем обрызгивания очищающей жидкостью.
Части запорной крышки показаны на фиг. 9-11. Фиг. 9 представляет собой вид в перспективе части 6’ запорной крышки. Часть 6’ запорной крышки имеет, по существу, полукруглую форму и соединена с поворотным рычагом 19, приводимым в действие поворотным валом 21. На противоположной стороне предусматривается наличие опорного рычага 20, который опирается на противолежащую поворотную ось.
На фиг. 10 показана запорная крышка, состоящая из двух частей 6’, 6” запорной крышки. В представленном варианте осуществления обе части 6’, 6” запорной крышки снабжены углублением, в котором соответствующий уплотнительный элемент 22 расположен, например, в части 6’ запорной крышки. Когда обе части запорной крышки переведены в закрытое положение, два уплотнительных элемента прилегают друг к другу и закрывают имеющийся между частями 6’, 6” запорной крышки зазор. Уплотнительный элемент 22 выполнен упругим и расширенным на концевых участках 23. Углубление в частях 6’, 6” запорной крышки по форме соответствует уплотнительному элементу 22. Именно на угловых участках элемента запорной крышки конструкция должна быть герметичной, чтобы исключить вытекание смешиваемого материала из резервуара.
В представленном варианте осуществления изобретения выпускное отверстие круглое, а две части запорной крышки, по существу, полукруглые и вместе образуют форму круга, которая соответствует форме выпускного отверстия.
В качестве альтернативы, в той области, где встречаются две части 6’, 6” запорной крышки, выпускное отверстие может отклоняться от круглой формы и иметь соответствующий выступающий внутрь упорный элемент. В этом случае и форма частей 6’, 6” запорной крышки в области упорного элемента отличается от круглой.
Список позиций на чертежах:
1 Резервуар смесителя
2 Мешалка
3 Вал смесителя
4 Нижний резец
5 Выпускное отверстие
6’, 6” Запорная крышка
7 Дно резервуара смесителя
8 Ось вращения
9 Поворотная ось
11 Фартук
12 Корпус поршня
13 Подъемное устройство
14 Первый подъемный элемент
15 Второй подъемный элемент
16 Вращающаяся опора
17 Кулачковая шайба
18 Рычаг
19 Поворотный рычаг
20 Опорный рычаг
21 Поворотный вал
22 Уплотнительный элемент
23 Краевой участок
24 Очистительное сопло
101 Резервуар смесителя
102 Мешалка
103 Центральный вал
104 Смесительная лопасть
105 Скребок для стенок/дна
106 Нижний резец
107 Выпускное отверстие
108 Запорная крышка
109 Опорная цапфа
110 Несущий рычаг
111 Поворотный вал
112 Перепускной бункер