РЫЧАЖНО-ПЛАНЕТАРНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ
LEVER-TYPE PLANETARY MIXER

Изобретение относится к смесителям для перемешивания различных вязких и сыпучих материалов с целью получения готовой однородной массы. 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 вязких материалов» по патенту № RU 2411073 C1, кл. B01F 7/30 02.2011 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. Не защищенность 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 к 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.
Наиболее близким по техническому решению является «Планетарный смеситель» по патенту №2228841 C1, кл. B28C 5/00, 05.2004 г., включающий цилиндрический бак, размещенный под днищем бака привод с центральным валом с жестко закрепленными на нем, по меньшей мере, двумя траверсами, на одной из которых размещены перемешивающие рабочие органы в виде лопастей, а на другой - дополнительный рабочий орган в виде активатора, имеющего возможность вращения. Выходной вал активатора установлен соосно выходному валу привода траверс. Бак выполнен с люком для загрузки и шибером для выпуска готового раствора. Каждая лопасть выполнена со скребком. Активатор имеет верхнюю и нижнюю шнековые лопасти с противоположно направленными витками и скребком, закрепленным на обрезе нижней лопасти.
Данное устройство имеет несколько существенных недостатков:
1. Сложную конструкцию, требует наличия как минимум 2-х самостоятельных приводов и консольное расположение вращающихся рабочих органов.
2. Имеет ременную передачу в агрессивной среде смешиваемых компонентов, что вызывает проскальзывание ременной передачи и ухудшение интенсивности и качества перемешивания.
Технической задачей изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности работы механизмов привода, интенсивности и качества перемешивания.
Результат достигается тем, что в рычажно-планетарном смесителе, содержащем корпус, загрузочные и разгрузочные люки, рабочий орган с лопатками, кинематически связанный с электродвигателем посредством привода, согласно изобретению корпус состоит из емкости и шарнирно установленной на него поворотной крышки, привод смесителя установлен в поворотной крышке и выполнен в виде планетарного однорядного механизма, состоящего из центрального колеса, установленного на вал, и кинематически связанный с электродвигателем; водила, сателлитов и венца, жестко закрепленного в поворотной крышке и имеющего внутренние зубья, входящие во внутреннее зацепление, с как минимум двумя сателлитами, шарнирно установленными на водило, которые входят во внешнее зацепление с центральным колесом, кинематически связанным с электродвигателем, водило установлено на полом валу ведущего стержня, жестко связанного с ведущим стержнем, шарнирно связанным через шатун с рабочим органом, при этом рабочий орган шарнирно соединен с ведущим кривошипом, установленным на валу центрального колеса.
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 корпуса, состоящего из емкости 1 для размещения перемешиваемых компонентов, и шарнирно установленной на емкость 1 поворотной крышки 2, в которой установлен привод, состоящий из электродвигателя 3 и планетарного однорядного механизма. Электродвигатель 3 кинематически связан с рабочим органом 4 с помощью планетарного однорядного механизма, состоящего из центрального колеса 5, установленного на вал, кинематически связанный с электродвигателем 3, неподвижного венца 6, жестко закрепленного в поворотной крышке 2 корпуса и имеющего внутренние зубья, контактирующие с двумя сателлитами 7, шарнирно установленными на водило 8 и входящими во внешнее зацепление с центральным колесом 5. Водило 8 установлено на полом валу 9 ведущего стержня 10 и жестко связано с ведущим стержнем 10, шарнирно связанным через шатун 11 с рабочим органом 4. С другой стороны рабочий орган 4 шарнирно соединен с ведущим кривошипом 12, установленным на вал, кинематически связанный с электродвигателем 3. Рабочий орган 4 выполнен в виде мешалки с рабочими лопатками. Поворотная крышка 2 имеет загрузочный бункер 13, а на днище емкости 1 смонтирован разгрузочный люк 14. Скребок 15 для очистки емкости 1 установлен на вал ведущего стержня 9 с помощью прутка 10 и выполнен по длине, соразмерной глубине емкости 1.
Для вращательно-планетарного движения рабочего органа 4 длина ведущего кривошипа 12 должна быть равна длине шатуна 11, для качательно-планетарного движения длина ведущего кривошипа 12 должна быть меньше длины шатуна 11.
Для обеспечения многорежимной работы электродвигатель 3 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 электродвигателя 3 передается планетарному однорядному механизму, а именно с помощью центрального колеса 5, неподвижного венца 6, сателлитов 7 и водила 8, вращение передается ведущему стержню 10 и ведущему кривошипу 12. Ведущий стержень 10 передает движение шатуну 11, а шатун 11 и ведущий кривошип 12 приводят в движение рабочий орган 4. Рабочий орган 4 с рабочими лопатками совершает сложное планетарное движение, обеспечивая высокую однородность перемешивания компонентов. Наличие скребка 15 позволяет своевременно очищать от налипших компонентов внутреннюю стенку емкости 1 смесителя. Полученную в результате перемешивания, тщательно перемешанную однородную смесь разгружают через разгрузочный люк 14. Для регулирования скорости вращения рабочего органа 4, обеспечения многорежимной работы двигатель 3 может быть снабжен частотным преобразователем, управляемым компьютером.
Выполнение смесителя с планетарным однорядным механизмом позволяет упростить конструкцию, значительно повысить качество перемешивания, а также снизить время перемешивания компонентов, тем самым повышается производительность смесителя. Установка двигателя и планетарного однорядного механизма над емкостью исключает воздействие агрессивной среды на двигатель и на зубчатую передачу, тем самым позволяет повысить надежность работы рычажно-планетарного смесителя.