Смеситель-диспергатор
MIXING DISPENSER

Изобретение относится к устройствам для смешивания и диспергирования порошкообразных нерастворимых материалов в жидкостях и может найти применение при изготовлении красок и различных паст.
Известен смеситель - диспергатор, содержащий раму, каретку с установленным на нем двигателем, кинематически связанным со скоростной мешалкой, тихоходную мешалку, расположенную параллельно скоростной мешалке, при этом мешалки установлены на каретке с возможностью перемещения внутри сосуда для перемешивания, механизм подъема и опускания каретки, кинематически связанным с двигателем, расположенным на раме (см. МПК B01F 15/00 описание изобретения к патенту №2139134 Российской Федерации, опубл. 10.10.1999 г.).
Недостатками известного устройства являются:
низкое качество полученного продукта, обусловленное параллельным расположением валов тихоходной и скоростной мешалок, при котором имеет место снижение скорости перемешиваемых частиц компонентов, потеря кинетической энергии частиц в зоне емкости, где отсутствует скоростная мешалка, приводящая к созданию застойных зон и залипания;
сложная конструкция смесителя, обусловленная выполнением кинематической связи между двигателем и валом тихоходной мешалки в виде механизма подъема и опускания каретки, совмещенного с механизмом вращения вала тихоходной мешалки, что требует наличия разъемной муфты, которая обеспечивает переключение смесителя с режима подъема и опускания каретки на режим вращения вала тихоходной мешалки;
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является смеситель - диспергатор, содержащий раму, каретку с установленным двигателем, кинематически связанным со скоростной мешалкой, тихоходную мешалку, расположенную параллельно скоростной, при этом мешалки смонтированы на каретке с возможностью перемещения внутри сосуда для перемешивания, механизм подъема и опускания каретки, выполненный в виде пары винт- гайка, кинематически связанный с двигателем, расположенными на раме, дополнительно содержит двигатель, кинематически связанный с валом тихоходной мешалки, гайка пары винт -гайка закреплена на каретке, а верхний конец винта установлен в подшипниковой опоре (см. МПК B01F 15/00 описание полезной модели к патенту №34882 Российской Федерации, опубл. 20.12.2003 г.) - ближайший аналог.
Недостатками известного смесителя являются:
низкое качество полученного продукта, обусловленное параллельным расположением валов тихоходной и скоростной мешалок, при котором имеет место снижение скорости перемешиваемых частиц компонентов, а следовательно и потеря кинетической энергии частиц в зоне емкости, где отсутствует скоростная мешалка, приводящая к созданию застойных зон и залипания, в которых процесс смешивания не происходит интенсивно;
ограниченные технологические возможности, обусловленные неравномерной скоростью перемешиваемых частиц компонентов, при котором сложно получить качественный продукт при смешивании компонентов с различными физическими свойствами, такими как влажность, вязкость, различными размерами перемешиваемых частиц, и при этом образуются зоны залипания, приводящие к некачественному смешиванию компонентов.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение качества конечного продукта при расширении технологических возможностей.
Сущность технического решения заключается в том, что в смесителе - диспергаторе, содержащем раму, каретку с установленным двигателем, кинематически связанным с тихоходной мешалкой, скоростную мешалку, при этом мешалки смонтированы на каретке с возможностью перемещения внутри сосуда для перемешивания, механизм подъема и опускания каретки, выполненным в виде пары винт - гайка, закрепленной на каретке, а верхний конец винта установлен в подшипниковой опоре, кинематическая связь двигателя с тихоходной мешалкой выполнена в виде червячного редуктора, червячное колесо которого установлено на полом валу тихоходной мешалки, внутри которого соосно расположен вал скоростной мешалки с двигателем с возможностью перемещения относительно вала тихоходной мешалки, при этом рабочий орган тихоходной мешалки выполнен в виде -образных лопастей, установленных на полом валу, на котором смонтированы Г-образные элементы с возможностью перемещения относительно полого вала, на торце которых по окружности расположены наклонные лопатки, а рабочий орган скоростной мешалки выполнен в виде радиально расположенных стержней с лопатками.
Выполнение кинематической связи двигателя с тихоходной мешалкой в виде червячного редуктора, червячное колесо которого установлено на полом валу тихоходной мешалки, внутри которого соосно расположен вал скоростной мешалки с двигателем с возможностью перемещения относительно вала тихоходной мешалки обеспечивает симметричное распределение потоков перемешиваемых частиц в сосуде, приводящее к равномерному распределению скоростей частиц, а следовательно и их кинетической энергии, необходимой для интенсивного перемешивания, при котором застойные зоны и зоны залипания не образуются, что приводит к повышению качества конечного продукта.
Выполнение рабочего органа тихоходной мешалки в виде -образных лопастей, установленных на полом валу, на котором смонтированы Г-образные элементы с возможностью перемещения относительно полого вала, на торце которых по окружности расположены наклонные лопатки, обеспечивают увеличение количества соударений частиц и изменение скоростей потоков перемешиваемых частиц в сосуде, что приводит к их разрушению, увеличению их количества и в конечном итоге дисперсности, обеспечивая, таким образом, повышение качества конечного продукта.
Выполнение рабочего органа скоростной мешалки в виде радиально расположенных стержней с лопатками увеличивает скорость и кинетическую энергию частиц, которые при столкновении друг с другом, а также проходя через наклонные лопатки, установленные на Г-образных элементах тихоходной мешалки, распадаются на более мелкие частицы, которые попадая в скоростной турбулентный поток интенсивно перемешиваются, образуя мелкодисперсную массу, что также повышает качество конечного продукта.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид смесителя - диспергатора; на фиг. 2 - конструкция рабочего органа тихоходной и скоростной мешалки; на фиг. 3 - сечение А - А фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б фиг. 2.
Смеситель - диспергатор содержит раму 1, каретку 2 с установленным двигателем 3, червячный редуктор 4, червячное колесо 5 которого посредством шпонки 6 установлено на полом валу 7 тихоходной мешалки. Внутри вала 7 соосно расположен вал 8 скоростной мешалки, который соединен с двигателем 9. На корпусе редуктора смонтировано устройство перемещения вала 8 относительно вала 7, которое состоит из двух площадок 10 и 11, соединенных между собой регулировочным механизмом, выполненным в виде шпилек 12 и гаек 13, 14, 15. На площадке 11 расположен двигатель 9. Мешалки смонтированы на каретке 2 с возможностью перемещения внутри сосуда 16 посредством механизма подъема и опускания каретки в виде винта 17 и гайки 18. Верхний конец винта установлен в подшипнике 19. Рабочий орган тихоходной мешалки выполнен в виде -образных лопастей 20, установленных на полом валу 7, на котором расположены Г-образные элементы 21, закрепленные посредством винтов 22 и гаек 23 на полом валу 7. На торцах Г-образных элементах между двумя кольцами 24, 25 по окружности расположены наклонные лопатки 26, а рабочий орган скоростной мешалки выполнен в виде стержней 27 и лопаток 28, расположенных радиально.
Смеситель работает следующим образом. В первоначальном положении каретка 2 находится в верхнем положении для установки передвижного сосуда 16. Исходные для перемешивания компоненты посредством дозатора (на чертеже не показан) загружаются в сосуд 16 для перемешивания. Включают двигатель 29, вращение от которого передается через редуктор 30 и пару винт 17 - гайка 18 и происходит опускание мешалок в сосуд 16 с загруженными исходными компонентами до рабочего положения (см. фиг. 1), при достижении которого включают двигатель 3, от которого через червячный редуктор 4 посредством червячного колеса 5 передается на полый вал 7 тихоходной мешалки. Вращение получают лопасти 20 и наклонные лопатки 26. Далее включают двигатель 9, вращение от которого непосредственно получает вал 8 и рабочий орган скоростной мешалки в виде радиально расположенных стержней 27 и лопаток 28. По завершении технологического процесса мешалки отключаются. Происходит их подъем путем включения двигателя 29, вращение от которого через редуктор 30 передается на винт 17 и гайку 18, которые преобразуют вращательное движение винта в поступательное перемещение каретки 2 вверх. Далее технологический процесс повторяется.
Положение рабочего органа поз. 21 с наклонными лопатками 26 тихоходной мешалки (см. фиг. 2) и рабочего органа поз. 27, 28 скоростной мешалки устанавливается относительно дна емкости в зависимости от физико-механических свойств перемешиваемых компонентов, и регулируется посредством механизма регулирования, выполненным в виде шпилек 12 и гаек 13, 14, 15. При смешивании смесей, склонных к образованию налипания на стенках сосуда используют нижнее положение (показанное пунктиром см. фиг. 1), которое обеспечивает прохождение перемешиваемой массы по стенкам сосуда с максимально высокой скоростью, не допуская налипания.
Применение заявляемого изобретения позволит улучшить качество готового продукта, расширить технологические возможности путем смешивания компонентов с различными свойствами, упростить конструкцию, повысить надежность работы устройства.