Вібраційний змішувач

Реферат: Вібраційний змішувач містить бункер/камеру змішування, віброзбуджувач, внутрішній робочий орган і патрубки вводу й виводу речовини/компонентів, що змішуються, при цьому бункер/камера виконаний/виконана переважно циліндричної форми, патрубок вводу розміщено переважно на бічній стінці бункера/камери змішування вище рівня заповнення зазначеного бункера/камери речовиною/компонентами, що змішуються, патрубок виводу речовини/компонентів, що змішуються, розміщено переважно в нижній частині бункера/камери змішування. Він додатково містить кришку бункера/камери змішування та перекривний кран/клапан. UA 70175 U (12) UA 70175 U UA 70175 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі техніки, зокрема до пристроїв для змішування сипучих та рідких матеріалів/сумішей, а саме, до вібраційних змішувачів, які можуть використовуватися у різних галузях промисловості. Відомий пристрій для змішування речовин/сполук, що містить камеру змішування, ротор з приводом обертання, що виконано з лопатами, та вібратор [1]. До недоліків відомого пристрою для змішування речовин/сполук належить те, що його конструкція не забезпечує стійкий коливальний рух робочого органу, а це призводить до зниження якості змішування речовин. Відомий вібраційний змішувач, що містить робочий орган, ексцентриковий віброзбуджувач, пружні зв'язки, що виконано у вигляді ресор, розміщених перпендикулярно шатунам ексцентрикового віброзбуджувача, при цьому ресори розташовано паралельно одна до іншої, а шатуни ексцентрикового віброзбуджувача, що мають однаковий ексцентриситет, розміщено з одного боку робочого органу паралельно один до одного і перпендикулярно поздовжній осі [2]. До недоліків відомого вібраційного змішувача належить те, що його конструкція не забезпечує стійкий коливальний рух робочого органу та якість змішування речовин. Відомий вібраційний змішувач, що містить робочий корпус циліндричного типу, віброзбуджувач, патрубки вводу і виводу змішуваних компонентів та внутрішній робочий орган, при цьому робочий корпус виконано складовим [3]. До недоліків відомого вібраційного змішувача належить те, що його конструкція не забезпечує стійкий коливальний рух робочого органу та якість змішування речовин, а також немає можливості здійснювати процес підвищення інтенсивності змішування для підвищення якості суміші. Відомий вібраційний змішувач, що містить робочий корпус циліндричного типу, віброзбуджувач, патрубки вводу і виводу змішуваних компонентів, та внутрішній робочий орган, при цьому робочий корпус виконано складовим [4]. До недоліків відомого вібраційного змішувача належить те, що його конструкція не забезпечує стійкий коливальний рух робочого органу та якість змішування речовин, а також немає можливості здійснювати процес підвищення інтенсивності змішування для підвищення якості суміші. Найбільш близьким технічним рішенням як по суті, так і по задачах, які вирішуються, що вибрано за найближчий аналог (прототип), є вібраційний змішувач, що містить бункер/камеру змішування, віброзбуджувач, внутрішній робочий орган і патрубки вводу й виводу речовини/компонентів, що змішуються, при цьому бункер/камера виконаний/виконана переважно циліндричної форми, патрубок вводу розміщено переважно на бічній стінці бункера/камери змішування вище рівня заповнення зазначеного бункера/камери речовиною/компонентами, що змішуються, патрубок виводу речовини/компонентів, що змішуються, розміщено переважно в нижній частині бункера/камери змішування, причому внутрішній робочий орган зв'язаний механічно з віброзбуджувачем і розміщено у внутрішній порожнині бункера/камери переважно вісесиметрично поздовжній осі зазначеного/зазначеної бункера/камери змішування [5]. До недоліків відомого вібраційного змішувача, який вибрано за найближчий аналог (прототип), належить те, що не забезпечується якість перемішування речовини/речовин або суміші. В основу корисної моделі поставлена задача шляхом усунення недоліків прототипу забезпечити підвищення інтенсивності змішування і, як наслідок, якості перемішування речовини/речовин або суміші при одночасному зменшенні працевитрат. Суть корисної моделі у вібраційному змішувачі, що містить бункер/камеру змішування, віброзбуджувач, внутрішній робочий орган і патрубки вводу й виводу речовини/компонентів, що змішуються, при цьому бункер/камера виконаний/виконана переважно циліндричної форми, патрубок вводу розміщено переважно на бічній стінці бункера/камери змішування вище рівня заповнення зазначеного бункера/камери речовиною/компонентами, що змішуються, патрубок виводу речовини/компонентів, що змішуються, розміщено переважно в нижній частині бункера/камери змішування, причому внутрішній робочий орган зв'язаний механічно з віброзбуджувачем і розміщено у внутрішній порожнині бункера/камери переважно вісесиметрично поздовжній осі зазначеного/зазначеної бункера/камери змішування, полягає в тому, що він додатково містить кришку бункера/камери змішування та перекривний кран/клапан. Суть корисної моделі полягає і в тому, що до складу віброзбуджувача входять з'єднані між собою привід обертання із блоком керування і колінчатий вал, до складу внутрішнього робочого органа входять з'єднані жорстко між собою поблочно ресори і пластини, кришка бункера/камери змішування виконана знімною з кільцевим ущільненням, у кришці бункера/камери змішування 1 UA 70175 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 виконано наскрізні напрямні отвори для проходу ресор внутрішнього робочого органа, привід обертання виконано у вигляді електродвигуна і закріплено на кришці бункера/камери змішування, ресори закріплено в підшипниках на шейках колінчатого вала, колінчатий вал закріплено у підшипниках на проміжних опорах, які, у свою чергу, закріплено зверху на згаданій кришці бункера/камери змішування, перекривний кран/клапан розміщено на патрубку виводу речовини/компонентів, що змішується, і з'єднано із блоком керування. Суть корисної моделі полягає також і в тому, що ресори внутрішнього робочого органа виконано або однакової довжини, або різної, включаючи комбінації однакових і різних за довжиною ресор, ресори встановлено перпендикулярно поздовжній осі колінчатого вала і паралельно між собою, ресори виконано переважно у вигляді стрижнів круглого поперечного перерізу, пластини внутрішнього робочого органа виконано або однаковими за величиною, товщиною та формою в плані, або різними за зазначеними параметрами, кожну з пластин внутрішнього робочого органа закріплено на вільному кінці ресори або перпендикулярно своєю площею до поздовжньої осі ресори, або під кутом до неї, пластини внутрішнього робочого органа виконано квадратної, прямокутної, круглої або будь-якої іншої форми в плані, зазначені пластини внутрішнього робочого органа виконано або суцільними, або з отворами круглої, квадратної або будь-якої іншої форми в плані. Новим в корисній моделі є те, що нижню частину бункера/камери змішування в районі закріплення випускного патрубка виконано або плоскої, або опуклої, або конусоподібної форми, а привід обертання виконано з можливістю зміни частоти обертання за допомогою блока керування для зміни інтенсивності переміщення/вібрації внутрішнього робочого органа у середовищі, що змішується. Досягнення технічного результату у вібраційному змішувачі, що заявляється, дійсно можливе тому, що: - шляхом встановлення конструктивних елементів внутрішнього робочого органа з різною за довжиною ресорами забезпечується якість перемішування речовини/компонентів, що змішується, по всіх шарах за глибиною бункера/камери змішування; - шляхом встановлення, конструктивних елементів внутрішнього робочого органа з різною формою пластин та їх конструктивним виконанням забезпечується якість перемішування речовини/компонентів, що змішується, по всіх шарах за глибиною бункера/камери змішування; - шляхом виконання приводу обертання з можливістю зміни частоти обертання за допомогою блока керування, забезпечується підвищення інтенсивності переміщення/вібрації внутрішнього робочого органа у середовищі, що змішується, а це, у свою чергу, призведе до підвищення якості перемішування речовини/компонентів, що змішується, по всіх шарах за глибиною бункера/камери змішування; - шляхом встановлення патрубка виводу речовини/компонентів, що змішуються, у нижній частині бункера/камери змішування, і виконання нижньої частини бункера/камери змішування опуклої або конусоподібної форми, забезпечується повнота спорожнювання внутрішньої порожнини бункера/камери змішування від речовини/компонентів, що змішуються, після проведення циклу змішування; - шляхом встановлення кришки з кільцевим ущільненням забезпечується неможливість попадання у внутрішню порожнину бункера/камери змішування сторонніх предметів, пилу та інших забруднювачів, а також викидання мас речовини/компонентів, що змішуються, з порожнини бункера/камери змішування при інтенсивному змішуванні (при максимальних обертах приводу обертання). Таким чином вібраційний змішувач, який заявляється, відповідає критерію корисної моделі "новизна". Суть корисної моделі пояснюється за допомогою креслень, де на фіг. 1 показано конструктивно-компонувальну схему вібраційного змішувача, який заявляється, на фіг. 2-4 показано варіанти конструктивного виконання елементів внутрішнього робочого органа з різною формою пластин та їх конструктивним виконанням, на фіг. 5 показано блок-схему конструктивного виконання віброзбуджувача, на фіг. 6 показано блок-схему конструктивного виконання внутрішнього робочого органа, на фіг. 7 показано блок-схему конструктивного виконання вібраційного змішувача, що заявляється. Вібраційний змішувач містить (як варіант конструктивного виконання - див. схему на фіг. 1 та блок-схему на фіг. 7) бункер/камеру (1) змішування, віброзбуджувач (2), внутрішній робочий орган (3), патрубки вводу (позиція 4) й виводу (позиція 5) речовини/компонентів (6), що змішуються, кришку (7) бункера/камери (1) змішування та перекривний кран/клапан (8). Конструктивно до складу віброзбуджувача (2) входять з'єднані між собою привід обертання (9) із блоком керування (10) і колінчатий вал (11) (див. блок-схему на фіг. 5), а до складу внутрішнього робочого органа (3) входять з'єднані жорстко між собою поблочно ресори (12) і 2 UA 70175 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пластини (13) (див. блок-схему на фіг. 6). При цьому привід обертання (9) з'єднано з блоком керування (10) каналом "К1" (див. схему на фіг. 1). Конструктивно та технологічно: - бункер/камеру (1) виконано переважно циліндричної форми (у вигляді пустотілого циліндра) (див. схему на фіг. 1); - патрубок вводу (4) розміщено переважно на бічній стінці (14) бункера/камери (1) змішування вище рівня (позиція h) заповнення зазначеного бункера/камери (1) речовиною/компонентами (6), що змішуються; - патрубок виводу (5) речовини/компонентів (6), що змішуються, розміщено переважно в нижній частині (15) бункера/камери (1) змішування; - внутрішній робочий орган (3) зв'язано механічно з віброзбуджувачем (2) і розміщено у внутрішній порожнині (16) бункера/камери (1) змішування переважно вісесиметрично поздовжній осі (17) зазначеного/зазначеної бункера/камери (1) змішування; - кришку (7) бункера/камери (1) змішування виконано знімною з кільцевим ущільненням (18) - див. схему на фіг. 1; - у кришці (7) бункера/камери (1) змішування виконано наскрізні напрямні отвори (19) для проходу ресор (12) внутрішнього робочого органа (3) (див. схему на фіг. 1); - привід обертання (9) виконано у вигляді електродвигуна і закріплено на опорі (20) на кришці (7) бункера/камери (1) змішування (на зовнішній стороні кришки (7) - як варіант конструктивного виконання); - ресори (12) закріплено в підшипниках (21) на шейках (22) колінчатого вала (11) (див. схему на фіг. 1); - колінчатий вал (11) закріплено у підшипниках (23) на проміжних опорах (24), які, у свою чергу, закріплено зверху на згаданій кришці (7) бункера/камери (1) змішування (див. схему на фіг. 1); - перекривний кран/клапан (8) розміщено на патрубку (5) виводу речовини/компонентів (6), що змішується, і з'єднано каналом "К2" із блоком керування (10) (див. схему на фіг. 1); - ресори (12) внутрішнього робочого органа (3) виконано або однакової довжини (позиція І), або різної (див. схему на фіг. 1), включаючи комбінації однакових і різних за довжиною ресор (12); - ресори (12) встановлено перпендикулярно поздовжній осі (25) колінчатого вала (11) і паралельно між собою (див. схему на фіг. 1); - ресори (12) виконано переважно у вигляді стрижнів круглого поперечного перерізу (див. схеми на фіг. 2-4); - пластини (13) внутрішнього робочого органа (3) виконано або однаковими за величиною, товщиною та формою в плані, або різними за зазначеними параметрами (див. схему на фіг. 1); - кожну з пластин (13) внутрішнього робочого органа (3) закріплено на вільному кінці (26) ресори (12) або перпендикулярно своєю площею до поздовжньої осі (27) ресори (12) (див. схеми на фіг. 1-4), або під кутом до неї; - пластини (13) внутрішнього робочого органа (3) виконано квадратної (див. схему на фіг. 2), прямокутної, круглої (див. схеми на фіг. 3-4), або будь-якої іншої форми в плані; - зазначені пластини (13) внутрішнього робочого органа (3) виконано або суцільними (див. схеми на фіг. 1-3), або з отворами (28) круглої (див. схему на фіг. 4), квадратної, або будь-якої іншої форми в плані; - нижню частину (15) бункера/камери (1) змішування в районі закріплення випускного патрубка (5) виконано або плоскої (див. схему на фіг. 1), або опуклої, або конусоподібної форми; - привід обертання (9) виконано з можливістю зміни частоти  обертання за допомогою блока керування (10) для зміни інтенсивності переміщення/вібрації внутрішнього робочого органа (3) у середовищі, що змішується (позиція 6). Вібраційний змішувач працює (експлуатується) таким чином. Попередньо через патрубок вводу (4) (який розміщено на бічній стінці (14) бункера/камери (1) змішування) у внутрішню порожнину (16) зазначеного бункера/камери (1) змішування вводиться/вводяться речовина/компоненти (6), що змішуються. Наповнення внутрішньої порожнини (16) бункера/камери (1) змішування здійснюється речовиною/компонентами (6), що змішуються, на рівень (позиція Н) заповнення зазначеного бункера/камери (1) речовиною/компонентами (6), що змішуються. При цьому: - перекривний кран/клапан (8), що знаходиться на патрубку виводу (5) (який розміщено на нижній (15) частині бункера/камери (1) змішування), закритий; 3 UA 70175 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - кришку (7) закріплено до верхньої частини бункера/камери (1) змішування і за допомогою кільцевого ущільнення (18) здійснюється герметизація внутрішньої порожнини (16) зазначеного бункера/камери (1) змішування; - ресори (12) просунуто у направляючі отвори (19), що виконано в кришці (7). Після цього за допомогою блока керування (10) запускається привід обертання (9), який виконано у вигляді електродвигуна (який закріплено на верхній/зовнішній частині кришки (7) в опорі (20) - див. схему на фіг. 1). Привід обертання (9) розкручує колінчатий вал (11) з частотою  обертання (колінчатий вал (11) обертається у підшипниках (23), що розташовані в опорах (24) - див. схему на фіг. 1). При обертанні колінчатого вала (11) здійснюється переміщення "вверх-вниз" ресор (12) з закріпленими на вільних кінцях (26) пластинами (13) внутрішнього робочого органа (3), які виконано або суцільними (див. схеми на фіг. 1-3), або з отворами (28) круглої (див. схему на фіг. 4), квадратної або будь-якої іншої форми в плані. Переміщення "вверх-вниз" ресор (12) з закріпленими на вільних кінцях (26) пластинами (13) внутрішнього робочого органа (3) здійснюється уздовж поздовжньої осі (17) бункера/камери (1) змішування - див. схему на фіг.1 При цьому ресори (12) працюють як шатуни, провертаючись у підшипниках (21), що розміщені на шийках (22) колінчатого вала (11). При переміщенні "вверх-вниз" ресор (12) з закріпленими на вільних кінцях (26) пластинами (13) внутрішнього робочого органа (3), зазначені ресори (12) за допомогою напрямних отворів (19) в кришці (7) переміщуються паралельно поздовжній осі (17) бункера/камери (1) змішування (при цьому поздовжні осі (27) ресор (12) паралельні між собою і відносно поздовжньої осі (17) бункера/камери (1) змішування). Переміщення "вверх-вниз" ресор (12) з закріпленими на вільних кінцях (26) пластинами (13) внутрішнього робочого органа (3) забезпечує перемішування речовини/компонентів (6), що змішуються, яка/які знаходяться у внутрішній порожнині (16) бункера/камери (1) змішування, при цьому за допомогою блока керування (10) здійснюється зміна частоти  обертання колінчатого вала (11) віброзбуджувача (2) для зміни інтенсивності переміщення/вібрації внутрішнього робочого органа (3) у середовищі, що змішується (позиція 6). Шляхом встановлення конструктивних елементів внутрішнього робочого органа (3) з різною за довжиною ресорами (12) забезпечується якість перемішування речовини/компонентів (6), що змішується, по всіх шарах за глибиною бункера/камери (1) змішування, а шляхом встановлення конструктивних елементів внутрішнього робочого органа (3) з різною формою пластин (13) та їх конструктивним виконанням (див. схеми на фіг. 2-4) забезпечується якість перемішування речовини/компонентів (6), що змішується, по всіх шарах за глибиною бункера/камери (1) змішування. Після завершення процесу перемішування речовини/компонентів (6), що змішується, за допомогою блока керування (10) по каналу "К1" подається команда на відключення приводу обертання (9) (колінчатий вал (11) припиняє обертання), а по каналу "К2" подається команда на відкриття перекривного крана/клапана (8) і через патрубок виводу (5) змішані речовина/компоненти (6) зливаються з внутрішньої порожнини (16) бункера/камери (1) змішування. По закінченні спорожнювання бункера/камери (1) змішування від змішаних речовин/компонентів (6), за допомогою блока керування (10) по каналу "К2" подається команда на закриття перекривного крана/клапана (8). Вібраційний змішувач знов готовий до роботи. Підвищення ефективності застосування вібраційного змішувача, який заявляється, у порівнянні із прототипом, досягається шляхом встановлення конструктивних елементів внутрішнього робочого органа з різною за довжиною ресорами, що забезпечує якість перемішування речовини/компонентів, що змішується, по всіх шарах за глибиною бункера/камери змішування шляхом встановлення конструктивних елементів внутрішнього робочого органа з різною формою пластин та їх конструктивним виконанням, що забезпечує якість перемішування речовини/компонентів, що змішується, по всіх шарах за глибиною бункера/камери змішування шляхом виконання приводу обертання з можливістю зміни частоти обертання за допомогою блока керування, що забезпечує підвищення інтенсивності переміщення/вібрації внутрішнього робочого органа у середовищі, що змішується, а це, у свою чергу, призведе до підвищення якості перемішування речовини/компонентів, що змішується, по всіх шарах за глибиною бункера/камери змішування. Підвищення ефективності застосування вібраційного змішувача, який заявляється, у порівнянні із прототипом, досягається й шляхом встановлення патрубка виводу речовини/компонентів, що змішуються, у нижній частині бункера/камери змішування, і виконання нижньої частини бункера/камери змішування опуклої або конусоподібної форми, забезпечується повнота спорожнювання внутрішньої порожнини 4 UA 70175 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 бункера/камери змішування від речовини/компонентів, що змішуються, після проведення циклу змішування, а шляхом встановлення кришки з кільцевим ущільненням забезпечується неможливість попадання у внутрішню порожнину бункера/камери змішування сторонніх предметів, пилу та інших забруднювачів, а також викидання мас речовини/компонентів, що змішуються, з порожнини бункера/камери змішування при інтенсивному змішуванні (при максимальних обертах приводу обертання). Джерела інформації: 1. Патент Російської Федерації на корисну модель № 80358 від 05.02.2008 "Роторновібраційний змішувач з магнітострикційним перетворювачем пластинчастого типу", МПК (2006) В01F 11/02, В28С 5/46 - аналог. 2. Патент Російської Федерації на винахід № 2035986 С1 від 27.05.1995 "Вібраційний змішувач", МПК 7 В01F 11/02 - аналог. 3. Патент Російської Федерації № 22365406 С1 від 27.08.2009 "Змішувач вібраційний", МПК (2006) В01F 11/00 - аналог. 4. Патент Російської Федерації № 2422195 С1 від 27.06.2011 "Віброзмішувач", МПК (2006) В01F 11/00 - аналог. 5. Патент Російської Федерації № 2429060 С2 від 20.09.2011 "Лабораторний віброзмішувач", МПК (2006) В01F 11/00-11/02 - прототип. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Вібраційний змішувач, що містить бункер/камеру змішування, віброзбуджувач, внутрішній робочий орган і патрубки вводу й виводу речовини/компонентів, що змішуються, при цьому бункер/камера виконаний/виконана переважно циліндричної форми, патрубок вводу розміщено переважно на бічній стінці бункера/камери змішування вище рівня заповнення зазначеного бункера/камери речовиною/компонентами, що змішуються, патрубок виводу речовини/компонентів, що змішуються, розміщено переважно в нижній частині бункера/камери змішування, причому внутрішній робочий орган зв'язаний механічно з віброзбуджувачем і розміщено у внутрішній порожнині бункера/камери переважно вісесиметрично поздовжній осі зазначеного/зазначеної бункера/камери змішування, який відрізняється тим, що він додатково містить кришку бункера/камери змішування та перекривний кран/клапан, при цьому до складу віброзбуджувача входять з'єднані між собою привід обертання із блоком керування і колінчатий вал, до складу внутрішнього робочого органа входять з'єднані жорстко між собою поблочно ресори і пластини, кришка бункера/камери змішування виконана знімною з кільцевим ущільненням, у кришці бункера/камери змішування виконано наскрізні напрямні отвори для проходу ресор внутрішнього робочого органа, привід обертання виконано у вигляді електродвигуна і закріплено на кришці бункера/камери змішування, ресори закріплено в підшипниках на шийках колінчатого вала, колінчатий вал закріплено у підшипниках на проміжних опорах, які, у свою чергу, закріплено зверху на згаданій кришці бункера/камери змішування, перекривний кран/клапан розміщено на патрубку виводу речовини/компонентів, що змішується, і з'єднано із блоком керування, причому ресори внутрішнього робочого органа виконано або однакової довжини, або різної, включаючи комбінації однакових і різних за довжиною ресор, ресори встановлено перпендикулярно поздовжній осі колінчатого вала і паралельно між собою, ресори виконано переважно у вигляді стрижнів круглого поперечного перерізу, пластини внутрішнього робочого органа виконано або однаковими за величиною, товщиною та формою в плані, або різними за зазначеними параметрами, кожну з пластин внутрішнього робочого органа закріплено на вільному кінці ресори або перпендикулярно своєю площею до поздовжньої осі ресори, або під кутом до неї, пластини внутрішнього робочого органа виконано квадратної, прямокутної, круглої, або будь-якої іншої форми в плані, зазначені пластини внутрішнього робочого органа виконано або суцільними, або з отворами круглої, квадратної, або будь-якої іншої форми в плані. 2. Вібраційний змішувач за п. 1, який відрізняється тим, що нижню частину бункера/камери змішування в районі закріплення випускного патрубка виконано або плоскої, або опуклої, або конусоподібної форми. 3. Вібраційний змішувач за п. 1, який відрізняється тим, що привід обертання виконано з можливістю зміни частоти обертання за допомогою блока керування для зміни інтенсивності переміщення/вібрації внутрішнього робочого органа у середовищі, що змішується. 5 UA 70175 U 6 UA 70175 U 7 UA 70175 U 8 UA 70175 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9