1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28683
(51) B28C 5/00 (2006.01)
B28C 5/16 (2006.01)
B28F 5/08 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1098.1
(22) 19.08.2013
(45) 15.07.2014, бюл. №7
(72) Унасбеков Берикбай Акибаевич (KZ); Уразбаев
Жуматай Зейноллаевич (KZ); Сиваченко Леонид
Александрович (KZ); Богатырев Михаил
Геннадьевич (BY)
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Евразийский
национальный университет им. Л.Н. Гумилева"
Министерства образования и науки Республики
Казахстан
(56) RU 2018448, кл. В28С 5/16, 30.08.1994
(54) СМЕСИТЕЛЬ-ДИСПЕРГАТОР
(57) Смеситель-диспергатор относится к
оборудованию для одновременного проведения
процессов смешивания и помола и может быть
использован в различных отраслях
промышленности преимущественно для получения
жидкотекучих композиций.
Задачей изобретения является интенсификация
рабочего процесса и повышение надежности
рабочего оборудования. Для этого аппарат содержит
камеру для обработки, в которой установлен
рабочий орган в виде изогнутой винтовой спирали,
свободный конец которой посредством опорного
ролика, оснащенного подшипником,
взаимодействует с днищем камеры.
Технический результат изобретения заключается
в упрощении конструкции, повышении
производительности и надежности смесителя-
диспергатора.
(19)KZ(13)A4(11)28683
2. 28683
2
Предлагаемое изобретение относится к области
технологической обработки дисперсных материалов
и может быть использовано в химической, пищевой,
строительной, фармацевтической и других отраслях
промышленности для приготовления
высококачественных суспензий, шликеров и других
композиций.
Известен измельчитель, содержащий раму,
опору, помольную камеру в виде изогнутой трубы с
устройствами для загрузки и выгрузки в которой
установлен спиральный рабочий орган, свободный
конец которого взаимодействует с опорным
элементом цилиндрической формы [Патент РФ
№2058825., Измельчитель, МКЛ4 В02С 19/22,
опубл. 27.04.96, Бюл. №12].
Такое устройство, работающее в непрерывном
режиме, является хорошим измельчителем, однако
для обеспечения эффективного процесса
смешивания, особенно на микроуровне, оно
практически непригодно. Это объясняется очень
малым временем нахождения материала в рабочей
зоне и необходимостью либо предварительного
смешивания, для усреднения исходных
компонентов, либо их точного дозирования. Все это
ограничивает возможности такого аппарата и
усложняет работу с его использованием, что
является существенным недостатком.
Наиболее близким по технической сущности и
достигаемому результату к предлагаемому
изобретению является устройство для смешивания и
диспергирования, содержащее корпус с днищем,
гибкий изогнутый рабочий орган в виде винтовой
спирали, один конец которой кинематически
соединении с приводом, а другой с опорным
роликом, который жестко связан с концом спирали
[Патент РФ №2018448., Устройство для смешивания
и диспергирования, МКЛ5 В28С 5/16, опубл.
30.08.94, Бюл. №16].
Интенсивность рабочего процесса такого
устройства ограничивается конструктивными
особенностями, не позволяющими повысить частоту
рабочего органа выше некоторого критического
значения. Это связано с кинематикой работы
пружинного рабочего органа, который за счет
жесткой связи его свободного конца с опорным
роликом под действием сил трения между роликом
и днищем корпуса вынужден совершать поворотное
вращение относительно оси привода с достаточно
большой частотой, что приводит к его
значительным колебаниям и неустойчивому режиму
работы, вызывает значительные внутренние
напряжения в витках спирали и, что естественно в
этом случае, преждевременное разрушение по
критериям прочности при циклическом нагружении.
Задачей предлагаемого изобретения является
интенсификация рабочего процесса смесителя-
диспергатора и повышение его надежности за счет
улучшения условий работы пружинного рабочего
органа.
Технической идеей в реализации поставленной
задачи является изменение кинематических условий
движения пружинного рабочего органа в камере для
обработки материала путем выполнения в опорном
ролике дополнительного шарнира, позволяющего
уменьшить поворотное вращение свободного конца
рабочего органа относительно оси привода.
Поставленная задача решается тем, что в
смесителе-диспергаторе, содержащем камеру для
обработки материала с устройствами для загрузки и
выгрузки, гибкий рабочий орган в виде изогнутой
винтовой спирали, один конец которой
кинематически соединен с приводом, а другой с
опорным роликом, который согласно изобретению,
смонтирован на свободном конце спирали с
возможностью свободного вращения в подшипнике
на оси узла крепления, причем диаметр опорного
ролика превышает диаметр спирали. Кроме того,
целесообразно опорную поверхность ролика
выполнить в виде бандажа из материала,
коэффициент трения которого больше, чем у стали,
например, из резины.
Выполнение конструкции рабочего органа таким
образом, что опорный ролик установлен с
возможностью свободного вращения относительно
оси спирали, позволяет уменьшить частоту
поворотного вращения свободного конца спирали
относительно оси привода. Это дает возможность
увеличить частоту вращения пружинного рабочего
органа, за счет снижения его поворотного вращения
относительно оси камеры, уменьшив величину его
поперечных колебаний и в итоге решить
поставленную задачу -интенсифицировать рабочий
процесс смесителя-диспергатора и повысить
надежность его базовых элементов.
Признаки, введенные в отличительную часть
формулы изобретения являются новыми, они не
имеются ни у аналогов, ни у прототипа и в полной
мере служат достижению поставленной задачи.
Сущность изобретения поясняется графическими
материалами. На фиг.1 представлена
аксонометрическая модель смесителя-диспергатора,
на фиг.2 -его конструктивная схема, на фиг.3 -
вариант выполнения опорного ролика.
Смеситель-диспергатор содержит камеру 1 для
обработки материала, устройство 2 для загрузки и
устройство 3 для выгрузки материала, рабочий
орган 4 в виде изогнутой винтовой спирали, один
конец которой закреплен на валу 5 опоры 6, на
которой установлен приводной электродвигатель 7.
Свободный конец спирали 4 посредством оси 8,
выполненной на узле крепления 9, установлен в
подшипнике 10 опорного ролика 11, имеющего
бандаж 12.
Рабочий процесс смесителя-диспергатора
осуществляется следующим образом. Камера 1 для
обработки материала через загрузочное устройство
2 заполняется исходными компонентами.
Включается приводной электродвигатель 7 и через
вал 5 опоры 6 приводит во вращение спиральный
рабочий орган 4, который через ось 8 опирается на
подшипник 10 опорного ролика 11. При вращении
рабочего органа 4 частицы исходного материала
попадают в клиновидные пространства,
образованные смежными витками, и интенсивно
3. 28683
3
разрушаются. Одновременно рабочий орган в силу
возникающих реактивных моментов от
взаимодействия с рабочей средой получает
поворотное вращательное движение в плоскости
своей центральной оси относительно оси привода.
При этом опорный ролик 11 перекатывается по
поверхности рабочей камеры, а рабочий орган 4
совершает некоторое количество полных вращений
по всему рабочему объему камеры 1. Это позволяет
производить качественную обработку всего объема
загруженного материала. Обработанный до
требуемых кондиций и готовый для последующего
использования продукт удаляется из аппарата через
устройство 3 для выгрузки.
Оснащение опорного ролика 11 бандажом 12 из
резины или другого материала с более высоким, чем
у стали коэффициентом трения улучшает его
взаимодействие с опорной поверхностью, а размер
опорного ролика, превышающий по диаметру
диаметр витков спирали рабочего органа 4
необходим для исключения нежелательного трения
спирали о стенки камеры 1, что также улучшает
условия эксплуатации.
Использование предлагаемого изобретения в
сравнении с известными устройствами позволяет на
базе максимально упрощенной конструкции
получить эффективно работающий технологический
аппарат комплексного взаимодействия на
обрабатываемые компоненты. При этом по
сравнению нового устройства с прототипом
значительно повышается его надежность и
улучшаются условия обслуживания и ремонта.
Одновременно повышается производительность
агрегата, так как рабочее пространство между
витками более полно заполняется материалом. Это
повышает энергетическую эффективность рабочего
процесса, уменьшает шум и вибрации и улучшает
циркуляцию материала внутри рабочей камеры.
В целом перечисленные качества новой
конструкции смесителя-диспергатора делают его
конкурентоспособным на рынке аналогичного по
функциональному назначении оборудования.
Смеситель-диспергатор предложенного
технического исполнения может быть реализован
для диаметров рабочих камер от 0,3 до 1,5 метров и
вместимостью по готовому продукту от 0,015 до
2,0 м3
.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Смеситель-диспергатор, содержащий камеру
для обработки материала с устройствами для
загрузки и выгрузки, гибкий рабочий орган в виде
изогнутой винтовой спирали, один конец которой
кинематически соединен с приводом, а другой с
опорным роликом, отличающийся тем, что
опорный ролик смонтирован на свободном конце
спирали с возможностью свободного вращения в
подшипнике на оси узла крепления, причем диаметр
опорного ролика превышает диаметр спирали.
2. Смеситель-диспергатор по п.1 отличающийся
тем, что опорная поверхность ролика выполнена в
виде бандажа из материала, коэффициент трения
которого больше, чем у стали, например, из резины.
![28683
2
Предлагаемое изобретение относится к области
технологической обработки дисперсных материалов
и может быть использовано в химической, пищевой,
строительной, фармацевтической и других отраслях
промышленности для приготовления
высококачественных суспензий, шликеров и других
композиций.
Известен измельчитель, содержащий раму,
опору, помольную камеру в виде изогнутой трубы с
устройствами для загрузки и выгрузки в которой
установлен спиральный рабочий орган, свободный
конец которого взаимодействует с опорным
элементом цилиндрической формы [Патент РФ
№2058825., Измельчитель, МКЛ4 В02С 19/22,
опубл. 27.04.96, Бюл. №12].
Такое устройство, работающее в непрерывном
режиме, является хорошим измельчителем, однако
для обеспечения эффективного процесса
смешивания, особенно на микроуровне, оно
практически непригодно. Это объясняется очень
малым временем нахождения материала в рабочей
зоне и необходимостью либо предварительного
смешивания, для усреднения исходных
компонентов, либо их точного дозирования. Все это
ограничивает возможности такого аппарата и
усложняет работу с его использованием, что
является существенным недостатком.
Наиболее близким по технической сущности и
достигаемому результату к предлагаемому
изобретению является устройство для смешивания и
диспергирования, содержащее корпус с днищем,
гибкий изогнутый рабочий орган в виде винтовой
спирали, один конец которой кинематически
соединении с приводом, а другой с опорным
роликом, который жестко связан с концом спирали
[Патент РФ №2018448., Устройство для смешивания
и диспергирования, МКЛ5 В28С 5/16, опубл.
30.08.94, Бюл. №16].
Интенсивность рабочего процесса такого
устройства ограничивается конструктивными
особенностями, не позволяющими повысить частоту
рабочего органа выше некоторого критического
значения. Это связано с кинематикой работы
пружинного рабочего органа, который за счет
жесткой связи его свободного конца с опорным
роликом под действием сил трения между роликом
и днищем корпуса вынужден совершать поворотное
вращение относительно оси привода с достаточно
большой частотой, что приводит к его
значительным колебаниям и неустойчивому режиму
работы, вызывает значительные внутренние
напряжения в витках спирали и, что естественно в
этом случае, преждевременное разрушение по
критериям прочности при циклическом нагружении.
Задачей предлагаемого изобретения является
интенсификация рабочего процесса смесителя-
диспергатора и повышение его надежности за счет
улучшения условий работы пружинного рабочего
органа.
Технической идеей в реализации поставленной
задачи является изменение кинематических условий
движения пружинного рабочего органа в камере для
обработки материала путем выполнения в опорном
ролике дополнительного шарнира, позволяющего
уменьшить поворотное вращение свободного конца
рабочего органа относительно оси привода.
Поставленная задача решается тем, что в
смесителе-диспергаторе, содержащем камеру для
обработки материала с устройствами для загрузки и
выгрузки, гибкий рабочий орган в виде изогнутой
винтовой спирали, один конец которой
кинематически соединен с приводом, а другой с
опорным роликом, который согласно изобретению,
смонтирован на свободном конце спирали с
возможностью свободного вращения в подшипнике
на оси узла крепления, причем диаметр опорного
ролика превышает диаметр спирали. Кроме того,
целесообразно опорную поверхность ролика
выполнить в виде бандажа из материала,
коэффициент трения которого больше, чем у стали,
например, из резины.
Выполнение конструкции рабочего органа таким
образом, что опорный ролик установлен с
возможностью свободного вращения относительно
оси спирали, позволяет уменьшить частоту
поворотного вращения свободного конца спирали
относительно оси привода. Это дает возможность
увеличить частоту вращения пружинного рабочего
органа, за счет снижения его поворотного вращения
относительно оси камеры, уменьшив величину его
поперечных колебаний и в итоге решить
поставленную задачу -интенсифицировать рабочий
процесс смесителя-диспергатора и повысить
надежность его базовых элементов.
Признаки, введенные в отличительную часть
формулы изобретения являются новыми, они не
имеются ни у аналогов, ни у прототипа и в полной
мере служат достижению поставленной задачи.
Сущность изобретения поясняется графическими
материалами. На фиг.1 представлена
аксонометрическая модель смесителя-диспергатора,
на фиг.2 -его конструктивная схема, на фиг.3 -
вариант выполнения опорного ролика.
Смеситель-диспергатор содержит камеру 1 для
обработки материала, устройство 2 для загрузки и
устройство 3 для выгрузки материала, рабочий
орган 4 в виде изогнутой винтовой спирали, один
конец которой закреплен на валу 5 опоры 6, на
которой установлен приводной электродвигатель 7.
Свободный конец спирали 4 посредством оси 8,
выполненной на узле крепления 9, установлен в
подшипнике 10 опорного ролика 11, имеющего
бандаж 12.
Рабочий процесс смесителя-диспергатора
осуществляется следующим образом. Камера 1 для
обработки материала через загрузочное устройство
2 заполняется исходными компонентами.
Включается приводной электродвигатель 7 и через
вал 5 опоры 6 приводит во вращение спиральный
рабочий орган 4, который через ось 8 опирается на
подшипник 10 опорного ролика 11. При вращении
рабочего органа 4 частицы исходного материала
попадают в клиновидные пространства,
образованные смежными витками, и интенсивно](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)