Результат интеллектуальной деятельности: ВИБРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к устройствам для смешивания, в частности к устройствам непрерывного действия, и может быть использовано для смешивания грубых, сочных, водянистых и концентрированных кормов.

Известен барабанный смеситель кормов а.с. №1666173, кл. B01F 19/02, 1987, содержащий барабан с винтовыми поверхностями, состоящий из секций, каждая из которых выполнена из одинаковых по площади пластин, имеющих форму равносторонних треугольников, соединенных между собой двумя своими сторонами по поверхности барабана и размещенных под углом друг к другу и к его оси, при этом секции соединены между собой свободными сторонами пластин и образуют разнонаправленные винтовые поверхности равного шага, а число пластин в секции является четным и, как минимум, равно шести.

Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что смешивание производится с недостаточной интенсивностью смешивания и недостаточной интенсивностью взаимодействия компонентов кормов друг с другом, а также необходимость создания наклона барабана для транспортировки их от загрузки к выгрузке.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для приготовления кормов - патент №2358620, кл. A23N 17/00, опубл. 20.06.2009, бюл. №17, содержащее станину, установленную на ней с приводом рабочую камеру тороидальной формы, выполненную из секций, выполненных из полос, согнутых в одну сторону по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полос, с попеременным образованием по длине полосы разных по размерам равносторонних и равнобедренных треугольников, при этом с двух сторон самого большого равностороннего треугольника расположены своими основаниями два одинаковых равнобедренных треугольника, с боковых сторон которых расположены два одинаковых равносторонних треугольника с расположенными к ним своими основаниями двумя одинаковыми равнобедренными треугольниками, на одном из которых расположен равносторонний треугольник, причем стороны меньших равносторонних треугольников отличаются от сторон больших равносторонних треугольников на одну и ту же линейную величину, а секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых треугольников с образованием по наружной и внутренней поверхности тороидальной рабочей камеры, направленных навстречу друг другу ломаных винтовых линий и винтовых поверхностей, расположенных под углом друг к другу.

Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что смешивание производится с недостаточной интенсивностью смешивания и недостаточной интенсивностью взаимодействия компонентов кормов друг с другом на относительно небольшой длине (по окружности) рабочей камеры в виде тора.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, увеличения производительности и пути (длины) движения компонентов кормов в рабочей камере.

Техническое решение достигается тем, что в вибрационной установке для смешивания сыпучих материалов, содержащей упруго установленную на основании, снабженную приводом рабочую камеру, рабочая камера выполнена пустотелой в виде квадрата с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов многогранной формы в виде различных геометрических фигур с четырьмя и более боковыми сторонами и смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех пустотелых секций, выполненных в виде пустотелого кругового сектора с четырьмя пустотелыми прямолинейными секциями, причем четыре секции, выполненные в виде пустотелого кругового сектора, изготовленного из полосы свернутой в кольцо с многогранной поверхностью и образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, расположенными параллельно друг другу с образованием подсекций, при этом подсекции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников в виде пустотелого кругового сектора, выполненного с многозаходной винтовой поверхностью, снабженного винтовыми канавками внутри кругового сектора под углом к его оси в виде карманов многоугольной формы различных геометрических фигур с четырьмя и более боковыми сторонами, причем расстояние между прямыми линиями сгиба равно длине каждого элемента многоугольника, а четыре пустотелые прямолинейные секции изготовлены, по меньшей мере, из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы, с образованием параллелограммов, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, при этом полоса свернута в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам с образованием по наружной поверхности однонаправленных ломаных винтовых линий, а на внутренней поверхности - ломаных винтовых карманов многоугольной формы в виде различных геометрических фигур с четырьмя и более боковыми сторонами, которые по периметру могут быть различными не только по форме, но и по размерам, при этом расстояния между линиями сгиба равны друг другу и равны сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренних поверхностей.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой вибрационной установки для смешивания сыпучих материалов.

Новизна заключается в том, что рабочая камера выполнена пустотелой в виде квадрата с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов многогранной формы, что расширяет технологические возможности, при одних и тех же габаритах с рабочей камерой, выполненной в виде тора, расширяются технологические возможности и увеличивается путь (длина) движения компонентов кормов в квадратной рабочей камере, так как длина по периметру тора (окружности) диаметра D равна L₁=πD, а длина по периметру квадрата равна L₂=4D. (L₂>L₁).

Новизна обусловлена также тем, что рабочая камера смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейными секциями, что расширяет технологические возможности, так как при одних и тех же габаритах с рабочей камерой, выполненной в виде тора, увеличивается путь (длина) движения компонентов кормов в квадратной рабочей камере.

Новизна усматривается в том, что карманы рабочей камеры выполнены в виде геометрических фигур многоугольной формы, по меньшей мере, из одной полосы, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что карманы по периметру рабочей камеры могут быть различными не только по форме, но и по размерам, что расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена также тем, что расстояния между линиями сгиба карманов внутренних поверхностей равны друг другу и равны сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренних поверхностей, что расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что рабочая камера выполнена пустотелой в виде квадрата с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов многогранной формы в виде различных геометрических фигур с четырьмя и более боковыми сторонами, что обеспечивает не только интенсификацию взаимодействия компонентов кормов, повышение производительности, но и расширение технологических возможностей.

Новизна предложения заключается в том, что по внутренней поверхности рабочей камеры образованы поверхности многоугольной формы, которые по периметру могут быть различными не только по форме, но и по размерам, что обеспечивает изменение направления движения компонентов кормов, в результате повышается производительность и расширяются технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что секции, из которых собрана рабочая камера, по периметру смонтированы из полос с размеченными на них четырехугольниками разных по площади и размерам, поэтому, интенсивность и производительность приготовления кормов возрастает, расширяются технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что по всему периметру рабочей камеры проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение компонентов кормов в каждом сечении рабочей камеры, а значит, повышение производительности и расширение технологических возможностей.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что четырехугольники полос, из которых смонтированы секции, разнонаклонены не только друг к другу, но и к оси симметрии рабочей камеры, поэтому степень сжатия компонентов кормов возрастает, процесс приготовления кормов интенсифицируется.

Новизна заключается также в том, что рабочая камера изготовлена из секций и подсекций, стенки которых разнонаклонны не только друг к другу, но и к направлению вращательного движения компонентов кормов, движущихся под воздействием вибрации в плоскостях, перпендикулярных проходному сечению рабочей камеры, что усложняет траекторию их движения, увеличивает интенсивность приготовления кормов и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что при работе вибратора, установленного горизонтально (в отличие от аналога - патент №2358620, кл. A23N 17/00, опубл. 20.06.2009, бюл. №17, у которого вибратор установлен вертикально), компоненты кормов, совершающие циркуляционное движение внутри рабочей камеры в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии рабочей камеры, получают дополнительное движение от наклоненных друг к другу стенок карманов многоугольной формы всех восьми секций, что расширяет технологические возможности и повышает производительность приготовления кормов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображено вибрационная установка для смешивание сыпучих материалов, общий вид; на фиг.2 - рабочая камера в форме квадрата, вид сверху; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - одна из четырех секций, выполненная в виде пустотелого кругового сектора, вид сверху; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.4; на фиг.6 - полоса с размеченными прямыми линиями сгиба и линиями обрезки кромок четырехугольников; на фиг.7 - полоса после обрезки кромок четырехугольников; на фиг.8 - полоса после обрезки кромок четырехугольников, согнутая по прямым линиям сгиба; фиг.9 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в кольцо-подсекцию; на фиг.10 - одна из четырех пустотелых прямолинейных секций с карманами многоугольной формы, общий вид; на фиг.11 - разрез В-В на фиг.10; на фиг.12 - полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий для карманов многоугольной формы пустотелой прямолинейной секции на фиг.10; на фиг.13 - полоса, согнутая по прямым линиям с образованием карманов многоугольной формы; фиг.14 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в цилиндрический виток.

Вибрационная установка для смешивания сыпучих материалов (фиг.1) состоит из рабочей камеры 1, установленной на платформе 2, снабженной вибратором 3. Платформа 2 посредством пружин 4 установлена на основании 5.

Рабочая камера 1 выполнена в виде квадрата (фиг.2) с многоугольной винтовой поверхностью по внутреннему периметру (фиг.3) в виде карманов многоугольной формы и смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций 6, 7, 8, 9, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейными секциями 10, 11, 12, 13 (фиг.2).

Секции 6, 7, 8, 9 (фиг.4) с многогранной винтовой поверхностью по их внутреннему периметру изготовлены из подсекций 14 (одна из подсекций на фиг.4 выделена сплошными утолщенными линиями), соединенными между собой известными методами, например сваркой, клейкой и т.п., с образованием по наружной и внутренней поверхностям винтовых линий (на фиг.4 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 15-16-17-18-19-20-21-22-23) и винтовых поверхностей многоугольной формы в виде различных геометрических фигур с четырьмя и более боковыми сторонами, например прямоугольника, трапеции, ромба и т.п., в виде (фиг.5) карманов наружной поверхности 24, 25, 26, 27, 28, 29 и карманов внутренней поверхности многоугольной формы 30, 31, 32, 33, 34, 35.

Каждая из подсекций 14 изготовлена в виде кругового сектора (фиг.4, фиг.5) и смонтирована из полосы 36 (фиг.6, фиг.7), на которой размечены прямоугольники, по диагоналям которых расположены линии сгиба проходящие через точки 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60 на расстояниях друг от друга, равных длине стороны геометрической фигуры, например, как на фиг.6, на расстоянии L₁, L₂, L₃. Линии сгиба полосы 36 показаны на фиг.6 утолщенной линией. На полосе 36 размечены также линии обрезки 61 кромок полосы 36, показанные на фиг.6 штрих-пунктирной линией с двумя точками. После разметки по линии обрезки кромок 61 участки полосы 36 (на фиг.6 эти участки полосы 36 заштрихованы) отрезаются и полоса 36 приобретает вид, показанный на фиг.7, у которой линии сгиба полосы 36 разные по длине L₄, L₅, L₇, L₈, L₉, L₁₀, L₁₁, L₁₂, L₁₃, L₁₄, L₁₅, L₁₆, L₁₇, L₁₈, L₁₉, L₂₀, L₂₁, L₂₂, L₂₃, L₂₄, L₂₅, L₂₆, L₂₇.

Полоса 36 (фиг.7) после обрезки кромок прямоугольников по линиям обрезки 61 сгибается по прямым линиям - линиям сгиба 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, размещенным под углом α к кромкам полосы 36 (фиг.8) с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами - т.е. по диагоналям, проходящим через точки 37-60 прямоугольников (фиг.6), параллельных друг другу, и затем сворачивается в кольцо 14 с многогранной поверхностью, как показано на фиг.9. Поперечные кромки 62 и 63 полосы 36 (фиг.6, фиг.7) после сворачивания в кольцо 14 соединяются известными методами, например сваркой, пайкой и т.д., с образованием подсекции 14 в виде кругового сектора - кольца 14 (фиг.9, фиг.4).

Таким образом, секции 6, 7, 8, 9 (фиг.4, фиг.5) выполнены по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями, изменяющимися по диаметру секции с шагом по периметру секции (одна из винтовых линий показана на фиг.4 утолщенной линией 15-16-17-18-19-20-21-22-23), и винтовыми канавками внутри и снаружи секций 6, 7, 8, 9 в виде карманов многоугольной формы, под углом к оси секций 6, 7, 8, 9.

Секции 6, 7, 8, 9 (фиг.4, фиг.5) с винтовой поверхностью по его внутреннему и наружному периметру с образованием карманов многоугольной формы могут быть изготовлены и другими способами.

Четыре пустотелые прямолинейные секции 10, 11, 12, 13 (фиг.10, фиг.11) с карманами многоугольной формы, например секция 10, изготовлены, по крайней мере из одной полосы 64, соединенной по продольным кромкам 65 (показаны на фиг.10 штрих-пунктирной линией) известными методами, например сваркой, с образованием по наружной и внутренней поверхностям винтовых линий (на фиг.10 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 66-67-68-69-70-71-72-73-74-75-76-77) и винтовых поверхностей (фиг.11) прямоугольной формы в виде карманов наружной поверхности 78, 79, 80, 81, 82, 8 и карманов внутренней поверхности 84, 85, 86, 87, 88, 89.

Полоса 64 (фиг.12, фиг.13) согнута по прямым линиям 90 под одинаковыми углами α к продольным кромкам 65 полосы 64, размещенным на расстояниях, равных длине элементов многоугольника карманов, например для кармана 81 на расстояниях L₁, L₂, L₃.

Полоса 64 после сгиба по прямым линиям (фиг.12, фиг.13) свернута в цилиндрические витки (фиг.14), соединенные друг с другом по продольным кромкам 65 известными методами, например сваркой, в пустотелые прямолинейные секции 10, 11, 12, 13.

Пустотелые прямолинейные секции, например, 10, 11, 12, 13 с карманами многоугольной формы жестко соединены поочередно с пустотелыми секциями 6, 7, 8, 9 с карманами многоугольной формы (фиг.2) по линиям стыковки I-I, II-II, III-III, IV-IV, V-V, VI-VI, VII-VII, VIII-VIII с образованием непрерывной пустотелой рабочей камеры 1 в виде квадрата с карманами многоугольной формы по его внутреннему периметру.

Вибрационная установка для смешивания сыпучих материалов работает следующим образом.

Возмущающая сила вибратора 3 через стенки рабочей камеры 1 передается частицам компонентов кормов, находящимся внутри рабочей камеры 1. Частицы компонентов под влиянием вибрации совершают вращательное движение в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии пустотелой рабочей камеры 1 и карманов многоугольной формы по ее периметру. Наличие криволинейных разнонаправленных элементов, в том числе карманов многоугольной форму по внутреннему периметру рабочей камеры 1 изменяет направление движения компонентов кормов, в результате чего компоненты кормов не только приобретают направленное движение от загрузки к выгрузке, но в результате образуются также зоны сжатия по всей длине пути компонентов кормов внутри рабочей камеры 1, повышается производительность приготовления кормов, расширяются технологические возможности.

Частицы компонентов кормов не только интенсивно взаимодействуют друг с другом, смешиваясь, но и под воздействием вибрации совершают вращательное движение в плоскости, перпендикулярной проходному сечению рабочей камеры 1. Так как по длине рабочей камеры 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость движения частиц компонентов кормов, т.е. имеет место повышение производительности приготовления кормов. Наличие винтовых поверхностей и винтовых линий по периметру рабочей камеры обеспечивает движение компонентов кормов не только в пустотелых прямолинейных секциях рабочей камеры 1, но и в пустотелых секциях, выполненных в виде кругового сектора, что способствует не только усложнению траекторий их движения, но и их перемещению по проходному сечению рабочей камеры 1 от загрузки к выгрузке. При движении компонентов кормов по проходному сечению рабочей камеры 1 из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разряжения в каждом сечении рабочей камеры 1 по всему его объему, что тоже интенсифицирует процесс приготовления кормов и расширяет технологические возможности.

Технико-экономические преимущества возникают за счет выполнения рабочей камеры вибрационной установки для смешивания сыпучих материалов в виде квадрата, внутренняя поверхность которой снабжена однонаправленными винтовыми линиями и винтовыми поверхностями в виде карманов многоугольной формы, а также за счет того, что частицы компонентов кормов под влиянием вибрации совершают вращательное движение в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии пустотелой рабочей камеры и карманов многоугольной формы по ее периметру, а также за счет того, что при движении компонентов кормов по проходному сечению рабочей камеры из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разряжения в каждом сечении рабочей камеры по всему его объему, что интенсифицирует процесс приготовления кормов и расширяет технологические возможности.