Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ВИБРАЦИОННОЕ 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. СССР №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 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 РФ №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, изготовленных 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 поверхностям тороидальной рабочей камеры направленных навстречу друг другу ломанных 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 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, увеличение производительности и пути (длины) движения компонентов кормов в рабочей камере.

Техническое решение достигается тем, что в устройстве вибрационном для смешивания сыпучих материалов, содержащем упруго установленную на основании и снабженную приводом рабочую камеру, рабочая камера выполнена пустотелой с волнообразной винтовой поверхностью и смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех круговых секций и четырех прямолинейных секций, при этом круговые секции смонтированы из подсекций, каждая из которых изготовлена из полосы, согнутой волнообразно и свернутой в кольцо с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, при этом подсекции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников с образованием по их наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом к продольной оси кругового сектора волнообразных винтовых поверхностей в виде карманов, которые имеют различную форму и размеры, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов, кроме того, четыре прямоугольные секции изготовлены из одной или более полос, согнутых волнообразно по размещенным под углом к их продольным кромкам линиям сгиба с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом 10-80° винтовых поверхностей в виде карманов наружной поверхности и карманов внутренней поверхности волнообразной формы, при этом карманы имеют различную форму и размеры.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемого устройства вибрационного для смешивание сыпучих материалов.

Новизна заключается в том, что рабочая камера выполнена с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов волнообразной 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 и так как при одних и тех же габаритах (площади занимаемыми установками) с рабочей камерой, выполненной в виде тора, расширяются технологических возможностей и увеличивается путь (длина) движения компонентов кормов в квадратной рабочей камере.

Новизна усматривается в том, что карманы рабочей камеры выполнены волнообразной 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, рабочая камера смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейными секциями с волнообразной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов волнообразной формы, 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 волнообразной 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, разными 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, стенки которых разнонаклонны не только друг к другу, но и к направлению вращательного движения компонентов кормов, движущихся под воздействием вибрации в плоскостях, перпендикулярных проходному сечения рабочей камеры, что усложняет траектории их движения и увеличивает интенсивность приготовления кормов и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что при работе вибратора, установленного горизонтально (в отличии 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 волнообразной формы всех восьми секций, что расширяет технологические возможности и повышает производительность приготовления кормов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройство вибрационное для смешивание сыпучих материалов, общий вид; на фиг. 2 - рабочая камера, 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 - сечение 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 волнообразно по прямым линиям сгиба; фиг. 9 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в кольцо-подсекцию; на фиг. 10 - одна из четырех пустотелых прямолинейных секций с карманами волнообразной 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 волнообразной формы пустотелой прямолинейной секции на фиг. 10; на фиг. 13 - полоса, согнутая по прямым линиям с образованием карманов волнообразной формы; фиг. 14 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в цилиндрический виток.

Устройство вибрационное 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 (фиг. 2) с винтовой поверхностью по внутреннему периметру (фиг. 3) в виде карманов волнообразной формы и смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций 6, 7, 8, 9, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейным секциями 10, 11, 12, 13 (фиг. 2).

Секции 6, 7, 8, 9 выполнены в виде кругового пустотелого сектора (фиг. 4) с волнообразной многозаходной винтовой поверхностью двоякой кривизны, снабженной винтовыми канавками внутри и снаружи под углом к его оси в виде карманов волнообразной формы (фиг. 5) с центрами кривизны, расположенными снаружи 14, 15, 16, 17, 18, 19, и карманов волнообразной формы с центрами кривизны, расположенными внутри поперечного сечения 20, 21, 22, 23, 24, 25 кругового пустотелого сектора, и смонтированы из подсекций 26 (фиг. 4). Одна из подсекций 26 на фиг. 4 выделена сплошными утолщенными линиями, выполнена в виде кольца 26 и подсекции соединены между собой известными методами, например сваркой, клейкой и т.п. Подсекции 26 соединены между собой известными методами, например сваркой, клейкой и т.п., с образованием по наружному и внутреннему периметру винтовых канавок внутри и снаружи под углом к оси секций 6, 7, 8, 9 в виде карманов волнообразной формы с центрами кривизны, расположенными снаружи и внутри поперечного сечения кругового пустотелого сектора - секций 6, 7, 8, 9.

Карманы волнообразной формы по наружной поверхности 14, 15, 16, 17, 18, 19 (фиг. 5) и карманы волнообразной формы по внутренней поверхности 20, 21, 22, 23, 24, 25 по периметру секций 6, 7, 8, 9 могут быть различными не только по форме, но и по размерам.

Каждая из подсекций 26 изготовлена из полосы 27 (фиг. 6), согнутой волнообразно по линиям сгиба 28, расположенными под одинаковыми углами α к продольным кромкам полосы 27 и размещенными на одинаковых расстояниях L между линиями сгиба 28. Расстояние L равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей, а именно расстоянию между точками А-Б, Б-В, В-Г, Г-Д, Д-Е, Е-А (фиг. 5).

Таким образом, каждая из подсекций 26 изготовлена в виде кольца (фиг. 4) и смонтирована из полосы 27 (фиг. 6, фиг. 7), на которой размечены прямоугольники 28 (один из прямоугольников показан на фиг. 6 двойной линией) и линии сгиба 29, размещенные друг от друга на одинаковых расстояниях, равных длине развертки периметра волнообразной карманов на расстояниях L и под углом α к продольным кромкам полосы 27.

На полосе 27 размечены также линии обрезки 30 кромок полосы 27, показанные на фиг. 6 штрихпунктирной линией с двумя точками. После разметки по линии обрезки кромок 30 участки полосы 27 (на фиг. 6 эти участки полосы 27 заштрихованы) отрезаются, и полоса 27 приобретает вид, показанный на фиг. 7, у которой линии сгиба 29 полосы 27 разные по длине L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ с образованием при этом разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами - линиями сгиба 29, параллельных друг другу. Полосу 27 (фиг. 7) после обрезки кромок прямоугольников 28 по линии обрезки 30 сгибают волнообразно по прямым линиям (фиг. 8), размещенным под углом α к кромкам полосы 27 с образованием волнообразных поверхностей А-Б, Б-В, В-Г, Г-Д, Д-Е, Е-А, и затем сворачивается в кольцо 26 (фиг. 9) с криволинейной волнообразной поверхностью. Волнообразная полоса после сворачивания в кольцо 26 соединяется известными методами, например сваркой, пайкой и т.д., по поперечным кромкам 31 и 32 (фиг. 7, фиг. 8) полосы 27 с образованием подсекции 26 в виде кольца.

Таким образом, подсекции 6, 7, 8, 9 (фиг. 3, фиг. 4), изготовлены в виде кругового сектора и выполнены по периметру в виде многозаходной волнообразной винтовой поверхности криволинейной формы под углом к оси подсекций.

Секции 6, 7, 8, 9 (фиг. 4, фиг. 5) в виде пустотелого кругового сектора с волнообразной винтовой поверхностью по его внутреннему и наружному периметру и образованием по их внутренней поверхностей карманов волнообразной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий могут быть изготовлены и иным способом.

Четыре пустотелые прямолинейные секции 10, 11, 12, 13 (фиг. 10, фиг. 11) с карманами волнообразной формы, например секция 10, изготовлены по крайней мере из одной полосы 33, соединенной по продольным кромкам 34 (показаны на фиг. 10 штрихпунктирной линией), и выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и наружи в виде карманов волнообразной формы под углом 10°-80° к оси прямолинейной секции, например 10, с центрами кривизны карманов волнообразной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно наружи и внутри ее поперечного сечения. Таким образом, каждая из четырех пустотелых прямолинейных секций 10, 11, 12, 13 (фиг. 10, фиг. 11) изготовлена, по крайней мере, из одной полосы 33, соединенной по продольным кромкам 34 (показаны на фиг.2 штрихпунктирной линией) известными методами, например сваркой, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом 10°-80° винтовых поверхностей в виде карманов волнообразной формы по внутренней поверхности 35, 36, 37, 38, 39, 40 и карманов волнообразной формы по наружной поверхности 41, 42, 43, 44, 45, 46, которые по периметру пустотелой прямолинейной секции могут быть различными не только по форме, но и размерам. Полоса 33 (фиг. 12, фиг. 13) согнута волнообразно по прямым линиям 35, расположенными под одинаковыми углами α к кромкам 34 полосы 33 и размещенными на расстоянии L между линиями сгиба 34. Расстояние L равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей. Полоса 33 после волнообразного сгиба (фиг. 13) свернута в цилиндрические витки (фиг. 14), соединенные друг с другом по продольным кромкам 34 известными методами в пустотелую прямолинейную секцию.

Устройство вибрационное 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 волнообразной формы по ее периметру. Наличие волнообразных карманов по периметру рабочей камеры 1 изменяет направление движение компонентов кормов, в результате чего компоненты кормов не только приобретают направленное движение от загрузки к выгрузке, но также образуются 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 волнообразной формы 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 устройства вибрационного для смешивания сыпучих материалов в виде квадрата, поверхность которого снабжена однонаправленными винтовыми линиями и винтовыми поверхностями, в виде карманов волнообразной формы, которые и обеспечивают изменение направления движения потоков компонентов кормов и расширение технологических возможностей.