Устройство для транспортировки и перемешивания порошкообразных продуктов

 

Устройство для транспортировки и перемешивания порошкообразных продуктов, находящихся в сосудах, содержит корпус, установленный с возможностью качания под действием первого двигателя, вращающуюся плиту и канал распределения, установленные на двух противоположных концах корпуса, который может качаться под действием первого двигателя между положением, когда плита расположена под корпусом, и положением, когда канал расположен под корпусом. Корпус и плита имеют удлиняющие друг друга полости, одна из которых пересекает корпус от одного его конца до другого, а другая проходит в плите от одной поверхности, которая расположена перед корпусом, до другой ее поверхности, и фиксирующее устройство. Устройство снабжено вторым двигателем, вращающим плиту, и клапаном, позволяющим открывать и закрывать полость плиты, при этом фиксирующее устройство содержит зажимы для захвата горловины сосуда, размещенные на другой поверхности плиты, а корпус установлен с возможностью качания под действием первого двигателя вокруг горизонтальной оси. Изобретение позволяет осуществить перемешивание продукта перед тем, как его высыпать в приемную емкость после поворота сосуда. 8 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение касается устройства для транспортировки и перемешивания порошкообразных продуктов, исходно содержащихся в сосудах, расположенных в первом месте, к второму месту, которое может быть приподнятым путем транспортера.

Некоторыми продуктами манипулируют в плотных камерах, например типа перчаточных боксов, так что их трудно транспортировать. Изобретение используется в условиях такого характера.

Существует потребность в устройстве, позволяющем захватить сосуды в одном месте и переместить их ко второму месту, прежде чем высыпать их в это место. Необходима совершенно надежная работа без сопутствующего рассыпания содержимого сосуда, которое может быть ядовитым или опасным, поскольку только такая работа оправдывает полную автоматизацию процесса перемещения. Оказалось, что порошкообразные продукты, содержащиеся в сосудах, часто оказываются недостаточно смешанными, так что необходимо выполнить еще и операцию перемешивания, прежде чем высыпать продукт во второе место.

Так, известные устройства по патентам США 4569623 и Франции 2617817 не подходят для автоматического перемещения, поскольку сосуды в этих устройствах фиксируют вручную, а также не подходят ни для предварительного перемешивания порошка, ни для различных возможностей транспортировки, потому что эти устройства имеют неподвижную часть, связанную с каналом высыпания, и не имеют средств, с помощью которых сосуд можно удерживать в устройстве при перемещении корпуса к каналу высыпания.

Упомянутые недостатки устраняются настоящим изобретением путем создания устройства для транспортировки и перемешивания порошкообразных продуктов, находящихся в сосудах, содержащего корпус, установленный с возможностью качания под действием первого двигателя, вращающуюся плиту и канал распределения, установленные на двух противоположных концах корпуса, который может качаться под действием первого двигателя между положением, когда плита расположена под корпусом, и положением, когда канал расположен под корпусом, при этом корпус и плита имеют удлиняющие друг друга полости, одна из которых пересекает корпус от одного его конца до другого, а другая проходит в плите от одной поверхности, которая расположена перед корпусом, до другой ее поверхности, и фиксирующее устройство, причем устройство согласно изобретению снабжено вторым двигателем, вращающим плиту, и клапаном, позволяющим открывать и закрывать полость плиты, при этом фиксирующее устройство содержит зажимы для захвата горловины сосуда, размещенные на другой поверхности плиты, а корпус установлен с возможностью упомянутого качания под действием первого двигателя вокруг горизонтальной оси.

Предпочтительно, канал распределения установлен на корпусе посредством вибраторной системы.

В варианте выполнения, зажимы установлены на осях, присоединенных к кольцу, вращающемуся в плите под действием третьего двигателя посредством роликов и кулачков, обеспечивая качание захватных зажимов между отпущенным положением, соответствующим положению раскрытия, и блокирующим положением, соответствующим положению схождения, когда сосуд поднимается и прижимается к плите вокруг ее полости.

В этом варианте выполнения устройство предпочтительно снабжено блокирующей системой для приведения упомянутого кольца в закрепленное положение, имеющей стержень, поднимаемый при подъеме сосуда и несущий вилку, освобождающую штифт кольца.

В другом варианте, упомянутый канал распределения имеет клапан на конце и датчик потока с чувствительным элементом.

Предпочтительно, полость плиты продолжается трубкой, проходящей через полость корпуса и выходящей в канал.

Предпочтительно также, устройство имеет выступы для удержания зажимов в положении захвата сосуда.

Корпус устройства предпочтительно имеет две соосные части, соединенные посредством подшипников, причем на одной из упомянутых частей, которая является внутренней и вращаемой посредством второго двигателя, смонтирована плита.

В последнем варианте выполнения упомянутая внутренняя часть предпочтительно имеет трубку, пересекающую эту часть и продолжающуюся от упомянутой плиты к каналу.

На чертежах: Фиг. 1 - общий вид устройства; Фиг. 2 - вид центрального корпуса канала; Фиг, 3 - поперечный разрез плиты; Фиг. 4 - вид по оси плиты механизма управления захватными зажимами.

Сосуды 1, в которых находятся, возможно, ядовитые или опасные порошки, расположены на первом транспортировочном пути 2, проходящем перед устройством по изобретении.

Первый транспортировочный путь 2 может быть образован ленточным конвейером или каким-либо другим средством. В этом случае сосуды 1 последовательно захватываются и поднимаются подъемным приспособлением. Устройство 3 содержит раму 4, прикрепленную к опоре и имеющую вертикальные салазки 5, и вертикальный архимедов винт 6, вращаемый двигателем 7. Эта система поднимает и опускает шасси 8, снабженное двумя парами роликов 9, которые опираются на салазки и скользят по ним, и гайкой 10, взаимодействующей с архимедовым винтом 6. Поскольку этот тип системы хорошо известен, подробное описание здесь не приводится. При опускании шасси 8 сосуд может захватываться нижней частью узла устройства, который расположен на шасси 8 и содержит плиту 11, описанную ниже. Эта плита смонтирована на основном корпусе 12 устройства так, что она связана с двигателем 13, прикрепленным к корпусу 12, шестерня 14 которого приводит зубчатое колесо 15, выполненное за одно целое с плитой 11, чтобы осуществлять ее вращение вокруг вертикальной в данном случае оси. Плита 11 расположена под корпусом 12, а канал 16 прикреплен к упомянутому корпусу 12. Другой двигатель 17, прикрепленный к шасси 8, шестерня 18 которого входит в зацепление с зубчатым колесом 19, выполненным за одно целое с корпусом 12, обеспечивает качание последнего и, следовательно, плиты 11 и канала 16 вокруг горизонтальной оси.

Фиг. 1 показывает, как происходит наклон или поворот, когда поднимается шасси 8. Угол поворота составляет примерно 150^o, при этом сосуд 1 располагается со значительным наклоном над плитой 11 и позволяет его содержимому высыпаться через упомянутую плиту 11 и корпус 12 в канал 16, который затем наклоняется вниз от корпуса 12. Содержимое сосуда в этом случае проходит через устройство, а затем по каналу 16 поступает на второй транспортировочный путь 20, по которому оно выгружается. Имеется промежуточный участок, показанный в виде смешанных линий, где сосуд 1 наклонен не опрокидываясь. Это положение обозначено буквой М и соответствует положению перемешивания содержимого сосуд 1, когда вращается плита 11. Сосуд 1 внутри снабжен спиральными или вертикальными внутренними ребрами, обеспечивающими поднятие массы порошка, прежде чем позволить ей снова опуститься, что создает желаемое перемешивание.

После этой операции устройство 3 возвращается в свое исходное положение, чтобы поставить один сосуд 1 и захватить другой после удаления пустого сосуда 1. Теперь описываются наиболее важные компоненты устройства 3. Как можно видеть на фиг. 2, корпус 12 содержит цилиндрический внешний вал или барабан 25, из которого выступают концы вала 26, удерживаемые в подшипниках шасси 8. Внешний вал 25 несет на себе подшипники 27 для поддержания внутреннего вала или барабана 28, выполненного за одно целое с плитой 11. Плита 11 несет на себе также трубку 29, размещенную во внутреннем 28 и внешнем 25 валах, которая полностью пересекает их, чтобы привести к входу канала 16. Последний, во-первых, содержит цилиндрическую трубку 30, проходящую наклонно вверх в упомянутое исходное место, и проходя горизонтально в место выгрузки, где она оканчивается отверстием 31 под прямым углом к нему, направлена вниз к основанию в месте выгрузки. Трубка 30 смонтирована на ушке 32, прикрепленном к внешнему валу 25 посредством пружин 33. Нижний конец трубки 30 соединен с верхней частью внешнего вала 25 посредством эластичной втулки 31, которая выполняет функцию уплотнения в этом месте. Узел 35, соединяющий трубку 30 с пружиной 33, продолжается за ушко 32 и оканчивается пластиной 36, прикрепленной к отверстию 31 и несущей подъемное устройство 37 и вибратор 38. Подъемное устройство 37 управляет открыванием дроссельного клапана 39, расположенного в отверстии 31. После открывания дроссельного клапана 39 запускается вибратор 38 в месте выгрузки, чтобы сообщить вибрацию всему каналу 16, позволяя порошку двигаться по трубке 30 к отверстию 31. Опорожнение сосуда улучшается посредством придания ему вращения с низкой скоростью, например, один оборот в минуту, посредством приведения в действие двигателя 13. Датчик потока 40 на входе отверстия 31 обеспечен чувствительным элементом 41 и используется для обнаружения любой ненормальности в потоке порошка. Затем он оказывает действие на вращение сосуда и управляет вибрацией вибратора с целью остановки его работы. Во время опорожнения, для облегчения выгрузки, плита 11 продолжает вращаться.

Теперь рассмотрим фиг. 3, где более детально показана плита 11. Во-первых, можно видеть в центре вертикальную выемку 45 в продолжении выемки 44 внешнего вала 25. Под зубчатым колесом 15 эта выемка проходит через второй дроссельный клапан 46. Другой двигатель 47 управляет клапаном 46 посредством поворачивания дроссельной заслонки 48, а вал 49 двигателя управляет вращением штифта 50 перед детекторами 51 (только один из которых показан на чертеже), чтобы показать посредством обнаружения наличия штифта 50 перед ним, открыта дроссельная заслонка, закрыта, или находится в промежуточном положении.

На плите установлен дополнительный двигатель 52, который управляет вращением кольца 53, смонтированного горизонтально в нижней части плиты 11 посредством шарикового подшипника 54. Шестерня 55 двигателя 52 входит в зацепление с зубчатой периферией 56 упомянутого кольца 53.

Двигатель 52 и кольцо 53 отвечают на перемещение осей 57, вставленных в отверстия 58 плиты 11, нижние концы которых, выходящие за нижнюю поверхность 59 плиты, несут четыре зажима 60 (только один из которых показан на чертеже), предназначенные, соответственно, для их введения под горловину 61 сосуда 1 и удержания его в устройстве 3. Зажимы 60 являются горизонтальными фиксаторами, расположенными эксцентрическим или смещенным образом на осях 57, и их просто необходимо поворачивать на часть оборота для их помещения в положение схождения или захвата сосуда 1, в котором они сближены друг с другом, или в раскрытое положение, соответствующее отпусканию сосуда 1. Этим перемещением каждого зажима 60 управляют два расположенных один над другим ролика 62, 63, установленных на кольце 64, прикрепленном к оси 57, которые ходят по двум горизонтальным дисковым кулачкам 65 и 66, которые также расположены один над другим и лучше видны на фиг. 4. Нижний кулачок 65 имеет нижние выступы 67 с угловым протяжением около 10^o, по одному на каждую ось 57, тогда как верхний кулачок 66 имеет другую круговую дугу, более широкие выступы 68 с угловым протяжением около 60^o, каждый из которых покрывает часть нижнего выступа 67.

Показанное на фиг. 4 состояние соответствует положению схождения или захвата зажимов 60. При желании получить положение раскрытия, необходимо повернуть кольцо 53 по часовой стрелке примерно на 60^o. Нижний выступ 67 тогда достигает нижних роликов 62 и отталкивает их, что приводит к повороту осей 57. Непосредственно перед этим верхний выступ 68 скроется под нижними роликами 63, которые, таким образом, могут проходить к дну пазов 69 верхнего кулачка 66, расположенного между верхними выступами 68. Нижние ролики 62 и верхние кулачки 65 используются для управления поворотом осей 57, тогда как верхние ролики 63 и верхний кулачок 66 и, более конкретно, его выступы 68 используются для поддержания зажимов 60 в положении захвата и, таким образом, для предотвращения случайного освобождения сосудов 1. Кольцо 53 обеспечено также штифтом 70, прерывающим его зубчатую систему. В конце поворота штифт 70 достигает положения перед вилкой 71, которая скользит в вертикальном направлении перед ним, вследствие того, что она прикреплена к концу стержня 72 скольжения, нижний конец которого выступает из-под плиты 11. Этот конец отталкивается элементом 73 первого транспортировочного пути 2 при поднятии сосуда 1 к устройству 3. Стержень 72 и вилка 71 затем также поднимаются, что освобождает штифт 70 и позволяет осуществлять поворот кольца 53 в течение периода, который соответствует фиксации сосуда на устройстве 3 или наоборот, его освобождению. Плита 11 поднимается, вилка 71 опускается на стержне 70, фиксирует его и предотвращает смещение кольца 53 вследствие небрежности или случайности. Таким образом, зажимы 60 удерживаются в положении захвата.

Следует отметить, что в изображенном на фиг. 3 положении, иллюстрирующем положение схождения зажимов 60, они все еще не контактируют с горловиной 61 сосуда, то есть она не может поддерживаться относительно нижней кромки 74, выемки 45, что необходимо для воспрепятствования утечке порошка при опорожнении сосуда. Именно поэтому вышеописанное устройство требует еще некоторых деталей. Оси 57 расположены на диске 75, находящемся над кольцом 53 и несущем движущиеся по нему ролики 76. Как можно видеть на фиг. 4, ролики 76 движутся по кольцевым дугообразным кулачковым поверхностям 77, расположенным у вершины кольца 57, которые имеют увеличивающуюся в направлении часовой стрелки высоту и оканчиваются в концевой пластине 78, соответствующей максимальному поднятию диска 75, получаемому в конце хода зажимов 60, и которые обеспечивают требуемое закрепление сосуда 1 зажимами 60. В этом крайнем положении зажимы, поднятые относительно показанного на фиг. 3 состояния, поднимают горловину 61 сосуда и прижимают ее к выемке под крышкой 74. Определенную упругость сообщают пружины 77, на которых оси 57 подвешены на диске 75 и которые обеспечивают возможность регулировать силу прижатия горловины 61 сосуда.

Остановкой поворота зажимов можно управлять с помощью выступов 78, окружающих подобно им выемку 45, важная функция которых состоит в том, чтобы обеспечить центровку сосудов 1 посредством конических внутренних поверхностей 79, с которыми соприкасается горловина 61 сосуда. Зажимы 60 опираются на боковые поверхности 80 упомянутых выступов 78.

Процесс можно значительно автоматизировать посредством добавления не показанных детекторов, идентичных детектору 51, приведенному в описании в качестве примера. Такие детекторы можно расположить таким образом, чтобы проверять наличие сосуда под нижней поверхностью 59 или следить за вращением кольца 53 или наклоном корпуса 12. Затем постоянно проверяется правильность перемещения порошка, и действия продолжаются только в том случае если не обнаруживается ненормальность. В частности, от этого условия может зависеть открывание клапана 46.

Изобретение можно использовать в ядерной или фармацевтической промышленности, где образцы должны переноситься в непроницаемых устройствах. В таком случае обеспечивают возможность выполнения манипулирований, которые трудно осуществлять с внешней стороны, и облегчают задачу операторов.

Формула изобретения

1. Устройство для транспортировки и перемешивания порошкообразных продуктов, находящихся в сосудах (1), содержащее корпус (12), установленный с возможностью качания под действием первого двигателя (17), вращающуюся плиту (11) и канал (16) распределения, установленные на двух противоположных концах корпуса (12), который может качаться под действием первого двигателя (17) между положением, когда плита расположена под корпусом, и положением, когда канал расположен под корпусом (12), при этом корпус и плита имеют удлиняющие друг друга полости, одна из которых пересекает корпус от одного его конца до другого, а другая проходит в плите от одной поверхности, которая расположена перед корпусом, до другой ее поверхности, и фиксирующее устройство, отличающееся тем, что оно снабжено вторым двигателем (13), вращающим плиту, и клапаном (46), позволяющим открывать и закрывать полость (45) плиты (11), при этом фиксирующее устройство содержит зажимы для захвата горловины сосуда, размещенные на другой поверхности плиты (11), а корпус установлен с возможностью упомянутого качания под действием первого двигателя (17) вокруг горизонтальной оси.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что канал распределения установлен на корпусе посредством вибраторной системы (38).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зажимы (60) установлены на осях (57), присоединенных к кольцу (53), вращающемуся в плите (11) под действием третьего двигателя (52) посредством роликов (62, 63, 76) и кулачков (65, 66, 77), обеспечивая качание захватных зажимов между отпущенным положением, соответствующим положению раскрытия, и блокирующим положением, соответствующим положению схождения, когда сосуд поднимается и прижимается к плите вокруг ее полости.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно снабжено блокирующей системой для приведения упомянутого кольца в закрепленное положение, имеющей стержень (72), поднимаемый при подъеме сосуда (1) и несущий вилку (71), освобождающую штифт (70) кольца (53).

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый канал распределения имеет клапан (39) на кольце и датчик (40) потока с чувствительным элементом (41).

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полость (45) плиты (11) продолжается трубкой (29), проходящей через полость (44) корпуса (12) и выходящей в канал (16).

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно имеет выступы (68) для удержания зажимов (60) в положении захвата сосуда (1).

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус имеет две соосные части (25, 28), соединенные посредством подшипников (27), причем на одной из упомянутых частей, которая является внутренней и вращаемой посредством второго двигателя (13), смонтирована плита (11).

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что упомянутая внутренняя часть содержит трубку (29), пересекающую эту часть и продолжающуюся от плиты (11) к каналу (16).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4