Измельчитель-смеситель барабанный

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(57) 1. Измельчитель-смеситель барабанный, содержащий наклонный многогранный барабан с ножамилопатками на внутренних стенках, загрузочно-разгрузочным люком, крышкой и горизонтальными полыми фланцевыми валами, установленными в опорных подшипниках на стойках рамы, рабочий вал с дисковыми ножами, установленный на подшипниках в полостях горизонтальных фланцевых валов, контейнер для выгрузки смеси из барабана и привод барабана, кинематически связанный с фланцевым и рабочим валами, отличающийся тем, что он снабжен системой управления, включающей силовой блок, электромагнитный привод замка двери дополнительно установленного защитного ограждения, датчик закрытия двери ограждения, датчик закрытия замка, кнопки ПУСК и СТОП, причем в силовом блоке первый вход соединен с кнопкой ПУСК, второй вход - с кнопкой СТОП, третий вход - с датчиком закрытия замка, четвертый вход - с датчиком закрытия двери, первый выход - с приводом барабана, а второй выход - с электромагнитным приводом замка. 2. Измельчитель-смеситель по п. 1, отличающийся тем, что силовой блок системы управления включает два элемента И, два элемента ИЛИ и один элемент НЕ, причем первый вход силового блока соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, второй вход силового блока соединен через элемент НЕ с первыми входами первого и второго элементов И, третий вход силового блока соединен со вторым входом первого элемента И, четвертый вход силового блока соединен со вторым входом второго элемента И, Фиг. 1 первый выход силового блока соединен с выходом первого элемента И и вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, а второй выход силового блока со 4101 1 единен с выходом второго элемента И, четвертым входом первого элемента И и вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И. Изобретение относится к оборудованию для измельчения различных производственных отходов, например старых снятых рубероидных ковров кровель. Известен измельчитель-смеситель барабанный, содержащий наклонный многогранный барабан с ножами-лопатками на внутренних стенках, загрузочно-разгрузочным люком, крышкой и горизонтальными полыми фланцевыми валами, установленными в опорных подшипниках на стойках рамы рабочий вал с дисковыми ножами, установленный на подшипниках в полостях горизонтальных фланцевых валов контейнер для выгрузки смеси из барабана привод, кинематически связанный через редуктор и зубчатую передачу с фланцевым валом и через клиноременную передачу с рабочим валом 1. Этот измельчитель является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Однако он имеет определенные недостатки. Во-первых, отсутствует защитное ограждение рабочей зоны, в результате чего возможен свободный доступ к вращающемуся барабану и при малейшей неосторожности не исключены случаи травматизма посторонних лиц и обслуживающего персонала, что повышает опасность труда и снижает работоспособность оператора. Во-вторых, ввиду отсутствия защитного ограждения оператор обязан быть максимально сосредоточенным и должен непрерывно следить за тем, чтобы никто не находился в рабочей зоне при вращающемся барабане, поэтому он оказывается в постоянном напряжении, что значительно усложняет условия обслуживания,повышает трудоемкость и снижает работоспособность. В третьих, постоянный контроль рабочей зоны при вращении барабана исключает возможность участия оператора одновременно в организации поставки кусков отходов рубероидного ковра кровли и отправки ранее измельченной смеси и осуществляется все это только после прекращения вращения барабана, что значительно увеличивает время обслуживания и снижает производительность. В четвертых, постоянная напряженность сильно утомляет оператора, в результате чего, особенно в конце смены, повышается опасность травматизма. Задачей предлагаемого изобретения является улучшение условий обслуживания, снижение трудоемкости и уровня опасности, повышение надежности, работоспособности и производительности. Эта задача решена тем, что предлагаемый измельчитель-смеситель, содержащий наклонный многогранный баран с ножами-лопатками на внутренних стенках, загрузочно-разгрузочным люком, крышкой и горизонтальными полыми фланцевыми валами, установленными в опорных подшипниках на стойках рамы рабочий вал с дисковыми ножами, установленный на подшипниках в полостях горизонтальных фланцевых валов контейнер для выгрузки смеси из барабана и привод барабана, кинематически связанный с фланцевым и рабочим валами, согласно изобретению, снабжен системой управления, включающей силовой блок,электромагнитный привод замка двери дополнительно установленного защитного ограждения, датчик закрытия двери ограждения, датчик закрытия замка, кнопки ПУСК и СТОП, причем в силовом блоке первый вход соединен с кнопкой ПУСК, второй вход - с кнопкой СТОП, третий вход - с датчиком закрытия замка, четвертый вход - с датчиком закрытия двери, первый выход - с приводом барабана, а второй выход - с электромагнитным приводом замка. Кроме того, силовой блок системы управления включает два элемента И, два элемента ИЛИ и один элемент НЕ, причем первый вход силового блока соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, второй вход силового блока соединен через элемент НЕ с первыми входами первого и второго элементов И, третий вход силового блока соединен со вторым входом первого элемента И, четвертый вход силового блока соединен со вторым входом второго элемента И, первый выход силового блока соединен с выходом первого элемента И и вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, а второй выход силового блока соединен с выходом второго элемента И, четвертым 4101 1 входом первого элемента И и вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И. На основании приведенных данных и сопоставления с аналогами и прототипом видно, что предложенное техническое решение соответствует критерию изобретательский уровень и является новым, а промышленная применимость его подтверждается приведенным ниже подробным описанием конструктивного решения устройства и принципа его работы. На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого измельчителя-смесителя барабанного на фиг. 2 то же, вид А на фиг. 1 на фиг. 3 - его функциональная схема на фиг. 4 - замок с программным управлением, вид В на фиг. 1 на фиг. 5 то же, вид В на фиг. 4 на фиг. 6 - датчик закрытия двери и его воздействующий элемент,разрез Г-Г на фиг. 5 на фиг. 7 - фиксатор закрытия двери с двухсторонней рукояткой, разрез Д-Д на фиг. 1 на фиг. 8 - функциональная логическая схема измельчителя-смесителя. Предлагаемый измельчитель-смеситель барабанный состоит из наклонного многогранного барабана 1 с ножами-лопатками 2 на внутренних стенках, загрузочно-разгрузочным люком 3, крышкой 4 и горизонтальными полыми фланцевыми валами 5, 6, установленными в опорных подшипниках 7, 8 на стойках 9, 10 рамы 11 рабочего вала 12 с дисковыми ножами 13, установленного на подшипниках 14, 15 в полостях горизонтальных фланцевых валов 5, 6 контейнера 16 для выгрузки смеси из барабана и привода 17, например электродвигателя, кинематически связанного через редуктор 18 и зубчатую передачу 19 с фланцевым валом 6, а также через ременную передачу 20 с рабочим валом 12 пульта 21 системы управления. Барабан 1 снабжен защитным ограждением 22 с входной дверью 23, датчиком 24 закрытия двери и замком 25 с электромагнитным приводом 26 и датчиком 27 его закрытия. Защитное заграждение 22 выполнено в виде закрепленных на раме 11 вокруг барабана 1 по периметру рабочей зоны стоек 28, 29, 30, 31, а также охватывающих и соединяющих их вверху и внизу штанг 32, 33, на которых расположена и зафиксирована, кроме дверного проема, металлическая сетка 34, при этом на правой стойке 31 дверного проема закреплены датчик 24 закрытия двери, замок 25 с электромагнитным приводом 26 и датчик 27 закрытия замка. Такое защитное ограждение позволило исключить доступ посторонних лиц в рабочую зону, что предотвращает случаи травматизма, улучшает условия обслуживания, гарантирует безопасность и повышает работоспособность. Дверь 23 выполнена из жестко соединенных верхней 35 и нижней 36 горизонтальных, левой 37 и правой 38 вертикальных реек, на которых расположена и зафиксирована также металлическая сетка 39, при этом левая 37 вертикальная рейка двери посредством петель 40 закреплена на левой стойке 28 дверного проема, а на правой 38 вертикальной рейке двери расположены верхний 41 и нижний 42 консольные ограничители закрытия двери, защелка 43 с двухсторонней рукояткой 44 и воздействующий элемент 45 для датчика 24 закрытия двери, выполненный в виде регулирующего винта 46 с контргайкой 47, ввернутого в резьбовое отверстие 48 на верхнем 41 консольном ограничителе. Предложенное конструктивное выполнение воздействующего элемента позволяет без особого труда с минимальными затратами времени устанавливать необходимый рабочий ход для датчика закрытия двери и надежно фиксировать в этом положении регулировочный винт с помощью контргайки, что гарантирует надежность их взаимодействия и снижает трудоемкость. Замок 25 выполнен в виде горизонтально расположенного и соосно закрепленного с электромагнитным проводом 26 на правой стойке 31 дверного проема стакана 49 с установленным внутри него подпружиненным штоком 50, конец которого связан с толкателем 51 электромагнитного привода 26, а второй конец входит в центральное отверстие 52 дна стакана 49 и фиксирующее отверстие 53 на правой вертикальной рейке 38 двери, причем на толкателе 51 также закреплен воздействующий элемент 54 для датчика 27 закрытия замка, при этом на стойке 31 дверного проема выполнено отверстие 55 для защелки 43 и отверстие 56 для воздействующего элемента 45, торцевая часть которого взаимодействует с датчиком 24 закрытия двери, а также расположены направляющие 57, 58 для ограничителей 41, 42. Функционально-логическая схема системы управления включает силовой блок 59, привод 17 барабана,электромагнитный привод 26 замка, датчик 24 закрытия двери, датчик 27 закрытия замка, кнопки 60 ПУСК и 61 СТОП, причем в силовом блоке 59 первый вход соединен с кнопкой 60 ПУСК, второй вход- с кнопкой 61 СТОП, третий вход - с датчиком 27 закрытия замка, четвертый вход - с датчиком 24 закрытия двери, первый выход - с приводом 17 барабана, а второй выход - с электромагнитным приводом 26 замка. Кроме того, силовой блок 59 системы управления включает элементы 62, 63 И, элементы 64, 65 ИЛИ и элемент 66 НЕ, причем первый вход силового блока 59 соединен с первыми входами элементов 64, 65 ИЛИ, второй вход силового блока 59 соединен через элемент 66 НЕ с первыми входами элементов 62, 63 И, третий вход силового блока 59 соединен со вторым входом элемента 62 И, четвертый вход силового блока 59 соединен со вторым входом элемента 63 И, первый выход силового блока 59 соединен с выходом элемента 62 И и вторым входом элемента 64 ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом элемента 62 И, а второй выход силово 3 4101 1 го блока 59 соединен с выходом элемента 63 И, четвертым входом элемента 62 И и вторым входом элемента 65 ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом элемента 63 И. На пульте 21 системы управления расположен силовой блок 59, кнопки 60 ПУСК и 61 СТОП, а также необходимая защитная и сигнальная аппаратура (не показана). Измельчитель-смеситель барабанный работает следующим образом. Оператор, загрузив барабан 1, например кусками отходов рубероидного ковра кровли, закрывает крышкой 4 загрузочно-разгрузочный люк 3, выходит из рабочей зоны и с помощью рукоятки 44 закрывает дверь 23, при этом ограничители 41, 42, взаимодействуя с направляющими 57, 58, плотно соприкасаются с правой стойкой 31 дверного проема и фиксируются в этом положении защелкой 43, которая входит в соответствующее отверстие 55, а воздействующий элемент 45 входит в отверстие 56 и его торцевая часть точно располагается напротив датчика 24 закрытия двери и надежно с ним взаимодействует, в результате чего на его выходе появляется сигнал, который поступает на четвертый вход блока 59 и третий вход элемента 63 И (подготовка системы управления к запуску). Наличие сигнала на выходе датчика 24 закрытия двери также гарантирует точность расположения отверстия 53 на правой вертикальной рейке 38 двери 23 напротив штока 50 замка 25. Оператор, убедившись в готовности и полной безопасности, воздействует на кнопку 60 ПУСК, в результате чего на ее выходе появляется сигнал, который поступает на первый вход силового блока 59 и первые входы элементов 64, 65 ИЛИ. Наличие сигнала на входе элемента 64 ИЛИ вызывает появление сигнала на его выходе и первом входе элемента 62 И (подготовка барабана к пуску). Наличие сигналов одновременно на всех входах элемента 63 И вызывает появление сигнала на его выходе, втором входе элемента 65 ИЛИ (запоминается), четвертом входе элемента 62 И (подготовка барабана к пуску), втором выходе блока 59 и входе электромагнитного привода 26, в результате чего толкатель 51, преодолевая усилие возвратной пружины штока 50, начинает перемещать его и воздействующий элемент 54. Шток 50, при завершении толкателем 51 полного рабочего хода, входит в фиксирующее отверстие 53 на правой вертикальной рейке 38 двери 23 и замок 25 надежно ее блокирует, предотвращая доступ в рабочую зону, а воздействующий элемент 54 вступает во взаимодействие с датчиком 27 закрытия замка, в результате чего на его выходе появляется сигнал, который поступает на третий вход блока 59 и второй вход элемента 62 И. Наличие сигналов одновременно на всех входах элемента 62 И вызывает появление сигнала на его выходе, втором входе элемента 64 ИЛИ (запоминается), первом выходе блока 59 и входе привода 17 (электродвигателя), в результате чего он посредством цепной 19 и ременной 20 передач начинает вращать барабан 1 и рабочий вал 12, после чего оператор освобождает кнопку 60 ПУСК. Вследствие имеющегося эксцентриситета барабана 1 относительно фланцевых валов 5, 6, помещенные внутри куски отходов рубероидного ковра кровли начинают перебрасываться на вращающиеся дисковые ножи 13 рабочего вала 12 и ножи-лопатки 2 внутренних стенок барабана 1, в результате чего происходит их интенсивное измельчение и перемешивание. Таким образом, во время вращения барабана, оператор полностью освобождается от очень ответственного и сильно утомляющего контроля за отсутствием посторонних лиц в рабочей зоне и за счет образовавшейся паузы выполняет организационные функции по заблаговременной доставке к измельчителю-смесителю кусков отходов рубероидного ковра кровли и отправке в пункт назначения ранее измельченной массы, что значительно сокращает потери времени, улучшает условия обслуживания, снижает трудоемкость и опасность процесса, повышает надежность, работоспособность и производительность. После завершения цикла измельчения кусков отходов рубероидного ковра кровли, оператор воздействует на кнопку 61 СТОП, в результате чего на ее выходе появляется сигнал, который поступает на второй вход силового блока 59 и вход элемента 66 НЕ. Наличие сигнала на входе элемента 66 НЕ вызывает исчезновение сигнала на его выходе, выходах элементов 62, 63 И, 64, 65 ИЛИ первом и втором выходах блока 59, входах привода 17 барабана и электромагнитного привода 26 замка, в результате чего прекращается вращение барабана 1 и рабочего вала 12 и загрузочно-разгрузочный люк 3 располагается внизу напротив контейнера 6, а толкатель 51 электромагнитного привода 26, воздействующий элемент 54 и шток 50 замка 25 под действием возвратной пружины перемещаются в исходное правое крайнее положение, при этом снимается блокировка двери и исчезает сигнал на выходе датчика 27 закрытия замка, третьем входе блока 59 и втором входе элемента 62 И (запрет включения барабана). После этого оператор с помощью рукоятки 44 выводит защелку 43 из отверстия 55 на правой 31 стойке дверного проема и открывает дверь 23, подходит к барабану 1 и снимает крышку 4, выгружает через загрузочно-разгрузочный люк 3 измельченную массу в контейнер 6, организует отправку груженого контейнера в пункт назначения, выходит из рабочей зоны, плотно закрывает дверь и аналогично вышеизложенному осуществляет запуск системы управления, но останов осуществляется таким образом, что люк 3 барабана 1 останавливается в верхнем удобном для загрузки положении. 4 4101 1 Затем опять открывает дверь 23 и организует загрузку барабана 1 новой порцией кусков отходов рубероидного ковра кровли, закрывает загрузочно-разгрузочный люк 3 крышкой 4, выходит из рабочей зоны, закрывает плотно дверь 23 и аналогично вышеизложенному осуществляет запуск системы управления. Далее цикл повторяется. Если же по какой-либо причине дверь 23 будет закрыта не плотно, то между ее ограничителями 41, 42 и правой 31 стойкой дверного проема образуется зазор, а отверстие 53 на ее вертикальной правой 38 рейке будет смещено относительно штока 50 замка и ее защелка 43 будет смещена относительно соответствующего отверстия 55 на правой 31 стойке дверного проема, при этом совершенно невозможна блокировка двери и невозможно взаимодействие воздействующего элемента 45 с датчиком 24 закрытия двери, поэтому на нем будет отсутствовать сигнал и будет автоматически обеспечиваться запрет включения привода 26 замка и привода 17 барабана, что исключает возможность травматизма и повышает уровень безопасности. Если же дверь 23 будет плотно закрыта, а замок 25 по какой-либо причине окажется незакрытым, то на выходе датчика 27 закрытия замка будет отсутствовать сигнал, и будет автоматически обеспечиваться запрет включения привода 17 барабана, что также исключает случаи травматизма и повышает уровень безопасности. Если же плотно закрыта дверь 23 и надежно закрыт замок 25, то появляются сигналы на выходе датчика 24 закрытия двери и датчика 27 закрытия замка, и будет автоматически осуществляться запуск привода 17 барабана, а также будет обеспечен запрет входа кого-либо в рабочую зону, что исключает возможность травматизма и повышает уровень безопасности, значительно улучшает условия обслуживания. Таким образом, на основании вышеизложенного видно, что предлагаемый измельчитель-смеситель барабанный выгодно отличается от аналогичных известных измельчителей-смесителей. Во-первых, применение защитного ограждения вокруг вращающегося барабана по периметру рабочей зоны позволило исключить доступ посторонних лиц и обслуживающего персонала в опасный участок, что предотвращает возможность травматизма, улучшает условия обслуживания, гарантирует безопасность и повышает работоспособность. Во-вторых, за счет применения для двери оригинального замка с программным управлением удалось осуществить дистанционную автоматическую блокировку двери при вращающемся барабане и полностью исключить доступ в опасную рабочую зону посторонних лиц и обслуживающего персонала, что также предотвращает возможность травматизма, улучшает условия обслуживания, гарантирует безопасность и повышает работоспособность. В-третьих, предложенное конструктивное выполнение замка дало возможность открывать и закрывать его не вручную, а автоматически и позволило реализовать управление исполнительными механизмами в заданной по программе функциональной последовательности. В-четвертых, применение датчика закрытия замка позволило контролировать состояние замка и в зависимости от этого автоматически вносить коррективы в систему управления измельчителя-смесителя при закрытом замке обеспечивается запрет входа в рабочую зону, а при открытом замке обеспечивается запрет включения привода барабана, что гарантирует безопасность и повышает работоспособность. В-пятых, применение датчика закрытия двери позволило включать электромагнитный привод замка только при плотно закрытой двери и расположении фиксирующего отверстия точно напротив штока замка,что гарантирует надежность его работы и работы системы автоматического управления. В-шестых, применение на двери двух консольных ограничителей закрытия позволило располагать правую вертикальную стойку точно напротив правой стойки дверного проема, фиксирующего отверстия напротив штока замка и защелки напротив соответствующего отверстия, которая фиксирует дверь в этом положении и гарантирует надежную работу датчика закрытия двери и всей системы автоматического управления. В-седьмых, применение предложенных на правой стойке дверного проема направляющих для консольных ограничителей позволило располагать регулирующий винт точно напротив датчика закрытия двери, что гарантирует надежность его работы и работы предложенной системы автоматического управления. В-восьмых, применение предложенного воздействующего элемента в виде регулировочного винта с контргайкой позволило без особого труда, с минимальными затратами времени устанавливать необходимый рабочий ход для датчика закрытия двери, что гарантирует удобство обслуживания и снижает трудоемкость. В-девятых, за счет предложенного элементно-логического выполнения силового блока и предложенного подключения к нему всех командных аппаратов и приводов позволило обеспечить автоматическое управление исполнительными механизмами измельчителя-смесителя в заданной по программе функциональной последовательности, полностью освободив оператора от очень ответственного и утомляющего контроля за отсутствием посторонних лиц в опасной рабочей зоне и обеспечив ему возможность осуществления во время вращения барабана организации заблаговременной доставки к измельчителю кусков отходов рубероидного ковра кровли и отправки в пункт назначения ранее измельченной массы, что способствует рациональному использованию свободного времени, улучшению условий обслуживания, снижению уровня опасности и трудоемкости повышению надежности, работоспособность и производительности. 4101 1 Предложенный измельчитель-смеситель барабанный имеет высокий уровень автоматизации, является универсальным, компактным, безопасным, надежным, высокопроизводительным и может найти широкое применение в народном хозяйстве для измельчения различных материалов. Источники информации 1. Патент РБ 2010, МПК 02 18/14, 1997. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.