бункер-питатель для порошкообразных материалов

Формула изобретения

1. Бункер-питатель для порошкообразных материалов, склонных к сводообразованию, каналообразованию, содержащий цилиндрический корпус с нижней конусной частью и верхней крышкой, патрубок загрузки и патрубок выгрузки, соединенным с разгрузочным устройством, выполненным в виде шнека с электродвигателем, центрально расположенным валом, закрепленным своей верхней частью в подшипниковом узле, отличающийся тем, что вал выполнен с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения, его верхний конец соединен через подшипниковый узел с корпусом механизма возвратно-поступательного перемещения, выполненного в виде реечного механизма, приводимого в движение реверсивным приводом, причем верхний конец вала снабжен скользящей муфтой, соединенной, в свою очередь, с валом электродвигателя регулируемой частоты вращения, а его нижний, свободный конец, соединен шарнирным образом с двумя или несколькими сводоразрушающими элементами, расположенными осесимметрично относительно вертикальной оси вала, и представляющими из себя свободно висящие на оси шарнира штанги, имеющие на своих нижних концах тела, перекрывающие в своем нижнем положении поперечное сечение патрубка выгрузки, кроме того, в состав устройства входит управляющий рабочими параметрами приводов возвратно-поступательного и вращательного движения микропроцессор, входная линия которого связана с датчиком потребляемой мощности, выходной сигнал которого напрямую или косвенным образом связан с расходной концентрацией дозируемого порошкообразного материала в разгрузочном устройстве, а выходные управляющие линии соединены с управляющими устройствами приводов возвратно-поступательного и вращательного движения.

2. Бункер-питатель по п.1, отличающийся тем, что коаксиально центральному валу дополнительно установлен цилиндрический кожух, своей верхней частью соединенный с верхней крышкой корпуса.

3. Бункер-питатель по п.1, отличающийся тем, что дополнительно введены гибкие очистные элементы, закрепленные в нижних частях тел.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии хранения и дозированной подачи порошкообразных материалов, склонных к сводообразованию, каналообразованию, обладающих повышенной адгезионной способностью.

Известно устройство (Каталымов А.В., Любартович В.А. «Дозирование сыпучих и вязких материалов» - Л.: Химия, 1990. - 240 с.: ил., стр.161) для хранения и выгрузки порошкообразных материалов, склонных к сводообразованию и каналообразованию, содержащее цилиндроконический корпус с верхней крышкой, патрубками загрузки и выгрузки и системой аэрационного разрушения сводов, представляющей из себя рассредоточенные по объему плотного слоя порошкового материала аэрационные трубопроводы, соединенные с источником сжатого газа. К недостаткам данного устройства следует отнести, особенно при переработке мелкодисперсных материалов, необходимость иметь дополнительно систему обеспыливания, например, состоящую из одного или нескольких последовательно соединенных циклонов и фильтра, что усложняет конструкцию устройства и его эксплуатацию. Кроме того, при работе с адгезионными материалами образуются отложения порошка на стенках корпуса, особенно его конической части, что также негативно сказывается на эксплуатационных характеристиках устройства.

Известны также бункер для трудносыпучих материалов, содержащий корпус, в котором установлен с возможностью возвратно-поступательного движения вал со втулками, с возможностью регулирования и фиксации их по длине вала, на которых консольно закреплены не менее двух упругих рабочих элементов, отличающийся тем, что рабочие элементы выполнены в виде полувитков спирали, при этом втулки повернуты относительно друг друга на угол 90° (Патент РФ 2185314, кл. МПК В65D 88/68, опубл. 20.07.2002), бункер для трудносыпучих материалов, содержащий корпус, в котором соосно установлены с возможностью вращения и осевого перемещения основной и дополнительный полый валы со спиралью и привод, отличающийся тем, что к нижнему выступающему концу основного вала жестко прикреплена упругая консольная спираль, а спираль дополнительного полого вала верхним концом соединена с валом посредством регулируемой по высоте и фиксируемой втулки и нижним концом прикреплена к свободно сидящей втулке, расположенной над упором в нижнем конце вала, при этом верхние витки спирали основного вала охватывают нижние витки спирали дополнительного вала (Патент РФ 2147287, кл. МПК В65D 88/64, опубл.10.04. 2000).

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для обрушения сводов сыпучего материала в бункерах (Патент РФ 2187449, кл. МПК В65D 88/64, опубл.20.08. 2002), содержащее расположенную в бункере вертикальную штангу и укрепленную на ней с возможностью вертикального перемещения спираль, верхний конец которой соединен со штангой посредством регулируемой по высоте и фиксируемой втулки, отличающееся тем, что штанга установлена с возможностью колебательного или вращательного движения, на которой смонтировано не менее двух концентрических конических спиралей, при этом навивка последних выполнена противоположного направления и с переменным шагом, а их нижние концы жестко закреплены в нижней части штанги.

К недостаткам таких устройств следует отнести объемный характер воздействия сводоразрушающих элементов на порошкообразный материал. Если область воздействия этих элементов достаточно велика, то это приводит к большим энергозатратам, а если область воздействия сводоразрушающих элементов ограничена малым объемом, то это не исключает случайного сводообрушения и наличия локальных застойных зон вне области воздействия сводоразрушающих элементов. Это приводит к нестабильному дозированию выгружаемого материала, повышенным энергопотерям и, в случае абразивных порошкообразных материалов, к интенсивному износу рабочих элементов сводоразрушающих устройств.

Целью изобретения является создание бункера-питателя для порошкообразных материалов, склонных к сводообразованию, каналообразованию, имеющих повышенную адгезионную способность, обеспечивающего дозированную подачу выгружаемых материалов, пониженные энергозатраты, уменьшенный износ рабочих элементов сводоразрушающих элементов.

Цель достигается тем, что в бункере-питателе для порошкообразных материалов, содержащем цилиндрический корпус с нижней конусной частью и верхней крышкой, патрубок загрузки и патрубок выгрузки, соединенный с разгрузочным устройством, выполненным в виде шнека с электродвигателем, и центрально расположенным валом, закрепленным своей верхней частью в подшипниковом узле, согласно изобретению вал выполнен с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения, его верхний конец соединен через подшипниковый узел с корпусом механизма возвратно-поступательного перемещения, выполненного в виде реечного механизма, приводимого в движение реверсивным приводом, причем верхний конец вала снабжен скользящей муфтой, соединенной, в свою очередь, с валом электродвигателя регулируемой частоты вращения, а его нижний свободный конец соединен шарнирным образом с двумя или несколькими сводоразрушающими элементами, расположенными осесимметрично относительно вертикальной оси вала и представляющими из себя свободно висящие на оси шарнира штанги, причем основная масса штанг сосредоточена в нижней части в виде тел, перекрывающих в своем нижнем положении поперечное сечение патрубка выгрузки, кроме того, в состав устройства входит управляющий рабочими параметрами приводов возвратно-поступательного и вращательного движения микропроцессор, входная линия которого связана с датчиком потребляемой мощности, выходной сигнал которого напрямую или косвенным образом связан с концентрацией дозируемого порошкообразного материала в разгрузочном устройстве, а выходные управляющие линии соединены с управляющими устройствами приводов возвратно-поступательного и вращательного движения.

Для уменьшения трения вала в плотном слое порошкообразного материала коаксиально центральному валу установлен защитный цилиндрический кожух, своей верхней частью соединенный с верхней крышкой корпуса.

При работе с сильно адгезионными материалами на нижних частях тел закреплены гибкие очистные элементы.

На фиг.1 изображено устройство предлагаемого бункера-питателя. Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с нижней конусной частью и верхнюю крышку 2, патрубок загрузки 3, патрубок выгрузки 4, центрально расположенный вал 5, верхняя часть которого соединена через подшипник 6 с корпусом 7, имеющим реечный механизм 8 вертикального возвратно-поступательного перемещения, приводимый в действие реверсивным приводом 9, причем верхний конец вала 5 соединен посредством скользящей муфты 10 с валом 11 электродвигателя 12 регулируемой частоты вращения, а нижний конец вала 5 соединен шарниром, имеющим ось 13, на которую посредством проушин 14 подвешены два сводоразрушающих элемента 15, выполненных в виде штанг, имеющих на своих нижних концах тела 16, перекрывающие в своем нижнем положении поперечное сечение патрубка выгрузки 4, шнека 17 выгрузки порошкообразного материала, приводимого в действие электродвигателем 18, имеющим датчик потребляемой мощности 19, сигнал от которого в процессе работы передается через входную линию 20 на микропроцессор 21, а выходные управляющие сигналы поступают через выходные линии 22, 23 на управляющие устройства реверсивного привода 9 и электродвигателя 12.

На фиг.2 изображено устройство предлагаемого бункера-питателя с защитным цилиндрическим кожухом 24, коаксиальным валу 5.

На фиг.3 изображено устройство предлагаемого бункера-питателя с гибкими очистными элементами 25, закрепленными в нижних частях тел.

Функционирует устройство следующим образом. Через патрубок 3 внутрь корпуса 1 загружают порошкообразный материал. Вал 5 со сводоразрушающими элементами 15 находится в нижнем положении в неподвижном состоянии, перекрывая телами 16 доступ порошка из корпуса 1 через патрубок 4 в выгрузочный шнек 17. В холостом режиме работы шнека 17 (без поступления порошкообразного материала) мощность, потребляемая электродвигателем 18, составляет величину W_o (см. фиг.4). В момент начала работы на микропроцессор 21 подают по линии 20 управляющий сигнал на реверсивный привод 9, который начинает подъем вала 5 со сводоразрушающими элементами 15. Освобождается свободное пространство для ссыпания порошка через патрубок 4 в шнек 17. При поднятии вала 5 на величину L подают сигнал на электродвигатель 12, который придает соответствующую величину вращения валу 11, соединенному муфтой 10 с валом 5. Под действием возникающих центробежных сил, действующих на сводоразрушающие элементы 15, центр масс которых разнесен относительно оси вращения, последние отклоняются на угол . При этом осуществляется послойное силовое взаимодействие поверхностей сводоразрушающих элементов 15 с окружающим его порошкообразным материалом. Т.о. повышается сыпучесть материала за счет его послойного, поверхностного разрушения, ликвидируя тем самым сводообразование и каналообразование. Возникает поток порошкового материала с расходной концентрацией С через патрубок 4 в шнек 17, что приводит, в свою очередь, к увеличению потребляемой электродвигателем 18 шнека 17 мощности W. Если мощность W не достигает заданного значения W₁, соответствующего нижней границе допустимой концентрации C₁, то подъем и соответствующее увеличение скорости вращения вала 11, соединенного муфтой 10 с валом 5, продолжается, угол расхождения сводоразрушающих элементов 15 увеличивается, величина проходного сечения между стенками конической части корпуса 1 и телами 16 возрастает, и увеличивается концентрация С. При превышении верхнего предела концентрации С₂ и, соответственно, достижении предельно допустимой потребляемой электродвигателем 18 мощности W₂, микропроцессор 21 подает сигнал реверсивному приводу 9 на опускание сводоразрушающих элементов 15 и соответствующее снижение скорости вращения вала 11 электродвигателем 12. Происходит снижение концентрации С, и сводоразрушающие элементы 15 возвращаются в равновесное состояние (заштрихованное на фиг.4). Таким образом, осуществляется обратная связь между величиной расходной концентрации поступающего порошкообразного материала в шнек 17 и режимными параметрами реверсивного привода 9, электродвигателя 12 и реализуется регулируемая в заданных пределах расходных концентраций C ₁-C₂ равномерная дозированная подача порошкообразного материала в шнек 17.

Для уменьшения энергопотерь и уменьшения абразивного износа к нижней части крышки 2 прикреплен коаксиальный неподвижный защитный цилиндрический кожух 24, который уменьшает контакт вала 5 с плотным слоем порошкообразного материала.

Для работы с сильно адгезионными порошками предусмотрено крепление к нижним частям тел 16 гибких очистных элементов 25, например, цепного типа. Введение таких элементов позволяет ликвидировать вторичное адгезионное накопление порошкообразных материалов в конусной части корпуса.