устройство для дозирования трудносыпучих и сыпучих материалов

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ТРУДНОСЫПУЧИХ И СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее соединенную с нижней частью бункера вертикально установленную трубу со шнеком, связанным с приводом вращения, и закрепленный над лопастями шнека на его валу ворошитель, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат и расширения диапазона дозируемых материалов, в нем бункер выполнен в виде верхней части трубы, а шнек выполнен в виде одного полного витка лопасти с радиальным торцом в нижней части и перекрытием этого торца дополнительным участком лопасти с заточенной верхней торцевой кромкой в виде архимедовой спирали, причем угол перекрытия радиального торца шнека дополнительным участком лопасти не превышает угла естественного откоса, а ворошитель выполнен в виде конической спирали, вершиной прикрепленной к валу шнека, а нижним концом установленной с возможностью касания с внутренней поверхностью трубы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к дозированию материалов, в частности кормов для сельскохозяйственных животных.

Известно устройство для объемного дозирования трудносыпучих материалов, содержащее бункер с ворошителем и цилиндрической горловиной, шнек, привод вращения шнека [1].

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство для объемного дозирования сыпучих материалов, содержащее бункер, соединенную с нижней частью бункера вертикально установленную дозирующую цилиндрическую камеру со шнеком, привод вращения шнека, ворошитель материала [2].

Недостатками известного устройства являются узкий диапазон дозируемых материалов, высокие энергозатраты на дозирование и сложность конструкции. Воронкообразная форма бункера приводит к заклиниванию трудносыпучего материала на входе в дозирующую камеру. Наличие ступенчатого шнека на валу по всей длине дозирующей камеры и ворошителя с большим радиусом вращения в воронке бункера приводит к значительным энергозатратам на их проворачивание при дозировании, а радиальное расположение ворошителя является причиной задержки на нем волокнистых включений, которые могут встречаться в дозируемом материале, что также приводит к дополнительным энергозатратам при вращении вала.

Целью изобретения являются расширение диапазона дозируемых материалов, снижение энергозатрат на дозирование, а также упрощение конструкции.

Цель достигается тем, что в устройстве для объемного дозирования трудосыпучих и сыпучих материалов бункер и дозирующая камера выполнены в виде единой вертикально установленной цилиндрической трубы. Шнек находится в нижней части цилиндрической трубы и состоит из одного витка с перекрытием торцовых кромок, причем верхняя торцовая кромка заточена и имеет форму архимедовой спирали или близкой к ней дуги эксцентрической окружности. Максимальный угол перекрытия торцовых кромок шнека выполнен равным или меньшим угла естественного откоса дозируемого материала. Ворошитель расположен над витком шнека в нижней части цилиндрической трубы и выполнен в виде одного витка проволочной конической спирали, прикрепленной верхним концом к валу шнека, а нижним концом касающейся внутренней поверхности цилиндрической трубы.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из вертикальной цилиндрической трубы 1, дозирующего шнека 2, привода 3 вращения шнека, ворошителя 4, шнек 2 выполнен в виде полного витка лопасти с радиальным торцом в нижней части и дополнительным участком лопасти с заточенной верхней торцовой кромкой в виде архимедовой спирали. Виток шнека 2 выполнен по диаметру цилиндра по ходовой посадке для центрирования относительно оси цилиндрической трубы 1. Стрелками показаны направление вращения вала шнека (в данном случае по часовой стрелке) в процессе дозирования и направления загрузки и выпуска из дозатора дозируемого материала, условно обозначенного на фиг. 1 точками. Разрез А-А сделан в отсутствие дозируемого материала в устройстве.

На фиг. 2 штриховой линией обозначена невидимая на разрезе А-А нижняя торцовая кромка витка шнека 2. При рассмотрении перекрытия торцовых кромок шнека 2 необходимо учитывать семейство углов перекрытия, каждый из которых получается в результате построения соответствующего плоского прямоугольного треугольника. В качестве первой вершины треугольника выбирается произвольная точка на верхней криволинейной торцовой кромке витка шнека 2. Через нее проводится вертикальная плоскость, перпендикулярная к касательной в этой точке криволинейной линии кромки. Точка пересечения плоскости с нижней кромкой витка шнека 2 является второй вершиной треугольника. В этой же плоскости третья вершина прямоугольного треугольника получается в результате пересечения вертикали, опущенной из первой вершины, и горизонтали, проведенной через вторую вершину. Угол перекрытия при этом находится при второй вершине треугольника, находящейся на нижней кромке шнека. При рассмотрении всех точек верхней торцовой кромки витка шнека 2 и построении соответствующих прямоугольных треугольников получается диапазон изменения углов перекрытия, входящих в семейство. Перекрытие торцовых кромок витка шнека 2 должно предотвращать самопроизвольное истечение любого материала, дозируемого с помощью предлагаемого устройства, поэтому максимальный угол перекрытия из семейства меньше или равен минимальному углу из всех углов естественного откоса, дозируемых с помощью устройства материалов. Тангенс угла подъема винтовой линии шнека меньше или равен минимальному коэффициенту из всех коэффициентов трения дозируемых материалов по материалу шнека. Например, если устройство предназначено для дозирования сухих концентратов, измельченных корнеплодов и силоса, то максимальный угол перекрытия торцовых кромок шнека должен быть не более (т.е. равен или меньше) угла естественного откоса сухих концентратов как самого сыпучего корма из этого набора кормов. Для предотвращения задержки волокнистых включений и снижения энергозатрат верхняя торцовая кромка шнека заточена и имеет форму архимедовой спирали или близкой к ней дуги эксцентрической окружности (см. фиг. 2). Для предотвращения возможного зависания трудносыпучего материала в цилиндрической трубе 1 над витком шнека 2 (например, после длительного перерыва в работе и хранения дозируемого материала в устройстве) в нижней части цилиндрической трубы 1 над шнеком установлен ворошитель 4, выполненный в виде одного витка проволочной конической спирали, прикрепленной верхним концом к валу шнека 2, а нижним концом касающейся внутренней поверхности цилиндрической трубы 1.

Работает устройство следующим образом.

Дозируемый материал поступает сверху в цилиндрическую трубу 1 и под действием гравитационных сил поступает к витку шнека 2. Ворошитель 4, использующий эффект штопора, обеспечивает равномерную подачу дозируемого трудносыпучего материала к дозируемому шнеку 2, вращающемуся периодически или непрерывно от привода 3 вращения и подающему материал на выход. Объемная доза дозируемого материала зависит от объема межвиткового пространства шнека и угла поворота вала шнека 2. Из нижнего выходного конца цилиндрической трубы 1 дозированный продукт поступает по назначению.

Предлагаемое устройство выполнено и успешно работает на дозировании корнеплодов, концентратных смесей влажностью 26-70%. Испытания показали, что энергозатраты на процесс дозирования снижаются в среднем в 2 раза, а себестоимость конструкции - в 1,5 раза по сравнению с прототипом.