устройство для рыхления смерзшихся грузов

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЫХЛЕНИЯ СМЕРЗШИХСЯ ГРУЗОВ, содержащее центральный штырь, образованный по меньше мере одной вертикальной пластиной, закрепленной верхней частью на вибровозбудителе, кинематически связанным с крайними штырями, расположенными симметрично относительно центрального с возможностью перемещения в вертикальных направляющих, которые жестко закреплены на опорной раме, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности путем снижения энергоемкости процесса рыхления, оно снабжено упруго связанной с вибровозбудителем траверсой, жестко соединенной с крайними штырями и выполненной с отверстием, в котором расположен центральный штырь, образованный расположенными параллельно и симметрично относительно основной пластины дополнительными пластинами, каждая из которых нижней частью жестко связана посредством разделительной прокладки с нижней частью основной пластины, а верхней частью жестко соединена посредством дополнительных прокладок с верхней частью охватывающего их параллельно установленного коробчатого корпуса, в нижней части которого закреплен клиновидный наконечник с зазором относительно торца пластин, толщина которых обратно пропорциональна расстоянию их до оси симметрии центрального штыря.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к механизации и интенсификации разгрузки смерзшихся грузов из открытого подвижного состава, преимущественно из полувагонов.

Известно вибрационное устройство для рыхления смерзшихся грузов в полувагонах, содержащее раму, в которой установлен с возможностью перемещения в вертикальном направлении рабочий орган с рыхлящими штырями, жестко связанными с вибровозбудителем, генерирующим моногармоническую вынуждающую силу и подрессоренный пригруз.

Известно также вибрационное устройство для рыхления смерзшихся грузов в полувагонах, принятое за прототип, содержащее раму, в которой установлен с возможностью перемещения в вертикальном направлении рабочий орган с рыхлящими штырями и вибровозбудителем с жестко закрепленным на нем бойком для взаимодействия с наковальней, закрепленной на кинематически связанной с крайними штырями, расположенными симметрично относительно центрального штыря, подпружиненной пригрузочной плите, которая генерирует широкополосные резонансные режимы движения рабочего органа.

Недостатком известных устройств является недостаточная эффективность рыхления сильно смерзшихся грузов, обусловленная значительным рассеянием энергии в большом объеме груза, вовлекаемого в колебательный процесс при одновременном внедрении всех штырей, что не позволяет сконцентрировать и реализовать достаточно высокие удельные нагрузки, необходимые для разрушения монолитно смерзшихся грузов. Для обеспечения эффективного рыхления известные устройства требуют применения вибропривода повышенной мощности и использования статической пригрузки, что приводит к увеличению массы и габаритов устройства в целом.

Цель изобретения повышение эффективности путем снижения энергоемкости рыхления.

Указанная цель достигается тем, что устройство для рыхления смерзшихся грузов, содержащее центральный штырь, образованный по меньшей мере одной вертикальной пластиной, закрепленной верхней частью на вибровозбудителе, кинематически связан с крайними штырями, расположенными симметрично относительно центрального с возможностью перемещения в вертикальных направляющих, которые жестко закреплены на опорной раме, снабжено упруго связанной с вибровозбудителем траверсой, жестко соединенной с указанными крайними штырями и выполненной с отверстием, в котором расположен центральный штырь, образованный расположенными параллельно и симметрично относительно указанной пластины дополнительными пластинами, каждая из которых нижней частью жестко связана посредством разделительной прокладки с нижней частью указанной пластины, а верхней частью жестко соединены посредством дополнительных прокладок с верхней частью охватывающего их, параллельно установленного коробчатого корпуса, в нижней части которого закреплен клиновидный наконечник с зазором относительно торца пластин, толщина которых обратно пропорциональна расстоянию их до оси симметрии центрального штыря.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1.

Устройство для рыхления смерзшихся грузов содержит опорную раму 1 с жестко закрепленными на ней вертикальными направляющими 2 и смонтированный в последних рабочий орган 3 с рыхлящими штырями, крайние 4 из которых снабжены направляющими 5 и связаны между собой траверсой 6. На траверсу 6 посредством пружин 7 опирается вибровозбудитель 8, кинематически связанный с возможностью перемещения в направляющих 5 крайних штырей 4, расположенных симметрично относительно центрального штыря 9, размещенного в отверстии траверсы 6. Штырь 9 выполнен активным в виде преобразователя низкой частоты вибровозбудителя 8 в высокую частоту продольных колебаний за счет продольных деформаций в стоячей волне, распределенной вдоль штыря, энергия которых передается клиновидному наконечнику 10. Штырь 9 образован по меньшей мере одной вертикальной пластиной 11, закрепленной верхней частью на вибровозбудителе 8, и расположенными параллельно и симметрично относительно пластины 11 дополнительными пластинами 12, каждая из которых нижней частью жестко связана посредством разделительной прокладки 13 с нижней частью пластины 11, а верхней частью жестко соединены посредством дополнительных прокладок 14 с верхней частью охватывающего их параллельно установленного коробчатого корпуса 15, в нижней части которого закреплен клиновидный наконечник 10 с зазором относительно пластин 12, толщина которых обратно пропорциональна расстоянию их до оси штыря 9, что обеспечивает постоянное волновое сопротивление при прохождении звуковой волны через указанные пластины. Рабочий орган 3 соединен с опорной рамой 1 гибкими связями (тросами). Для взаимодействия с подъемным механизмом устройство имеет грузовую проушину 17.

Устройство для рыхления смерзшихся грузов работает следующим образом.

При разгрузке полувагона устройство подъемным механизмом с помощью грузовой проушины 17 устанавливают опорной рамой 1 на верхнюю обвязку кузова 18 так, чтобы при перемещении крайних штырей 4 в направляющих 2 под действием собственного веса рабочего органа 3 концы штырей опирались на груз, а гибкие связи 16 не имели натяжения. При включении вибровозбудителя 8 вынужденные колебания передаются непосредственно штырю 9, в пластинах которого возбуждаются упругие продольные волны резонансной, например четвертьволновой или полуволновой частоты, которая в 4-8 раз выше частоты вибровозбудителя 8 и зависит от собственной частоты колебаний штыря 9, что способствует сосредоточению энергии на ограниченном участке смерзшегося груза (в окрестности штыря 9) и снижению рассеяния энергии за счет уменьшения суммарной массы груза, вовлекаемой в колебательный процесс, так как первоначально внедряется в груз активный штырь 9, в котором реализуются продольные колебания высокой частоты. Затем, когда пружины 7 деформируются до соприкосновения витков, происходит передача колебаний на крайние штыри 4 через траверсу 6, но при этом сплошность монолита уже нарушена и крайние штыри 4, которые колеблются с частотой вынуждающей силы, начинают работать, доламывая монолит после образования магистральных трещин посредством центрального штыря 9. После отделения кусков от массива смерзшегося груза подъемным механизмом поднимают рабочий орган 3 до натяжения тросов 16 и переставляют устройство на неразрыхленную часть груза, повторяя циклы до полного его разрушения.

Таким образом, рыхление смерзшегося груза осуществляется в две стадии. На первой стадии, при внедрении центрального штыря 9 вибрационная нагрузка, передаваемая на груз, локализуется в окрестности колебаний этого штыря с малой амплитудой, вследствие чего колебания распространяются не на всю массу груза, а только лишь на тот объем, с которым непосредственно взаимодействует центральный штырь 9, при этом возрастают удельные нагрузки и снижается энергоемкость рыхления. На второй стадии, когда пружины 7 заневолены, в работу включаются крайние штыри 4 и рабочий орган, как одно целое, погружается в груз, имеющий нарушенную структуру (сплошность), воздействуя на него с частотой продольных колебаний центрального штыря 9 и с частотой вынужденных колебаний, генерируемых вибровозбудителем 8, крайних штырей 4.

Применение предложенного устройства позволяет сконцентрировать и реализовать высокие удельные нагрузки, достаточные для разрушения монолитно смерзшегося груза, благодаря чему повышается эффективность процесса рыхления путем снижения его энергоемкости.