УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1998 года по МПК G01F11/24 

Изобретение относится к устройствам для дозирования сыпучих материалов и может быть использовано в с/х машиностроении, пищевой промышленности, строительстве и т.д.

Известно устройство для дозирования сыпучих материалов по авт. св. N 392636, кл. C 02 P 11/24, включающее расходный бункер, под которым установлен вращающийся барабан с дозирующими ячейками и приспособлен для загрузки и выгрузки, выполненное в виде двух щеток.

Недостатком изобретения является низкое качество очистки ячеек барабана, особенно при дозировании склонных к замыканию материалов. Вызвано это тем, что волосы щетки не только очищают выемки барабана, но из-за своей гибкости (а они должны быть таковыми при сохранении достаточной упругости) одновременно уплотняют налипший материал. Кроме того, при вращении барабана волоски щетки очищают поверхность ячейки только в плоскости, перпендикулярной оси барабана и не способны "соскабливать" налипший материал вдоль оси барабана. В конечном итоге из-за залипания и накопления в выемках дозируемого материала происходит изменение исходных геометрических параметров профильных выемок барабана, нарушается точность дозирования.

Известно устройство для дозирования сыпучих материалов, содержащее барабан с ячейками и очиститель ячеек барабана, выполненный в виде скребка, закрепленного на приводном валу и автоматически очищающего паз барабана в период его фиксации в неподвижном положении, при этом барабан приводится во вращательное движение от приводного вала с помощью ведущего кольца, закрепленного на втулке с сегментным кулачком, насаженным на приводной вал.

Недостатком этого известного дозирующего устройства является его сложность и недостаточное качество очистки ячеек барабана (другими словами - стабильность дозирования).

Техническая задача изобретения повышение точности дозирования пылевидных и вязких материалов путем более полной очистки ячеек барабана.

Поставленная задача достигается в устройстве для дозирования сыпучих материалов, включающем барабан с ячейками и очиститель ячеек барабана, выполненный в виде установленного на валу кулачкового диска, входящего в зацепление с барабаном, тем, что на валу устройства установлена втулка, на которой закреплены диск и водило, посредством которого кулачковый диск взаимодействует с замкнутой направляющей канавкой на валу, совершая возвратно-поступательное движение вдоль оси барабана со скоростью, определенной из выражения

где
V_{кд.осев} осевая скорость перемещения кулачкового диска вдоль барабана;
V_кд.окр окружная скорость кулачкового диска по радиусу делительной окружности замкнутой направляющей канавки;
α угол подъема оси направляющей канавки;
w₂ угловая скорость вращения кулачкового диска;
r радиус делительной окружности замкнутой направляющей канавки;
ω₁ угловая скорость вращения барабана;
i передаточное отношение между кулачковым диском и барабаном.

В результате производится очистка кулачками ячейки барабана от залипаемого материала. Для улучшения качества очистки ячеек дозирующее устройство может быть снабжено по меньшей мере двумя водилами, связанными со своими кулачковыми дисками.

Кроме того, в очистителе ячеек на втулке, установленной на валу, с помощью кольца и гайки закреплены кулачковый диск и водило. С целью уменьшения износа водило как вариант выполнено в виде шара, помещенного в гнездо втулки и взаимодействующего с направляющей канавкой.

Таким образом, предложенное устройство отличается от прототипа тем, что кулачковый диск двигается возвратно-поступательно вдоль оси барабана, тем самым производя очистку ячеек барабана от залипаемого материала.

На фиг. 1 дано дозирующее устройство, вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 вариант выполнения водила в виде шара; на фиг. 4 - замкнутая направляющая канавка обыкновенная; на фиг. 5 самопересекающаяся направляющая канавка; на фиг. 6 схема для определения скорости возвратно-поступательного движения кулачкового диска.

Дозирующее устройство включает барабан 1, приводимый во вращение валом 2, кулачковый диск 3, входящий в зацепление с ячейками барабана, втулку 4, на которую посажен кулачковый диск 3, водило 5, закрепленное на втулку 4 и входящее в зацепление с валом 6 посредством замкнутой направляющей канавки 7, выполненной на валу 6. При этом кулачковый диск 3 и водило 5 закреплены на втулке 4 с помощью кольца 8 и гайки 9. Как вариант водило 5 может быть выполнено в виде шара 10, помещенного в гнездо 11 втулки 4 и взаимодействующего с направляющей канавкой 7. Предусмотрена возможность установки по периметру барабана 1 нескольких очистителей ячеек. При этом геометрические параметры кулачкового диска являются сопряженными с геометрическими параметрами ячеек. В дозирующее устройство входит также очистная щетка 12, установленная в торце барабана 1.

Дозатор работает следующим образом: барабан 1, вращаясь, приводит во вращение кулачковый диск 3, который связан с водилом 5, перемещающимся по направляющей канавке 7, вследствие этого втулка 4 вместе с кулачковым диском 3 совершает возвратно-поступательное движение по валу 6 со скоростью V_{кд.осев} относительно барабана 1. При этом происходит очистка кулачками диска 3 ячеек барабана 1 с выносом материала за пределы контура барабана 1, где происходит дополнительная очистка посредством сброса материала с кулачков диска 3 очистными щетками 12.

Очистка каждой из ячеек барабана 1 кулачком диска 3 происходит пока они находятся в зацеплении. Желательно, чтобы это зацепление продолжалось за период перемещения кулачкового диска 3 в одну сторону по длине ячейки барабана 1. Добиться этого можно за счет соответствующей скорости возвратно-поступательного движения кулачкового диска. Определяется эта скорость выражением

где
V_{кд.осев} осевая скорость перемещения кулачкового диска вдоль барабана;
V_кд.окр окружная скорость кулачкового диска по радиусу делительной окружности замкнутой направляющей канавки;
α угол подъема оси направляющей канавки;
w₂ угловая скорость вращения кулачкового диска;
r радиус делительной окружности замкнутой направляющей канавки;
ω₁ угловая скорость вращения барабана;
i передаточное отношение между кулачковым диском и барабаном.

Как видно из приведенного выражения, возвратно-поступательная скорость движения кулачкового диска увеличивается с уменьшением угла α увеличением передаточного отношения i и радиуса r.

В зависимости от загрузки рабочих поверхностей барабана требуется различная скорость их очистки, поэтому угол может быть переменным, а направляющая канавка 7 в зависимости от длины очищаемых рабочих поверхностей барабана самопересекающейся. Еще более эффективно можно очищать ячейки путем установки по периметру барабана двух-трех очистителей ячеек. Водило 5 в процессе взаимодействия с направляющей канавкой 7 подвержено интенсивному износу. Поэтому как вариант предлагается водило 5 выполнять в виде шара 10, помещенного в гнездо 11 втулки 4 и взаимодействующего с направляющей канавкой 7.

Для облегчения сборки-разборки очистителя ячеек на валу 6 установлена втулка 4, ан которой с помощью кольца и гайки закреплены кулачковый диск 3 и водило 5.

Использование изобретения позволяет повысить качество дозирования материалов и их экономию, а также исключить дополнительные материальные затраты, связанные с низким качеством дозирования.

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, пищевой промышленности, строительстве. Сущность изобретения: дозирующее устройство включает барабан 1, приводимый во вращение валом 2, кулачковый диск 3, входящий в зацепление с ячейками барабана, втулку 4, на которую посажен кулачковый диск 3, водило 5, закрепленное на втулку 4 и входящее в зацепление с валом 6 посредством замкнутой направляющей канавки 7, выполненной на валу 6. При этом кулачковый диск 3 и водило 5 закреплены на втулке 4 с помощью кольца 8 и гайки 9. Как вариант водило 5 может быть выполнен в виде шара 10, помещенного в гнездо 11 втулки 4 и взаимно-действующего с направляющей канавкой 7. Барабан 1, вращаясь, приводит во вращение кулачковый диск 3, который связан с водилом 5 перемещающимся по направляющей канавке 7, вследствие чего происходит перемещение кулачкового диска возвратно-поступательно вдоль оси барабана и кулачки диска очищают ячейки барабана от залипаемого материала. 1 з. п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для дозирования сыпучих материалов, включающее барабан с ячейками, размещенный на одном валу с возможностью вращения и очиститель ячеек барабана, установленный на другом валу, отличающееся тем, что очиститель ячеек барабана выполнен в виде кулачкового диска, закрепленного на втулке, связанной с водилом, входящим в зацепление с замкнутой направляющей канавкой, выполненной на соответствующем валу для возвратно-поступательного перемещения кулачкового диска вдоль оси барабана со скоростью, определяемой из выражения

где V_{к д.о с е в} осевая скорость перемещения кулачкового диска вдоль барабана;
V_{к д.о к р} окружная скорость кулачкового диска по радиусу делительной окружности замкнутой направляющей канавки;
α угол подъема оси направляющей канавки;
w₂ угловая скорость вращения кулачкового диска;
r радиус делительной окружности замкнутой направляющей канавки;
ω₁ угловая скорость вращения барабана;
i передаточное отношение между кулачковым диском и барабаном. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что водило выполнено в виде шара.