ХРАНИЛИЩЕ ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1999 года по МПК E04H7/22 

Изобретение относится к емкостям для хранения сыпучих материалов, в частности, к железобетонным и стальным бункерам, силосам и может найти применение в таких областях народного хозяйства, как промышленность строительных материалов, горнорудная, химическая, пищевая и др. промышленности.

Известно хранилище для сыпучих материалов, включающее прямоугольную в плане емкости с вертикальными стенками и днище с наклонными стенками и щелевыми и прямоугольными выпускными отверстиями [1].

Недостатками хранилища являются уплотнение сыпучих материалов вблизи выпускных отверстий и их зависание, вследствие чего зависают неудовлетворительные условия эксплуатации хранилища. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является хранилище для сыпучих материалов, содержащее емкость с вертикальными стенками ограждения, днище с наклонными стенками и щелевыми выпускными отверстиями [2].

Недостатками известного хранилища являются сложность выпуска сыпучих материалов из хранилища и неудовлетворительные условия его эксплуатации.

Целью изобретения является улучшение условий эксплуатации хранилища и упрощение выпуска сыпучих материалов за счет снижения уплотнения сыпучего и устранения сводообразования вблизи выпускных отверстий.

Цель достигается тем, что в хранилище для сыпучих материалов, содержащем прямоугольную в плане емкости с вертикальными плоскими стенками ограждения, имеющую две вертикальные плоскости симметрии, днище с наклонными стенками, состоящее из верхней и нижней частей и имеющее одну вертикальную плоскость симметрии, совпадающую с одной из плоскостей симметрии емкости, и щелевые выпускные отверстия, расположенные по одной оси, перпендикулярной к вертикальной плоскости симметрии днища, согласно изобретению днище снабжено двумя боковыми секциями, расположенными в плане с наружных сторон нижней части емкости в направлениях, перпендикулярных плоскости симметрии днища, и образованными вертикальными стенками ограждения, наклонными стенками и щелевыми выпускными отверстиями, при этом наклонные стенки нижней части днища, примыкающие к щелевым отверстиям, размещены внутри емкости и вне ее между стенками ограждения обеих боковых секций, вертикальные стенки ограждения емкости в местах примыкания секций выполнены с наклонными нижними краями, совпадающими с зеркально повернутой наклонной стенкой линией грани наклонных стенок верхней части днища и с верхней кромкой торцевых стенок ограждения внутренней плоскости каждой боковой секции, являющейся продолжением нижней части внутренней полости емкости, а выпускные отверстия двух секций расположены в плане на одной оси с выпускными отверстиями емкости.

Возможно решение, при котором выпускные отверстия хранилища расположены вдоль вертикальной стенки ограждения емкости и смежных с ней вертикальных стенок ограждения двух боковых секций, а наклон стенок верхних и нижней частей днища направлен в одну сторону к выпускным отверстиям.

Хранилище для сыпучих материалов может быть выполнено так, что в нижней части емкости по ее плоскости симметрии, параллельной оси выпускных отверстий, установлена центральная вертикальная стенка, по верхнему краю которой с одной стороны примыкает наклонная стенка верхней части днища, по нижнему краю с другой стороны примыкают выпускные отверстия, а к боковым краям примыкают вертикальные стенки ограждения боковых секций, лежащие с центральной вертикальной стенкой в одной плоскости, при этом стенки нижней части днища, примыкающие к выпускным отверстиям, наклонены навстречу наклону стенок верхней части днища.

Хранилище для сыпучих материалов может быть выполнено с плоскими наклонными стенками верхней и нижней частей днища.

Хранилище для сыпучих материалов может быть выполнено так, что наклонные стенки верхней части днища, расположенные между вертикальными стенками ограждения емкости и плоскостью симметрии емкости, параллельной оси выпускных отверстий, выполнены в виде двух оболочек в форме однолепестковых гиперболических параболоидов (гипаров) с прямолинейными кромками, при этом нижние кромки смежных гипаров расположены на одной горизонтальной прямой, параллельной оси выпускных отверстий, боковая внутренняя кромка является общей центральной и расположена наклонной в плоскости симметрии днища, а боковые наружные и верхние кромки размещены наклонно по линиям сопряжения днища с вертикальными стенками ограждения емкости.

Хранилище для сыпучих материалов может быть выполнено так, что угол наклона к горизонту общей центральной кромки гипаров превышает угол наклона к горизонту противоположных боковых наклонных кромок гипаров.

Хранилище для сыпучих материалов может быть выполнено так, что угол наклона к горизонту общей центральной кромки гипаров меньше угла наклону к горизонту противоположных боковых наклонных кромок гипаров.

Хранилище для сыпучих материалов может иметь наклонные стенки нижней части днища, выполненные в виде двух оболочек в форме гипаров с прямолинейными кромками, при этом верхние кромки смежных гипаров расположены на одной горизонтальной прямой, параллельной оси выпускных отверстий, боковая внутренняя кромка каждого гипара является центральной общей для двух гипаров и расположена наклонно в плоскости симметрии днища, а боковые наружные днища размещены наклонно по линии сопряжения с торцевыми вертикальными стенками ограждения секций, а нижние кромки расположены наклонно в вертикальной плоскости вдоль выпускных отверстий, при этом угол наклона центральной общей кромки гипаров к горизонту превышает угол наклона противоположных боковых наклонных кромок гипаров.

Хранилище для сыпучих материалов может быть выполнено с наклонными стенками нижней части днища, составленными из двух симметрично расположенных гипаров, размещенных в плане в пределах емкости, и двух плоских наклонных плит, лежащих в пределах боковых секций, при этом угол наклона плоских плит к горизонту меньше угла наклона центральной кромки гипаров, расположенной в плоскости симметрии днища.

Хранилище для сыпучих материалов может быть выполнено из нескольких емкостей с развернутыми в плане на 180^o по отношению друг к другу боковыми секциями, сблокированными в однорядный корпус, соединяющий емкости друг с другом впритык по плоскостям соприкосновения вертикальных стенок ограждения, перпендикулярных осям выпускных отверстий, с образованием двух общих непрерывных стенок ограждения, параллельных осям выпускных отверстий, при этом боковые секции каждой емкости размещаются под наклонными стенками верхней части днища смежных емкостей, а выпускные отверстия расположены на двух общих параллельных осях, направленных вдоль корпуса.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое хранилище отличается тем, что его днище выполнено с образованием симметрично примыкающих боковых секций, за счет объема которых снижается уплотнение сыпучего материала вблизи выпускных отверстий. Таким образом, заявляемое хранилище соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями (3) в данной области не позволили выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлено хранилище для сыпучих материалов, в котором выпускные отверстия расположены вдоль одной из стенок ограждения емкости (фрагмент фасада); на фиг. 2 - разрез по 1-1 на фиг. 1 (план); на фиг. 3 - вид (сбоку) по 2-2 на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез по 3-3 на фиг. 1; на фиг. 5 - вид сверху на днище хранилища с плоскими стенками (план); на фиг. 6 - вид сверху на днище хранилища, наклонные стенки которого выполнены из оболочек-гипаров (план); на фиг. 7 - разрез по 4-4 на фиг. 6; на фиг. 8 - план хранилища в виде корпуса из сблокированных емкостей; на фиг. 9 показано хранилище для сыпучих материалов, в котором наклон стенок нижней части днища направлен навстречу наклону стенок верхней части днища (фрагмент фасада); на фиг. 10 - разрез по 1-1 на фиг. 9 (план); на фиг. 11 - вид по 2-2 на фиг. 9 (вид сбоку); на фиг. 12 - разрез по 3-3 на фиг. 9; на фиг. 13 - план днища хранилища, составленного из гипаров и плоских стенок; на фиг. 14 - вертикальный разрез по 4-4 на фиг. 13; на фиг. 15 - разрез по 5-5 на фиг. 13; на фиг. 16 - аксонометрические виды по 4-4 и 5-5 на фиг. 13; на фиг. 17 - план хранилища в виде корпуса из сблокированных емкостей с выпускными отверстиями вдоль центральной оси хранилища.

Хранилище для сыпучих материалов включает прямоугольную в плане емкость 1 с вертикальными стенками 2 и 3 ограждения, имеющие две вертикальные плоскости симметрии 4 и 5, днище 6 с наклонными стенками 7 и 8, имеющее одну вертикальную плоскость симметрии 9, совпадающую с плоскостью симметрии 5 емкости, и щелевые выпускные отверстия 10, расположенные по оси 11.

Днище снабжено двумя боковыми секциями 12, образованными вертикальными стенками ограждения 13, торцевыми стенками 14, наклонными стенками 15 днища и покрытия 16, и щелевыми выпускными отверстиями 17. Вертикальные стенки 12 ограждения емкости в местах примыкания секции 12 выполнены с наклонными краями 18, совпадающими зеркально со скатными линиями 19 на нижней грани наклонных стенок 7 верхней части днища. Внутренняя полость 20 каждой боковой секции 12 является продолжением нижней части 21 внутренней полости емкости. Выпускные отверстия 17 секций расположены на одной оси 11 с выпускными отверстиями.

В нижней части емкости хранилища для сыпучих материалов может быть установлена центральная вертикальная стенка 22. Наклонные стенки 7 с верхней части днища, расположенные между вертикальными стенками ограждения емкости и плоскостью симметрии 4, могут быть выполнены в виде двух оболочек-гипаров 23 и 24 с прямолинейными кромками 25, 26, 27, 28. Нижние кромки 25 расположены на одной горизонтальной прямой, внутренняя кромка 26 является центральной, общей для двух гипаров, боковые кромки 27 и верхние кромки 28 расположены наклонно по линиям сопряжения со стенками ограждения емкости. Нижняя часть днища может быть выполнена из стенок-гипаров 29 и 30 и прямоугольными кромками 31, 32, 33, 34 (фиг. 6 и 7) или составленными из двух гипаров 35 и 36 с кромками 37, 38, 39, 40 и двух плоских панелей 41 и 42 (фиг. 13, 15, 16). Хранилище для сыпучих материалов может быть выполнено из нескольких емкостей, сблокированных в однорядный корпус 43 с образованием непрерывных граней 44 и стенок ограждения 3 (фиг. 8 и 17).

Для плохосыпучих материалов в емкости могут быть выполнены скругленные внутренние углы 45, а в днище - скругленные угловые скаты 46, а также закругленные переходы 47 от вертикальных стенок к наклонным. Радиусы закруглений должны быть не менее 30 - 50 см.

Хранилище для сыпучих материалов может опираться на две основные колонны 48 и 49 и одну дополнительную 50 (фиг. 1 - 4) или на пять колонн 48 - 52 (фиг. 9 - 12).

Работа хранилища для сыпучего материала предложенной формы была изучена на модели, изготовленной из листового оргстекла толщиной 2 мм. Высота модели 30 см, внутренний размер в плане 6 см, протяженность боковых секций в плане по 3 см, угол наклона стенок днища 60^o.

Опыты производились с мелкозернистым песком, для которого ϕ = 30^o. При изменении влажности песка менялись и его свойства. Опытами подтвердилась работоспособность предлагаемого хранилища. Движение потока сыпучего из хранилища происходило равномерно сверху вниз.

В предложенной конструкции хранилища можно путем подбора углов наклона стенок днища и размеров выпускных отверстий организовать надежный выпуск трудносыпучих материалов без использования вспомогательных механических устройств, истечение из хранилища предложенной формы только под действием сил тяжести сыпучего обеспечивается за счет разрыхления и разуплотнения сыпучего материала в нижней части емкости, за счет расширения и организованного распределения потока сыпучего по площади выпускного отверстия щелевого типа. Применение дополнительных боковых секций позволяет достичь разрыхления сыпучего материала в нижней части емкости практически более 50%.

Предлагаемое хранилище для сыпучих материалов характеризуется полезной особенностью: в нем одна наклонная стенка днища (в первой схеме на фиг. 1 - 17), которая пересекается только с вертикальными стенками ограждения, и нет пересечений наклонных стенок днища между собой (вторая схема на фиг. 8 - 17). Это устраняет условия образования внутренних вводов и заклинивания масс в сыпучем материале. Другой важной особенностью предлагаемого хранилища является выполнение выпускных отверстий в виде щели, размещенной рядом с вертикальной стенкой ограждения емкости, что обеспечивает разрешение сводов вблизи отверстий и высокую выпускную способность по сравнению с хранилищем с центральными отверстиями. Для повышения жесткости контура щелевых выпускных отверстий большой протяженности и управления потоком сыпучего при выпуске в последних устанавливаются равномерно поперек щели тонкие перемычки стреловидного сечения (фиг. 7).

Для устранения зависания сыпучего материала во внутренних углах емкости хранилища выполняются закругления радиусом не менее 30 см. Новым в предложенной конструкции хранилища является также выполнение стенок днища в виде оболочек в форме гиперболических параболоидов, криволинейная поверхность которых благоприятно способствует организации потоков сыпучего при выпуске в оптимальных направлениях.

В предложенном хранилище для сыпучих материалов в виде многоячейкового корпуса (фиг. 8 и 17) несмотря на большую высоту наклонных стенок днища и большой угол их наклона, нет потери объема хранилища и площади застройки. Пространство под вертикальной частью наклонных стенок днища используется для размещения дополнительных боковых секций смежных емкостей.

Источники информации
1. Алферов К.В., Зенков Р.Л. Бункерные установки. - М.: Машгиз, 1955.

2. Фролов А.Г. Устройство поверхности шахт и карьеров. - М.: Госгортехиздат, 1963
3. SU 925785 A, 07.05.82.

Изобретение относится к емкостям для хранения сыпучих материалов, в частности к железобетонным и стальным бункерам, силосам, и может найти применение в таких областях народного хозяйства, как промышленность строительных материалов, горнорудная, химическая, пищевая и др. промышленности. Изобретение направлено на улучшение условий эксплуатации хранилища и упрощение выпуска сыпучих материалов из хранилища за счет снижения уплотнения сыпучего и устранения сводообразования вблизи выпускных отверстий. Хранилище для сыпучих материалов содержит прямоугольную в плане емкость, днище с наклонными стенками и щелевые выпускные отверстия. Новым в устройстве является то, что днище снабжено двумя боковыми секциями, образованными вертикальными стенками ограждения, наклонными стенками и щелевыми выпускными отверстиями, при этом наклонные стенки днища размещены внутри емкости и вне ее между стенками ограждения обеих боковых секций, а выпускные отверстия двух секций расположены в плане на одной оси с выпускными отверстиями емкости. 9 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Хранилище для сыпучих материалов, содержащее прямоугольную в плане емкость с вертикальными плоскими стенками ограждения, имеющую две вертикальные плоскости симметрии, днище с наклонными стенками, состоящее из верхней и нижней частей и имеющее одну вертикальную плоскость симметрии, совпадающую с одной из плоскостей симметрии емкости, и щелевые выпускные отверстия, расположенные по одной оси, перпендикулярной к вертикальной плоскости симметрии днища, отличающееся тем, что днище снабжено двумя боковыми секциями, расположенными в плане с наружных сторон нижней части емкости в направлениях, перпендикулярных плоскости симметрии днища, и образованными вертикальными стенками ограждения, наклонными стенками и щелевыми выпускными отверстиями, при этом наклонные стенки нижней части днища, примыкающие к выпускным отверстиям, размещены внутри емкости и вне ее между стенками ограждения обеих боковых секций, вертикальные стенки ограждения емкости в местах примыкания секций выполнены с наклонными нижними краями, совпадающими с зеркально повернутой наклонной скатной линией грани наклонных стенок верхней части днища и с верхней кромкой торцевых стенок ограждения внутренней полости каждой боковой секции, являющейся продолжением нижней части внутренней полости емкости, а выпускные отверстия двух секций расположены в плане на одной оси с выпускными отверстиями емкости. 2. Хранилище по п.1, отличающееся тем, что выпускные отверстия хранилища расположены вдоль вертикальной стенки ограждения емкости и смежных с ней вертикальных стенок ограждения двух боковых секций, а наклон стенок верхних и нижней частей днища направлен в одну сторону к выпускным отверстиям. 3. Хранилище по п.1, отличающееся тем, что в нижней части емкости по ее плоскости симметрии, параллельной оси выпускных отверстий, установлена центральная вертикальная стенка, по верхнему краю которой с одной стороны примыкает наклонная стенка верхней части днища, по нижнему краю с другой стороны примыкают выпускные отверстия, а к боковым краям примыкают вертикальные стенки ограждения боковых секций, лежащие с центральной вертикальной стенкой в одной плоскости, при этом стенки нижней части днища, примыкающие к выпускным отверстиям наклонены навстречу наклону стенок верхней части днища. 4. Хранилище по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что наклонные стенки верхней и нижней частей днища выполнены плоскими. 5. Хранилище по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что наклонные стенки верхней части днища, расположенные между вертикальными стенками ограждения емкости и плоскостью симметрии емкости, параллельной оси выпускных отверстий, выполнены в виде двух оболочек в форме однолепестковых гиперболических параболоидов - гипаров, с прямолинейными кромками, при этом нижние кромки смежных гипаров расположены на одной горизонтальной прямой, параллельной оси выпускных отверстий, боковая внутренняя кромка является общей центральной и расположена наклонно в плоскости симметрии днища, а боковые наружные и верхние кромки размещены наклонно по линиям сопряжения днища с вертикальными стенками ограждения емкости. 6. Хранилище по п.5, отличающееся тем, что угол наклона к горизонту общей центральной кромки гипаров превышает угол наклона к горизонту противоположных боковых наклонных кромок гипаров. 7. Хранилище по п.5, отличающееся тем, что угол наклона к горизонту общей центральной кромки гипаров меньше угла наклона к горизонту противоположных боковых наклонных кромок гипаров. 8. Хранилище по любому из пп.1 - 3, 5 - 7, отличающееся тем, что наклонные стенки нижней части днища выполнены в виде двух оболочек в форме гиперболических параболоидов - гипаров с прямолинейными кромками, при этом верхние кромки смежных гипаров расположены на одной горизонтальной прямой, параллельной оси выпускных отверстий, боковая внутренняя кромка каждого гипара является центральной общей для двух гипаров и расположена наклонно в плоскости симметрии днища, а боковые наружные кромки размещены наклонно по линии сопряжения с торцевыми вертикальными стенками ограждения секций, а нижние кромки расположены наклонно в вертикальной плоскости вдоль выпускных отверстий, при этом угол наклона центральной общей кромки гипаров к горизонту превышает угол наклона противоположных боковых наклонных кромок гипаров. 9. Хранилище по любому из пп.1 - 3, 5 - 7, отличающееся тем, что наклонные стенки нижней части днища выполнены составными из двух симметрично расположенных гиперболических параболоидов - гипаров, размещенных в плане в пределах емкости, и двух плоских наклонных плит, лежащих в пределах боковых секций, при этом угол наклона плоских плит к горизонту меньше угла наклона общей центральной кромки гипаров, расположенной в плоскости симметрии нища. 10. Хранилище по любому из пп.1 - 9, отличающееся тем, что оно выполнено из нескольких емкостей с развернутыми в плане на 180^o по отношению друг к другу боковыми секциями, сблокированными в однорядный корпус, соединяющий емкости друг с другом впритык по плоскостям соприкосновения вертикальных стенок ограждения, перпендикулярных осям выпускных отверстий, и образованием двух общих непрерывных стенок ограждения, параллельных осям выпускных отверстий, при этом боковые секции каждой емкости размещают под наклонными стенками верхних частей днищ смежных емкостей, а выпускные отверстия расположены на двух общих параллельных осях, направленных вдоль корпуса.