ДОЗАТОР СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2001 года по МПК G01F11/00 

Изобретение относится к устройствам для объемного дозирования сыпучих и трудносыпучих материалов и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве.

Известен дозатор сыпучих материалов, включающий бункер и шарнирно закрепленный на оси под его выгрузным отверстием лоток с плоской рабочей поверхностью, совершающий колебательное движение (Лийвакант А.А. Погрешность дозирования комбикормов объемными дозаторами. Сборник научных трудов Эстонского научно-исследовательского института животноводства и ветеринарии. 1978, N 47, с. 114-119, рис. 2, поз. 18).

Известен также дозатор сыпучих материалов, включающий бункер, под выгрузным отверстием которого шарнирно на оси установлен лоток с криволинейной рабочей поверхностью, совершающий колебательное движение (Гурфинкель М.А. Транспортные и погрузочно-разгрузочные машины химической промышленности. - М.: Машгиз, 1960, с. 440, рис. 287-а).

В указанных дозаторах ось лотка расположена выше рабочей поверхности, поэтому центробежная сила, действующая на частицы дозируемого материала и направленная к рабочей поверхности, прижимает материал х последней, затрудняя его свободное перемещение к краю лотка. Нерациональной в этих дозаторах является и форма рабочей поверхности лотка, которая также препятствует свободному осыпанию из него материала. В связи с этим такие дозаторы имеют низкую производительность и недостаточную точность дозирования.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является дозатор сыпучих материалов, включающий бункер, под выгрузным отверстием которого шарнирно на оси установлен лоток с криволинейной рабочей поверхностью, совершающий колебательное движение. Ось подвески лотка расположена ниже его рабочей поверхности, которая обращена выпуклостью к выгрузному отверстию и снабжена в средней части вертикальной перегородкой, при этом рабочая поверхность лотка имеет в поперечном сечении форму дуги окружности с радиусом, равным расстоянию между осью подвески лотка и его рабочей поверхностью (авт. свид. СССР N 859020, кл. C 01 F 11/00, 1980).

В рассматриваемом схемно-конструктивном оформлении дозатора для сыпучих материалов траектория движения колеблющейся рабочей поверхности лотка с нижним расположением оси ее подвески обеспечивает наиболее выгодный режим относительного перемещения материала с непрерывным скольжением. Однако кинематический режим начала относительных сдвигов и отрыва частиц материала в зоне вертикальной перегородки лотка предопределяет наличие крайне отрицательного фактора - накапливание материала в угловой полости соединения перегородки с поверхностью лотка, а при переупаковке частиц в процессе силовых воздействий перегородки на материал его уплотнение и напрессовку. Особенно это характерно при дозировании компонентов и смесей, склонных к слеживанию и налипанию на рабочий орган. При адгезионных явлениях вертикальная перегородка лотка с напрессовкой материала в поперечном сечении приобретает клиновидно-призматическую форму и из подпорной переходит в бесподпорную. Вследствие чего условия истечения материала из бункера ухудшаются, что приводит к неточности дозирования, особенно трудносыпучих материалов.

Задача предлагаемого изобретения - улучшение эксплуатационно-технологических характеристик устройства при дозировании пассивно сыпучих материалов за счет формирования устойчивого режима угловых колебаний вертикальной перегородки при колебательных движениях лотка.

Поставленная задача достигается тем, что в дозаторе сыпучих материалов, включающим бункер, под выгрузным отверстием которого шарнирно на оси установлен лоток с криволинейной поверхностью, совершающий колебательное движение, причем ось лотка расположена ниже его рабочей поверхности, которая обращена выпуклостью к выгрузному отверстию и снабжена в средней части вертикальной перегородкой, согласно изобретению вертикальная перегородка на рабочей поверхности лотка установлена шарнирно и снабжена механизмом ее принудительного колебания, состоящим из кинематически связанной с перегородкой и закрепленной концами на боковых стенках бункера гибкой тяги и опорных роликов, каждый из которых установлен по разные стороны от гибкой тяги с возможностью взаимодействия с последней, при этом один из концов гибкой тяги закреплен на бункере относительно другого конца со смещением в плоскости перемещения лотка на величину, равную амплитуде его колебания. Один из концов гибкой тяги в месте ее крепления снабжен натяжным устройством и подпружинен.

На чертеже схематично изображен дозатор сыпучих материалов, вид сбоку в разрезе; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 и 4 - расположение перегородки при колебательных движениях лотка.

Дозатор сыпучих материалов включает бункер 1, под выгрузным отверстием 2 которого шарнирно на оси 3 установлен лоток 4 с криволинейной рабочей поверхностью, совершающий колебательное движение от механизма 5 привода. Ось 3 подвески лотка расположена ниже его рабочей поверхности, которая обращена выпуклостью к выгрузному отверстию 2 и снабжена в средней части вертикальной перегородкой 6. При этом рабочая поверхность лотка имеет в поперечном сечения форму дуги окружности с радиусом, равным расстоянию между осью лотка и его рабочей поверхностью. Для сбора сыпучего материала в единый поток лоток 4 размещен в сужающейся части 7 корпуса бункера.

Вертикальная перегородка 6 установлена на лотке 4 посредством шарнирно-опорного узла 8 и снабжена механизмом ее принудительного колебания в поперечно-горизонтальной плоскости. Механизм угловых колебаний перегородки выполнен в виде гибкой тяги 9, которая имеет кинематическую связь с шарнирно-опорным узлом через поводок 10, и установленных на оси по боковым сторонам лотка опорных роликов 11. При этом оба конца гибкой тяги 9 закреплены на боковых стенках бункера, а каждый из опорных роликов 11 установлен на лотке по разные стороны от гибкой тяги возможностью их взаимодействия с последней. Причем один из концов гибкой тяги 9 закреплен на боковой стенке корпуса бункера относительно другого конца со смещением в плоскости углового перемещения лотка на величину, равную амплитуде его колебания. По меньшей мере один из концов гибкой тяги в месте ее крепления к боковой стенке корпуса снабжен натяжным устройством 12 и подпружинен.

При работе дозатора лоток посредством механизма 5 привода совершает колебательное движение вокруг оси 3, при этом сыпучий материал из выгрузного отверстия 2 бункера поступает на рабочую поверхность лотка, снабженную вертикальной перегородкой 6. При колебательных движениях лотка одновременно совершает угловые колебания и шарнирно закрепленная на рабочей поверхности лотка вертикальная перегородка 6, которая обеспечивает при максимально активной возможности дополнительное силовое воздействие на материал в зоне выгрузного отверстия. При этом гравитационные и центробежные силы, действующие на частицы материала, а также боковые части перегородки 6, непрерывно перемещают материал по рабочей поверхности лотка от выгрузного отверстия 2 бункера к краям лотка, откуда материал сбрасывается в сужающуюся часть бункера, образуя единый поток.

Поскольку рабочая поверхность лотка имеет в поперечном сечении форму дуги окружности с радиусом, равным расстоянию между осью лотка его рабочей поверхностью, последняя совершает колебательное движение в безотрывном режиме скольжения находящегося на его поверхности материала. Причем форма рабочей поверхности лотка не препятствует свободному ссыпанию материала с его торцевых кромок как при ускоренном движении лотка в направлении перемещения дозируемого материала, так и при замедленном движении и обратном ходе.

Формирование устойчивого режима угловых колебаний вертикальной перегородки обеспечивается за счет наличия в системе дозирования материала механизма ее принудительного колебания при колебательном движении лотка относительно оси подвески.

Колебательный процесс вертикальной перегородки лотка осуществляется следующим образом.

При колебательных перемещениях лотка под действием приложенных сил со стороны опорных роликов 11 на гибкую тягу 9, имеющую кинематическую связь с вертикальной перегородкой 6 через поводок 10, происходит периодическое перераспределение длин ее концевых участков относительно мест закрепления тяги не боковых стенках корпуса бункера. Поскольку один из концов гибкой тяги 9 закреплен на боковой стенке бункера относительно другого конца со смещением в плоскости перемещения лотка на величину, равную амплитуде ее колебания, то в крайне левом и крайне правом положениях лотка один из концевых участков гибкой тяги (между опорным роликом и соответствующим местом зацепления) удлинен по сравнению с другим ее концевым участком. Вследствие чего по мере перемещения лотка и под воздействием нажимного усилия со стороны опорных роликов 11 на гибкую тягу 9 ее короткий участок, изгибаясь, удлиняется, а удлиненный участок тяги, наоборот, выпрямляясь, укорачивается, при этом гибкая тяга, расположенная между двумя опорными роликами 11, совершает линейное перемещение. В результате периодического перераспределения длин концевых участков гибкой тяги 9 при колебательном движении лотка вертикальная перегородка, имеющая кинематическую связь с гибкой тягой, совершает в шарнирном узле 8 угловой поворот в ту или другую сторону. Таким образом, при циклических перемещениях лотка вертикальная перегородка совершает в шарнирно-опорном узле 8 угловые колебания в поперечно-горизонтальной плоскости рабочей поверхности лотка, сообщая при этом дополнительное в плоскости скольжения движение материала.

Вибрационно-колебательный режим вертикальной перегородки исключает налипание частиц сыпучего материала в зоне контакта перегородки с рабочей поверхностью лотка и способствует устойчивому истечению дозируемого материала через выгрузное отверстие бункера. Регулирование выдаваемых доз осуществляется изменением частоты или амплитуды колебаний лотка, либо изменением расстояния между выгрузным отверстием бункера и рабочей поверхностью лотка.

Конструктивные особенности рабочего органа и кинематика движения составляющих его элементов создают благоприятные условия для эффективной работы устройства при дозировании пассивно сыпучих материалов, не прибегая при этом к дополнительным энергозатратам на побуждение материала к истечению из бункера дозатора.

Изобретение относится к устройствам для объемного дозирования сыпучих материалов преимущественно в сельскохозяйственном производстве. Технический результат - улучшение эксплуатационно-технологических возможностей. Это обеспечивается за счет того, что дозатор сыпучих материалов включает бункер, под выгрузным отверстием которого шарнирно на оси установлен лоток с криволинейной рабочей поверхностью, совершающий колебательное движение. В средней части рабочей поверхности лотка шарнирно установлена вертикальная перегородка, которая снабжена механизмом ее принудительного колебания. Механизм принудительного колебания вертикальной перегородки состоит из кинематически связанной с ней гибкой тяги, один из концов которой закреплен на бункере относительно другого конца со смещением в плоскости перемещения лотка на величину, равную амплитуде его колебания. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Дозатор сыпучих материалов, включающий бункер, под выгрузным отверстием которого шарнирно на оси установлен лоток с криволинейной рабочей поверхностью, совершающий колебательное движение, при этом ось лотка расположена ниже его рабочей поверхности, которая обращена выпуклостью к выгрузному отверстию и снабжена в средней части вертикальной перегородкой, а рабочая поверхность лотка имеет в поперечном сечении форму дуги окружности с радиусом, равным расстоянию между осью лотка и его рабочей поверхностью, отличающийся тем, что вертикальная перегородка на рабочей поверхности лотка установлена шарнирно и снабжена механизмом ее принудительного колебания, состоящим из кинематически связанной с перегородкой и закрепленной концами на боковых стенках бункера гибкой тяги и опорных роликов, каждый из которых установлен по разные стороны от гибкой тяги с возможностью взаимодействия с последней, при этом один из концов гибкой тяги закреплен на бункере относительно другого конца со смещением в плоскости перемещения лотка на величину, равную амплитуде его колебания. 2. Дозатор сыпучих материалов по п.1, отличающийся тем, что один из концов гибкой тяги в месте ее крепления снабжен натяжным устройством и подпружинен.