ПИТАТЕЛЬ Российский патент 2003 года по МПК A01C3/04 B65G65/20 

Изобретение относится к области погрузки материалов, а именно к грузозахватным устройствам (питателям) погрузчиков непрерывного действия, и может быть использовано в сельскохозяйственных складах и хранилищах для погрузки сыпучих уплотненных грузов.

Известен заборный орган погрузочной машины (а.с. 536771, кл. А 01 С 3/04), содержащий наклонно расположенный транспортер, лоток с двумя вертикально расположенными роторами, выполненными конусообразными, и лопатки на их поверхности закреплены жестко. При работе погрузчика лопатки роторов захватывают груз и, вращаясь, перемещают его по поверхности лотка к наклонному транспортеру.

Данная конструкция имеет недостаточную производительность из-за ограничения скоростей вращения лопастей ротора и сложность привода, что связано с его расположением в нижней части конструкции ротора.

Известен роторный лопастной питатель (а.с. 2071234, кл. А 01 С 3/04) - прототип, содержащий наклонно расположенный перед транспортером лоток с двумя расположенными на нем на валах встречно вращающимися роторами с лопастями и механизм привода, каждый ротор выполнен в виде подвижной обоймы на подшипниках с лопастями и неподвижной обоймы, в которой на подшипниках расположен вал со шлицами. На конце вала, противоположном механизму привода, установлена шлицевая втулка. При этом неподвижная обойма закреплена на наклонном лотке, а вал соединен с механизмом привода и с подвижной обоймой при помощи шлицевой втулки, жестко фиксируемой подвижной гайкой.

Однако конструкция питателя не позволяет увеличивать скорости вращения лопастей, вследствие чего дальнейшее повышение производительности невозможно. Из-за ограниченности места расположение привода в нижней части ротора приводит к усложнению конструкции.

При работе питателя лопасти перемещают груз волочением по поверхности наклонного лотка к отгрузочному транспортеру. Разгрузка материала от лопастей на транспортер происходит под действием силы тяжести. Однако время прохождения лопастей над транспортером ограничено и уменьшается с увеличением частоты вращения роторов. Следовательно, производительность роторного лопастного питателя, определяемая частотой вращения роторов, ограничена условием необходимого для разгрузки времени. Кроме того, пространство в нижней части наклонного лотка очень невелико, что создает трудности с приводом роторов.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности, снижение энергоемкости роторного лопастного питателя за счет изменения несущей конструкции роторов, изменения способа крепления лопастей и возможности регулирования их положения, а также переноса привода из нижней части ротора в верхнюю.

Задача достигается в питателе, содержащем расположенный перед транспортером ротор с лопастями для перемещения груза на транспортер и механизм привода, где согласно изобретению ротор выполнен в виде соединенных планками диска и кольца, имеющего форму плоского обода, при этом лопасти закреплены на роторе посредством двух соосных пальцев, шарнирно и с возможностью поворота вокруг оси, образованной пальцами шарнира, кроме того, верхний палец расположен в верхней части лопасти и в отверстии диска своей резьбовой частью и закреплен на диске гайкой, а нижний палец расположен в средней части лопасти и проходит через отверстие, выполненное в ободе кольца ротора, при этом каждая лопасть зафиксирована упорным винтом с гайкой, закрепленной на нижней поверхности диска, а диск и кольцо с лопастями установлены с возможностью вращения посредством вала, размещенного на подшипниках в корпусе и соединенного с механизмом привода и шлицевой втулкой, закрепленной на диске и насаженной на вал с противоположной от механизма привода стороны, причем вал, подшипники и корпус расположены над указанными диском и кольцом с лопастями, а внутри лопастей образуется область для подачи груза.

Отличием от прототипа в предлагаемой конструкции является то, что в роторе, содержащем лопасти, вал на подшипниках, закрепленных в корпусе, механизм привода и раму, несущая конструкция выполнена в виде диска и кольца, соединенных планками, а лопасти закреплены на диске и кольце при помощи двух пальцев. Первый верхний палец закреплен в верхней части лопасти, имеет резьбовую часть, выступающую за верхнею кромку лопасти, проходя через отверстие в диске, и закрепляется на нем гайкой. Второй нижний палец установлен на лопасти в средней части соосно с первым и проходит через отверстие плоского обода. Пальцы закреплены на некотором расстоянии от внутреннего края лопасти с ее нерабочей стороны. Таким образом, лопасть установлена шарнирно, имеет возможность поворачиваться вокруг оси пальцев, но удерживается пальцами от других перемещений. От самопроизвольного проворачивания вокруг оси пальцев под давлением груза при работе лопасть удерживается упорными винтами, проходящими через гайки, закрепленные на нижней поверхности диска. Винты упираются во внутренний край лопасти ближе к центру ротора по отношению к пальцам, на которых установлена лопасть. Изменяя длину упорного винта, можно изменять положение лопасти вокруг оси, образованной пальцами шарнира, и тем самым изменять угол воздействия лопасти на груз, осуществляя настройку ротора на конкретный вид груза.

Отличием является также то, что вращение диска и кольца с закрепленными на них лопастями передается от механизма привода через шлицевую втулку и вал, установленный на подшипнике в корпусе и расположенный сверху относительно лопастей и диска. За счет этого внутри ротора образуется свободное пространство. Такая конструкция роторов позволяет осуществлять разгрузку лопастей в центр ротора. Форма лопастей и их расположение обеспечивают перемещение груза в центр ротора. Изменяя положение лопастей поворотом вокруг оси шарнира, конструкция позволяет проводить настройку ротора на конкретный вид груза, в соответствии с его физико-механическими свойствами.

Таким образом, повышается производительность роторного питателя за счет разгрузки лопастей в центр ротора, что делает разгрузку лопастей независимой от частоты вращения и возможности настройки ротора на конкретный вид груза; снижается энергоемкость работы, поскольку груз после отделения перемещается не волочением по поверхности наклонного лотка, а за счет специальной формы лопастей и их положения направляется в центр ротора. Последнее позволяет снизить затраты энергии на трение.

Сопоставительный анализ с прототипом позволил сделать вывод, что заявляемое техническое решение обладает новизной, так как в отличие от прототипа несущая конструкция лопастей (подвижная обойма) выполнена в виде соединенных планками кольца и диска, что необходимо для надежного закрепления лопастей и одновременно не создает помех движению для отделенного лопастями груза в центр ротора. В отличие от прототипа лопасти закреплены не жестко, а шарнирно на двух соосных пальцах, первый из которых, закрепленный в верхней части лопасти, имеет резьбовую часть, выступающую за верхнюю кромку лопасти, проходит через отверстие в диске и закрепляется на диске гайкой; второй палец, установленный в средней части лопасти, проходит через отверстие в кольце, причем лопасти имеют паз, через который проходит кольцо. Пальцы установлены на некотором расстоянии от внутреннего края лопасти с нерабочей стороны лопасти. Для удержания лопасти в определенном положении при работе предназначен упорный винт, установленный в гайке, закрепленный на нижней поверхности диска. Винты упираются во внутренние края соответствующих лопастей, причем точка упора располагается ближе к центру ротора по отношению к пальцам, на которых установлена лопасть. Изменяя длину упорного винта, можно изменять положение лопасти и угол взаимодействия лопасти с грузом, что также является отличием от прототипа, у которого угол взаимодействия с грузом не изменяется. В отличие от прототипа вал, передающий вращение от механизма привода диску с лопастями, а также подшипники и корпус, на которых установлен вал, располагается не внутри несущей конструкции, а сверху по отношению к дискам и лопастям. Внутрилопастное пространство ротора свободно и предназначено для подачи груза от лопастей к отгрузочному транспортеру.

Наличие изобретения в предлагаемом техническом решение доказывается тем, что в данном роторном питателе в отличие от существующих конструкций возможно изменение положения лопастей относительно ротора и установка оптимального угла взаимодействия лопастей с грузом.

В предлагаемом питателе также в отличие от существующих конструкций разгрузка лопастей осуществляется в центр ротора, что позволяет изменить новый принцип перемещения груза лопастями - не волочением по поверхности наклонной плиты, а после отделения направлять груз по лопасти в центр ротора и дальше под действием силы тяжести - на отгрузочный транспортер, что позволяет снизить энергоемкость за счет изменения потерь на трение. Наличие изобретения подтверждается также тем, что за счет разгрузки лопастей в центр ротора в предлагаемом питателе достигается независимость времени разгрузки от частоты вращения лопастей, т. е. снимается ограничение частоты вращения по времени разгрузки лопастей. В результате этого можно увеличивать частоту вращения ротора и, следовательно, его производительность.

Оригинальность изобретения состоит в том, что жесткое крепления лопастей заменено в предлагаемом роторном питателе шарнирным с винтовым механизмом фиксации лопасти в определенном положении. Оригинальность изобретения состоит также в том, что несущая конструкция лопастей выполнена не цельной, а в виде соединенных планками кольца и диска, а вал с подшипниками, корпусом и механизмом привода располагают над диском с лопастями. За счет такого устройства внутреннее пространство ротора освобождается для подачи груза при разгрузке лопастей.

Предложенная конструкция имеет большую производительность и меньшую энергоемкость за счет
возможности установки оптимального угла взаимодействия лопасти с грузом,
применения нового принципа перемещения груза лопастями после отделения - не волочением по поверхности наклонного лотка питателя, а направлением по лопасти в центр ротора,
независимости времени разгрузки лопастей от их частоты вращения.

Техническое решение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен общий вид погрузчика с роторным питателем. На фиг.2 изображена конструкция ротора с лопастями. На фиг.3 изображен вал на подшипниках в корпусе с закрепленным при помощи шлицевой гайки диском. На фиг.4 и 5 изображены соответственно вид сбоку и вид сверху шарнирного крепления лопастей с винтовым механизмом фиксации.

Погрузчик (фиг. 1) содержит базовую машину 1 с навешенным на нее отгрузочным транспортером 2,ротор 3 с лопастями 4.

Ротор 3 питателя (фиг.2) включает диск 5 и кольцо 6, соединенные планками 7. Лопасти 4 закреплены на диске 5 и кольце 6 при помощи двух соосных пальцев 8 и 9. Палец 9 (фиг.4, 5) закреплен в верхней части лопасти 4, имеет резьбовую часть, выступающую за верхнюю кромку лопасти и проходящую через отверстие в диске 5. Палец 8 (фиг.2, 5) установлен в средней части лопасти соосно с пальцем 9 и проходит через отверстие обода кольца 6. Таким образом, лопасть 4 установлена шарнирно на несущей конструкции, включающей диск 5 и кольцо 6, при помощи двух соосных пальцев 8 и 9. Лопасть 4 имеет возможность поворачиваться вокруг оси пальцев 8, 9; от других смещений удерживается пальцами 8 и 9 и гайкой 10. Каждая лопасть 4 в роторном питателе 3 фиксируется от самопроизвольного проворачивания под действием груза упорным винтом 11 (фиг. 2, 4), проходящим через гайку 12, закрепленную на нижней стороне диска 5. Винт 11 упирается во внутренний край лопасти 4 ближе к центру ротора 3 по отношению к пальцам 8 и 9, на которых установлена лопасть 4. Положение лопасти 4 при работе питателя 3 регулируется изменением длины упорного винта 11, благодаря чему регулируется угол воздействия лопасти 4 на груз.

Вращение диску 5 и кольцу 6 с лопастями 4 передается от механизма привода 13 (фиг. 3) через шлицевую втулку 14, зафиксированую гайкой 15, и вал 16, установленный в корпусе 17 на подшипниках 18. Корпус 17 подшипников 18 крепится к несущей раме конструкции 19. Подшипники 18 на валу 16 зафиксированы гайкой 20 и имеют между собой распорную втулку 21. Подшипники 18, гайка 20, распорная втулка 21 закрыты в корпусе 17 крышками 22 и 23 при помощи винтов 24. При этом вал 16 с подшипниками 18 в корпусе 17 располагаются над диском 5 и лопастями 4. Такая конструкция позволяет освободить внутрилопастное пространство ротора для подачи груза при разгрузке лопастей 4.

Питатель 3 работает следующим образом.

Перед началом работы при помощи винтов 11, вращая их в гайках 12, поворачивают лопасти вокруг оси пальцев 8, 9 и за счет шарнирного закрепления устанавливают требуемый угол взаимодействия лопастей 4 питателя с массивом, в зависимости от вида груза, т.е. осуществляют настройку ротора 3 на конкретный груз в соответствии с его физико-механическими свойствами.

В процессе работы при поступательном движении трактора 1 ротор 3 внедряется в массив груза. При этом механизм привода 13 приводит во вращение вал 16, который опираясь на подшипники 18, расположенные в корпусе, через шлицевую втулку 14 вращает диск 5, соединенное с ним планками 7 кольцо 6, выполненное в виде плоского обода и установленные на диске 5 и кольце 6 лопасти 4. Лопасти 4 при вращении отделяют части груза от основного массива. Угол лопасти 4 установлен таким образом, что отделенные части груза скользят по рабочей поверхности лопасти 4 и за счет суммарной силы направляются в центр ротора 3 во внутрилопастное пространство и далее под действием силы тяжести попадают на отгрузочный транспортер 2. Такая конструкция позволяет увеличить производительность и снизить энергоемкость питателя 3 за счет изменения принципа перемещения груза.

Преимущества предлагаемого роторного питателя следующие.

1. Конструкция позволяет изменять угол взаимодействия лопастей с грузом, производить настройку лопастей с грузом и производить настройку питателя на конкретный груз в соответствии с его физико-механическими свойствами.

2. Груз после отделения перемещается лопастями не волочением по поверхности наклонного лотка или самого груза, а направляется лопастями в центр ротора, т.е. в питателе применен новый принцип перемещения груза.

3. Разгрузка лопастей в центр ротора позволяет снять ограничения частоты вращения лопастей по времени прохождения над отгрузочным транспортером, поскольку при большой частоте вращения груз не успевает опуститься на отгрузочный транспортер и выбрасывается лопастями обратно в массив.

4. Привод ротора сверху позволяет упростить конструкцию, т.к. существующий привод роторов снизу сложен и имеет низкую надежность из-за ограниченности пространства.

Все это позволяет достичь следующих технологических результатов.

1. Повышается производительность роторного питателя за счет настройки питателя на груз и разгрузки лопастей в центр ротора, т.к. появляется возможность значительно увеличить рабочую частоту вращения роторов.

2. Снижаются затраты мощности на привод и энергоемкость работы за счет установки оптимального угла взаимодействия лопастей с грузом и применения нового принципа перемещения груза после отделения лопастями, т.к. уменьшаются потери на трение.

Питатель содержит расположенный перед транспортером ротор с лопастями для перемещения груза на транспортер и механизм привода. Ротор выполнен в виде соединенных планками диска и кольца, имеющего форму плоского обода. Лопасти закреплены на роторе посредством двух соосных пальцев шарнирно и с возможностью поворота вокруг оси, образованной пальцами шарнира. Верхний палец расположен в верхней части лопасти и в отверстии диска своей резьбовой частью и закреплен на диске гайкой. Нижний палец расположен в средней части лопасти и проходит через отверстие, выполненное в плоском ободе кольца ротора. Каждая лопасть зафиксирована упорным винтом с гайкой, закрепленной на нижней поверхности диска. Диск и кольцо с лопастями установлены с возможностью вращения посредством вала, размещенного на подшипниках в корпусе и соединенного с механизмом привода и шлицевой втулкой, закрепленной на диске и насаженной на вал с противоположной от механизма привода стороны. Подшипники и корпус расположены над указанным диском и кольцом с лопастями, образуя внутри лопастей область для подачи груза. Повышается производительность, снижается энергоемкость питателя. 5 ил.

Питатель, содержащий расположенный перед транспортером ротор с лопастями для перемещения груза на транспортер и механизм привода, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде соединенных планками диска и кольца, имеющего форму плоского обода, при этом лопасти закреплены на роторе посредством двух соосных пальцев шарнирно и с возможностью поворота вокруг оси, образованной пальцами шарнира, кроме того, верхний палец расположен в верхней части лопасти и в отверстии диска своей резьбовой частью и закреплен на диске гайкой, а нижний палец расположен в средней части лопасти и проходит через отверстие, выполненное в плоском ободе кольца ротора, при этом каждая лопасть зафиксирована упорным винтом с гайкой, закрепленной на нижней поверхности диска, а диск и кольцо с лопастями установлены с возможностью вращения посредством вала, размещенного на подшипниках в корпусе и соединенного с механизмом привода и шлицевой втулкой, закрепленной на диске и насаженной на вал с противоположной от механизма привода стороны, причем вал, подшипники и корпус расположены над указанными диском и кольцом с лопастями, образуя внутри лопастей область для подачи груза.