БУНКЕР ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2005 года по МПК B65D88/68 

Изобретение относится к устройствам для хранения и последующей выдачи трудносыпучих материалов, например молотого мела, склонного к слеживанию и сводообразованию, и может найти применение в строительной и других отраслях народного хозяйства.

Известно бункерное устройство для сыпучих материалов, содержащее корпус и вмонтированный в его стенки горизонтальный вал, снабженный сводообрушителем, выполненным в виде дисков, на поверхности которых имеются фигурные приливы (Патент ФРГ №949936, кл. 81 е 136, опублик. 1956).

Однако такое бункерное устройство обеспечивает ограниченную зону сводообрушения.

Известен также бункер для сыпучих материалов, содержащий корпус и механизм для сводообрушения, включающий горизонтальный вал с закрепленными на нем дисками с отверстиями (Патент Германии №700090, кл. 81 е 136, опублик. 1940).

В данном устройстве зона рыхления материала расширена. Однако, вследствие того, что сводообрушитель установлен вблизи стенки корпуса, его воздействие на свод имеет местное значение.

Известен бункер для сыпучих материалов, содержащий корпус и размещенный в нем механизм сводообрушения, включающий приводной горизонтальный вал с наклонно закрепленными дисками, смежные из которых наклонены навстречу один другому (авт. свид. СССР №1155512, кл. В 65 Д 88/68, 1983).

Такое техническое решение бункера для сыпучих материалов направлено на повышение эффективности сводообрушения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является бункер для сыпучих материалов, содержащий корпус и размещенный в нем механизм сводообрушения, включающий приводной горизонтальный вал с наклонно смонтированными дисками, при этом вал снабжен симметрично расположенными относительно оси выступами со сферической поверхностью, а диски смонтированы на выступах шарнирно посредством разъемных обойм (авт. свид СССР №1597328, кл. В 65 Д 88/68, 1988).

Такое техническое решение бункера для сыпучих материалов направлено на повышение процесса сводообрушения за счет изменения угла наклона дисков в процессе вращения,

Однако схемно-конструктивное выполнение механизма сводообрушения предопределяет ограниченный диапазон изменения угла наклона дисков к оси вала и является глубоко зависимым от естественного изменения сопротивления на диски со стороны перегружаемого материала, что не является оптимально возможным условием интенсификации сводообрушения.

Задача предлагаемого изобретения - повышение интенсификации процесса сводообрушения за счет формирования кинематики движения механизма сводообрушения и силового поля воздействия его элементов - наклонных дисков на перегружаемый материал с внутрицикловым изменением угловой скорости.

Поставленная задача достигается тем, что в бункере для сыпучих материалов, содержащем корпус и размещенный в нем механизм сводообрушения, включающий приводной горизонтальный вал с наклонно смонтированными дисками, причем горизонтальный вал снабжен симметрично расположенными относительно оси выступами со сферической поверхностью, а диски смонтированы на выступах шарнирно посредством разъемных обойм, согласно изобретению горизонтальный вал с наклонно смонтированными дисками снабжен механизмом его осевого перемещения, выполненным в виде сателлита с пальцем, неподвижного зубчатого колеса с водилом, кривошипа, жестко закрепленного на конце вала привода, и поводка, закрепленного на горизонтальном валу со стороны привода, при этом поводок кинематически соединен с пальцем сателлита, вал которого шарнирно соединен с водилом, сателлит установлен с возможностью зацепления с неподвижным зубчатым колесом, водило одним концом закреплено в опоре корпуса, а другим - соединено через шатун с кривошипом, размещенным со смещением относительно оси водила.

На фиг.1 изображен бункер для сыпучих материалов, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг.1 (положение дисков в процессе работы).

Бункер для сыпучих материалов содержит корпус 1 в форме усеченного конуса и размещенный в нем механизм сводообрушения, включающий приводной горизонтальный вал 2, снабженный симметрично расположенными относительно его оси выступами 3 со сферической поверхностью, и диски 4, при этом диски смонтированы на выступах 4 шарнирно посредством разъемных обойм 5. Обоймы 5 закреплены на выступах вала при помощи сегментных шпонок 6. На сферической поверхности выступов вала 2 имеются ограничители 7 поворота.

Горизонтальный вал 2 со смонтированными на нем дисками 4 со стороны привода снабжен механизмом его осевого перемещения, который заключен в корпус. Вал 2 сводообрушителя соединен с выходным поводком 8 механизма осевого перемещения, кинематически связанным с пальцем 9 сателлита 10, вал которого шарнирно соединен с водилом 11. Сателлит 10 находится в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом 12, а водило 11 одним концом закреплено в подшипниковой опоре корпуса, другим связано через шатун 13 с кривошипом 14, закрепленным на конце приводного вала механизма осевого перемещения сводообрушителя. Кривошип 14 смещен относительно оси водила 11.

В дисках 3 могут быть образованы отверстия. Сечение каждого отверстия обеспечивает пропускную способность материала.

В зависимости от физико-механических свойств конкретного сыпучего материала, формы и высоты бункера, в последнем могут быть смонтированы несколько сводообрушителей.

Устройство работает следующим образом.

Материал, загружаемый через верхнюю часть бункера с помощью транспортера (не показан) либо иным способом, в начальный период беспрепятственно проходит сводообрушитель и ссыпается через выгрузное окно. По мере увеличения слоя загружаемого в бункер материала происходит его уплотнение и сводообразование.

При прекращении поступления материала из бункера, что свидетельствует об образовании свода, включают привод (не показан). В рабочем режиме сводообрушения равномерное вращение от шестерни 15 привода передается кривошипу 14, который, вращаясь вокруг своей оси, передает движение шатуну 13, соединенному с ним водилу 11 и сателлиту 10, который вращается одновременно с этим водилом вокруг своей оси в результате взаимодействия с неподвижным зубчатым колесом 12. За счет того, что длина кривошипа 14 не равна длине водила 11, угловая скорость водила 11 непостоянна во времени. При этом палец 9 сателлита 10 описывает сложную траекторию, которая характеризуется неравномерной скоростью его вращательного и поступательного движений относительно оси неподвижного колеса 12. Пальцы 9 передают суммарное сложное неравномерное движение через выходной поводок 8 горизонтальному валу 2 с шарнирно смонтированным дисками 4. Таким образом, при вращении горизонтального вала 2 диски 4 сводообрушителя приводятся в сложное движение с переменными угловыми и горизонтальными линейными ускорениями внутри одного цикла.

Вследствие того, что материал по мере поступления в бункер уплотняется неравномерно по всему объему, а диски 4 смонтированы на валу шарнирно, при вращении на различные участки дисков действуют усилия, разные по величине и направлению, и заставляют каждый диск совершать движение по сложной траектории, непрерывно изменяя угол наклона к оси вала, причем изменение угла наклона дисков происходит как в одну, так и в другую сторону от вертикальной оси. Поскольку диски за один оборот вала совершают сложное движение с переменными угловыми и горизонтальными линейными ускорениями внутри одного цикла, то дополнительно со стороны наклонных поверхностей каждого из дисков формируется многокомпонентный спектр силового воздействия на уплотненный или слежавшийся материал в зоне сводообразования, что, в свою очередь, способствует созданию и развитию объемных сдвиговых деформаций в структурно-агрегатном состоянии материала. При этом сдвиговый характер движения сводообрушителя и геометрические условия контактирования наклонных дисков с насыпной массой слежавшегося материала в широком диапазоне амплитудно-частотных и частотно-силовых характеристик ведут к эффективному разрушению устойчивых связей между частицами материала и обрушению образовавшегося свода в конусной части бункера.

В силу того, что смежные диски 4 сводообрушителя наклонены навстречу друг к другу и образуют приближенные к форме воронки полости, они при круговом вращении и циклическом осевом перемещении сводообрушителя осуществляют одновременно подрезание свода, рыхление материала, захват его порциями и разбрасывание внутри бункера, увеличивая скорость высыпания через выгрузное окно.

Циклично повторяющийся процесс движения вала с переменными угловыми и горизонтальными ускорениями является предпочтительным условием для эффективной работы сводообрушителя с шарнирно закрепленными на валу дисками, поскольку структурно - кинематическая схема движения последних обеспечивает многократное изменение вектора динамического воздействия каждого из дисков торцовой и наклонной поверхностями на массу уплотненного или слежавшегося материала по различным периодически меняющимся направлениям за короткий промежуток времени, что, в свою очередь, позволяет в оптимально возможном режиме осуществлять технологический процесс сводообрушения, т.е. более эффективно по сравнению с известным техническим решением, принятым за прототип.

Изобретение относится к устройствам для хранения и последующей выдачи трудносыпучих материалов, например молотого мела, склонного к слеживанию и сводобразованию, и может найти применение в строительной и других отраслях народного хозяйства. Бункер содержит корпус, установленный в нем горизонтальный вал, снабженный симметрично расположенными выступами со сферической поверхностью и имеющий диски, смонтированные на выступах шарнирно посредством разъемных обойм. Вал с наклонно расположенными дисками снабжен механизмом его осевого перемещения, который заключен в корпус. Вал соединен с выходным поводком механизма осевого перемещения, кинематически связанным с пальцем сателлита, вал которого шарнирно соединен с водилом. Сателлит находится в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом, а водило одним концом закреплено в подшипниковой опоре корпуса, а другим связано через шатун с кривошипом, закрепленным на конце приводного вала механизма осевого перемещения сводообрушителя. Кривошип смещен относительно оси водила. Благодаря тому, что выходной поводок кинематически связан с пальцем сателлита, который соединен шарнирно с водилом и неподвижным зубчатым колесом, удается осуществить движение наклонных дисков с непрерывным изменением поступательных и угловых скоростей, что способствует интенсификации процесса сводообрушения материала. 2 ил.

Бункер для сыпучих материалов, содержащий корпус и размещенный в нем механизм сводообрушения, включающий приводной горизонтальный вал с наклонно смонтированными дисками, при этом горизонтальный вал снабжен симметрично расположенными относительно оси выступами со сферической поверхностью, а диски смонтированы на выступах шарнирно посредством разъемных обойм, отличающийся тем, что горизонтальный вал с наклонно смонтированными дисками снабжен механизмом его осевого перемещения, выполненным в виде размещенного в корпусе сателлита с пальцем, неподвижного зубчатого колеса с водилом, кривошипа, жестко закрепленного на конце вала привода, и поводка, закрепленного на горизонтальном валу со стороны привода, при этом поводок кинематически соединен с пальцем сателлита, вал которого шарнирно соединен с водилом, сателлит установлен с возможностью зацепления с неподвижным зубчатым колесом, водило одним концом закреплено в опоре корпуса, а другим соединено через шатун с кривошипом, размещенным со смещением относительно оси водила.