УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2008 года по МПК G01F11/00 

Изобретение относится к устройствам для объемного дозирования сыпучих строительных материалов, в частности керамзита, и может быть использовано при их дозировании под действием гравитации в процессе упаковки в мягкую или жесткую тару.

Из технического уровня известно устройство весового дозирования для сыпучих материалов. Устройство содержит вращающийся диск с лунками, стаканы, прикрепленные к стержням, при этом стаканы снабжены открывающимися основаниями. Работа устройства основана на принципе дозированного поступления сыпучего материала из бункера в стакан и перемещения заполненного стакана по диску к месту разгрузки [AC SU № 1471082, Бюл. № 13, 07.04.89].

Недостатком известного устройства является сложность его конструктивного решения.

Известно устройство для дозирования сыпучего материала объемами в удлиненные сосуды, содержащее вибрационный бункер, два неподвижных диска, помещенный между ними подвижный диск с мерниками, приемник и приводной механизм [АС № 164976, 1964].

Недостатком известного устройства является непостоянство уровня порошка, загружаемого в сосуды с неравномерными объемами.

Известно устройство для объемного дозирования сыпучего материала, содержащее бункер, мерную камеру, установленную под ним с возможностью перемещения, механизм перемещения и плиту с отверстием. Изменение емкости камеры достигается установкой специальных вкладышей в пазы перегородки. При двух перегородках объем камеры можно уменьшить на одну или две трети. Управление устройством осуществляется переключением подачи воздуха в правую или левую часть цилиндра с помощью электромагнитного клапана.

Подобные дозирующие устройства применяются для дозирования песка и горелой земли в литейном производстве при составлении формовочных смесей [Орлов С.П. Дозирующие устройства. М.: Машиностроение, 1986, с.52, рис.28].

Недостатком известного устройства является использование пневматической системы управления.

Наиболее близким по технической сущности и выбранным в качестве прототипа является устройство для дозирования сыпучего материала. Устройство основано на принципе объемного дозирования и включает бункер с нижним выпускным отверстием, неподвижное основание, диск, установленный с возможностью вращения с помощью системы управления в центре неподвижного основания и не менее чем одну мерную камеру. Ведущие пальцы втулки с помощью системы управления приводят во вращение диск. Ось выпускного отверстия бункера совпадает с осью мерной камеры. Сыпучая смесь из бункера через отверстие для загрузки сыпучего материала поступает в эту мерную камеру, выполненную в виде цилиндрической полости в диске, имеющей определенный объем. Из мерной камеры сыпучий материал в виде объемной дозы выходит через отверстие для выгрузки [АС № 935709, Бюл. № 22, 15.06.82].

Известное устройство используется при производстве гильз малокалиберных патронов. В связи с этим к его недостаткам следует отнести узкую функциональную направленность и небольшой и фиксированный объем мерной камеры.

Задачей изобретения является расширение арсенала устройств для дозирования сыпучего материала при его объемном дозировании под собственным весом.

Техническими результатами, которые могут быть получены при реализации заявляемого изобретения, являются:

- реализация назначения устройства для дозирования сыпучего материала;

- упрощение конструкции устройства для дозирования сыпучего материала;

- увеличение объема мерных камер;

- изменение объема мерных камер;

- повышение надежности устройства для дозирования сыпучего материала.

Решение указанной задачи и достижение вышеперечисленных результатов стало возможным благодаря тому, что в известном устройстве дозирования сыпучего материала, включающем бункер, основание, подвижный диск, установленный в центре неподвижного основания с возможностью вращения с помощью системы управления, в котором выполнены не менее чем два отверстия для загрузки сыпучего материала, а также не менее чем две мерные камеры и отверстие для выгрузки сыпучего материала, мерные камеры расположены под подвижным диском так, что входное отверстие каждой мерной камеры прикреплено со стороны нижней плоскости этого диска в области соответствующего отверстия для загрузки сыпучего материала, при этом подвижный диск укреплен на валу, связанном с системой управления, бункер в области выпускного отверстия снабжен вертикальной цилиндрической течкой, имеющей по нижнему срезу минимальный зазор с верхней плоскостью подвижного диска для обеспечения его свободного скольжения, основание выполнено в виде неподвижного стола, внутренний диаметр вертикальной цилиндрической течки, диаметры входного и выпускного отверстий мерной камеры и диаметры отверстий для загрузки сыпучего материала и для разгрузки сыпучего материала равны, высота мерной камеры меньше расстояния между нижней и верхней плоскостями соответственно подвижного диска и неподвижного стола на минимальный зазор, обеспечивающий удержание частиц сыпучего материала от высыпания из мерной камеры и скольжение нижнего среза этой камеры по верхней плоскости неподвижного стола, боковая поверхность мерной камеры выполнена или цилиндрической, или вогнутой, или выпуклой формы симметрично вертикальной оси симметрии мерной камеры, а отверстия для загрузки сыпучего материала и для разгрузки сыпучего материала расположены на этих столах на равном расстоянии от их центра.

В частном примере выполнения заявляемое устройство дополнительно снабжено цилиндрической течкой, укрепленной под отверстием для разгрузки сыпучего материала со стороны нижней плоскости неподвижного стола.

Изобретение успешно реализует назначение устройства объемного дозирования сыпучих строительных материалов с высокой степенью надежности, за счет сведения до минимума зазора между нижним срезом мерной камеры и верхней поверхностью неподвижного стола и упрощения кинематической схемы. Заявляемое изобретение, благодаря форме мерных камер и их расположению в устройстве, обеспечивает безотказную периодическую загрузку мерных камер при их расположении под загрузочной течкой и разгрузку при их расположении над отверстием для разгрузки, выполненным в неподвижном столе, а также позволяет оперативно и легко перейти на работу с камерами большего или меньшего объема, но одинаковой высоты.

Выполнение зазора между нижним срезом вертикальной цилиндрической течки и верхней плоскостью подвижного диска и зазора между нижним срезом мерной камеры и верхней плоскостью неподвижного стола минимальным, например не превышающим 1/3 размера частиц дозируемого сыпучего материала, обеспечивает свободное скольжение соответствующих срезов и предотвращает потери дозируемого сыпучего материала.

Заявляемое изобретение иллюстрируют следующие фигуры.

На фигуре 1 изображено устройство для дозирования сыпучего материала: подвижный диск, неподвижный стол, две мерные камеры с боковой поверхности цилиндрической формы, загрузочная и разгрузочная течки, система управления, общий вид.

На фигуре 2 схематично изображена фаза загрузки сыпучего материала в мерную камеру (устройство с двумя мерными камерами), вид сверху.

На фигуре 3 схематично изображена фаза разгрузки сыпучего материала из мерной камеры (устройство с двумя мерными камерами), вид сверху.

На фигуре 4 изображена мерная камера с боковой поверхностью, имеющей вогнутую форму в сторону оси симметрии этой камеры.

На фигуре 5 изображена мерная камера с боковой поверхностью, имеющей выпуклую форму в сторону оси симметрии этой камеры.

Заявляемое устройство для дозирования сыпучего материала (фиг.1) включает основание в виде неподвижного стола 1 рамного типа, в котором выполнено отверстие 2 для разгрузки сыпучего материала из мерных камер 3. По центру неподвижного стола 1 со стороны его верхней плоскости в подшипниковом узле 4 установлен вал 5, на котором укреплен с возможностью вращения в горизонтальной плоскости подвижный диск 6. В подвижном диске 6 по количеству мерных камер 3 выполнены отверстия 7 в виде круга для загрузки сыпучего материала в эти мерные камеры 3. При этом мерная камера 3 выполнена, например, в виде удлиненного цилиндра, входное отверстие (не показано) которого прикреплено в области отверстия 7 со стороны нижней плоскости подвижного диска 6, высота мерной камеры 3 меньше расстояния между нижней и верхней плоскостями соответственно подвижного диска 6 и неподвижного стола 1 на минимальный зазор 8, обеспечивающий скольжение нижнего среза мерной камеры 3 по верхней плоскости неподвижного стола 2, а отверстие 7 для загрузки сыпучего материала и отверстие 2 для разгрузки сыпучего материала расположены на этих столах на равном расстоянии от их центра. Внутренний диаметр вертикальной цилиндрической течки 9, внутренний диаметр мерной камеры 3, диаметр отверстия 7 для загрузки сыпучего материала и для отверстия 2 для разгрузки сыпучего материала равны. Сыпучий материал подается через отверстие 7 в мерную камеру 3 через цилиндрическую течку 9, которой оборудована нижняя часть бункера (не показан). Между нижним срезом цилиндрической течки 9 и верхней плоскостью подвижного диска 6 имеется минимальный зазор 10. Система управления содержит привод в виде электромотора 11, управляемый включателем 12, который установлен на рамной конструкции неподвижного стола 1. Перемещение подвижного диска 6 осуществляется двухступенчатой понижающей клиноременной передачей, промежуточный шкив 13 которой установлен на подшипниковом узле 14.

Для защиты оператора от попадания во вращающийся механизм устройство объемного дозирования сыпучих материалов снабжено ограждением 15.

Дозируемая порция сыпучего материала затаривается в приемную емкость 16.

Объем мерных камер регулируют путем их оперативной замены на камеры другого объема, при сохранении одинакового входного и выпускного отверстий этих камер и их высоты, т.е. изменяя форму боковой поверхности, а именно, боковая поверхность мерной камеры может быть выполнена или цилиндрической, или вогнутой, или выпуклой формы симметрично вертикальной оси симметрии этой камеры.

В частном примере выполнения устройство объемного дозирования сыпучего материала дополнительно снабжено цилиндрической течкой 17, укрепленной под отверстием 2 для разгрузки сыпучего материала со стороны нижней плоскости неподвижного стола 1.

Заявляемое изобретение работает следующим образом.

С помощью включателя 12 (фиг.1) запускают мотор 11. Подвижный диск 6, установленный на валу 5 с закрепленными на нем мерными камерами 3, с помощью промежуточного шкива 13 поворачивают в подшипниковом узле 4 в горизонтальной плоскости таким образом, что отверстие 7 для загрузки сыпучего материала располагают соосно с цилиндрической течкой 9 (фиг.2 и 3). Выключают мотор 11. Сыпучий материал из бункера (не показан) через цилиндрическую течку 9 и отверстие 7 заполняет мерную камеру 3. Повторно включают мотор 11 и вращением подвижного диска 6 переводят по кругу заполненную мерную камеру 3 и устанавливают ее соосно отверстию 2, выполненному в неподвижном столе 1 рамного типа, что приводит к высыпанию сыпучего материала из мерной камеры 3 через отверстие 2 в приемную емкость 16. В это время на загрузку подходит вторая свободная мерная камера 3. Мерные камеры 3 заполняют и разгружают поочередно (фиг.2 и 3).

В частных примерах выполнения устройства сыпучий материал из мерной камеры 3 поступает в приемную емкость 16 через цилиндрическую течку 17, укрепленную под круглым отверстием 2 для разгрузки сыпучего материала со стороны нижней плоскости неподвижного стола 1.

Заявляемое изобретение иллюстрируют следующие примеры конкретного выполнения.

Пример 1

Устройство объемного дозирования сыпучих материалов установлено на участке фасовки

Сыпучий материал - керамзит

Машинная производительность устройства, доз/час540м³/час27Объем мерной камеры, м³0,05Форма боковой поверхности мерной камерыцилиндрическаяКоличество мерных камер, шт.2Внутренний диаметр мерной камеры, мм500Диаметр загрузочного и разгрузочного круглых отверстий, мм500Высота мерной камеры, мм255Высота зазора между нижним срезом камеры и верхней плоскостью неподвижного стола, мм3Расстояние между нижней плоскостью подвижного диска и верхней плоскостью неподвижного стола, мм258Расстояние между верхней плоскостью подвижного диска и нижним срезом цилиндрической течки бункера, мм3

Устройство работает стабильно.

Пример 2

Устройство объемного дозирования сыпучего материала установлено на участке фасовки

Сыпучий материал - керамзит

Машинная производительность устройства, доз/час800м³/час40Объем мерной камеры, м³0,05Форма боковой поверхности мерной камерыцилиндрическаяКоличество мерных камер, шт.4Внутренний диаметр мерной камеры, мм500Диаметр загрузочного и разгрузочного круглых отверстий, мм500Высота мерной камеры, мм256Высота зазора между нижним срезом камеры и верхней плоскостью неподвижного стола, мм2Расстояние между нижней плоскостью подвижного диска и верхней плоскостью неподвижного стола, мм258Расстояние между верхней плоскостью подвижного диска и нижним срезом цилиндрической течки бункера, мм2

Пример 3

Устройство для объемного дозирования сыпучего материала установлено на участке фасовки

Сыпучий материал - керамзит

Машинная производительность устройства, доз/час480м³/час48Объем мерной камеры, м³0,1Форма боковой поверхности мерной камерывыпуклаяРасстояние по горизонтали между наиболее удаленными точками, мм706Количество мерных камер, шт.2Диаметр загрузочного и разгрузочного круглых отверстий, мм500Высота мерной камеры, мм255Высота зазора между нижним срезом камеры и верхней плоскостью неподвижного стола, мм3Расстояние между нижней плоскостью подвижного диска и верхней плоскостью неподвижного стола, мм258Расстояние между верхней плоскостью подвижного диска и нижним срезом цилиндрической течки бункера, мм12

Пример 4

Устройство для объемного дозирования сыпучего материала установлено на участке фасовки

Сыпучий материал - керамзит

Машинная производительность устройства, доз/час,480м³/час48Объем мерной камеры, м³0,25Форма боковой поверхности мерной камерывогнутаяРасстояние по горизонтали между наиболее близкими точками, мм400Количество мерных камер, шт.2Диаметр загрузочного и разгрузочного круглых отверстий, мм500Высота мерной камеры, мм255Высота зазора между нижним срезом камеры и верхней плоскостью неподвижного стола, мм3Расстояние между нижней плоскостью подвижного диска и верхней плоскостью неподвижного стола, мм258Расстояние между верхней плоскостью подвижного диска и нижним срезом цилиндрической течки бункера, мм1

Как видно из примеров 1-4, заявляемое изобретение реализует с высокой производительностью назначение устройства для дозирования сыпучего материала на примере керамзита. Машинная производительность устройства дозирования при наличии двух мерных камер с объемом 0,05 м при высоте зазора между нижним срезом камеры и верхней плоскостью неподвижного стола и между нижним срезом цилиндрической течки бункера равной 3 мм достигает 450 доз/час или 40 м/час (пример 1). Увеличение числа мерных камер до четырех, но уменьшение величины зазора между нижним срезом камеры и верхней плоскостью неподвижного стола до 2 мм приводит к возрастанию машинной производительности, но непропорционально количеству мерных камер, что связано с ростом количества торможений (пример 2). В примере 3 в результате большого зазора между верхней плоскостью подвижного диска и срезом загрузочной течки бункера, приближенным к размеру керамзитового зерна, происходит растаскивание керамзита из под загрузочной цилиндрической течки бункера (пример 3).

В примере 4 видно, что в результате малого зазора между верхней плоскостью подвижного диска и срезом загрузочной течки происходит кратковременные расклинивания подвижного диска и его его усиленный износ.

Система обладает высокой надежностью в связи с упрощением ее конструкции и позволяет изменять объем мерных камер, являющихся съемными, за счет изменения формы их боковой поверхности, сохраняя неизменными остальные параметры: высоту и диаметры впускного и выпускного отверстий.

Изобретение относится к устройствам для объемного дозирования, преимущественно сыпучих строительных материалов, в частности керамзита, и может быть использовано при их дозировании в процессе упаковки в мягкую или жесткую тару. Изобретение направлено на упрощение конструкции, возможность изменения объема мерных камер, повышение надежности. Этот технический результат обеспечивается за счет того, что согласно изобретению мерные камеры расположены под подвижным диском так, что входное отверстие каждой мерной камеры прикреплено со стороны нижней плоскости этого диска в области соответствующего отверстия для загрузки сыпучего материала. Подвижный диск укреплен на валу, связанном с системой управления, бункер в области выпускного отверстия снабжен вертикальной цилиндрической течкой, имеющей по нижнему срезу минимальный зазор с верхней плоскостью подвижного диска для обеспечения его свободного скольжения. Основание выполнено в виде неподвижного стола, внутренний диаметр вертикальной цилиндрической течки, диаметры входного и выпускного отверстий мерной камеры и диаметры отверстий для загрузки сыпучего материала и для разгрузки сыпучего материала равны, высота мерной камеры меньше расстояния между нижней и верхней плоскостями соответственно подвижного диска и неподвижного стола на минимальный зазор, обеспечивающий удержание частиц сыпучего материала от высыпания из мерной камеры и скольжение нижнего среза этой камеры по верхней плоскости неподвижного стола, боковая поверхность мерной камеры выполнена или цилиндрической, или вогнутой, или выпуклой формы симметрично вертикальной оси симметрии мерной камеры, а отверстия для загрузки сыпучего материала и для разгрузки сыпучего материала расположены на этих столах на равном расстоянии от их центра. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для дозирования сыпучего материала, включающее бункер, основание, подвижный диск, установленный в центре неподвижного основания с возможностью вращения с помощью системы управления, в котором выполнены не менее чем два отверстия для загрузки сыпучего материала, не менее чем две мерные камеры и отверстие для выгрузки сыпучего материала, отличающееся тем, что мерные камеры расположены под подвижным диском так, что входное отверстие каждой мерной камеры прикреплено со стороны нижней плоскости этого диска в области соответствующего отверстия для загрузки сыпучего материала, при этом подвижный диск укреплен на валу, связанном с системой управления, бункер в области выпускного отверстия снабжен вертикальной цилиндрической течкой, имеющей по нижнему срезу минимальный зазор с верхней плоскостью подвижного диска для обеспечения его свободного скольжения, основание выполнено в виде неподвижного стола, внутренний диаметр вертикальной цилиндрической течки, диаметры входного и выпускного отверстий мерной камеры и диаметры отверстий для загрузки сыпучего материала и для разгрузки сыпучего материала равны, высота мерной камеры меньше расстояния между нижней и верхней плоскостями соответственно подвижного диска и неподвижного стола на минимальный зазор, обеспечивающий удержание частиц сыпучего материала от высыпания из мерной камеры и скольжение нижнего среза этой камеры по верхней плоскости неподвижного стола, боковая поверхность мерной камеры выполнена или цилиндрической, или вогнутой, или выпуклой формы симметрично вертикальной оси симметрии мерной камеры, а отверстия для загрузки сыпучего материала и для разгрузки сыпучего материала расположены на этих столах на равном расстоянии от их центра.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено цилиндрической течкой, укрепленной под отверстием для разгрузки сыпучего материала со стороны нижней плоскости неподвижного стола.