БУНКЕР ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2008 года по МПК B65D88/68 B65G65/48 

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. 81е 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. 81е 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.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является бункер для сыпучих материалов (авт. свид. СССР №1155512, кл. В65D 88/68, 1983), содержащий корпус и размещенный в нем механизм сводообрушения, включающий приводной горизонтальный вал с наклонно закрепленными на нем дисками, при этом смежные диски наклонены навстречу один другому.

Такое техническое решение бункера для сыпучих материалов, по сравнению с рассмотренными выше, направлено на повышение эффективности сводообрушения. При этом, как показала практика его использования, схемно-конструктивные особенности сводообрушителя накладывают определенные условия на протекание процесса сводообрушения сыпучего материала и его выгрузки, причем он является глубоко зависимым от кинематики движения рабочих элементов сводообрушителя, физико-механических свойств перегружаемого материала, его фракционного состава и агрегатного состояния.

Так, сводообрушитель с наклонно расположенными на валу по отношению друг к другу дисками обеспечивает удовлетворительную работу при выгрузке и хранении в бункере сыпучих материалов с неустойчивыми внутренними связями между частицами материала. При восстановлении сыпучести материала под воздействием сводообрушителя потоки материала свободно проходят через воронкообразные полости в каждой группе смежных дисков без уплотнения и заклинивания материала, при этом разгрузка бункера осуществляется равномерно при минимальных затратах энергии на побуждение материала к истечению.

При сводообрушении трудносыпучих материалов, в частности насыпных грузов неоднородной структуры, возможны случаи заклинивания крупнокусковых включений между смежными дисками с последующей напрессовкой материала и зарастанием проходного сечения на уровне наименьшего углового их смыкания под воздействием напорных усилий разрыхленной массы при вращательном движении сводообрушителя. Это, в свою очередь, приводит к повышенным механическим нагрузкам на элементы сводообрушителя и энергетическим затратам.

Задача предлагаемого изобретения - повысить эффективность сводообрушения перегружаемого материала за счет дополнительного размещения на валу сводообрушителя рабочих элементов, структурно-кинематического перемещения каждого из них в междисковом пространстве и циклично повторяющихся силовых воздействий на свод слежавшегося материала.

Поставленная задача достигается тем, что в бункере для сыпучих материалов, содержащем корпус и размещенный в нем механизм сводообрушения, включающий приводной горизонтальный вал с наклонно закрепленными на нем дисками, причем смежные диски наклонены навстречу один другому, согласно изобретению, сводообрушитель дополнительно снабжен цилиндрическими стержнями, размещенными между смежными дисками на приводном валу, а вал выполнен со сквозными отверстиями, расположенными перпендикулярно продольной оси вала, при этом цилиндрические стержни с закрепленными на их концах ограничительными элементами свободно установлены в сквозных отверстиях вала с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно последних. Сквозные отверстия в приводном валу расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через продольную ось вала.

На фиг.1 показано предлагаемое бункерное устройство для сыпучих материалов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вариант бункерного устройства для сыпучих материалов; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - кинематическая схема движения вала с цилиндрическими стержнями, размещенными между смежными дисками (варианты).

Бункер содержит корпус 1 в форме усеченного конуса, пропущенный через стенки бункера приводной горизонтальный вал 2, расположенный в зоне возможного образования свода материала, и сводообрушитель, выполненный в виде группы дисков 3, жестко закрепленных на валу 2 под углом к его продольной оси вращения, равным или больше угла естественного откоса сыпучего материала. Диски установлены на валу таким образом, что каждый последующий наклонен навстречу предыдущему, образуя полости, приближенные к форме воронки.

Сводообрушитель снабжен цилиндрическими стержнями 4, каждый из которых размещен на приводном валу 2 между смежными дисками 3, при этом вал выполнен со сквозными отверстиями 5, расположенными перпендикулярно продольной оси вала. Цилиндрические стержни 4 с закрепленными на их противоположных концах ограничительными элементами 6, выполненными виде шаровых опор, свободно установлены в сквозных отверстиях 5 приводного вала 2 с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно последних. Отверстия 5 на приводном валу 2 могут быть расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через продольную ось вала.

Закрепление дисков на валу под углом к его продольной оси вращения, равным или больше угла естественного откоса сыпучего материала, снижает коэффициент трения между материалом и поверхностью диска.

В дисках 3 могут быть образованы отверстия 7. Сечение каждого отверстия обеспечивает пропускную способность материала.

Диски могут быть закреплены на приводном валу 2 с эксцентриситетом относительно геометрической оси вала сводообрушителя.

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, загруженный 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), который сообщает валу 2 с дисками 3 и стержнями 4 вращательное движение. Сами же диски, закрепленные на валу под углом к его оси, совершают круговые движения по сложной пространственной траектории, в результате чего каждый из дисков торцовой и боковой поверхностями воздействует на массу уплотненного материала. Одновременно при вращательном движении вала 2 и угловом перемещении цилиндрических стержней 4 последние передают ударный импульс динамического воздействия на свод локально-слежавшихся масс сыпучего материала, насыпной груз переходит из статического состояния в состояние динамического движения, перемещаясь в полостях между дисками 3 к выгрузному отверстию. По достижении вертикального положения стержни 4 под действием силы тяжести начинают перемещаться по отверстиям 5 приводного вала 2 вниз до соприкосновения верхнего ограничительного элемента 6 каждого стержня 4 с наружной поверхностью вала 2. Таким образом, стержни 4 приводного вала 2 при угловом повороте на 180° при своем движении из начального нижнего положения, прохождении зоны образования статических и динамических сводов и по достижении ими вертикального положения совершают рабочий цикл воздействия на массу уплотненного материала с последующим возвращением стержней в исходное положение, причем стержни 4 описывают в пространстве замкнутую траекторию в виде полуокружности. За один оборот приводного вала 2 стержни 4 совершают два рабочих цикла (фиг.5а), что способствует более интенсивному ведению процесса сводообрушения перегружаемого материала.

При размещении стержней 4 в отверстиях 5 приводного вала во взаимно перпендикулярных плоскостях каждый ряд стержней за каждый оборот вала попеременно относительно друг друга совершает также два рабочих цикла (фиг.5б), при этом схемно-конструктивное расположение стержней на приводном валу при воздействии на свод слежавшегося материала снижает нагрузки на элементы привода.

Поскольку смежные диски наклонены навстречу друг другу и образуют приближенные к форме воронки полости, они при вращении осуществляют одновременно подрезание свода, рыхление материала, захват его порциями и разбрасывание внутри бункера, увеличивая скорость высыпания материала через выгрузное отверстие. Наличие цилиндрических стержней и кинематическая структура их перемещения исключают создание потока материала в междисковом пространстве закрученной структуры течения, при этом устраняется возможность налипания материала на боковые поверхности дисков и зарастания проходного сечения между смежными дисками вала на уровне их наименьшего углового раскрытия, исключается также и заклинивание между ними крупнокусковых включений.

Благодаря отверстиям 7 в дисках 3 осуществляется пересыпание сыпучего материала из полости в полость между смежными дисками, способствуя интенсивному рыхлению материала и выталкиванию его из полости.

Сводообрушитель с наклонными дисками и цилиндрическими стержнями позволяет реализовать принцип двухуровневого энергетического воздействия на свод материала - за счет круговых движений наклонных дисков и циклично повторяющихся ударных импульсов стержней, размещенных между дисками. Причем воздействие на структурно напряженное состояние сыпучего материала в области образования статических и динамических сводов со стороны стержней осуществляется импульсами большой интенсивности, что повышает эффективность сводообрушения перегружаемых материалов с высокой связанностью частиц и плотностью их упаковки.

Предлагаемое конструктивное решение бункера для сыпучих материалов по сравнению с известным устройством, принятым за прототип, обеспечивает эффективное сводообрушение материалов с низкой сыпучестью и высокой слеживаемостью, вследствие чего повышается производительность выгрузки из бункера при минимально возможных энергозатратах.

Устройство отличается надежностью в работе, простотой в изготовлении и эксплуатации.

Изобретение относится к устройствам для хранения и последующей выдачи трудносыпучих материалов и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства. Бункер для сыпучих материалов содержит сводообрушитель, который выполнен в виде горизонтального вала (2) с наклонно закрепленными на нем дисками (3). Сводообрушитель дополнительно снабжен цилиндрическими стержнями (4), каждый из которых размещен на приводном валу (2) между смежными дисками (3), при этом вал выполнен со сквозными взаимно перпендикулярными отверстиями (5). Цилиндрические стержни (4) с закрепленными на их противоположных концах ограничительными элементами (6) свободно установлены в сквозных отверстиях вала с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно последних. Отверстия (5) в приводном валу (2) могут быть расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через продольную ось вала. Сводообрушитель обеспечивает разгрузку бункера при минимальных затратах энергии на побуждение материала к истечению. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Бункер для сыпучих материалов, содержащий корпус и размещенный в нем механизм сводообрушения, включающий приводной горизонтальный вал с наклонно закрепленными на нем дисками, причем смежные диски наклонены навстречу один другому, отличающийся тем, что сводообрушитель дополнительно снабжен цилиндрическими стержнями, размещенными между смежными дисками на приводном валу, а вал выполнен со сквозными отверстиями, расположенными перпендикулярно продольной оси вала, при этом цилиндрические стержни с закрепленными на их концах ограничительными элементами свободно установлены в сквозных отверстиях вала с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно последних.2. Бункер по п.1, отличающийся тем, что сквозные отверстия в приводном валу расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через продольную ось вала.