Шнековый дозатор сухих сыпучих компонентов Российский патент 2024 года по МПК B65G33/18 A01K5/02 A01K39/12 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для дозирования сухих сыпучих компонентов комбикорма.

Из уровня техники известен питатель комкующихся компонентов стекольной шихты [патент на изобретение RU № 2165901 C1, МПК C03B 3/00], содержащий расходный бункер, привод, шнековые питатели с большим и малым диаметром винта, связанные камерой точной подачи материала и зубчатой передачей, реверсивный пускатель и две обгонные муфты. Конструкция питателя обеспечивает необходимую точность дозирования перемещаемого материала с односкоростным приводом и двухскоростным режимом подачи материала. Недостатки устройства следующие: усложнённая кинематическая схема, включающая две обгонных муфты и две шестерни, а режим точной подачи материала осуществляется лишь при наличии материала в камере точной подачи, что исключает независимую работу питателя с пониженной производительностью.

Известно устройство для упаковки сыпучих продуктов в тару [патент на изобретение RU № 2284286, МПК B65B 1/12], который по своей технической и технологической сущности является наиболее близкими к предлагаемому изобретению и поэтому принимается за прототип. Устройство включает питатели грубого и точного дозирования со шнеками в транспортировочных трубах с входными и выходным отверстиями, ось шнека питателя точного дозирования расположена ниже оси шнека питателя грубого дозирования, транспортировочная труба шнекового питателя точного дозирования через своё входное отверстие сообщена с трубой шнека грубого дозирования, при этом входное отверстие питателя грубого дозирования перекрывает входное отверстие питателя точного дозирования в горизональной плоскости, а диаметр трубы шнека точного дозирования составляет 0,2-0,6 диаметра трубы шнека грубого дозирования. Установка при выбранном опытным путём соотношении одношаговых межвитковых объемах питателей, правильном подборе времени выключения шнекового питателя точного дозирования обеспечивает требуемую точность фасовки материала. К недостаткам можно отнести повышенную металлоемкость устройства и ручную настройку его рабочего процесса, что снижает производительность загрузки и упаковки сыпучих продуктов в тару.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка шнекового дозатора сухих сыпучих компонентов, обеспечивающего за счет усовершенствования своего конструктивного исполнения и применения новых элементов конструкции повышение точности дозирования сухих сыпучих компонентов комбикорма, снижение металлоемкости установки, повышение технической и технологической надёжности рабочего процесса дозирования сухих сыпучих компонентов.

Поставленную задачу решает предлагаемое изобретение - шнековый дозатор сухих сыпучих компонентов.

Шнековый дозатор сухих сыпучих компонентов, состоящий из расположенного в корпусе основного шнека с электроприводом, со стороны которого в верхней части корпуса смонтирован приемный бункер, с противоположной стороны в нижней части - выгрузной патрубок, перед которым параллельно основному шнеку и ниже его смонтирован шнек точного дозирования в корпусе, выходной патрубок которого объединён с выходным патрубком основного шнека, отличающийся тем, что корпус основного шнека и корпус шнека точного дозирования конструктивно связаны и своими стенками образуют загрузочный бункер точного дозирования, вмещающий объем дозируемого материала, равный при этом величины шага винта и диаметра шнека точного дозирования выполнены в 1,5-2,5 раза меньшими, чем у основного шнека, а шнек точного дозирования имеет привод от своего электродвигателя.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В конструкцию шнекового дозатора сухих сыпучих компонентов внесены следующие изменения. Корпус основного шнека и корпус шнека точного дозирования конструктивно связаны и своими стенками образуют загрузочный бункер точного дозирования, вмещающий объем дозируемого материала, равный при этом величины шага винта и диаметра шнека точного дозирования выполнены в 1,5-2,5 раза меньшими, чем у основного шнека. Вал шнека точного дозирования проходит через стенку своего корпуса со стороны загрузочного бункера и приводится во вращение собственным электродвигателем.

Технологический процесс предлагаемого дозатора осуществляется программой управления и представляет следующее. В приемный бункер шнекового дозатора сухих сыпучих компонентов подается материал, подлежащий дозированию. Программа управления включает электродвигатель, который начинает вращать основной шнек, под действием витков которого дозируемый материал из накопительного бункера перемещается в сторону бункера точного дозирования, полностью заполняя его, и далее через выгрузной патрубок попадает в заполняемую тару, расположенную на площадке системы взвешивания. После загрузки основного объема материала (85…95% от заданного значения) программа управления отключает электродвигатель основного шнека и включает электродвигатель шнека точного дозирования, под действием витков которого дозируемый материал из бункера точного дозирования движется в сторону выгрузного патрубка и через него попадает в заполняемую тару на площадке системы взвешивания и отключает его в момент, когда до заданного значения взвешиваемого материла остается объем - данный объем материала поступит в заполняемую тару за время торможения t_т электродвигателя шнека точного дозирования до его полной остановки, компенсировав недостающее количество материала, в результате чего суммарное поданное количество материала в таре будет соответствовать заданному значению. Наличие отдельных приводов основного шнека и шнека точного дозирования, а также то, что величины шага винта и диаметра шнека точного дозирования выполнены в 1,5-2,5 раза меньшими, чем у основного шнека, позволяет уменьшить габариты устройства точного дозирования, что, в конечном итоге, уменьшает металлоёмкость всего дозатора. Наличие шнека точного дозирования, обладающего меньшей подачей, а также за счёт изготовления бункера точного дозирования, вмещающего объем дозируемого материала дополнительно отправляемого в заполняемую ёмкость (тару), повышает точность дозирования материала. Кроме того, применение отдельного электродвигателя для привода шнека точного дозирования значительно упрощает конструкцию шнекового дозатора (исключается использование различных обгонных муфт, зубчатых и иных передач, упрощается управление вращением данного шнека, и т.д.), что приводит к повышению технической и технологической надёжности всего шнекового дозатора и его рабочего процесса.

Таким образом, предлагаемое изобретение решает поставленные перед ним задачи: шнековый дозатор сухих сыпучих компонентов обеспечивает за счет усовершенствования своего конструктивного исполнения и применения новых элементов конструкции повышение точности дозирования сухих сыпучих компонентов комбикорма, снижение металлоемкости установки, повышение технической и технологической надёжности рабочего процесса дозирования сухих сыпучих компонентов.

Конструктивно-технологическая схема предлагаемого шнекового дозатора сухих сыпучих компонентов представлена на фигуре 1.

Шнековый дозатор сухих сыпучих компонентов состоит из расположенного в корпусе 1 основного шнека 2, привод которого осуществляется электродвигателем 3. Со стороны электродвигателя 3 в верхней части корпуса 1 смонтирован приемный бункер 4, с противоположной стороны от него в нижней части корпуса 1 выполнен выгрузной патрубок 5. Также в нижней части корпуса 1 перед выгрузным патрубком 5 параллельно шнеку 2 смонтирован шнек точного дозирования 6, расположенный в корпусе 7, при этом величины шага винта и диаметра шнека точного дозирования 6 выполнены в 1,5-2,5 раза меньшими, чем у основного шнека 2, а его выгрузной патрубок корпуса 7 объединён с выгрузным патрубком основного шнека 5. Привод шнека 6 точного дозирования осуществляется электродвигателем 8 с противоположной от выгрузного патрубка 5 стороны. Со стороны электродвигателя 8 в верхней части корпуса 7 смонтирован загрузочный бункер 9 шнека 6, конструктивно связывающий корпусы 1 и 7 шнеков 2 и 6, при этом вал шнека 6 проходит через стенку бункера 7 точного дозирования и вращается электродвигателем 8.

Работа устройства осуществляется программой управления и представляет следующее. В приемный бункер 4 шнекового дозатора сухих сыпучих компонентов подается материал, подлежащий дозированию. Программа управления включает электродвигатель 3, который начинает вращать основной шнек 2. Под действием витков основного шнека 2 дозируемый материал из накопительного бункера 4 перемещается в сторону загрузочного бункера 9, полностью заполняя его, и далее через выгрузной патрубок 5 попадает в заполняемую тару, расположенную на площадке системы взвешивания. После загрузки основного объема материала (85…95% от заданного значения) программа управления отключает электродвигатель 3 основного шнека 2 и включает электродвигатель 8 шнека 6 точного дозирования, под действием витков которого дозируемый материал из бункера 9 точного дозирования движется в сторону выгрузного патрубка 5 и также попадает в заполняемую тару на площадке системы взвешивания. Применение отдельного электродвигателя 8 для привода шнека 7 точного дозирования значительно упрощает конструкцию шнекового дозатора, что приводит к повышению технической и технологической надёжности предлагаемого устройства и его рабочего процесса. Затем программа отключает электродвигатель 8 дополнительного шнека 6, когда до заданного значения взвешиваемого материла остается объем, определяемый по формуле - данный объем материала поступит в заполняемую тару за время торможения t_т электродвигателя 8 до его полной остановки, компенсировав недостающее количество материала, в результате чего его суммарное поданное количество в таре будет соответствовать заданному значению. Наличие отдельного привода основного шнека 2 и шнека 6 точного дозирования, а также их параллельное расположение позволяет выполнить дополнительный шнек 6 на конце основного шнека 2, при этом величины шага винта и диаметра шнека точного дозирования выполнены в 1,5-2,5 раза меньшими, чем у основного шнека, что уменьшает габариты и металлоемкость предлагаемого шнекового дозатора. Наличие шнека точного дозирования 6, обладающего меньшей подачей при одинаковой частоте вращения, а также за счёт изготовления бункера точного дозирования 9, вмещающего дополнительно отправляемый в заполняемую ёмкость (тару) объем дозируемого материала где T - шаг витков шнека; S - площадь поперечного сечения дополнительного дозатора; - доля заполнения сыпучим материалом поперечного сечения шнекового дозатора; - частота вращения шнека точного дозирования; - поправочный коэффициент на угол наклона дополнительного шнека, для горизонтально расположенного шнека ; t_т - время торможения дополнительного шнека до его полной остановки; t_п - время падение материала от кромки шнека до плоскости материала в таре, повышает точность дозирования материала.

Минимальный объем загрузочного бункера 9 рассчитывается следующим образом. Объем ограничен значением объема материала, который не действует на взвешивающее устройство и, по сути, является погрешностью дозирования. Этот объем складывается из объема материала, который подается при торможении шнека с заданной частоты вращения n до его полной остановки и объема материала, который находится в воздухе при падении от кромки шнека до плоскости материала в таре, куда:

Объем материала, подаваемого дополнительным шнеком в режиме торможения определяется по формуле:

где - шаг витков шнека; S - площадь поперечного сечения дополнительного дозатора; - доля заполнения сыпучим материалом поперечного сечения дополнительного шнека; - частота вращения дополнительного шнека; - поправочный коэффициент на угол наклона дополнительного шнека; t_т - время торможения дополнительного шнека до его полной остановки.

Объем материала, находящегося в воздухе при падении от кромки шнека до плоскости материала в таре, определяется по выражению:

где t_п - время падения материала от кромки шнека до плоскости взвешивающего устройства.

При выполнении загрузочного бункера 9 объемом, меньшим, чем рассчитанное по предлагаемой формуле, дозируемого материала будет недостаточно, что приведет к увеличению погрешности дозирования.

Таким образом, предлагаемое изобретение решает поставленные перед ним задачи: шнековый дозатор сухих сыпучих компонентов обеспечивает за счет усовершенствования своего конструктивного исполнения и применения новых элементов конструкции повышение точности дозирования сухих сыпучих компонентов комбикорма, снижение металлоемкости установки, повышение технической и технологической надёжности рабочего процесса дозирования сухих сыпучих компонентов.

Шнековый дозатор сухих сыпучих компонентов содержит расположенный в корпусе основной шнек с электроприводом, со стороны которого в верхней части корпуса находится приемный бункер, с противоположной стороны в нижней части - выгрузной патрубок, перед которым ниже его смонтирован шнек точного дозирования в корпусе с приводом от своего электродвигателя, выходной патрубок корпуса объединён с выходным патрубком основного шнека, а корпус основного шнека и корпус шнека точного дозирования образуют бункер точного дозирования объёмом не менее минимально допустимой массы компонента, при которой погрешность дозирования находится в допустимых пределах; шаг винта и диаметр шнека точного дозирования выполнены в 1,5-2,5 раза меньшими, чем у основного шнека. Шнековый дозатор обеспечивает за счет усовершенствования своего конструктивного исполнения и применения новых элементов конструкции повышение точности дозирования сухих сыпучих компонентов комбикорма, снижение металлоемкости установки, повышение технической и технологической надёжности рабочего процесса дозирования сухих сыпучих компонентов. 1 ил.

Шнековый дозатор сухих сыпучих компонентов, состоящий из расположенного в корпусе основного шнека с электроприводом, со стороны которого в верхней части корпуса смонтирован приемный бункер, с противоположной стороны в нижней части – выгрузной патрубок, перед которым параллельно основному шнеку и ниже его смонтирован шнек точного дозирования я в корпусе, выходной патрубок которого объединён с выходным патрубком основного шнека, отличающийся тем, что корпус основного шнека и корпус шнека точного дозирования конструктивно связаны и своими стенками образуют загрузочный бункер точного дозирования, вмещающий объем дозируемого материала, равный где

T – шаг витков шнека; S – площадь поперечного сечения дополнительного дозатора; – доля заполнения сыпучим материалом поперечного сечения шнекового дозатора; – частота вращения шнека точного дозирования; – поправочный коэффициент на угол наклона дополнительного шнека; t_т – время торможения дополнительного шнека до его полной остановки; t_п – время падения материала от кромки шнека до плоскости взвешивающего устройства,

при этом величины шага винта и диаметра шнека точного дозирования выполнены в 1,5-2,5 раза меньшими, чем у основного шнека, а шнек точного дозирования имеет привод от своего электродвигателя.