Привод шиберной заслонки бункера Советский патент 1990 года по МПК B65D90/58 

М/

(Л

Изобретение относится к устройствам для хранения и выдачи сыпучих и мелкозернистых стройматериалов и может быть использовано в хранилищах бункерного типа. Цель изобретения - повышение надежности привода и снижение энергопотребления. Привод шиберной заслонки 1 бункера содержит винтовой вал 4, соединенный передачей 13 с двигателем, гайку 5, кинематически связанную с валом и закрепленную на заслонке при помощи кронштейнов 6 и упругих элементов 7 и 8, расположенных симметрично относительно кронштейнов. Каждый из упругих элементов состоит из двух пружин разной жесткости, охватывающих одна другую и имеющих разную высоту: высота охватывающей пружины меньшей жесткости больше высоты охватываемой пружины большей жесткости. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

;z

76 89 Фиг. г

О5

о

NJ

О5

со

СП

Изобретение относится к устройствам для хранения и выдачи сыпучих и мелкозернистых стройматериалов и может быть реализовано в хранилищах бункерного типа.

Заслонка 1 установлена с возможностью продольного перемещения по направляющим на роликоопорах 14.

Привод щиберной заслонки бункера раЦель изобретения - повыщение надеж- ботает следующим образом ности привода и снижение энергопотреб-В момент пуска двигателя 3 привода

ления.

Расположение симметрично относительно кронщтейнов привода упругих элементов, состоящих из двух пружин разной жесткости, охватывающих одна, другую и имеющих высоту (высота пружины меньщей жесткости больще высоты пружины больщей жесткости), позволяет плавно регулировать нагрузку на двигатель при открывании и закрывании заслонки.

На фиг. 1 изображен привод шиберной заслонки бункера, общий вид; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - графическая интерпретация

10

15

щиберной заслонки 1 бункера 2 на открывание (неа-ационарный - неустановивщий- ся режим работы) преобладают значительные силы Р цо трения - сцепления (фиг. 6), т. е. сопротивления выводу заслонки из неподвижного состояния (покоя) в перемещение (ход), действующие по площади контакта со столбом сыпучего материала в бункере.

Ротор двигателя 3 начинает вращаться, поворачивая через передачу 13, расположенный в опоре 12 винтовой вал 4, что приводит к перемещению вправо вдоль винтового вала кинематически связанной с ним гайки 5, демпфирующей (сжимающей)

J-J ДMJ1 1 , J 1 L/СЛ (Af Г1 T.V. rill.l J iiJ -i -« -4-- - жж. .i-i ...--,.,-,-j- j-,.V

силовой характеристики комбинированного20 кронщтейнами 6 крайнюю правую симмет- упругого элемента переменной жесткости;рично расположенную группу упругих эле- на фиг. 6 - графики изменения внещ-ментов 8, базирующихся на упорах 9 не- ней нагрузки на двигатель привода (пунк-- подвижной зафиксированной указан 1ыми си- тирная линия) по мере набора скоростилами сопротивления Р и льшиберной заслон- ротора в момент пуска и сил сопротив- ки 1 (левая группа симметрично распо- ления при перемещении заслонки (сплощ-ложенных упругих элементов 7 в этот ная линия).момент, естественно, не работает -- не под- Привод щиберной заслонки 1 бункера 2 содержит двигатель 3, связанный с винтовым валом 4, кинематически соединенным с

вергается деформации сжатия). При этом в каждом из комбинироанных упругих элементов 8 сначала начинает деформироватьгайкой 5, смонтированной на заслонке с зо ся (сжиматься) наружная охватывающая

помощью кронштейнов 6 с упругими комбинированными элементами 7 и 8 переменной жесткости, закрепленными на заслонке с помощью упоров 9. Упругие элементы 7 и 8 расположены симметрично относительпружина 10 меньщей жесткости С с более пологой (угол а фиг. 5) силовой характеристикой (прямая абв).

По мере ее деформации АН изменяется, увеличиваясь, и усилие Р сопротивлено кронщтейнов и каждый из них состоит35 ния и, как только деформация достигает

из двух пружин 10 и 11 разной жесткое-значения е, соответствующего усилию Р

ти С и С|, охватывающих одна другуюсопротивления, зазор между упором 9 заслон- и имеющих разную высоту: высота Н2 пружины 10 меньшей жесткости, которая может быть выполнена охватывающей, больще высоты HI пружины И больщей жесткости, которая может быть выполнена охватываемой, на величину 1, являющуюся гарантированным зазором между нарух - ным торцом пружины 11 и плоскостью упора 9, причем

40

ки 1 и наружным периферийным торцом более жесткой охватывающей пружины 11 достигает нулевого значения, последняя включается в работу (фиг. 5). С этого момента (точка г, фиг. 5) обе пружины работают на сжатие совместно, что приводит к резкому изменению (в точке б) силовой характеристики комбинироанного элемен45 та 8, имеющей более крутой (под углом Y) наклон и проявляется в суммировании усилий обеих пружин, работающих как единая упругая система с жесткостью Как только при некоторой величине деформации AH2 l+AHi каждого из упру.Р С

где Р

максимальное усилие .открывания заслонки в момент ее перемещения; С- жесткость пружины 10. Прямолинейная (фиг. 5) силовая характеристика абв пружины 10 жесткостью С имеет более пологий угол а наклона, чем прямолинейная силовая характеристика гд более жесткой пружины 10 жесткостью

45 та 8, имеющей более крутой (под углом Y) наклон и проявляется в суммировании усилий обеих пружин, работающих как единая упругая система с жесткостью Как только при некоторой величине деформации AH2 l+AHi каждого из упру50 гих элементов 8 суммарное усилие Pi+Ps соответствующих им пружин 10 и 11 достигает значения P auuit равного (или несколько больше) указанной величины сил трения-сцепления сыпучего материала с заслонкой 1, последняя придет в движение.

.. 1 rWCl11 I-/ J fl iit. iii-fi.ivJ i..-1...- ,,j

Ci () с более крутым углом p наклона.55 перемещаясь по роликоопорам вправо - на

Вал 4 установлен в подшипниковойоткрывание бункера 2.

опоре 12 и связан с двигателем 3 черезТаким образом, за счет возможности

передачу 13деформа1Хии ЛН группы упругих элементов 8

Заслонка 1 установлена с возможностью продольного перемещения по направляющим на роликоопорах 14.

Привод щиберной заслонки бункера ра ботает следующим образом В момент пуска двигателя 3 привода

ботает следующим образом В момент пуска двигателя 3 привода

щиберной заслонки 1 бункера 2 на открывание (неа-ационарный - неустановивщий- ся режим работы) преобладают значительные силы Р цо трения - сцепления (фиг. 6), т. е. сопротивления выводу заслонки из неподвижного состояния (покоя) в перемещение (ход), действующие по площади контакта со столбом сыпучего материала в бункере.

Ротор двигателя 3 начинает вращаться, поворачивая через передачу 13, расположенный в опоре 12 винтовой вал 4, что приводит к перемещению вправо вдоль винтового вала кинематически связанной с ним гайки 5, демпфирующей (сжимающей)

жж. .i-i ...--,.,-,-j- j-,.V

кронщтейнами 6 крайнюю правую симмет- рично расположенную группу упругих эле- ментов 8, базирующихся на упорах 9 не- подвижной зафиксированной указан 1ыми си- лами сопротивления Р и льшиберной заслон- ки 1 (левая группа симметрично распо- ложенных упругих элементов 7 в этот момент, естественно, не работает -- не под-

кронщтейнами 6 крайнюю правую симмет- рично расположенную группу упругих эле- ментов 8, базирующихся на упорах 9 не- подвижной зафиксированной указан 1ыми си- лами сопротивления Р и льшиберной заслон- ки 1 (левая группа симметрично распо- ложенных упругих элементов 7 в этот момент, естественно, не работает -- не под-

вергается деформации сжатия). При этом в каждом из комбинироанных упругих элементов 8 сначала начинает деформироваться (сжиматься) наружная охватывающая

ся (сжиматься) наружная охватывающая

пружина 10 меньщей жесткости С с более пологой (угол а фиг. 5) силовой характеристикой (прямая абв).

По мере ее деформации АН изменяется, увеличиваясь, и усилие Р сопротивления и, как только деформация достигает

сопротивления, зазор между упором 9 заслон-

0

ки 1 и наружным периферийным торцом более жесткой охватывающей пружины 11 достигает нулевого значения, последняя включается в работу (фиг. 5). С этого момента (точка г, фиг. 5) обе пружины работают на сжатие совместно, что приводит к резкому изменению (в точке б) силовой характеристики комбинироанного элемен5 та 8, имеющей более крутой (под углом Y) наклон и проявляется в суммировании усилий обеих пружин, работающих как единая упругая система с жесткостью Как только при некоторой величине деформации AH2 l+AHi каждого из упру0 гих элементов 8 суммарное усилие Pi+Ps соответствующих им пружин 10 и 11 достигает значения P auuit равного (или несколько больше) указанной величины сил трения-сцепления сыпучего материала с заслонкой 1, последняя придет в движение.

-1...- ,,j

обеспечивается плавное возрастание (фиг. 6, пунктирная кривая от) внешней силовой нагрузки на двигатель 3 привода, т. е. на участке деформации ДН2 упругих элементов ротор двигателя набирает плавно рабочую (эксплуатационную) скорость вращения п (об/мин), соответствующую оптимальной его мощности, воспринимая постепенно возрастающую внещиюю нагрузку от нулевого ее значения в момент начала вращения ротора до H«a«j в момент окончания разгона его до указанной рабочей скорости, соответствующей выходу его на оптимальную мощность.

В установивщемся режиме работы, как только заслонка 1 сдвинется с места на малую величину хода L (фиг. 6) взамен сил РЛОЛС трения - сцепления (покоя), имеющих место при неподвижной заслонке, начинают действовать значительно меньщие силы трения - движения, что прояв ляется в резком снижении (скачка) сил внещних сопротивлений с РмаксЛ.о Р (фиг. 6, сплощная кривая), к, в порядке обратной связи, приводит к перераспределению (релаксации) усилий и деформаций пружин 10 и 11 сжатых упругих элементов 8 так, что последние, будучи подверженные меньшей внешней нагрузке Р, начинают восстанавливаться. При этом образуется некоторый зазор между внешним торцом более жесткой пружиной 11 и упором 9 заслонки 1, т. е. более жесткая пружина исключается из работы полностью, как только внешнее сопротивление достигает значения Р, соответствующего началу перемещения заслонки.

По мере перемещения (хода) заслонки 1 уменьшается количество сыпучего материала в бункере 2 и уменьшается площадь контакта заслонки 1 с материалом, что в совокупности проявляется в снижении сил сопротивления перемещению заслонки по мере увеличения ее хода L (вправо, на открывание бункера). Кроме указанных непрерывно изменяющихся при перемещении заслонки сил сопротивления, имеет место непостоянство силовых воздействий на перемещающуюся заслонку 1 со стороны локально-образованных слежавшихся масс сыпучего материала, окомкований, смерзшихся зон, обусловленностью величин неоднородности, различных негабаритных включений и т. п.

В совокупности указанные переменные силовые сопротивления перемещению заслонки 1 передаются высокочувствительным (маложестким) пружинам 10 упругих элементов 8, которые, воздуждаясь (деформируясь) , оказывают силовое воздействие (обратная реакция) на заслонку 1, что при непрерывно меняющемся внешнем сопротивлении проявляется в резких продольных

5

0

5

0

0

5

0

5

рывковых перемещениях, дискретных движениях заслонки. В момент окончания открывания заслонки, соответствующий полному ее ходу Ь ийы сСилы сопротивления и деформации упругих элементов 8, становятся минимальными, соответственно ц,и АН (фиг. 5 и 6).

Указанные высокоскоростные рывковые движения заслонки 1 в предлагаемом приводе, уподобляясь вибрационному воздействию, приводят к резкому снижению сил трения - сопротивления перемещению ее (фиг. 6, сплощная кривая линия тТ) по сравнению с жестким приводом (фиг. 6 штрихпунктирная выщерасположенная наклонная линия тК) в установивщемся режиме работы.

Резкие, высокоскоростные дискретные перемещения заслонки (рывки) приводят к снижению энергопотребления.

При закреплении заслонки работает левая относительно кронщтей нов 6 группа симметрично расположенных упругих элементов 7. Процесс работы аналогичен указанному, осуществляется в обратном порядке.

Введение в привод шиберной заслонки групп комбинированных- упругих элементов переменной жесткости, симметрично расположенных относительно продольной оси заслонки и содержащих избирательно действующие пружинь (более жесткие - включаются в работу в нестационарные пусковые моменты работы, высокочувствительные - менее жесткие в установившемся режиме работы), позволяет, используя естественные изменения сопротивления перемещению заслонки со стороны сыпучего материала, повысить соответственно надежность работы привода и снизить энергопотребление.

Формула изобретения

ШигЛ

Фиг.З

456 9 1

/2

/ ГЯ /./. /. /./././1P

/////// / ///y II

l I- . J

;j

S

,V4

10

Фиг. 5

(Щ)

Фиг. б

-- К