Вибрационный дозатор сыпучих материалов Советский патент 1993 года по МПК G01F13/00 

превышает диаметр отверстия в верхнем торце запорного органа, равный наружному диаметру стакана, и выполнено соотношение

,

где Xs - расстояние между свободными основаниями цилиндра запорного органа и стакана;

Х4 - зазор между третьим электромагнитом и третьим якорем в вертикальном направлении.

На чертеже изображена функциональная схема дозатора.

Вибрационный дозатор содержит корпус 1, бункер 2 с выпускным клапаном, включающим седло в виде цанги 3 и запорный орган в виде цилиндра 4, соосно соединенного с меньшим основанием усеченного конуса 5, вибропривод, содержащий первый электромагнит 6, первый якорь 7, второй электромагнит 8, второй якорь 9, который охвачен вторым электромагнитом 8, и вторые упругие элементы 10. Бункер 2 вертикально установлен на корпусе через первые упругие элементы 11. Второй якорь 9 штангой 12 жестко соединен со свободным основанием цилиндра 4. Цанга 3 в верхней части закреплена на бункере 2, а в нижней части ее лепестки снабжены зубцами 13, контактирующими с цилиндром 4 в исходном положении. Первый электромагнит 6 закреплен на бункере 2, второй электромагнит 8 - на первом якоре 7. Между вторым электромагнитом и первым якорем находится прокладка из немагнитного материала (на чертеже не показана). Второй электромагнит 8 содержит две полуобмотки, расположенные по высоте электромагнита (на чертеже полуобмотки разделены прокладкой, показанной утолщенной линией). Клапан закрыт съемным кожухом 14, снабженным выходным патрубком 15, На бункере 2 смонтированы загрузочные патрубки 16. Диаметры цилиндра 4 и меньшего основания конуса 5 равны.

На свободном основании конуса 5 запорного органа спомо-щью кронштейнов 17 закреплен третий электромагнит 18. охватывающий третий якорь 19. Нижнее основание третьего якоря 19 связано с пружиной

20. а верхнее основание -с днищем стакана

21. снабженным отверстиями 22, примыкающими к днищу и расположенными по периметру стакана. Днище расположено в коническом отверстии, выполненном по высоте запорного органа. Диаметр отверстия в нижнем торце запорного органа превышает диаметр отверстия в верхнем торце запорного органа, который равен наружному диаметру стакана. Третий якорь 19 и стакан

21 установлены соосно со вторым якорем 9. Диаметр третьего якоря 19 и наружный диаметр стакана 21 равны. Штанга 12 соединена со свободным основанием цилиндра 4 5 запорного органа вне стакана 21. На чертеже обозначено: Xi - расстояние между меньшим основанием усеченного конуса и линией контакта лепестков цанги с цилиндром запорного органа в исходном положе0 ним; Ха - зазор между первым электромагнитом 6 и первым якорем 7; Хз - зазор между якорями 7 и 9 электромагнитов; Х4 - зазор между третьим электромагнитом 18 и третьим якорем 19 в

5 вертикальном направлении: Xs - расстояние между свободными основаниями цилиндра 4 запорного органа и стакана 21.

Вибрационный дозатор сыпучих материалов работает следующим образом.

0 Нижнюю полуобмотку второго электромагнита 8 подключают к источнику постоянного напряжения (не показан). За счет возникающей электромагнитной силы второй якорь 9 устанавливается в нижнее пре5 дельное положение, при котором между первым якорем 7 и вторым якорем § образуется зазор Хз. Геометрические размеры элементов дозатора выбраны таким образом, что при нахождении второго якоря 9 в ниж0 нем предельном положении зубцы 13 лепестков цанги контактируют с цилиндром 4 клапана. При этом все лепестки цанги 3 находятся в исходном положении, при котором зазоры между лепестками цанги

5 отсутствуют и истечение материала через затвор не происходит. Далее подключают к источнику переменного напряжения (не показан) первый электромагнит 6. Поскольку первый электромагнит 6 и первый якорь 7

0 связаны вторыми упругими элементами 10, возникает колебательное движение первого якоря 7 и механически связанного с ним второго электромагнита 8. Через второй якорь 9, связанный со вторым электромаг5 нитом 8 электромагнитными силами, и штангу 12 колебательное движение передается запорному органу, образованному ци- линдром 4 и усеченным конусом 5. Расстояние Xi между линией контакта ци0 линдра клапана с лепестками цанги и пло- скостыо контакта цилиндра с усеченным конусом установлено таким, что оно превышает зазор Х2 между первым электромагнитом 6 и первым якорем 7. Благодаря этому,

5 даже при максимальной амплитуде колебаний первого якоря 7 и соответственно запорного органа лепестки цанги 3 контактируют УЗИШЬ с цилиндром 4, т.е. несмотря на наличие колебаний запорного органа, зазоры между лепестками цанги.

отсутствуют. Вместе с запорным органом колебания с идентичными частотой и амплитудой совершают механически связанные с ним третий электромагнит 18, упругий элемент 20, третий якорь 19 и стакан 21. В колеблющийся бункер 2 через загрузочные патрубки 16 подают мелкодисперсный сыпучий материал, который необходимо дозировать. Любым известным способом, например, путем установки датчика и регулятора уровня (не показаны) уровень материала в бункере 2 поддерживают постоянным, причем заданное значение уровня выбирают таким образом, чтобы он, с учетом амплитуды колебаний стакана 21, не превышал отметку, находящуюся в плоскости, совпадающей со свободной (верхней) поверхностью стакана 21. Поскольку зазоры между лепестками цанги отсутствуют, и уровень материала в бункере таков, что он не может ссыпаться в стакан, истечение материала из дозатора не происходит. При этом колебания элементов дозатора (бункера, цанги, запорного органа, стакана) при дозировании комкующихся и быстро- твердеющих материалов препятствуют образованию комков, замедляют твердение материала. Дальнейшую работу дозатора целесообразно рассмотреть в зависимости от режима дозирования.

А) Режим грубого дозирования. - Режим грубого дозирования используется при непрерывном дозировании материалов и на первой стадии дискретного (порционного) дозирования. Для осуществления режима обмотку третьего электромат- нита 18 подключают к источнику постоянного напряжения (не показан). За счет электромагнитных сил третий якорь 19 втягивается в электромагнит, перемещая вниз механически связанный с ним стакан 21. Свободная (верхняя) поверхность стакана опускается ниже уровня материала в бункере, благодаря чему материал начинает ссыпаться в стакан 21. Далее материал проходит через отверстия, примыкающие к днищу стакана, и через внутреннюю полость запорного органа. Ссыпаясь на кожух 14, материал поступает к разгрузочному патрубку 15. Вибрация способствует интенсивному перемещению материала. Верхняя часть стакана 21, находящаяся в материале, способствует его дополнительному виброожижению. Расход материала при грубом дозировании пропорционален внутреннему диаметру стакана 21 и параметрам вибрации. При необходимости прекращения грубого дозирования третий электромагнит 18 отключает от источника постоянного напряжения. Под действием упругого элемента 20

третий якорь 19 со стаканом 21 возвращаются в исходное положение. Для нормальной работы дозатора необходимо, чтобы стакан не опускался ниже свободной (верхней) поверхности цилиндра 4 запорного органа. При опускании стакана ниже указанной отметки процесс дозирования становится неуправляемым. Для исключения неуправляемого режима расстояние Xs

0 между свободными основаниями цилиндра запорного органа и стакана превышает величину зазора Х4 между третьим электромагнитом и третьим якорем в вертикальном направлении.

5 Б) Режим точного дозирования.

Режим точного дозирования используется при непрерывном дозировании материалов и на второй стадии дискретного (порционного) дозирования.

0 Для осуществления режима нижнюю полуобмотку второго электромагнита 8 отключает от источника постоянного напряжения и подключает к этому источнику верхню ю полуобмотку. Второй якорь 9 за

5 сч ет электромагнитных сил перемещается в верхнее предельное положение, при котором зазор Хз становится равным нулю. Соответственно вверх смещается запорный орган вместе с третьим электромагнитом ,

0 третьим якорем, упругим элементом 20 и стаканом 21.

Поскольку величина зазора Хз установлена такой, что она превышает расстояние Xi между меньшим основанием усеченного

5 конуса 5 и линией контакта лепестков цанги. с цилиндром запорного органа в исходном положении, перемещение второго якоря 9 в верхнее положение приводит к контактированию лепестков цанги 3 с поверхностью

0 усеченного конуса 5. При продолжающейся вибрации между лепестками цанги возникают зазоры, через которые происходит истечение материала из бункера. Расход материала через зазоры зависит от угла на5 клона образующей усеченного конуса и параметров вибрации. Для получения пауз в тех случаях, когда точное дозирование используется на второй стадии дискретного (порционного) дозирования, второй якорь 9

0 перемещают в нижнее продольное положение. Лепестки цанги начинают контактировать с цилиндром 4 запорного органа, .зазоры между лепестками цанги не возникают и истечение материала из бункера, не5 смотря на продолжающуюся вибрацию, не происходит. Образование пауз без прекращения вибрации при дозировании комкующихся и быстротвердёющих материалов является положительным фактором, так как во время пауз не образуются комки, препятствующие перемещению материала в сторону его выхода из бункера и снижающие производительность процесса дозирования. Введение в дозатор новых элементов и

к его выгодному отличию от прототипа. При одних и тех же габаритах устройства обеспечивается повышение производительности процесса дозирования. Расширяются

их специфическое расположение приводит 5 функциональные возможности дозатора.

Формула изобретения Вибрационный дозатор сыпучих материалов по авт. св. № 1657966, отличающий с я тем, что, с целью повышения производительности при дозировании ком- кующихся и быстротвердеющих материалов, он снабжен третьим электромагнитом с подпружиненным якорем и стаканом с отверстиями, примыкающими к его днищу, причем третий электромагнит установлен на свободном основании конуса запорного органа, третий якорь расположен соосно с вторым якорем и стаканом, днище которого скреплено с третьим якорем и расположено

в коническом отверстии, выполненном по высоте запорного органа, при этом диаметр отверстия в нижнем торце запорного органа превышает диаметр отверстия в верхнем торце запорного органа, равный наружному диаметру стакана, и выполнено соотношение

,

где Xs - расстояние между свободными основаниями цилиндра запорного органа и стакана;

Х -зазор между третьим электромагнитом и третьим якорем в вертикальном направлении.