Лотковый вибропитатель для сыпучих материалов Советский патент 1993 года по МПК B65G11/00 B65G65/30 

Изобретение касается подачи и транспортирования сыпучих материалов при помощи вибрационной техники и может быть использовано в теплоэнергетической, горнодобывающей, угольной, металлургической, цементной и других отраслях промышленности.

Известен способ вибротранспорта влажных липких материалов, заключающийся в том, что под влажный липкий материал подают сухой материал, и при этом количество сухого материала пропорционально расстоянию от места подачи до конца транспортера.

Одним из основных препятствий широкого внедрения лотковых вибропитателей в промышленности является ухудшение транспортирующих свойств лотка и снижение производительности питателя вследствие нзлйпания материала на поверхности лотка, которое происходит при транспортировании влажных сыпучих материалов.

Недостатком указанного способа является обязательность применения сухого сыпучего материала, что не всегда возможно, например, в теплоэнергетике при подаче сырого угля, являющегося единственным компонентом, который необходимо транспортировать, а сушка угля требует значительных затрат.

Известен также лотковый вибропитатель для сыпучих материалов, выбранный в качестве прототипа изобретения и содержащий бункер, под выгрузочным отверстием которого шарнйрно закреплен подпружиненный лоток с задней торцевой стенкой и установленным на днище вибропобудителем, и механизм изменения угла наклона лотка, причем, с целью стабилизации подачи сыпучего материала, он снабжен установленным на задней торцевой стенке лотка дополнительных вибропобудителем, направление и частота вибрации которого не совпадают с направлением и частотой вибропобудителя, датчиком угла наклона лотка и коммутирующим устррйством.

Недостатком известного вибропитателя является то, что его конструкция не исключает полностью налйпания материала на лоток, особенно между днищем и торцевой стенкой лотка. При этом использование дополнительного вибратора лишь усложняет конструкцию и увеличивает эксплуатационные расходы.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик путем стабилизации подачи сыпучего материала и устранения налйпания. .

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Предложен лотковый вибропитатель для сыпучих материалов, содержащий бункер, под разгрузочным отверстием которого шарнйрно закреплен лоток с вибродвигателем, при этом профиль днища лотка от задней стенки до плоскости днища выполнен в виде участка брахистохроны с параметрами, определяемыми математической зависимостью:

г Н К (cos 2 02 -cos 2оп) где г- радиус окружности образующей брахистохроны;

Н - высота борта лотка;

К - коэффициент запаса высоты борта, определяемой толщиной слоя материала и составляющий 1,2-1,5 от.его максимально задаваемой толщины;

а - угол наклона стенки бункера или течки, переходящей в днище лотка;

Cf2 - угол наклона днища лотка.

Полезный экономический эффект предлагаемого вибропитателя по сравнению с известными достигается за счет устранения налйпания материала на лоток и, как следствие этого, снижения расхода электроэнергии на транспортирование (не нужно вибрировать потяжелевший лоток), стаби - лизации подачи материала, снижения расходов на обслуживание (нет необходимости удалять налипший материал), повышения сроков эксплуатации вибропитателя.

На фиг. 1 представлен вибропитатель; на фиг. 2 - теоретический чертеж брахистохроны.

Вибропитатель содержит бункер 1, под выгрузочным отверстием 2 которого закреплен лоток З.соединенный жестко с вибратором 4. Профиль днища лотка от задней торцевой стенки 5 до плоскости днища 6 выполнен в виде участка брахистохроны (циклоиды) 7.

Вибропитатель работает следующим образом.

Поступающий из бункера 1 материал через выгрузочное отверстие 2 поступает на лоток 3, который вибрирует под действием периодической силы переменного направления, создаваемой вибратором 4. Вибрационные колебания лотка приводят к псевдоожижению материала на поверхности лотка. При псевдоожижении трение материалам поверхность лотка 3 минимально. Материал начинает течь по поверхности лотка под действием силы тяжести и переменной силы вибрирующего лотка. Для обеспечения стекания материала с минимальным сопротивлением в направлении выгрузки выбирается профиль перехода от

задней стенки 7 лотка к днищу 5 в форме плавной кривой 6. Среди всех плавных кривых линией наименьшего сопротивления является брахистохрона или линия наискорейшего спуска.

С целью обеспечения безударного сте- кания материала по лотку необходимо, чтобы касательная в начальной точке криволинейного участка задней стенки лотка была параллельна стенке бункера, а касательная в конечной точке криволинейного участка совпадала с плоскостью днища лотка.

Радиус окружности образующей брахистохрону определяется следующим образом. Брахистохрона описывается уравнением в параметрической форме.

x r(t-sint)

у г (1 - cost)(2)

Выведем зависимость между углами а и «2 и параметром t (фиг. 2):

ух

dy dx

tga

rslnt

dx

r(1-cost),

получаем, что

yt r sin t xt r(1-cost)

yx

ctgt/2

Сопоставив формулы (З) и (5) получаем, что

(6)

л-5-1

а 2 2.

откуда следует, что

t л- 2а. (7) Функция Y в уравнении (2) преобразуется к следующему виду:

-cos()r(1 + cos2a) (8), Выбор радиуса окружности образующей брахистохрону осуществляется из следующих условий. Толщина слоя материала, движущегося по лотку определяется амплитудой вибрации и равна глубине псевдоожижения материала. Максимальная глубина псевдоожижения материала (а значит и максимальная толщина слоя) будет при максимальной амплитуде колебаний. Глубину псевдоожижения выразим через разность координаты Y у начальной (Mi) и конечной (М2)точек участка брахистохроны. Учитывая

при этом равенство глубины псевдоожиже- ния и толщины слоя материала, получим: hmax Y2-Yr(9)

где hmax - максимальная толщина слоя 5 транспортируемого материала;

Y2 г (1 + cos 2 «2)

Yi г (1 + cos 2 ai)(10) откуда

. hmax Г (COS 2 «2 COS 2 «l)(11)

10 а высота борта лотка Н с коэффициентом запаса К равна

Н К-hmax(12) и окончательно получим

15 г К (cos 2 аг - cos 2 «О(13 Реализация предлагаемого способа осуществляется следующим образом.

- угол а наклона стенки ;бункера или течки определяется из конструкторской до- 20 кументации или непосредственным измере- нием;

-угол «2 наклона плоскости днища лотка задается проектировщиком (для различных видов материала угол наклона лотка 25 может колебаться от -4° до +30°);

- максимальная толщина слоя материа- ла определяется исходя из требуемой производительности питателя;

-по полученным данным рассчитывает- 30 ся в соответствии с формулой (1) радиус окружности, образующей брахистохрону;

- построение участка брахистохроны по полученным параметрам описано, например, в 4. Пример.

1. Угол наклона стенки бункера - оп 65°.

2. Угол наклона днища лотка «2 20°.

3. Максимальная высота слоя материала hmax 200 ММ.

4. Определяем радиус окружности, образующей брахистохрону:

40

200

cos (2 65°)-COS(2-20p)

200« 142 мм 0,142м.

cos 130°-cos 40е

5. Строим профиль днища лотка в виде участка брахистохроны с радиусом окружности ее образующей равном 0,142 мм.

Формула изобретения Лотковый вибропитатель для сыпучих материалов, содержащий бункер, под разгрузочным отверстием которого шарнирно закреплен лоток с вибродвигателем, о т л и- чающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик путем стабилизации подачи сыпучего материала и устранения налипания, профиль днища лотка от задней стенки до плоскости днища выполнен в виде участка брахистрохроны с параметрами, определяемыми математической зависимостью

Н

К (cos 2 оц - cos 2 «1)

где г - радиус окружности образующей брахистрохроны;

Н - высота борта лотка;

К - коэффициент запаса высоты борта, определяемый толщиной слоя материала и составляющий 1,2-1,5 от его максимально задаваемой толщины;

угол наклона стенки бункера или течки, переходящей в днище лотка;

он - угол наклона днища лотка.

Использование: изобретение касается подачи и транспортирования сыпучих материалов при помощи вибрационной техники и может быть использовано в теплоэнергетической, горнодобывающей, угольной, металлургической, цементной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: лотковый вибропитатель для сыпучих материалов содержит бункер 1, под разгрузочным отверстием 2 которого шар- нйрно закреплен лоток 3 с вибродвигателем 4. Новым в устройстве является то, что профиль днища лотка от задней стенки до плоскости днища выполнен в виде участка брахистохроны с параметрами/определяемыми математической зависимостью г K(cos2j-cos2a1) где r радиус ° ружности образующей брахистохроны, Н - высота борта лотка, К- коэффициент запаса высоты борта, определяемый толщиной слоя материала и составляющий 1.2-1,5 от его максимально задаваемой толщины; а - угол наклона стенки бункера или течки, переходящей в днище лотка, Q2 -угол наклона днища лотка. 2 ил. -1W Ё