Хранилище для сыпучих материалов Советский патент 1993 года по МПК E04H7/22 

Изобретение относится к строительству, в частности к сооружениям для хранения сыпучих материалов, и может быть использовано для хранения зерна.

Известно хранилище для сыпучих материалов, содержащее корпус и фундаментный блок. Корпус в указанном техническом решении хранилища выполнен в виде сопряженных между собой отдельных цилиндрических емкостей. Недостаток конструкции - ограниченный полезный объем хранилища, обусловленный тем, что полости между цилиндрическими емкостями используются в качестве разгрузочных труб. Кроме того, конструкция такого хранилища чрезвычайно сложна, поскольку возникает необходимость сочетать кольцевые фунда- ментнМе блоки с галереями технологического оборудования. Это практически

исключает использование указанного хранилища на предприятиях пищевой промышленности, например на хлебозаводах, элеваторах.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является хранилище для сыпучих материалов, содержащее корпус, воронку и разгрузочное устройство в виде пластин одинаковой ширины установленных с одинаковым шагом по высоте корпуса и прикрепленных к опоре с зазором.

На стадии хранения описанное хранилище способно существенно снизить нагрузку на стенку корпуса за счет введения центральной опоры с кольцами. Однако при разгрузке хранилища в корпусе возникают вибрациионные нагрузки, уровень которых

XI

ю ел о о.

ю

тем выше, чем больше высота корпуса. Вместе с этим имеет место сложное конструкци- онное исполнение разгрузочного устройства из-за наличия значительных на-1 грузок, так как фактически весь сыпучий ма- териал зависает на кольцах, тем самым нагружая центральную опору.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечнорти конструкции за счет

уменьшения давления на стенку корпуса и уровня вибрационных нагрузок на корпус при разгрузке хранилища.

Это достигается тем, что хранилище снабжено дополнительными пластинами,

размещенными в воронке и прикреплении- ми равномерно по высоте к опоре с возможностью поворота вокруг нее, при этом пластины, расположенные в корпусе, выполнены с одинаковыми внутренним и наружным размерами.

На фиг.1 показан схематически чертеж предлагаемого хранилища; на фиг.2 - фазовый портрет распространения напряжений в хранилище до начала его разгрузки и эпюры давления на стенки и днище; на фиг.З - схематический чертеж прототипа и фазовый портрет распространения напряжения в хранилище до начала разгрузки.

Хранилище для сыпучих материалов содержит корпус 1, выполненный в виде поло- го цилмндра. К нижнему торцу корпуса 1 прикреплена воронка 2. В полости хранилища установлено разгрузочное устройство, которое представляет собой опору 3, установленную по оси цилиндричесхого корпуса 1, Опора 3 выполнена в виде пространственной строительной конструкции. На наружной боковой поверхности опоры 3 установлены с зазором к ней пластины. На части опоры 3 в цилиндрическом корпусе 1 располох ены пластины неподвижные 4, а на части, расположенной в воронке 2, установлены пластины подвижные 5. Каждая подвижная пластина 5 шарнирно присоединена к опоре 3, При этом, можно изменять наклон пластины 5 к оси опоры 3. Для фиксаций пластины 5 последняя снабжена тягами 6.

В верхней части корпуса установлено устройство 7 для приемки сыпучего матери- ала 8 и его равномерного расположения по периметру корпуса.

Хранилище работает следующим образом.

Корпус 1 заполняют сыпучим материа- лом 8, например зерном. При необходимости получения при разгрузке дозы материала 8 посредством тяг 6 поднимают пластины 5, изменяя угол их атаки и материал начинает течь через отверстие воронки 2.

0

5 0

5

0 5 0 5

0

5

При загрузке или разгрузке хранилища сыпучий материал в нем равномерно распределяется по кольцам разгрузочного устройства. При этом обязательно образуются в отличие от прототипа сводчатые образования из сыпучего материала, кроме того, почти весь сыпучий материал зависает на кольцах, нагружая опору. Это приводит к значительным конструкторским усложнениям и перерасходу материала. В предложенной авторами конструкции сыпучий материал при повороте пластин просыпается внутрь опоры и истекает через отверстие воронки. При этом нет необходимости в запорном механизме отверстия воронки, т.к. нижняя пластина, примыкающая к стенке воронки 2,выполняет роль затвора воронки,

При разгрузке хранилища в корпусе возникают вибрационные нагрузки, уровень которых тем вцше, чем больше высота корпуса. Вибрационные нагрузки есть следствие, а их первопричиной является физико- механическая сущность механизма образования и передачи давления сыпучего материала на ограждающие его поверхности. Колонии частиц сыпучего тела, ограниченного боковыми поверхностями (горизонтальная плоскость колец и боковая поверхность емкости - стенка) под действием внешних сил (сил гравитации), распространяемых внутри сыпучего тела по нормалям к граничным поверхностям, укладываются послойно, создавая своды аналогичные строительным конструкциям - тонкостенным оболочкам в данном случае усеченной тороидальной формы, и образуют тем самым сводообразующие системы.

В этих системах все наложенные связи являются геометрическими (голономными). В состоянии покоя сыпучей среды все сводообразующие системы, находятся в состоянии статического равновесия. Начальный процесс истечения сыпучего тела характеризуется выпадением замкового блока, вследствие чего разрушается равновесие состояния сыпучей среды. Сыпучая среда из стабильного состояния переходит в нестабильное, т.е. происходит процесс разрушения сводообразующих систем. Однако, учитывая, что в процессе истечения, в фазе метастабильности, сбъем сыпучего тела, участвующего в релаксации, значительно превышает обьем, вытекающий через выпускное отверстие, то происходит запирание - восстановление замкового блока. В результате этого в сыпучей среде голоном- ные сводообразующие системы восстанавливаются. В процессе истечения сыпучего тела происходит постоянное чередование

разрушения и восстановления голономных сводообразующих систем, что проявляется возникновением пульсирующих полей и подтверждается рядом исследований.

Закрепление на опоре пластин двух типов в корпусе и в воронке обеспечивает разгрузку сыпучего материала без вибрационных нагрузок на корпус, поскольку позволяет регулировать скорость истечения

материала, тем самым предотвращая возникновение замкового блока, а следовательно, и вибрационных нагрузок.

Корпус хранилища для сыпучих материалов можно изготовить из композиционных материалов, таких, например, как стеклопластик, полимерные пленки в сочетании с металлом.

Использование: в строительстве, в частности, в сооружениях для хранения сыпучих Материалов. В хранилище для сыпучих материалов, содержащем корпус, днище В виде воронки, разгрузочное устройство в виде установленных с шагом по высоте и .--.2 прикрепленных к опоре пластин одинаковой ширины, с зазором относительно опоры, пластины, расположенные в корпусе, выполнены с одинаковым внутренним d и наружным О размерами, и равномерно закреплены по высоте корпуса на опоре, а пластины, расположенные в днище хранилища, выполнены в виде отдельных, не связанных между собой пластин, установленных с возможностью их поворота вокруг опоры, и равномерно расположены по высоте днища и опоры. Корпус заполняют сыпучим материалом, например зерном. При необходимости получения при разгрузке дозы материала посредством тяг поднимают пластины, изменяя угол атаки их и материал начинает течь через отверстие днища. 3 ил. - Ё

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Хранилище для сыпучих материалов, включающее корпус, воронку и разгрузочное устройство в виде пластин одинаковой ширины, установленных с одинаковым шагом по высоте корпуса и прикрепленных к опоре с зазором, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности за счет уменьшения давления и уровня, вибрационных нагрузок на корпус при разгрузке, хранилище снабжено дополнительными пластинами, размещенными в воронке и прикрепленными равномерно по высоте к опоре с возможностью поворота вокруг нее, при этом пластины, расположенные в корпусе, выполнены с одинаковыми

внутренними и наружными размерами.

Фиг.1