устройство для разгрузки сыпучих материалов из крытого хранилища с боковой стенкой и способ разгрузки сыпучих материалов из крытого хранилища с боковой стенкой

Формула изобретения

1. Устройство для разгрузки сыпучих материалов из крытого хранилища с боковой стенкой, которое может быть почти полностью закрыто хранимым материалом, содержащее поддерживающую колонну, имеющую верхний и нижний концы и вертикальную ось, нижнюю опору, расположенную между нижним концом поддерживающей колонны и полом хранилища в центральной его части, имеющее внутренний и наружный концы, удлиненное транспортирующее средство для перемещения сыпучего материала к расположенному под нижним концом поддерживающей колонны выпускному или разгрузочному отверстию, выполненное с возможностью вращения вокруг вертикальной оси поддерживающей колонны, опорную раму, имеющую внутренний и наружный концы и промежуточную опорную часть и предназначенную для поддерживания транспортирующего средства, наружный конец которого расположен рядом с наружным концом рамы, приводной двигатель, закрепленный в наружном конце транспортирующего средства и опорной рамы и соединенный с механизмом, передающим крутящий момент на транспортирующее средство, шарнир с горизонтальной осью, посредством которого нижний или внутренний конец опорной рамы прикреплен к нижнему концу поддерживающей колонны, шарнир обеспечивает наклон транспортирующего средства и опорной рамы из (i) вертикального положения, в котором транспортирующее средство располагается почти параллельно вертикальной оси поддерживающей колонны, (ii) через промежуточные угловые положения и (iii) горизонтальное положение, в котором транспортирующее средство располагается рядом с полом хранилища, подвесное средство, расположенное между поддерживающей колонной и опорной рамой для изменения угла наклона транспортирующего средства относительно колонны за счет его поворота вокруг горизонтальной оси шарнира, отличающееся тем, что вращение транспортирующего средства вокруг вертикальной оси поддерживающей колонны осуществляется с помощью привода и вспомогательного приспособления, имеющего подвижную контактную поверхность, взаимодействующую с верхней поверхностью сыпучего материала, вспомогательное приспособление прикреплено к наружному концу опорной рамы так, что его подвижная контактная поверхность расположена рядом с наружным концом транспортирующего средства, обеспечивая прикладывание к наружному концу транспортирующего средства направленной вперед силы, касательной к круговой траектории его вращения вокруг вертикальной оси колонны, когда сыпучий материал оказывает сопротивление перемещению контактной поверхности, а также тем, что дополнительно содержит по меньшей мере одно дополнительное удлиненное транспортирующее средство, аналогично первому выполненное и снабженное опорной рамой, прикрепленной к первой опорной раме, и приводным двигателем для вращения дополнительного транспортирующего средства, и расположенное перед упомянутым вспомогательным приспособлением по направлению вращения транспортирующего средства вокруг вертикальной оси колонны.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вспомогательное приспособление содержит замкнутое гусеничное полотно, огибающее вращающиеся поддерживающие элементы, гусеничное полотно имеет по меньшей мере один грунтозацеп, который проходит наружу от него и образует режущую кромку, входящую в сыпучий материал, когда полотно перемещается по его поверхности.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что вспомогательное приспособление снабжено приводным двигателем с плавно регулируемым числом оборотов для вращения поддерживающих элементов и гусеничного полотна с переменной скоростью.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что приводной двигатель вспомогательного приспособления содержит регулятор числа оборотов, чувствительный к скорости вращения первого транспортирующего средства вокруг вертикальной оси поддерживающей колонны, регулятор снабжен управляющим блоком, согласующим скорость вращения поддерживающих элементов гусеничного полотна со скоростью вращения первого транспортирующего средства вокруг вертикальной оси поддерживающей колонны.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вспомогательное приспособление расположено рядом с наружным концом первого транспортирующего средства и поверхность его гусеничного полотна, взаимодействующая с поверхностью сыпучего материала, находится на том же уровне, что и нижняя кромка первого транспортирующего средства, расположенного перед гусеничным полотном по направлению его вращения вокруг вертикальной оси колонны так, что полотно перемещается по свежесрезанной поверхности сыпучего материала.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что вспомогательное приспособление прикреплено к наружному концу первой опорной рамы и расположено сзади нее по направлению вращения первого транспортирующего средства вокруг вертикальной оси поддерживающей колонны.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вспомогательное приспособление снабжено подвеской, обеспечивающей смещение гусеничного полотна вверх относительно первого транспортирующего средства при его вращении вокруг вертикальной оси колонны.

8. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что гусеничное полотно содержит звено, имеющее плоскую поверхность, взаимодействующую с поверхностью сыпучего материала, к которой прикреплен упомянутый грунтозацеп.

9. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что грунтозацеп выполнен из уголка, одна полка которого прикреплена к гусеничному полотну, а другая проходит наружу от него и образует режущую кромку, входящую в сыпучий материал.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительное удлиненное транспортирующее средство имеет внутренний и наружный концы и расположено рядом с первым приводным двигателем, поперечно к нему, для предотвращения накопления сыпучего материала перед первым приводным двигателем во время вращения первой опорной рамы вокруг вертикальной оси колонны за счет перемещения сыпучего материала от двигателя, вторую опорную раму, которая прикреплена к первой опорной раме и поддерживает второе транспортирующее средство, второй приводной двигатель для вращения второго транспортирующего средства вокруг его продольной оси, упомянутое вспомогательное приспособление расположено сзади второго транспортирующего средства по направлению его вращения вокруг вертикальной оси поддерживающей колонны.

11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второе транспортирующее средство расположено спереди от первого транспортирующего средства по направлению его вращения вокруг вертикальной оси поддерживающей колонны и предотвращает контакт сыпучего материала с первым приводным двигателем.

12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый привод вращения первого транспортирующего средства и первой опорной рамы вокруг вертикальной оси колонны содержит двигатель для вращения последней вокруг вертикальной оси с регулируемой скоростью, при вращении колонны одновременно приводится в действие вспомогательное приспособление, содействующее вращению первого транспортирующего средства.

13. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит куполообразное хранилище, имеющее центральное верхнее отверстие, плоский пол, периферийная кромка которого ограничена нижней кромкой корпуса куполообразного хранилища, пол имеет центральное выпускное отверстие, сообщающееся с каналом, расположенным под полом, в который самотеком поступает сыпучий материал для его дальнейшего перемещения с помощью конвейера к месту погрузки, расположенному снаружи хранилища, при этом поддерживающая колонна расположена соосно с выпускным отверстием в полу хранилища так, что сыпучий материал, перемещаемый первым транспортирующем средством, падает в это выпускное отверстие.

14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первая опорная рама представляет собой ферменную конструкцию и снабжена противоположными торцевыми плитами с опорами, в которых закреплены соответственно внутренний и наружный концы первого транспортирующего средства, при этом упомянутое вспомогательное приспособление прикреплено к наружному концу ферменной конструкции.

15. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подвесное средство снабжено управляющим блоком для постепенного наклона первого транспортирующего средства и вспомогательного приспособления на заранее заданные углы, чтобы последовательно перемещать наклонные слои сыпучего материала, расположенного вокруг колонны, к выпускному отверстию, при этом гусеничное полотно вспомогательного приспособления перемещается по свежесрезанной поверхности сыпучего материала.

16. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит третье транспортирующее средство, смонтированное на третьей опорной раме, которая прикреплена к поддерживающей колонне и расположена в плоскости, проходящей через первое транспортирующее средство, третье транспортирующее средство расположено с противоположной стороны колонны, третья опорная рама прикреплена к колонне с помощью шарнира, имеющего горизонтальную ось, и снабжена тем же подвесным средством, что и первая опорная рама, третье транспортирующее средство смонтировано с возможностью вращения вокруг своей продольной оси с помощью приводного двигателя, расположенного со стороны его наружного конца, третье транспортирующее средство также снабжено вспомогательным приспособлением, содействующим его вращению вокруг вертикальной оси колонны, вспомогательное приспособление расположено со стороны наружного конца третьего транспортирующего средства и содержит замкнутое гусеничное полотно, взаимодействующее с верхней поверхностью сыпучего материала, вспомогательное приспособление прикладывает к наружному концу третьего транспортирующего средства направленную вперед силу, касательную к круговой траектории его вращения, когда гусеничное полотно перемещается по верхней поверхности сыпучего материала.

17. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первым транспортирующим средством является первый шнек фиксированной длины, вращаемый вокруг своей продольной оси, который срезает слой сыпучего материала, образуя свежесрезанную поверхность, с которой контактирует подвижное гусеничное полотно вспомогательного приспособления.

18. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что третьим транспортирующим средством является шнек фиксированной длины, вращаемый вокруг своей продольной оси, который также срезает слой сыпучего материала, образуя свежесрезанную поверхность, с которой контактирует подвижное гусеничное полотно его вспомогательного приспособления.

19. Способ разгрузки сыпучих материалов из крытого хранилища с боковой стенкой, отличающийся тем, что располагают устройство для разгрузки сыпучих материалов так, чтобы по меньшей мере одно транспортирующее средство размещалось под углом более 50^o к поверхности пола хранилища, загружают сыпучий материал в хранилище так, что он хотя бы частично закрывает упомянутое транспортирующее средство, прикрепляют вспомогательное приспособление, содействующее вращению упомянутого транспортирующего средства вокруг вертикальной оси колонны, к наружному концу его опорной рамы, вспомогательное приспособление, имеющее подвижную контактную поверхность, взаимодействующую с верхней поверхностью сыпучего материала, закрепляют так, что контактная поверхность располагается непосредственно рядом с упомянутым транспортирующим средством, осуществляют разгрузку сыпучего материала посредством включения первого приводного двигателя упомянутого транспортирующего средства, чтобы содействовать перемещению сыпучего материала самотеком к выпускному отверстию, выполненному в полу хранилища, одновременно с вращением упомянутого первого транспортирующего средства вокруг продольной оси его вращают вокруг вертикальной оси поддерживающей колонны, чтобы разгрузить часть сыпучего материала и образовать наклонную поверхность для обеспечения сцепления с ней вспомогательного приспособления, при этом угол наклона поверхности сыпучего материала к вертикальной оси колонны больше 40^o и зависит от свойств сыпучего материала, располагают упомянутое первое транспортирующее средство под углом менее 50^o к поверхности пола хранилища, приводят в действие вспомогательное приспособление, которое расположено относительно наружного конца упомянутого первого транспортирующего средства так, что оно прикладывает к нему направленную вперед силу, касательную к круговой траектории его вращения, когда гусеничное полотно перемещается по поверхности сыпучего материала.

20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что обеспечивают плотное прижатие вспомогательного приспособления к поверхности уплотненного сыпучего материала за счет того, что вспомогательное приспособление располагают в одной плоскости с первым транспортирующим средством сбоку от него.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к разгрузочному устройству и способу для выгрузки зерна, цемента и других сухих сыпучих или порошкообразных материалов из бункера, куполообразного хранилища или другого крытого сооружения для хранения материалов. Более конкретно, изобретение относится к разгрузочному устройству для выгрузки сыпучих материалов из свободно стоящего куполообразного хранилища или крытого бункера, которое снабжено вращающимся транспортирующим средством для перемещения сыпучего материала к центральному разгрузочному отверстию крытого хранилища.

Бестарное хранение сыпучих материалов, таких, как зерно, цемент, твердое топливо и т. п. создает много проблем, которые в конечном счете влияют на наличие продовольствия, топлива и строительных материалов, от которых зависит экономика каждой страны. К числу этих проблем относятся требования к условиям хранения и транспортировки сыпучих материалов. Наибольшие трудности обычно возникают, когда сыпучий материал требуется хранить в окружающей среде с регулируемыми параметрами.

Такие сыпучие материалы, как, например цемент, должны храниться при сухом воздухе. Поскольку такие материалы требуют полностью закрытых хранилищ для их защиты от внешних воздействий окружающей среды, доступ к ним обычно ограничен. Хотя сдвижные крыши хранилищ обеспечивают прямое использованное ковшовых погрузчиков для выгрузки из хранилищ сыпучих материалов и погрузки их в рядом стоящие грузовые автомобили или железнодорожные вагоны, такие хранилища и способы перегрузки сыпучих материалов требуют больших трудозатрат и значительных капиталовложений для строительства хранилищ. Следовательно, общие усилия промышленности были направлены на снижение стоимости хранилищ и стоимости перегрузки сыпучих материалов за счет упрощения конструкции хранилищ.

Например, в патенте США N 3.456.818 описано свободно стоящее куполообразное хранилище для зерна, которое загружается в него через верхнее отверстие и распределяется в нем с помощью вращающегося шнека, перемещающегося зерно к боковой стенке хранилища. На верхней поверхности зерна шнек вращается вокруг своей продольной оси. Кроме того, шнек одновременно вращается вокруг центральной опорной стойки на 380^o, чтобы перераспределить загруженное зерно по его верхней поверхности. Двойное вращение шнека позволяет удерживать его в "плавающем" состоянии на верхней поверхности зерна. Масса шнека выбирается такой, чтобы улучшить эту характеристику шнека, являющегося необходимой частью разгрузочного устройства.

Разгрузка зерна из хранилища осуществляется посредством вращения центральной опорной стойки, при этом шнек не приводится во вращение вокруг своей продольной оси. В полу хранилища выполнено центральное выпускное отверстие, расположенное под опорной стойкой. Хранилище снабжено подпольным шнеком, расположенным под выпускным отверстием, который используется в качестве конвейера для перемещения зерна, когда оно падает на него через выпускное отверстие, наружу хранилища. При достижении естественного угла откоса загружаемого в хранилище зерна приводится во вращение шнек, чтобы переместить оставшееся зерно к центру хранилища. В конечном счете, все содержимое хранилища может быть перемещено к центральному выпускному отверстию, когда вращающийся вокруг своей продольной оси шнек переводится в горизонтальное положение, в котором он располагается рядом с полом хранилища.

Хотя куполообразное хранилище с разгрузочным устройством было изобретено примерно 25 лет назад, его использование имело только ограниченный коммерческий успех, поскольку могло быть использовано только для хранения сыпучих материалов, физические свойства которых аналогичны физическим свойствам зерна. Оно не могло быть использовано для хранения цемента и других сухих порошкообразных материалов, которые подвергаются сильному уплотнению под действием веса их верхних слоев. Эти уплотненные материалы образуют жесткую массу, которую очень трудно разрыхлять и тем самым обеспечивать разгрузку материала самотеком через центральное выпускное отверстие хранилища. Поскольку шнек "плавает" по верхней поверхности зерна, он не оказывает существенного влияния на требуемое перемещение подповерхностных слоев таких материалов.

Для выгрузки цемента и т.п. порошкообразных материалов из куполообразного хранилища в его основании выполнялись боковые отверстия, закрываемые створками. Створки открывались для возможности введения внутрь хранилища рабочего оборудования фронтальных погрузчиков с целью выгрузки из него материала, например цемента. Однако рабочее оборудование фронтального погрузчика может образовать "каверну" значительного размера в плотном нижнем слое цемента и т.п. материала, который может неожиданно обрушиться, что может привести к губительным последствиям.

В более ранних патентах, выданных на имя заявителя данной заявки, например, в патенте США N 5.098.247 и заявке на европейский патент N 91100120.4, описано усовершенствованное устройство для выгрузки сыпучих материалов из крытого хранилища, которое содержит вращающийся шнек, последовательно наклоняемый из вертикального положения в горизонтальное для полной разгрузки хранилища. Однако при использовании такого разгрузочного устройства возникает проблема, связанная с увеличением момента силы, которая требуется для вращения шнека вокруг вертикальной оси опорной колонны при его одновременном наклоне, когда центр тяжести шнека смещается от вертикальной оси колонны. Обычные расчетные критерии требуют выбора номинальной мощности приводного двигателя для вращения шнека с учетом пиковой мощности, которая требуется, когда шнек переводится почти в горизонтальное положение. Выборочно, для увеличения мощности может быть использована более громоздкая коробка передач или силовая передача. Однако такое решение проблемы приводит к увеличению общей стоимости разгрузочного устройства.

Проблема увеличения момента силы дополняется другой проблемой, вызываемой сопротивлением, оказываемым уплотненным сыпучим материалом при его разгрузке из хранилища, так как при увеличении угла наклона шнека увеличивается как момент силы, требуемый для его вращения вокруг вертикальной оси опорной колонны, так и уплотнение материала, поскольку увеличивается сила веса, действующая на него. Следовательно, наихудшие условия создаются к тому времени, когда шнек занимает почти горизонтальное положение при его вращении вокруг вертикальной оси опорной колонны.

Проблема, вызываемая уплотнением сыпучего материала, относится также и к традиционным крытым хранилищам. Например, в патенте США N 2.711.814 описан шнек, используемый для очистки плоского дна зернового бункера. Соответствующие шнековые транспортирующие устройства, используемые в силосохранилищах, описаны в патентах США N 2.500.043, N 3.755.918, N 3.155.247 и N 3.438.517. Шнековые транспортирующие устройства, описанные в этих патентах, используются для различных целей внутри силосохранилищ. Опыт показал, что такие шнековые транспортирующие устройства неэффективны для перемещения сыпучих материалов, подвергающихся сильному уплотнению, в результате которого образуется жесткий нижний слой материала. По этой причине известные шнековые транспортирующие устройства используются в основном для зерна и других сыпучих материалов, имеющих меньшую тенденцию к уплотнению под давлением верхних слоев. Большая текучесть таких материалов обеспечивает их разгрузку самотеком из обычных зерновых бункеров.

Шнековые транспортирующие устройства, описанные в этих патентах, используются в основном для перемещения сыпучих материалов к центру бункера, чтобы обеспечить их разгрузку самотеком из последнего. Эти транспортирующие устройства нечувствительны к изменению степени уплотнения сыпучего материала, которое происходит, когда они постепенно наклоняются ко дну бункера. В последнем случае также требовался бы приводной двигатель большей мощности и/или усовершенствованная силовая передача.

Целью настоящего изобретения является создание шнекового транспортирующего устройства, которое может обрабатывать уплотненные материалы, например цемент, а также материалы, имеющие большую текучесть, например зерно, без увеличения мощности приводного двигателя для его вращения вокруг вертикальной оси опорной колонны.

Другой целью настоящего изобретения является создание разгрузочного устройства для куполообразного хранилища, которое снабжено наклоняемым транспортирующим органом, обеспечивающим полное заполнение хранилища сыпучим материалом, при этом транспортирующий орган почти полностью закрывается или засыпается последним.

Еще другой целью настоящего изобретения является создание шнекового транспортирующего устройства, которое может быть использовано для разгрузки из крытого хранилища с боковой стенкой всех видов сыпучих материалов, в том числе уплотняемых сыпучих материалов.

Кроме того, целью настоящего изобретения является создание разгрузочного устройства для хранилища, которое при загрузке последнего сыпучим материалом располагается в вертикальном положении и почти полностью закрывается этим материалом, при этом разгрузочное устройство может быть перемещено в горизонтальное положение, чтобы обеспечить полную разгрузку сыпучего материала из хранилища.

Эти и другие цели настоящего изобретения реализуются устройством для выгрузки сыпучего материала из крытого хранилища с боковой стенкой, которое почти полностью закрывается или засыпается этим материалом, а не перемещается по его верхней поверхности. Разгрузочное устройство содержит вертикальную поддерживающую колонну, имеющую верхний и нижний концы, нижнюю опору, расположенную между нижним концом колонны и полом хранилища для удержания колонны в вертикальном положении в центральной части хранилища, и первое удлиненное транспортирующее средство, внутренний конец которого прикреплен к поддерживающей колонне. Первое транспортирующее средство используется для перемещения конкретного сыпучего материала к выпускному или разгрузочному отверстию, расположенному под нижним концом колонны. Наружный конец первого транспортирующего средства прикреплен к первой опорной раме, которая имеет внутренний и наружный концы и промежуточную опорную часть. Опорная рама поддерживает первое транспортирующее средство, так что оно может вращаться вокруг вертикальной оси колонны. Разгрузочное устройство содержит также первый приводной двигатель для вращения первого транспортирующего средства вокруг его продольной оси, который закреплен на наружном конце первой опорной рамы, привод для вращения первой опорной рамы и, следовательно, первого транспортирующего средства вокруг вертикальной оси поддерживающей колонны и вспомогательное приспособление, прикрепленное к первой опорной раме, несущей первое транспортирующее средство, которое содействует ее вращению вокруг вертикальной оси поддерживающей колонны. Вспомогательное приспособление содержит подвижное гусеничное полотно, которое перемещается по верхней поверхности сыпучего материала. Когда сыпучий материал оказывает сопротивление перемещению гусеничного полотна, вспомогательное приспособление прикладывает к опорной раме, несущей первое транспортирующее средство, направленную вперед силу, касательную к круговой траектории ее вращения вокруг вертикальной оси колонны. Вспомогательное приспособление приводится в действие, когда опорная рама наклоняется в горизонтальное положение, в котором момент силы и уплотнение сыпучего материала увеличивают нагрузку на привод ее вращения вокруг вертикальной оси колонны.

Способ выгрузки сыпучего материала из крытого хранилища с боковой стенкой с использованием вращающегося транспортирующего устройства заключается в приведении в действие упомянутого вспомогательного приспособления, которое прикреплено к наружному концу первой опорной рамы, несущей первое транспортирующее средство, и взаимодействует с верхней поверхностью уплотненного сыпучего материала, так что оно прикладывает к опорной раме дополнительную, направленную вперед силу, касательную к круговой траектории ее вращения вокруг вертикальной оси колонны, когда сыпучий материал оказывает сопротивление перемещению гусеничного полотна.

На фиг. 1 показано среднее поперечное сечение куполообразного хранилища, в котором используется шнековое транспортирующее устройство, выполненное в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 2 поддерживающая колонна с частичным вырезом, к которой прикреплен шнек, расположенный в вертикальном положении с одной ее стороны; на фиг. 3 нижний конец поддерживающей колонны со шнеком и опорной рамой в горизонтальном положении, в котором они располагаются рядом с полом хранилища; в этом положении приводится в действие вспомогательное приспособление, содействующее их вращению вокруг вертикальной оси колонны; на фиг. 4 шнековое транспортирующее устройство, снабженное упомянутым вспомогательным приспособлением и вторым шнеком для удаления сыпучего материала перед приводным двигателем шнекового транспортирующего устройства, вид с торца; на фиг. 5 вид сверху на шнековое транспортирующее устройство, показанное на фиг. 4; на фиг. 6 вид спереди на вспомогательное приспособление, показанное на фиг. 4; на фиг. 7 перспективный вид вспомогательного приспособления, которое используется в настоящем изобретении; на фиг. 8 боковой вид вспомогательного приспособления, показанного на фиг. 4.

На фиг. 1 показан пример выполнения настоящего изобретения, которое используется с куполообразным хранилищем 10 для сыпучих материалов 11. Последние загружаются в хранилище с помощью обычного конвейера 12 через его верхнее отверстие 13. Сыпучий материал падает через отверстие 14 и распределяется по внутреннему объему хранилища, достигая верхнего уровня 15. Из рисунка видно, что сыпучий материал 11 почти полностью закрывает центральную поддерживающую колонну 16 и прикрепленные к ней шнеки 17 и 18. Для специалистов в данной области техники ясно, что вместо шнеков могут быть использованы другие транспортирующие средства, например ковшовые или лопастные транспортирующие устройства.

Как видно из фиг. 1, изобретение используется с куполообразным хранилищем, поскольку оно обладает тем преимуществом, что имеет полусферическую форму, при которой шнек 17 может обрабатывать весь внутренний объем хранилища. Однако такое хранилище имеет и тот недостаток, что из него затруднена выгрузка уплотненных сыпучих материалов. Настоящий пример осуществления изобретения предусматривает более жесткие условия загрузки и разгрузки куполообразного хранилища, согласно которым доступ внутрь его ограничивается верхним загрузочным 13 и нижним разгрузочным 19 отверстиями. Для специалистов в данной области техники ясно, что принципы, применимые к куполообразному хранилищу, применимы и к любому крытому хранилищу с боковой стенкой.

Разгрузочное устройство по изобретению содержит поддерживающую колонну 16, которая имеет верхний конец 20, нижний конец 21 и вертикальную ось 22. Поддерживающей колонной является полая стальная стойка, снабженная двумя отражающими пластинами 23, которые отклоняют сыпучий материал, падающий с загрузочного конвейера 12, через отверстия 14, выполненные в боковой стенке стойки.

Поддерживающая колонна расположена вертикально в нижней опоре 24, которая закреплена между нижним концом 21 колонны и полом 25 хранилища в центральной его части. В описываемом исполнении нижняя опора закреплена с возможностью вращения вокруг вертикальной оси 22 колонны.

Нижняя опора содержит воронку 26. Нижний конец 29 воронки образует выпускное отверстие, через которое сыпучий материал разгружается на ленточный конвейер или другое транспортирующее средство, которое перемещает сыпучий материал наружу хранилища в кузова грузовых автомобилей или железнодорожных вагонов. Воронка 26 поддерживается несколькими парами роликов 27, которые перекатываются по опорному кольцу 28, воспринимающему нагрузку от колонны 16 и прикрепленных к ней шнеков 17 и 18. Колонна 16 жестко соединена с направляющей воронкой 26 посредством связей 30, которые приварены к нижнему концу колонны и к нижней части воронки. По верхней кромке 31 воронки перемещается створка 32, которая направляет сыпучий материал к выпускному отверстию 29, когда воронка вращается вместе с колонной.

Верхний конец 20 колонны проходит через верхнее отверстие 33, выполненное в куполообразном хранилище. Колонна 16 стабилизируется в вертикальном положении с помощью группы роликов 34 и вращается вокруг своей вертикальной оси 22 с помощью электродвигателя 35 и цепной передачи 36.

Нижняя опора 24 и ролики 34 поддерживают колонну 16 в вертикальном положении в центральной части хранилища. Скорость вращения колонны вокруг вертикальной оси 22 соответствует скорости истечения или нагрузки хранимого сыпучего материала и регулируется с помощью цепной передачи 36 и электродвигателя 35, которые расположены снаружи хранилища 10, так что их техническое обслуживание не требует доступа внутрь последнего.

К поддерживающей колонне 16 прикреплена, по меньшей мере, одна опорная рама 40 или 41. На фиг. 1 показана поддерживающая колонна, к которой прикреплены две опорные рамы, несущие соответственно шнеки 17 и 18. Ниже описываются только опорная рама 40 и шнек 17. На фиг. 2 и 3 вторая рама 41 и второй шнек 18 не показаны, поскольку они расположены симметрично первой раме 40 и первому шнеку 17 и имеют аналогичную конструкцию.

Опорная рама 40, несущая шнек 17, имеет нижний или внутренний конец 42, промежуточную часть 43, верхний или наружный конец 44 и торцевые плиты 45, 46 с опорами, в которых закреплены соответственно внутренний 47 и наружный 48 концы шнека 17. Шнек вращается вокруг своей продольной оси 50 и перемещает сыпучий материал к воронке 26 и выпускному отверстию 29.

В предпочтительном примере выполнения настоящего изобретения приводной двигатель 51 для вращения шнека 17 вокруг его продольной оси закреплен на торцевой плите 46, расположенной на наружном конце 44 опорной рамы 40, т.е. двигатель расположен со стороны наружного конца 48 шнека. В известных же разгрузочных устройствах приводной двигатель для вращения шнека вокруг его продольной оси расположен рядом с поддерживающей колонной со стороны внутреннего конца шнека. Расположение приводного двигателя 51 со стороны наружного конца шнека 17 позволяет поддерживать его над верхним слоем 15 сыпучего материала в вертикальном положении, как это видно из фиг. 1. Во время разгрузки шнек 17 постепенно наклоняется, срезая конические слои сыпучего материала. При разных углах наклона шнека в сторону от поддерживающей колонны 16 (см. его положения 54 и 55, показанные на фиг. 1 пунктирными линиями) приводной двигатель 51 всегда располагается над сыпучим материалом, что увеличивает его эксплуатационный срок службы и облегчает его непрерывную работу на всех стадиях разгрузки материала из хранилища.

В известных же разгрузочных устройствах шнек используется в основном для собирания оставшейся на периферии пола хранилища части сыпучего материала, угол естественного откоса которой больше не обеспечивает ее перемещение самотеком к выпускному отверстию хранилища. В отличие от известных разгрузочных устройств настоящее изобретение обеспечивает разгрузку из хранилища не только текучих сыпучих материалов, но и уплотненных материалов, таких, как цемент.

Наклон шнека 17 обеспечивается за счет крепления внутреннего конца 42 опорной рамы 40 к нижнему концу колонны 16 с помощью шарнира 57. Опорная рама и шнек поворачиваются вокруг горизонтальной оси шарнира 57 из (i) вертикального положения, в котором они располагаются почти параллельно оси 22 колонны 16, через (ii) промежуточные угловые положения, обозначенные на фиг. 1 позицией 54, в (iii) почти горизонтальное положение, позиция 55, в котором они располагаются рядом с полом хранилища.

Выбор угла наклона опорной рамы и шнека осуществляется с помощью подвесного устройства 60, содержащего канат 61, один конец которого прикреплен к верхнему концу колонны 16 в точке 62. Канат огибает первый блок 63, закрепленный на наружном конце 44 опорной рамы 40, и второй блок 64, который прикреплен к колонне и расположен между ее верхним концом 20 и точкой крепления 62. Второй конец каната соединяется с барабаном лебедки 65, закрепленной на колонне.

При сматывании каната с барабана лебедки опорная рама и шнек при каждом их вращении на 360^o вокруг оси 22 постепенно наклоняются в сторону от поддерживающей колонны 16.

Хотя на фиг. 1 показано только два наклонных положения, понятно, что опорная рама и шнек занимают множество промежуточных наклонных положений при их повороте вокруг горизонтальной оси шарнира 57 из вертикального положения в горизонтальное, позиция 55.

Электрическая энергия подается к соответствующим приводным двигателем по обычной электропроводке. Например, электропроводка к двигателю 35 и двигателю лебедки 65 расположена снаружи куполообразного хранилища, что обеспечивает прямой доступ к ней технического обслуживания. К приводному двигателю лебедки электрическая энергия подается через токосъемное кольцо 69, являющееся частью поддерживающей колонны. Токосъемное кольцо электрически соединено с приводным двигателем 511. Электрическое соединение, обозначенное на фиг. 2 позицией 70, расположено внутри полой колонны 16 и проходит к двигателю 51 через нижний конец колонны и центральный канал, выполненный в шнеке 17. Все электрические провода соответственно закреплены и защищены от износа при наклоне шнека и вращении поддерживающей колонны.

На фиг. 4 6 показан вспомогательный шнек 110, который закреплен в наружном конце 44 опорной рамы 40 и расположен сбоку от приводного двигателя 51 шнека 17. Вместо шнека 110 могут быть использованы другие транспортирующие средства, известные для специалистов в данной области техники, например ковшовые или лопастные транспортирующие устройства. Вспомогательный шнек 110 смонтирован на вспомогательной опорной раме 112, которая приварена или иным образом прикреплена к наружному концу 44 опорной рамы 40. Вспомогательный шнек вращается вокруг своей продольной оси с помощью приводного двигателя 114, который закреплен на вспомогательной опорной раме 112 и расположен со стороны внутреннего конца шнека. Шнек 110 и его приводной двигатель 114 имеют меньшие размеры, чем шнек 17 и его приводной двигатель 51.

Хотя приводной двигатель 51 располагается над верхним слоем 15 хранимого сыпучего материала, при работе разгрузочного устройства он иногда контактирует с сыпучим материалом и перемещает часть его впереди себя, так что шнек 17 не может выгрузить эту часть материала из хранилища. Кроме того, эта часть сыпучего материала заставляет работать приводной двигатель 35 для вращения колонны 16 в неэффективном тяжелом режиме.

Вспомогательный шнек 110 перемещает сыпучий материал, накапливаемый перед приводным двигателем 51, к шнеку 17 для его последующей разгрузки. Сыпучий материал не накапливается перед приводным двигателем 114, поскольку он имеет небольшие размеры. Приводной двигатель 114 имеет электрическое соединение, аналогичное электрическому соединению приводного двигателя 51, и расположен с передней стороны двигателя 51, т.е. с той его стороны, которая перемещает часть сыпучего материала вперед во время вращения колонны 16. Хотя закрепление приводного двигателя 114 на внутреннем конце вспомогательной опорной рамы 112 является предпочтительным, если это требуется, он может быть закреплен и на наружном конце рамы 112.

Основная отличительная особенность изобретения, описываемая ниже со ссылками на фиг. 7 и 8, заключается в создании и использовании вспомогательного приспособления, которое прикладывает дополнительную силу к опорной раме, несущей шнек 17, для ее перемещения вперед, когда сыпучий материал оказывает повышенное сопротивление перемещению шнека при его постепенном наклоне в горизонтальное положение. Поскольку при наклоне шнека его центр тяжести смещается в сторону от поддерживающей колонны 16, к которой он шарнирно прикреплен, электродвигатель 35, вращающий колонну и, следовательно, шнек, должен передавать больший крутящий момент. Когда шнек отклоняется от вертикальной оси 22 на угол больший, чем 40^o, это вызывает большее сцепление шнека с верхней поверхностью сыпучего материала и большую нагрузку на электродвигатель 35. Эта нагрузка дополнительно увеличивается, когда шнек перемещается вперед по более уплотненному сыпучему материалу.

Для исключения использования дорогостоящей зубчатой передачи для получения большего крутящего момента, передаваемого на шнек, к наружному концу опорной рамы 40 крепится вспомогательное приспособление, содействующее ее вращению и, следовательно, вращению шнека вокруг вертикальной оси поддерживающей колонны. Вспомогательное приспособление содержит замкнутое гусеничное полотно (цепь) 61, вращаемое с помощью двигателя 62. Гусеничное полотно 61 перемещается по верхней поверхности сыпучего материала, чтобы приложить к опорной раме и, следовательно, к шнеку 17 дополнительную, направленную вперед силу, касательную к круговой траектории их перемещения вокруг вертикальной оси колонны. Вспомогательное приспособление расположено сзади шнека 17, так что гусеничное полотно перемещается по свежесрезанной поверхности уплотненного сыпучего материала.

Гусеничное полотно 61 состоит из множества соединенных между собой звеньев 63, огибающих вращаемый элемент 64. По меньшей мере, к одному звену 63 гусеничного полотна прикреплен грунтозацеп 65 (см. рис. 8), который проходит наружу от него на расстояние 2,5 10,0 см (1 4 дюйма) и образует режущую кромку, которая врезается в поверхность уплотненного сыпучего материала, когда гусеничное полотно перемещается по ней. Грунтозацепы располагаются на некотором расстоянии друг от друга, чтобы не допустить значительного разрушения уплотненной поверхности сыпучего материала. Благодаря этому свежесрезанная поверхность материала остается достаточно твердой, так что обеспечивается хорошее сцепление с ней гусеничного полотна, при этом сыпучий материал не отбрасывается назад при перемещении последнего. Для большинства видов разгружаемого сыпучего материала расстояние между грунтозацепами 65 составляет 30 60 см (1 2 фута), предпочтительно 45 см.

Гусеничное полотно вращается посредством электродвигателя 62 с плавно регулируемым числом оборотов, при этом задний вращаемый элемент 64 закреплен на приводном валу 67, а передний на свободно вращающейся оси 68.

Регулирование числа оборотов электродвигателя 62 осуществляется с помощью регулятора, который чувствителен к скорости вращения шнека 17 вокруг вертикальной оси поддерживающей колонны. Регулятор снабжен устройством, управляющим скоростью перемещения гусеничного полотна, которая должна быть согласована со скоростью вращения шнека 17 вокруг вертикальной оси колонны, чтобы вспомогательное приспособление прикладывало к нему дополнительную, направленную вперед силу. Если скорость перемещения гусеничного полотна не согласована со скоростью вращения шнека, то вспомогательное приспособление будет оказывать (при небольшой скорости перемещения) дополнительное сопротивление вращению шнека или будет заставлять работать электродвигатель 35 с превышением его номинального числа оборотов (при более высокой скорости перемещения). В последнем случае будет иметь место "проскальзывание" гусеничного полотна, что снижает эффективность прикладывания направленной вперед силы.

Обычная скорость согласованного перемещения шнека и вспомогательного приспособления равна примерно 3,66 м/мин (12 футов в минуту). Действительные скорости будут изменяться в зависимости от вида сыпучего материала и степени его уплотнения. Во всех случаях выбираемая скорость согласуется с рабочими параметрами электродвигателя привода вспомогательного приспособления и электродвигателя для вращения шнека вокруг вертикальной оси поддерживающей колонны.

Поверхность гусеничного полотна, взаимодействующая с поверхностью сыпучего материала, находится на том же уровне, что и нижняя кромка винтовой лопасти шнека 17, расположенного перед гусеничным полотном по направлению его вращения вокруг вертикальной оси колонны, так что полотно перемещается по свежесрезанной поверхности сыпучего материала.

Для защиты вспомогательного приспособления от повреждения при встрече препятствий, например кусков материала, проходящих через лопасть шнека, или когда шнек 17 внезапно опускается ниже, чем вспомогательное приспособление, предусмотрена упругая подвеска 70, обеспечивающая смещение гусеничного полотна вверх при встрече препятствия, которое может также задерживать его перемещение вперед. В описываемом варианте осуществления изобретения в качестве подвески используются пластинчатые пружины 71 и 72.

Вспомогательное приспособление посредством шарниров 80 крепится к опорной раме 40, так что она может поворачиваться вверх при встрече большого препятствия. Регулировка углового положения вспомогательного приспособления осуществляется с помощью болта 81, закрепленного в двух горизонтальных пластинах 82, которые в свою очередь прикреплены к вспомогательному приспособлению. Головка 83 болта упирается в вертикальную плиту 84, закрепленную на опорной раме 40. Выборочно, вертикальное смещение вспомогательного приспособления может быть обеспечено за счет его скользящей посадки на вертикальные стержни.

Понятно, что возможны различные изменения в конструкции вспомогательного приспособления. Например, в предпочтительном варианте исполнения, показанном на фиг. 8, гусеничное полотно вспомогательного приспособления состоит из звеньев, имеющих плоскую поверхность, контактирующую с сыпучим материалом. Однако в зависимости от вида разгружаемого материала вместо замкнутого гусеничного полотна может быть использован цилиндр или барабан с грунтозацепами. В качестве другого примера возможного внесения изменения можно привести грунтозацеп. Вместо грунтозацепа, показанного на фиг. 8, который выполнен из уголка, одна полка которого прикреплена к гусеничному полотну, а другая проходит вниз от него и образует режущую кромку, входящую в сыпучий материал, могут быть использованы грунтозацепы другой формы.

Как показано на фиг. 1, разгрузочное устройство может быть снабжено вторым шнеком 18, расположенным на поддерживающей колонне с противоположной стороны от первого шнека 17. Второй шнек имеет ту же конструкцию, что и первый шнек и также снабжен вспомогательным приспособлением, содействующим его вращению вокруг вертикальной оси поддерживающей колонны.

Монтаж разгрузочного устройства в хранилище и способ его работы заключается в следующем:

располагают поддерживающую колонну, имеющую верхний и нижний концы и вертикальную ось, в центральной части хранилища;

закрепляют нижнюю опору между нижним концом колонны и полом хранилища, чтобы удержать ее в вертикальном положении в центральной части хранилища;

закрепляют на первой опорной раме первое удлиненное транспортирующее средство, имеющее внутренний и наружный концы, для перемещения сыпучего материала к выпускному отверстию хранилища, расположенному под нижним концом поддерживающей колонны;

шарнирно прикрепляют внутренний конец первой опорной рамы к поддерживающей колонне для возможности поворота первого транспортирующего средства и первой опорной рамы из (i) вертикального положения, в котором первое транспортирующее средство располагается почти параллельно вертикальной оси колонны, (ii) через промежуточные угловые положения, в (iii) горизонтальное положение, в котором первое транспортирующее средство располагается рядом с полом хранилища;

закрепляют первый приводной двигатель в наружном конце первой опорной рамы и первого транспортирующего средства для вращения последнего вокруг продольной оси;

загружают в хранилище сверху сыпучий материал до тех пор, пока он, по меньшей мере частично, не закроет первое транспортирующее средство, расположенное под углом более 50^o к полу хранилища;

осуществляют разгрузку сыпучего материала посредством включения первого приводного двигателя первого транспортирующего средства, чтобы содействовать перемещению сыпучего материала самотеком к выпускному отверстию, выполненному в полу хранилища;

одновременно с вращением первого транспортирующего средства вокруг продольной оси его вращают вокруг вертикальной оси поддерживающей колонны, чтобы разгрузить часть сыпучего материала и образовать наклонную верхнюю поверхность для обеспечения сцепления с ней вспомогательного приспособления, при этом угол наклона верхней поверхности сыпучего материала к вертикальной оси колонны больше 40^o и зависит от свойств сыпучего материала;

располагают первое транспортирующее средство под углом менее 50^o к поверхности пола хранилища, чтобы обеспечить сцепление вспомогательного приспособления с уплотненной верхней поверхностью сыпучего материала, при этом угол наклона первого транспортирующего средства зависит от свойств сыпучего материала,

приводят в действие вспомогательное приспособление, которое расположено относительно наружного конца первого транспортирующего средства так, что оно прикладывает к нему направленную вперед силу, касательную к круговой траектории его вращения, когда сыпучий материал оказывает сопротивление перемещению гусеничного полотна вспомогательного приспособления, и

последовательно и постепенно опускают первое транспортирующее средство при каждом его полном обороте вокруг вертикальной оси колонны, чтобы последовательно переместить слои сыпучего материала к выпускному отверстию хранилища.

Преимущество от использования вспомогательного приспособления, содействующего вращению первого транспортирующего средства вокруг вертикальной оси поддерживающей колонны, подтверждается экспериментальными данными. Например, было установлено, что для передачи крутящего момента от электродвигателя 35 мощностью 1491,4 Вт (2 л. с. ) на первое транспортирующее средство, когда оно находится в горизонтальном положении, требуется специальная зубчатая передача стоимостью 20.000 долларов. Эта же цель достигается с помощью упомянутого вспомогательного приспособления стоимостью 3.000 долларов. Т.е. в данном случае мы экономим 17.000 долларов.

Понятно, что осуществление настоящего изобретения, описанное выше, следует рассматривать как предпочтительный пример его осуществления и что данное описание не ограничивает объем изобретения, который определяется только приводимой ниже формулой изобретения.