загрузочное устройство для дозирования сыпучего материала

Формула изобретения

Загрузочное устройство для дозирования сыпучего материала, содержащее загрузочную камеру цилиндрической формы, загрузочное и разгрузочное окна, выполненные на боковой поверхности цилиндрического корпуса, в котором размещен поршень со штоком и привод, отличающееся тем, что оно снабжено пятой цилиндрической формы, установленной с возможностью осевого перемещения в загрузочной камере, расположенной посередине поршня, выполненного полым, длина которого равна удвоенному расстоянию между загрузочным и разгрузочным окнами, а привод выполнен в виде гидроцилиндра, шток которого соединен со штоком цилиндрического корпуса через шлицевой вал, на котором установлена шестерня цилиндрической передачи, зубчатое колесо которой расположено на одном валу с мальтийским крестом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к конструкциям дозирующих устройств для подачи сыпучих материалов в аппараты, работающие под давлением, и может быть использовано в химической, фармацевтической, парфюмерной и пищевой промышленностях.

Известно устройство для дозировки сыпучих материалов (Плановский А.Н. и др. Процессы и аппараты химической промышленности. М. Химия, 1968, с. 843), состоящее из цилиндра, снабженного загрузочным и разгрузочными окнами, и помещенного шнека. Материал поступает через загрузочное окно в цилиндр и при вращении шнека перемещается вдоль цилиндра к разгрузочному окну. Для уменьшения утечки паров из аппарата шнек выполнен с уменьшающимся свободным объемом витков в направлении от загрузочного к разгрузочному окну.

В данном устройстве герметичность аппарата достигается за счет запрессовки материала. Запрессовка материала приводит к тому, что полностью нарушается исходная структура материала, что, в свою очередь, затрудняет проведение дальнейших технологических процессов.

Наиболее близким к предлагаемому является питатель для подачи сыпучих материалов в аппараты, работающие под давлением (авт.св. СССР N 74751, кл. G 01 F 11/04, 1946), содержащий два поршня с отдельными приводами, перемещающимися в цилиндре, снабженном загрузочным и разгрузочным окнами, загрузочную камеру цилиндрической формы, шток поршня и привод.

Сыпучий материал подается в питатель через загрузочное окно и попадает в емкость, образованную промежутком между правым и левым поршнями. После засыпки материала приводится в движение левый поршень, в первые моменты движения поршня происходит уплотнение сыпучего материала, при котором он оказывается зажатым левым и правым поршнями. При последующем движении левого поршня вправо его давление передается через уплотнительный материал правому поршню, отчего правый поршень тоже начинает двигаться вправо. Левый поршень, дойдя до своего крайнего положения, останавливается, а правый продолжает двигаться вправо за счет индивидуального привода. Правый поршень, дойдя до своего крайнего положения, останавливается и зажатый между поршнями материал высыпается через загрузочное окно в аппарат. После материала в аппарат правый поршень меняет направление движения, подходит вплотную к торцу левого поршня и начинает толкать его влево. При этом газы или пары, находящиеся между торцами поршней, выдавливаются обратно в аппарат. Правый поршень, двигаясь вместе с левым поршнем влево, доходит до своего крайнего левого положения и останавливается, а левый продолжает двигаться влево за счет индивидуального привода. Левый поршень, дойдя до своего крайнего положения, останавливается и цикл повторяется.

Данное устройство обеспечивает герметичность аппарата при работе дозирующего устройства, однако из-за того, что в первые моменты движения левого поршня в начале рабочего хода, т.е. после заполнения объема между правым и левым поршнями сыпучим материалом, происходит уплотнение сыпучего материала, при котором он оказывается зажатым между левым и правым поршнями, давление, развиваемое левым поршнем, передается через сыпучий материал и только после этого начинается движение правого поршня. Таким образом, происходит значительное уплотнение сыпучего материала и нарушение его структуры и физико-химических свойств.

Целью изобретения является предотвращение уплотнения сыпучего материала и нарушения его структуры и физико-химических свойств.

Цель достигается тем, что загрузочное устройство для дозирования сыпучего материала содержит загрузочную камеру цилиндрической формы, загрузочное и разгрузочное окна, выполненные на боковой поверхности цилиндрического корпуса, в котором размещен поршень со штоком и привод. Загрузочное устройство снабжено пятой цилиндрической формы, установленной с возможностью осевого перемещения в загрузочной камере, расположенной посередине поршня. Поршень выполнен полым, его длина равна удвоенному расстоянию между загрузочным и разгрузочным окнами, а привод выполнен в виде гидроцилиндра, шток которого соединен со штоком цилиндрического корпуса через шлицевой вал, на котором установлена шестерня цилиндрической передачи, зубчатое колесо которой расположено на одном валу с мальтийским крестом.

Загрузочная камера, установленная в полом поршне, имеет постоянный объем и при перемещении материала от загрузочного окна к разгрузочному его структура и физико-химические свойства не нарушаются. Пяти, предназначенная для принудительной выгрузки материала, за счет поворота поршня на 180^o оказывается вверху загрузочной камеры и надавливает на материал в тот момент, когда загрузочная камера соединяется с аппаратом, работающим под высоким давлением и при этом материал выгружается из загрузочной камеры, а уплотнения, нарушения структуры и физико-химических свойств материала не происходит.

На фиг. 1 изображен аппарат, работающий под высоким давлением, предложенным загрузочным устройством; На фиг. 2 общий вид загрузочного устройства для дозирования сыпучего материала.

Загрузочное устройство представляет собой цилиндрический корпус 1 с окнами для загрузки 2 и выгрузки 3 материала, закрытый с двух сторон крышками 4 и 5. Внутри цилиндра размещен поршень 6, внутри которого установлена загрузочная камера 7. Загрузочная камера имеет цилиндрическую форму и расположена в средней части поршня, длина которого равна удвоенному расстоянию между окнами 2 и 3. Поршень выполнен полым внутри для уменьшения веса конструкции и уравнивания давления в правой и левой частях загрузочного устройства. Загрузочная камера снабжена металлической пятой 8 цилиндрической формы, которая может перемещаться внутри камеры 7 и служит для принудительного выдавливания материала из загрузочной камеры. Для предотвращения выпадения пяты по краям в загрузочной камере вварены кольца 9. Поршень приводится в движение при помощи гидроцилиндра 10. Для того чтобы уравнять давления в загрузочной камере и вне ее, в загрузочное устройство подводится давление из аппарата через отверстие 11 в плоской крышке 4 цилиндра 1.

Для освобождения загрузочной камеры 7 от избыточного давления перед соединением загрузочной камеры с загрузочным бункером служат отверстия 12 и 13. Во время работы необходимо за один цикл движения поршня поворачивать его на 180^o для того, чтобы пята выдавливала материал из загрузочной камеры. Это осуществляется при помощи цилиндрической зубчатой передачи, включающей шестерню 14, зубчатое колесо 15, и мальтийского креста 16. Шестерня 14 установлена на шлицевом валу 17, соединяющем шток загрузочного устройства 18 и шток гидроцилиндра 19, а зубчатое колесо 15 на одном валу с мальтийским крестом 16, имеющем четыре паза. Передаточное число зубчатой пары равно 0,5. При повороте мальтийского креста 16 на 90^o зубчатое колесо 15 поворачивается на 90^o, а шестерня 14 на 180^o, и, соответственно, поршень 6 поворачивается на 180^o. Шток загрузочного устройства 18 и шток гидроцилиндра 19 соединены при помощи муфты 20.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении шток 18 и поршень 6 находятся в крайнем правом положении. Пята 8 находится внизу загрузочной камеры 7. Через загрузочное окно 2 засыпается материал. Под действием выдвигающегося штока гидроцилиндра 19 поршень 6 начинает движение влево. Поршень 6 соединен со штоком гидроцилиндра 19 через шток загрузочного устройства 18, шлицевой вал 17 и муфту 20. В это время мальтийский крест 16 неподвижен. При достижении поршнем 6 крайнего левого положения мальтийский крест 16, расположенный на одном валу с зубчатым колесом 15, поворачивается на 90^o и, соответственно, поворачивается на 90^o зубчатое колесо 15. Зубчатое колесо 15 находится в зацеплении с шестерней 14. При повороте зубчатого колеса 15 на 90^o шестерня 14 поворачивается на 180^o, так как передаточное отношение зубчатой пары u 0,5. При повороте шестерни 14 поворачивается шток загрузочного устройства 18, жестко связанный со шлицевым валом 17, на котором расположена шестерня 14. Шток 18, жестко связанный с поршнем 6, поворачивает его на 180^o. Это происходит в тот момент, когда загрузочная камера находится под разгрузочным окном 3. Под действием опускающейся пяты 8 материал выгружается из загрузочной камеры 7 в аппарате, работающий под давлением. Пята 8 оказывается в нижнем положении, а ее выпадению препятствует кольцо 9. Затем под действием гидроцилиндра 10 поршень начинает двигаться вправо. Газ, который может быть в загрузочной камере, сбрасывается через отверстия 12 и 13. Поршень 6 занимает крайнее левое положение и цикл повторяется. Шлицевой вал, на котором расположена шестерня 14, жестко соединен со штоком загрузочного устройства 18. В то же время шлицевой вал 17 соединен со штоком гидроцилиндра 19 при помощи муфты 20, позволяющей штоку гидроцилиндра 19 не совершать вращательного движения при вращении вала 17.