бункерный питатель для выдачи порошкообразных материалов

Формула изобретения

Бункерный питатель для выдачи порошкообразных материалов, содержащий корпус с днищем, шарнирно закрепленные планки обтекаемого профиля, размещенные на горизонтальных осях с возможностью поворота в вертикальной плоскости, связанные через рычаги и штангу с приводом возвратно-поступательного движения, привод представляет собой линейный асинхронный двигатель, снабженный блоком управления и упругими элементами, отличающийся тем, что планки состоят из двух одинаковых групп, установленных перпендикулярно боковой стенке днища с внутренней стороны корпуса, причем группы планок разделены друг от друга установленной вертикально и жестко на стенках бункера по его оси плоской перегородкой, линейный асинхронный двигатель состоит из двух индукторов и подвижных элементов, связанных с двумя штангами, причем индукторы и упругие элементы установлены жестко на внешней поверхности бункера с противоположных друг от друга сторон по торцам плоской вертикальной перегородки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к механизации транспорта, а именно к выдаче сыпучих материалов из бункеров на питатели или конвейеры, предназначено для бесперебойной, регулируемой выдаче материала из бункера с возможностью обеспечения полного перекрытия выпускного отверстия бункера при отключении привода.

Известен бункерный питатель для выдачи порошкообразных материалов, содержащий шарнирно закрепленные планки и привод возвратно-поступательного движения, управляющий планками [1].

Недостатком этого бункерного питателя является отсутствие возможности регулируемой выдачи продукта, включая полное перекрытие выходного отверстия, большие энергетические затраты при работе.

Известен бункерный питатель для выдачи порошкообразных материалов, содержащий корпус с днищем, шарнирно, закрепленные планки обтекаемого профиля, размещенные на горизонтальных осях с возможностью поворота в вертикальной плоскости, связанные через рычаги и штангу с приводом возвратно-поступательного движения, привод представляет собой линейный асинхронный двигатель, снабженный блоком управления и упругими элементами [2].

Рассматриваемый бункерный питатель обеспечивает регулируемую выдачу материала и при необходимости полное перекрытие выходного отверстия, однако, устройство не обеспечивает устранения сводов.

Цель изобретения - повышение эффективности устранения сводов.

Поставленная цель достигается тем, что планки состоят из двух одинаковых групп, установленных перпендикулярно боковой стенке днища с внутренней стороны корпуса, причем группы планок разделены друг от друга установленной вертикально и жестко на стенках бункера по его оси плоской перегородкой, линейный асинхронный двигатель состоит из двух индукторов и подвижных элементов, связанных с двумя штангами, причем индукторы и упругие элементы установлены жестко на внешней поверхности бункера с противоположных друг от друга сторон по торцам плоской вертикальной перегородки.

Известен ряд двигателей, применяемых для решения технологических задач, связанных с выдачей сыпучего материала из бункера [2], [3].

Известно применение электромагнитных устройств для создания ударной силы, направленной на стенки бункера с целью предотвращения сводообразования [3].

Известны различного рода перегородки, устанавливаемые в бункер для улучшения выхода сыпучего материала [3], [4].

Известно применение планок обтекаемого профиля в бункерах-питателях [1], [2].

Известно использование упругих накопителей энергии в приводе бункеров-питателей [2], [5].

Однако только совокупность признаков, таких как применение линейного асинхронного двигателя, состоящего из двух индукторов, закрепленных вместе с упругими элементами жестко на внешней поверхности бункера с противоположных друг от друга сторон по торцам плоской вертикальной перегородки, установленной жестко на стенках бункера по его оси, а также использование планок обтекаемого профиля, состоящих из двух одинаковых групп, установленных перпендикулярно боковой стенке днища с внутренней стороны корпуса так, что группы планок между собой разделены плоской вертикальной перегородкой, расположенной по оси бункера, создает существенный эффект, позволяющий достичь цели изобретения.

На фиг.1 изображен общий вид предложенного бункерного питателя; на фиг.2 - фиг.1, повернутая на 90^o; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2.

Бункерный питатель состоит из корпуса 1 и днища 2. Перпендикулярно боковой стенке днища 2 с внутренней стороны корпуса 1 установлены две группы планок 3 обтекаемого профиля на горизонтальных осях 5 с возможностью поворота в вертикальной плоскости (см. фиг.1, 2 и 3). Группы планок разделены друг от друга плоской вертикальной перегородкой 4, установленной по оси бункера жестко с его стенками. Оси 5 шарнирно закреплены в боковой стенке днища 2 (см. фиг. 2 и 3). На внешней поверхности бункера с противоположных друг от друга сторон по торцам плоской вертикальной перегородки 4 жестко установлены два индуктора 6 линейного асинхронного двигателя. В линейном асинхронном двигателе фазные провода одного индуктора являются продолжением другого (см. фиг. 3). Каждый из двух подвижных элементов 7 линейного асинхронного двигателя со стороны выпускного отверстия 8 днища 2 находится в шарнирном соединении с двумя штангами 9, каждая из которых свободными концами соединена шарнирно с вспомогательными штангами 10 (см. фиг.1). На вспомогательных штангах 10 шарнирно установлены рычаги 11, которые, в свою очередь, жестко закреплены с осями 5 планок 3. С другой стороны подвижные элементы 7 жестко соединены с упругими элементами 12, которые свободными концами, в свою очередь, жестко закреплены на кронштейнах 13 корпуса 1 бункера. Работой линейного асинхронного двигателя управляет блок управления 14. Профиль и размер планок 3 подбираются таким образом, чтобы при выключенном линейном асинхронном двигателе планки полностью перекрывали днище 2 за счет упругих элементов 12.

Бункерный питатель работает следующим образом. Блок управления 14 подключает индукторы 6 линейного асинхронного двигателя к сети переменного тока. Вдоль осей индукторов создается бегущее магнитное поле, направленное в сторону выпускного отверстия 8. Взаимодействие бегущего магнитного поля с подвижными элементами 7 приводит к тому, что последние начинают движение, направленное в сторону движения магнитного поля. Двигаясь, каждый подвижный элемент 7 приводит штанги 9 и соединенные с ними вспомогательные штанги 10 в движение таким образом, что рычаги 11, установленные шарнирно на вспомогательных штангах 10, заставляют с двух сторон оси 5, а вместе с ними и планки 3, вращаться. Выпускное отверстие днища 2 за счет поворота планок 3 вокруг своих осей начинает открываться и сыпучий материал выходит из бункера. При своем движении подвижные элементы 7 одновременно растягивают упругие элементы 12. Через определенное время, заданное программой работы блока управления 14, последний отключает индукторы 6 от сети переменного тока. Как следствие, устраняется электромагнитная сила, приложенная к подвижным элементам 7. Далее под действием потенциальной энергии, накопленной в растянутых упругих элементах 12, подвижные элементы 7 начинают движение в противоположную сторону по отношению к исходной стороне движения. При обратном движении подвижные элементы 7 через подвижные части привода 9, 10, 11, 5 возвращают в исходное положение планки 3, тем самым перекрывая днище 2. Через определенное время, заданное блоком управления 14, последний повторно подключает индукторы 6 к сети переменного тока. Далее описанный процесс повторяется.

В результате организации такой работы планки 3 совершают вращательно-колебательное движение, тем самым выпуская сыпучий материал из бункера.

В зависимости от производительности бункерного питателя можно выделить два принципиальных режима его работы. Первый режим связан с наименьшей выдачей сыпучего материала из бункера. При этом планки 3 после отключения линейного асинхронного двигателя блоком управления 14 возвращаются в исходное положение (днище 2 полностью перекрыто) до следующего включения двигателя. Второй режим обеспечивает более высокую производительность бункерного питателя. При этом, когда планки 3 после отключения линейного асинхронного двигателя двигаются в исходное положение, блок управления 14 снова подключает двигатель к сети переменного тока, в результате чего планки 3 совершают вращательно-колебательное движение с небольшим углам отклонения от вертикали. В этом случае линейный асинхронный двигатель работает в режиме противовключения.

Полное перекрытие днища 2 при выключенном линейном асинхронном двигателе обеспечивается установкой упругих элементов 12 с предварительным растяжением, сила от которого должна преодолеть все силы сопротивления, препятствующие возврату планок 3 в исходное положение.

Производительность бункерного питателя зависит от угла поворота планок 3 и определяется частотой и длительностью включения в работу линейного асинхронного двигателя, а также параметрами собственной колебательной системы, образованной движущимися массами механических элементов привода бункера и жесткостью упругих элементов. Частота и длительность включения линейного асинхронного двигателя устанавливаются блоком управления 14. Таким образом, регулируя частоту и длительность включения линейного асинхронного двигателя, имеется возможность в широких пределах и бесступенчато регулировать производительность бункерного питателя.

Установка плоской вертикальной перегородки 4 по оси бункера жестко с его стенками снижает возможность образования сводов за счет перераспределения (уменьшения) усилия в контактах частиц и за счет уменьшения давления на боковую стенку днища, в результате чего нарушается условие образования устойчивого свода.

Повышение эффективности устранения сводов в предлагаемом устройстве достигается и за счет жесткой установки на внешней поверхности бункера с противоположных друг от друга сторон по торцам плоской вертикальной перегородки двух упругих элементов и двух индукторов линейного асинхронного двигателя, в котором фазные провода одного индуктора являются продолжением другого. Такая организация привода позволяет передавать равномерно с двух сторон бункера вибрацию большой частоты, близкой к частоте сети, от двух индукторов 6 линейного асинхронного двигателя сыпучему материалу как по периметру бункера через его стенки, так и через вертикальную перегородку 4, жестко соединенную со стенками бункера, в глубь сыпучего материала, в результате чего последний менее подвержен сводообразованию. Вибрация большой частоты при работе линейного асинхронного двигателя вызвана наличием у последнего "краевых эффектов" [6]. При необходимости краевые эффекты могут быть усилены применением линейного асинхронного двигателя с меньшим количеством пар полюсов. Кроме того, через стенки бункера и вертикальную перегородку 4 сыпучему материалу передается вибрационная нагрузка, обусловленная колебательной работой подвижных элементов привода, особенно сильно проявляющаяся при работе линейного асинхронного двигателя в режиме противовключения. Режим противовключения в бункерном питателе связан с высокой производительностью и сопровождается резким изменением скорости, в результате чего увеличивается вибрация всех элементов бункера, что дополнительно к ранее сказанному предотвращает слеживание и сводообразование.

Также повышение эффективности устранения сводов в предложенном бункерном питателе достигается за счет установки с внутренней стороны корпуса перпендикулярно боковой стенки днища в исходном положении двух групп планок 3, разделенных между собой вертикальной перегородкой 4. Группы планок 3 в исходном положении расположены не параллельно выходному отверстию, как у аналога, а под углом. Это приводит к тому, что при совершении вращательно-колебательного движения планки 3 механически воздействуют на сыпучий материал непосредственно в днище 2 бункера, зоне, наиболee склонной к сводообразованию, исключая образование сводов и в этом месте.

В зависимости от геометрии бункера с целью уменьшения металлоемкости привода планок 3 индукторы линейного асинхронного двигателя и упругие элементы могут устанавливаться на днище бункера.

Наличие у бункерного питателя сужающейся части (днища) является необходимым условием его работы [3].

Блок управления 14 может быть выполнен на базе тиристорных пускателей [7], управляемых генератором импульсов с регулируемой длительностью и частотой колебаний.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР 1129137, кл. В 65 D 90/54. Бункерный питатель для выдачи порошкообразных материалов /В.П.Аленичев, Л.Л.Терентьев, 1984, БИ 46.

2. Патент РФ 2067960, кл. В 65 D 88/64. Бункерный питатель для выдачи порошкообразных материалов /Р.С.Аипов, А.П.Казадаев, Р.А.Султанов, 1996, БИ 29.

3. Зенков Р. Л., Гриневич Г.П., Исаев B.C. Бункерные устройства. - М.: Машиностроение, 1977, с.222.

4. Платонов П.Н., Лебединский В.Г., Фасман В.Б. Элеваторы и склады. -М.: Колос, 1971, с.309.

5. Авторское свидетельство СССР 1066923, кл. В 65 G 65/30. Приспособление для сводообрушения в бункерах, 1984, БИ 2.

6. Веселовский О. Н., Коняев А.Ю., Сарапулов Ф.Н. Линейные асинхронные двигатели. - М.: Энергоатомиздат, 1991, с.256.

7. Вишневецкий Л.М., Левин Л.Г., Рабинович В.Б. Автоматизированный электропривод строительных машин. - Л.: Стройиздат, 1977, с.88.