бункер для сыпучих материалов

Формула изобретения

1. Бункер для сыпучих материалов, содержащий корпус и размещенный в нем механизм сводообрушения, включающий приводной горизонтальный вал с наклонно закрепленными на нем дисками, причем смежные диски наклонены навстречу один другому, отличающийся тем, что сводообрушитель дополнительно снабжен цилиндрическими стержнями, размещенными между смежными дисками на приводном валу, а вал выполнен со сквозными отверстиями, расположенными перпендикулярно продольной оси вала, при этом цилиндрические стержни с закрепленными на их концах ограничительными элементами свободно установлены в сквозных отверстиях вала с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно последних.

2. Бункер по п.1, отличающийся тем, что сквозные отверстия в приводном валу расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через продольную ось вала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для хранения и последующей выдачи трудносыпучих материалов, например молотого мела, склонного к слеживанию и сводообразованию, и может найти применение в строительной и других отраслях народного хозяйства.

Известно бункерное устройство для сыпучих материалов, содержащее корпус и вмонтированный в его стенки горизонтальный вал, снабженный сводообрушителем, выполненным в виде дисков, на поверхности которых имеются фигурные приливы (патент ФРГ №949936, кл. 81е 136, опублик. 1956).

Однако такое бункерное устройство обеспечивает ограниченную зону сводообрушения.

Известен также бункер для сыпучих материалов, содержащий корпус и механизм для сводообрушения, включающий горизонтальный вал с закрепленными на нем дисками с отверстиями (патент Германии №700090, кл. 81е 136, опублик. 1940).

В данном устройстве зона рыхления материала расширена. Однако вследствие того, что сводообрушитель установлен вблизи стенки корпуса, его воздействие на свод имеет местное значение.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является бункер для сыпучих материалов (авт. свид. СССР №1155512, кл. В65D 88/68, 1983), содержащий корпус и размещенный в нем механизм сводообрушения, включающий приводной горизонтальный вал с наклонно закрепленными на нем дисками, при этом смежные диски наклонены навстречу один другому.

Такое техническое решение бункера для сыпучих материалов, по сравнению с рассмотренными выше, направлено на повышение эффективности сводообрушения. При этом, как показала практика его использования, схемно-конструктивные особенности сводообрушителя накладывают определенные условия на протекание процесса сводообрушения сыпучего материала и его выгрузки, причем он является глубоко зависимым от кинематики движения рабочих элементов сводообрушителя, физико-механических свойств перегружаемого материала, его фракционного состава и агрегатного состояния.

Так, сводообрушитель с наклонно расположенными на валу по отношению друг к другу дисками обеспечивает удовлетворительную работу при выгрузке и хранении в бункере сыпучих материалов с неустойчивыми внутренними связями между частицами материала. При восстановлении сыпучести материала под воздействием сводообрушителя потоки материала свободно проходят через воронкообразные полости в каждой группе смежных дисков без уплотнения и заклинивания материала, при этом разгрузка бункера осуществляется равномерно при минимальных затратах энергии на побуждение материала к истечению.

При сводообрушении трудносыпучих материалов, в частности насыпных грузов неоднородной структуры, возможны случаи заклинивания крупнокусковых включений между смежными дисками с последующей напрессовкой материала и зарастанием проходного сечения на уровне наименьшего углового их смыкания под воздействием напорных усилий разрыхленной массы при вращательном движении сводообрушителя. Это, в свою очередь, приводит к повышенным механическим нагрузкам на элементы сводообрушителя и энергетическим затратам.

Задача предлагаемого изобретения - повысить эффективность сводообрушения перегружаемого материала за счет дополнительного размещения на валу сводообрушителя рабочих элементов, структурно-кинематического перемещения каждого из них в междисковом пространстве и циклично повторяющихся силовых воздействий на свод слежавшегося материала.

Поставленная задача достигается тем, что в бункере для сыпучих материалов, содержащем корпус и размещенный в нем механизм сводообрушения, включающий приводной горизонтальный вал с наклонно закрепленными на нем дисками, причем смежные диски наклонены навстречу один другому, согласно изобретению, сводообрушитель дополнительно снабжен цилиндрическими стержнями, размещенными между смежными дисками на приводном валу, а вал выполнен со сквозными отверстиями, расположенными перпендикулярно продольной оси вала, при этом цилиндрические стержни с закрепленными на их концах ограничительными элементами свободно установлены в сквозных отверстиях вала с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно последних. Сквозные отверстия в приводном валу расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через продольную ось вала.

На фиг.1 показано предлагаемое бункерное устройство для сыпучих материалов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вариант бункерного устройства для сыпучих материалов; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - кинематическая схема движения вала с цилиндрическими стержнями, размещенными между смежными дисками (варианты).

Бункер содержит корпус 1 в форме усеченного конуса, пропущенный через стенки бункера приводной горизонтальный вал 2, расположенный в зоне возможного образования свода материала, и сводообрушитель, выполненный в виде группы дисков 3, жестко закрепленных на валу 2 под углом к его продольной оси вращения, равным или больше угла естественного откоса сыпучего материала. Диски установлены на валу таким образом, что каждый последующий наклонен навстречу предыдущему, образуя полости, приближенные к форме воронки.

Сводообрушитель снабжен цилиндрическими стержнями 4, каждый из которых размещен на приводном валу 2 между смежными дисками 3, при этом вал выполнен со сквозными отверстиями 5, расположенными перпендикулярно продольной оси вала. Цилиндрические стержни 4 с закрепленными на их противоположных концах ограничительными элементами 6, выполненными виде шаровых опор, свободно установлены в сквозных отверстиях 5 приводного вала 2 с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно последних. Отверстия 5 на приводном валу 2 могут быть расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через продольную ось вала.

Закрепление дисков на валу под углом к его продольной оси вращения, равным или больше угла естественного откоса сыпучего материала, снижает коэффициент трения между материалом и поверхностью диска.

В дисках 3 могут быть образованы отверстия 7. Сечение каждого отверстия обеспечивает пропускную способность материала.

Диски могут быть закреплены на приводном валу 2 с эксцентриситетом относительно геометрической оси вала сводообрушителя.

В зависимости от физико-механических свойств конкретного сыпучего материала, формы и высоты бункера в последнем могут быть смонтированы несколько сводообрушителей.

Устройство работает следующим образом.

Материал, загруженный через верхнюю часть бункера с помощью транспортера (не показан) либо иным способом, в начальный период беспрепятственно проходит сводообрушитель и ссыпается через выгрузное окно. По мере увеличения слоя загружаемого в бункер материала происходит его уплотнение и сводообразование. При прекращении поступления материала из бункера, что свидетельствует об образовании свода, включают привод (не показан), который сообщает валу 2 с дисками 3 и стержнями 4 вращательное движение. Сами же диски, закрепленные на валу под углом к его оси, совершают круговые движения по сложной пространственной траектории, в результате чего каждый из дисков торцовой и боковой поверхностями воздействует на массу уплотненного материала. Одновременно при вращательном движении вала 2 и угловом перемещении цилиндрических стержней 4 последние передают ударный импульс динамического воздействия на свод локально-слежавшихся масс сыпучего материала, насыпной груз переходит из статического состояния в состояние динамического движения, перемещаясь в полостях между дисками 3 к выгрузному отверстию. По достижении вертикального положения стержни 4 под действием силы тяжести начинают перемещаться по отверстиям 5 приводного вала 2 вниз до соприкосновения верхнего ограничительного элемента 6 каждого стержня 4 с наружной поверхностью вала 2. Таким образом, стержни 4 приводного вала 2 при угловом повороте на 180° при своем движении из начального нижнего положения, прохождении зоны образования статических и динамических сводов и по достижении ими вертикального положения совершают рабочий цикл воздействия на массу уплотненного материала с последующим возвращением стержней в исходное положение, причем стержни 4 описывают в пространстве замкнутую траекторию в виде полуокружности. За один оборот приводного вала 2 стержни 4 совершают два рабочих цикла (фиг.5а), что способствует более интенсивному ведению процесса сводообрушения перегружаемого материала.

При размещении стержней 4 в отверстиях 5 приводного вала во взаимно перпендикулярных плоскостях каждый ряд стержней за каждый оборот вала попеременно относительно друг друга совершает также два рабочих цикла (фиг.5б), при этом схемно-конструктивное расположение стержней на приводном валу при воздействии на свод слежавшегося материала снижает нагрузки на элементы привода.

Поскольку смежные диски наклонены навстречу друг другу и образуют приближенные к форме воронки полости, они при вращении осуществляют одновременно подрезание свода, рыхление материала, захват его порциями и разбрасывание внутри бункера, увеличивая скорость высыпания материала через выгрузное отверстие. Наличие цилиндрических стержней и кинематическая структура их перемещения исключают создание потока материала в междисковом пространстве закрученной структуры течения, при этом устраняется возможность налипания материала на боковые поверхности дисков и зарастания проходного сечения между смежными дисками вала на уровне их наименьшего углового раскрытия, исключается также и заклинивание между ними крупнокусковых включений.

Благодаря отверстиям 7 в дисках 3 осуществляется пересыпание сыпучего материала из полости в полость между смежными дисками, способствуя интенсивному рыхлению материала и выталкиванию его из полости.

Сводообрушитель с наклонными дисками и цилиндрическими стержнями позволяет реализовать принцип двухуровневого энергетического воздействия на свод материала - за счет круговых движений наклонных дисков и циклично повторяющихся ударных импульсов стержней, размещенных между дисками. Причем воздействие на структурно напряженное состояние сыпучего материала в области образования статических и динамических сводов со стороны стержней осуществляется импульсами большой интенсивности, что повышает эффективность сводообрушения перегружаемых материалов с высокой связанностью частиц и плотностью их упаковки.

Предлагаемое конструктивное решение бункера для сыпучих материалов по сравнению с известным устройством, принятым за прототип, обеспечивает эффективное сводообрушение материалов с низкой сыпучестью и высокой слеживаемостью, вследствие чего повышается производительность выгрузки из бункера при минимально возможных энергозатратах.

Устройство отличается надежностью в работе, простотой в изготовлении и эксплуатации.