Емкость для упаковки сферических тел

 

Изобретение относится к технике загрузки тел сферической формы одинакового диаметра таких, как металлические, стеклянные, керамические, пластмассовые шары, гранулированные катализаторы и сорбенты и т.п. размером от 1 мм и больше в контейнеры, установочную тару и другие типы емкостей. Целью изобретения является увеличение эффективности использования объема емкости путем плотной регулярной установки сферических тел одинакового размера. Емкость для упаковки сферических тел 3 содержит боковые стенки 1, выполненные в форме прямоугольного параллелепипеда, и днище 2 - в форме четырехгранной пирамиды. Причем днище может быть выполнено из нескольких однотипных четырехгранных пирамид, при этом одна пара противоположных граней днища расположена в плоскостях, параллельных плоскостям соответствующей пары противоположных боковых стенок 1, или образует угол 70-102°, а другая пара - угол 70-110°. Экспериментально доказано: максимальная плотность достигается при упаковке сферических тел при загрузке их в емкость с указанными углами между гранями днища 2. 8 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (584 В65 Р5 10,88 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4249743/30-13 (22) 27.05.87 (46) 23.07.89. Бюл. № 27 (72) Р. 3. Адинберг и В. М. Иванов (53) 621.798.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1359197, кл. В 65 В 5/10; 1984. (54) ЕМКОСТЬ ДЛЯ УПАКОВКИ СФЕРИЧЕСКИХ ТЕЛ (57) Изобретение относится к технике загрузки .л сферической формы одинакового диаметра, таких как металлические, стеклянные, керамические, пластмассовые шары, гранулированные катализаторы и сорбенты и т. и. размером от 1, мм и больше в контейнеры, установочную тару и другие типы емкостей. Целью изобретения является увеличение эффективности использования обье„„SU 1495226 А 1

2 ма емкости путем плотной ре.улярной установки сфери .еских тел одинакового размера. Емкость для упаковки сфепичсских тел

3 содержит боковые стенки 1, в:.полненныс в форме прямоугольного параллелепипеда, и днище 2 — в форме четырехгранной пирамиды. Причем днище может быть выполнено из некольких однотипных четырехгранных пирамид, при этом одна пара противоположных граней днища расположена в плоскостях, параллельны.; плоскостям соответствующей пары противоположных боковых стенок 1, или образует угол 70—

102, а другая пара угол 70--110 .

Экспериментально доказано, что максима lbqaa плотность достигается при упаковке сферических тел при загрузке Нх в емкость с указанными углами между гранями днипьа

2. 8 ил., 1 табл.

1495226

Изобретение огносится к технике загрузки тел сферической формы одинакового диаметра, таких как метал lHческие, стеклянные, керамические, II.IBcòì3ccoBbiс шары, гранулированныс катализаторы и сорбенты, ша ровые гвэлы и т. и. размером от Мм и выше в контейнеры, упаковочную тару, техш)логи Ге«кис аппараты, химические и ятолныс реакторы и дру!з1е типы емкостей.

Пел! изобретения — увеличение эффсктивнос"ги Hello«ibBOBBEIHEI обьсма емкости путс" м плотной регулярной упаковки «феричс«ких тел одинаково;О размера.

Ня фиг. 1 представлена емкосгь с пирамидальным днищем; i!3 фиг. 2 — то же, с днищем в виде клина; на фиг. 3 и 4 то жс, с днищем в виде двухгранного у!.ла с ребром соответственно внутр:i,и снаружи; на фиг. 6 — -7 -- то же, с д«гищами в виде нескольких соединен!!ых межд, собой бункеров типа пирамиды, клина H двухгранного угла соответственно; II3 фи!.. 8 схема геометрического расположения сферических тел.

Емкость содержит боковыс стенки 1 в форме прямоу! î lbnoio параллелепипеда и (нищс 2 в форме четырехгранной пирамиды. В емкость загружают сферические !ела 3. т с т О и и В 3 я р с Г v.1 5I p It 3 5I у и 3 ковка с ф (. р ических тел 3, например lil3poB, создается только в том случае, когда каждый шяр в упаковке опирается на ч(тыре нижслежя 1ц!Ге iii 3 p(1. П c.,teaHHe zo a )K ttbt быть расположены tio углам прямоугольника со сторонами а El 6, значения которых 33кс!н)ЧЕHhl Il ПРЕДСЛЗХ

a,<,<1,4«.;:Ь„Ьа),Ы. и,- +Ь- аз |., где d — диаметр шара.

К в 3 д p El T д и 3 1 О н а. Ги Г! р Я м О у Гол ь и и к а (и" +

+l) ) не должен превы!пать 3, поскольку в противном случае поло>кение опирающегося шара становится неустойчивым (oH Bb!T3лкивяется ле>ка!цим под ним шаром).

Hd основе указанных расстс)яний между шарами были найдень углы между противo.låæащими гранями пирамиды, образован!

IO!i Ч«. Tbl P t>M 51 П! (! Ра М И !! OCI IO BH I! Hi! H lii EI P&ll, (!ежа(цим сверху.

При наиболее близком сближс!!Ии шаров, когда («==6= — «t, получается квадратная пирамида с одинаковыми углами между противолежащими гранями, равными 70". Максимальная раздвижка шаров Ilo углам квадрата создается при а=--.6==1,22«tea(g +о ==& ), откуда следует значение угла 102

Всрхнии нрсдсл з«ячсния угла между одной парой граней (110 ) соответствует крайним положениям ша ров, когда («=««„, «) =-1,-Ы (второй угол при этом составляет 90 ) ..

Таким образом, одна пара граней может образовывать угол от?О до 102, что соответствует квадратной пирамиде, а вторая нара — угол от 70 до 110, что соотМеханизм формирования плотной регулярной упаковки сферических тел при загрузк(!I х B емкость Оп и с я!!:13 lipH мерс !! и»3миды. Первый ll!3p располагается в верши2,, . «....

НС ПИР3 МИДЫ. ) СТ»й ЧИВОС IIO. lo)KBHHE СЛЕДУ !О-!

Них четырех шаров создается при их раз))еlli(Hии на pcîpяx пиp3миды H K3ñàHHEI перво, шара. В следующем слое один шар ложи (ся в центр, касаясь четырех нижних, лругис «стыре Il!3p располагаются на ребрах II е!це четыре шара помещаются межЛУ liltÌÈ На ГР(!НЯХ.

Б каждом следующем слое шары распол(!га!От«51 аналогичным образом .са!!Ный процесс протекает самопроизвольно при рав30 !юмерной засыпке шаров Äo сечению емкости.

Плотность создаваемой регулярной упаковки зависит от углов между гранями.

Она максимальна в случае квадратной пирамиды с углами 70" и составляет 74%

35 В других случаях - — нс ниже 68%.

Упаковку шаров в предлагаемые емкости осу!цествляют в лабораторных условиях путем загрузки металлических шаров диаметром 4 и 6 мм и гранулироьанных катализаторов сферической формы диаметром 3 и 8 мм. Емкости имеют прозрачные стенки, что позволяет визуально судить О правильности упаковки. Ра!эмиры емкостей подбирак>т с учетом того, что сечен!1и должн« помеща. ься цел(ое числo

45 шаров. Загрузку производят путем насыпания шаров с высоты примерно 300--600 м;:: !

Гяд емкостьн). Плогность упаковки Опредсля От геî vlåòðH÷åcêим методом.

Геометрические характеристики емкостеи и шаров, а также плотность упаковок приведены в таблице.

В опытах с хорошей воспроизводимостью получают регулярные уll3KoRK! шаров с плотностью, достигающей 74%.

Использование предлагаемой емкости с регулярно упакованным катализатором в качестве химического реактора обеспечит интенсификацин) процесса зя счет наиболее эффективного использования объема емкос1И

50 ветствует прямоугольной пирамиде. При Тех жс yt;Iax между гра!Н»ми бункер может оканчиваться не вершиной, а ребром, тогда он имеет форму не пирамиды, а клина.

Кроме того, проведенные исследования показали, что плотная регулярная упаковка шаров создается также, если одна пара граней расположена вертикально, т. е. лежит и плоскости, параллельной и iocKocTH соотвеTcTByю!цей n3Pbl t)oKOBbl)(cTctioK il3»3.1лелепи "едя — продолжением стенки емкости, а вг()рая паря образует двухгp3HHblI1 у!Ол со значениями угла от 70 до 110 .

Конструктивно днище может быть вы . олнено из нескольких соединенных между собой

15 днищ однотипной указанной геометрии.

1495226

Формула изобретения

Форма бункера

Сечение емкости мм х мм гр",-1 °

30х 30

70 и 70

Квадратная

/ и пирамида

1 I

30 х 30

60 х 60

54х96

90 и 90

102 и 110

90 и 110

4 и

3 и

Прямоугольный клин

110 уго i

Емкость для упаковки сферических тел,. содержащая боковые стенки, выполненные в форме прямоугольного параллелепипеда, и днище в форме четырехгранной пирамиды, отличающаяся тем, что, с целью увеличе102 х 102 Днухгранный ния эффективности использования обьема емкости, одна нара противоположны.; граней днища расположена в плоско/:тях, параллельных плоскостям соответствующей пары проти5 воположных боковыx стенок, или образует угол от 70 до 102, а вторая пара - — угол от 70 до i(0

Угол меткду .. 1иамстр !1л .;.nt-. г: гранями, I шаро;,, упаковки, 1!

495226

70 -102

70 -11ОО (оста н итель 11. k ирилдо Bd

Редлктор .А. Мотыль Тек рсд И. Верее Корректор О. Краннов:

Злк»з 4185>18 Тираж (>25 Подписное

БН ИИ(1И Государствс нного комитета но изобрстенинм и открыл иям нри КНТ (.CCP

113035>, Москвы, Ж-- 35, Рыугискыя нлб., д: 4/5

Нроизводствснш>-издательский комбинат «11атент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101