Способ сводообрушения сыпучего материала и устройство для его осуществления

 

Использование: изобретение относится к разгрузочно-погрузочным работам различных сыпучих материалов и может быть использовано в промышленности строительных и дорожных материалов, в химической, горнообрабатывающей и др. Сущность изобретения: способ сводообрушения сыпучего материала в бункерах заключается в воздействии на материал импульсными ударнымм волнами, которые создают путем выгибания рабочей пластины с периодом 0,006-0,142 с под действием электромагнита мощностью 200-13200 кгс. катушка которого соединена с аппаратом автоматического управления, состоящим из магнитного контроллера, блока управления и электромагнитного реле. Способ сводообрушения сыпучего материала в бункерах осуществляют жестко установленным на опоре индуктором, представляющим собой размещенный в установленном на основании каркасе 2 электромагнит, сердечник которого состоит из расположенных соосно один за другим с регулируемым зазором полых цилиндров 3 - неподвижного, частично размещенного в катушке 1 и жестко закрепленного посредством резьбы в основании, с электроконтактами и отверстием соответственно на наружном и внутреннем торцах и подвижного, свободно и частично размещенного в катушке 1, со стержнем 4, со стержнем 4, имеющим на свободном конце токопроводящую шину 5, расположенную в полости неподвижного цилиндра 3, и пятой для крепления к рабочей пластине соответственно на внутреннем и наружном торцах. Рабочая пластина снабжена бортиками каждый из которых состоит из двух планок, укрепленных соответственно на пластине и стенках бункера, и соединяющего их гофропетлевого элемента. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл. сл с 2 о о 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 65 0 88/66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4845262/13 (22) 02.07,90 (46) 30.06.92. Бюл. ¹ 24 (71) Специальное конструкторское бюро

Главстройпрома Министерства транспортного строительства СССР (72) Г.И. Гурьянов и Н.Н,Плошенко (53) 621.798.34 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 398076, кл. B 08 В 7/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N 801884; кл. В 02 С 19/18, 1981, (54) СПОСОБ СВОДООБРУШЕНИЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: изобретение относится к разгрузочно-погрузочным работам различных сыпучих материалов и может быть использовано в промышленности строительных и дорожных материалов, в химической, горнообрабатывающей и др.

Сущность изобретения: способ сводообрушения сыпучего материала в бункерах заключается в воздействии на материал импульсными ударными волнами. которые создают путем выгибания рабочей пластины с периодом 0,006-0,142 с под действием электромагнита мощностью 200-13200 кгс.

Изобретение относится к разгрузочнопогруэочным работам различных сыпучих материалов, а также транспортированию и подаче их в агрегат тепловой обработки, например сушильный, и может быть использовано в промышленности строительных и дорожных материалов, в химической, горнообрабатывающей и др.

Известен способ очистки поверхностей от различного рода отложений. заключаю. Цы 1744004 А 1 катушка которого соединена с аппаратом автоматического управления, состоящим иэ магнитного контроллера, блока управления и электромагнитного реле. Способ сводообрушения сыпучего материала в бункерах осуществляют жестко установленным на опоре индуктором, представляющим собой размещенный в установленном на основании каркасе 2 электромагнит, сердечник которого состоит иэ расположенных соосно один эа другим с регулируемым зазором полых цилиндров 3 — неподвижного, частично размещенного в катушке 1 и жестко закрепленного посредством резьбы в основании, с электроконтактами и отверстием соответственно на наружном и внутреннем торцах и подвижного, свободно и частично размещенного в катушке 1. со стержнем 4, со стержнем 4, имеющим на свободном конце токопроводящую шину 5, расположенную в полости неподвижного цилиндра 3, и пятой для крепления к рабочей пластине соответственно на внутреннем и наружном торцах.

Рабочая пластина снабжена бортиками, каждый из которых состоит иэ двух планок, укрепленных соответственно на пластине и стенках бункера, и соединяющего их гофропетлевого элемента. 2 с, и 2 з,п . ф-лы, 6 ил., 1 табл.

I щийся в том, что очищаемую поверхность подвергают действию упругой. деформации, осуществляемой путем возбуждения в ней одиночных механических ймпульсов длительностью не более 0,01 с, разделенных

l . паузами, превышающими длительность импульса по крайней мере в десять раэ, с амплитудой колебания; не превышающей значения, при ко ором механические напряжения в очищземой поверхности дости1744004

Рь=cBm.f Л, 2 2 2

50 гают предела усталости или предела циклической прочности.

Недостаток этого способа заключается в ограниченности его применения, так как упругая деформация при растяжении (сжатии) прямо пропорциональна силе, возбуждаемой упругую деформацию, и обратно пропорциональна толщине и ширине, например, металлического листа, т.е, е — „. Поэтому длительность мехаN . нического импульса упругой деформации с увеличением толщины и ширины. а также модуля упругости, возрастает.

Наиболее близким к известному является способ дробления материала(и устройство для его осуществления), заключающийся в создании импульсных ударных волн путем воздействия одиночными импульсами электромагнитного поля на рабочий орган. контактирующий с измельчаемым материалом, и в содержании источника импульсных ударных волн, выполненного в виде электромагнитных индукторов, соединенных с электроразрядным источником тока, с накопителем, и токопроводящих пластин, расположенных перед индукторами.

Недостатком этого способа (и устройства для его осуществления) является ограниченность применения, так как импульс электромагнитного поля наводит в стенке бункера вторичный кратковременный импульс ток, который по своей сущности является током Фуко, называемым вихревым, Вихревые токи нагревают проводники, в которых они возникли, в частности к металлической стенке бункера, что приводит к потерям энергии.

Потери мощности на вихревые токи определяются формулой где Л вЂ” толщина листа, например бункера; с — коэффициент вихревых токов, значение которого зависит от сорта электрической стали и конструкции магнитопровода;

f — частота, Bm — магнитная индукция.

Из формулы следует, что потери мощности на вихревые токи находятся в квадратичной зависимости от толщины стенки бункера, а следовательно, интенсивность излучения вглубь материала одиночных волн сжатия стенкой бункера (и тем более пластиной через стенку бункера) ослабевает в квадратичной зависимости от толщины стенки бункера.

Цель изобретения — повышение интенсификации процесса истечения, снижение энергоемкости и расширение технологических возможностей.

Указанная цель достигается тем, что по способу сводообрушения сыпучего материала в бункерах воздействием на материал импульсными ударными волнами посредством рабочей пластины от индуктора, импульсные ударные волны создают путем выгибания пластины с периодом 0,006 —.

0,142 с под действием электромагнита мощностью 200 — 13200 кгс, а в устройстве для сводообрушения сыпучего материала в бункерах, содержащем основание, источник создания импульсных ударных волн, включающий индуктор, рабочую пластину и аппарат автоматического управления, индуктор представляет собой размещенный в установленном на основании каркасе электромагнит, сердечник которого состоит из расположенных соосно один за другим с регулируемым зазором полых цилиндров и токонепроводящего стержня с токопроводящей шиной на одном конце, один из цилиндров укреплен в катушке электромагнита жестко посредством выполненной на его боковой поверхности резьбы и имеет на наружном торце, выполненном из токонепроводящего материала, электроконтакты, а на внутреннем — центральное отверстие, другой цилиндр расположен в катушке свободно и соединен наружным торцом с рабочей пластиной, при этом токонепроводящий стержень свободным концом жестко соединен с внутренним торцом свободно расположенного цилиндра, а его конец с шиной размещен в жестко укрепленном цилиндре с возможностью взаимодействия с электроконтактами, аппарат автоматического управления соединен с катушкой электромагнита и состоит из магнитного контроллера, блока управления и электромагнитного реле, рабочая пластина снабжена бортиками, каждый из которых состоит из двух планок, укрепленных соответственно на пластине и стенках бункера и соединяющего их гофропетлевого элемента.

На фиг, 1 изображено устройство для сводообрушения сыпучего материала; на фиг. 2 — устройство создания одиночных импульсов энергии деформации изгиба рабочего органа; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2; на фиг, 4 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг, 5— вид В на фиг, 4; на фиг, 6 — схема автоматического управления работой побудителя сводообрушения сыпучего материала.

Способ сводообрушения сыпучего материала в бункерах заключается в том, что

1744004

25

35

55 импульсные ударные волны, разрушающие адгезионные и когезионные связи частиц влажного и слежавшегося сыпучего материала, создают путем выгибания пластины, например стенки бункера, с периодом

0,006 — 0,142 с под действием электромагнита мощностью 200 — 13200 кгс, контролируемом блоком управления при автоматической схеме отключения от электросети и подключения к ней соленоидной катушки электромагнита, Устройство для реализации указанного способа содержит соленоидную катушку 1 и каркас 2 электромагнита, сердечник силовой из полого цилиндра 3, частично заведенный соосно и свободно установленный внутри катушки 1, с токонепроводящим стер>кнем 4, содержащим на свободном конце токопроводящую шину 5 с наружным торцом в виде пяты б на противоположном конце цилиндра 3, сердечник-ограничитель из полого цилиндра 7 с резьбой на его боковой пОверхности с наружным торцом из токонепроводящего материала 8, на котором закреплены электроконтакты 9 и электро.изоляционные трубки 10, основание 11 в виде плиты с отверстием по центру и с внутренней резьбой в нем, являющееся несущим звеном, соединенным жестко с каркасом 2. опорой 12 и посредством резьбы — с цилиндром 7, рабочую пластину 13, являющуюся стенкой бункера или дном течки, с наружной стороны к которой в центральной зоне прикреплен пятой б цилиндр

3, жестко соединенную одним торцом с брусом 14, противоположным — с опорой упругой 15, размещенными на внутренней поверхности стенки бункера или основного корпуса 24 течки и жестко прикрепленными к нему, бортики рабочей пластины 13, состоящие из планок 16, жестко укрепленных на пластине 13, и планок 17, жестко прикрепленных верхним основанием к внутренней поверхности стенки бункера или основного корпуса 24, гофру петлевую 18, соединенную шарнирно с верхним основанием подвижной планки 16 и с нижним основанием стационарной планки 17, магнитный контроллер 19, подсоединенный электросистемой к соленоидной катушке 1 электромагнита, блок управления 20 (одно- или двухдисковое электромеханическое устройство управления), подсоединенный по месту выключателя управления к магнитному коллектору 19, электромагнитное реле 21, соединенное с блоком управления 20 и злектроконтактами 9 по электрическим схемам, включающим автономное подсоединение к электросети через преобразователи тока 22, Основной корпус 24 соединен с тепловым агрегатом 23.

Устройство работает следующим образом.

Закручиванием цилиндра 7 в основание

11 устанавливают его торец с отверстием на расстоянии от торца цилиндра 3. равном значению прогиба рабочего органа, например рабочей пластины 13, соответствующему в пределах области напряжений, возникаемых в материале изгибаемого рабочего органа, справедливой закону Гука по пределу пропорциональности.

То же самое расстояние устанавливают между злектроконтактами 9 и шиной 5.

Замыкают рубильник электросети и подают питание на схему соединения соленоидной катушки 1 электромагнита и магнитного контроллера 19. При пропускании тока через соленоидную катушку 1 в ней возникает магнитное поле, связанное с наличием энергии поля в этой среде, а следовательно, с наличием втягивающей осевой силы.

Под воздействием втягивающей силы

200 — 13200 кгс цилиндр 3 перемещается вдоль оси соленоидной катушки 1 и изгибает рабочую пластину 13 посредством пяты

6. Через 0,006 — 0,142 с движению цилиндра

3 преграждает цилиндр 7, примагнитив его вплотную к себе, а следовательно, этим самым возбудив энергию деформации изгиба в материале рабочего органа, т.е, в изогнутой рабочей пластине 13. Вместе с этим из равновесного состояния выводятся подвижная планка 16, гофра петлевая 18 и опора упругая 15, у которых возбуждается потенциальная энергия деформации как изгиба. так и растяжения.

Одновременно стержень 4, перемещаемый цилиндром 3 в полости цилиндра 7, шиной 5 прижимается к электроконтактам

9, установленным на трубках 10, закрепленных на наружном торце из токонепроводящего материала, 8, и замыкает их, в результате чего ток от электросети через преобразователь тока 22 поступает на электромагнитное реле 21, которое замыкает электроконтакты блока управления 20 и включает его в работу. Блок управления 20 с помощью вращающегося дискового устройства, содержащегося в нем. отключает соленоидную катушку 1 от электросети и повторно автоматически включает ее через расчетный промежуток времени. а сам при этом одновременно автоматически отключается от электросети до повторного замыкания шиной 5 электроконтактов 9. В течение расчетного промежутка времени магнитный контроллер 19 управляет режи1744004

10

25

40

50 мом уменьшения электротока в соленоидной катушке 1. отключенной от электросети.

С прекращением подачи тока на соленоидную катушку 1 втягивающая сила 200—

13200 кгс мгновенно пропадает и реактивные силы напряжения изгиба и растяжения, соответствующие стреле прогиба рабочей пластйны 13, переводят материал его из упpyro-напряженного состояния в первоначальное равновесное с большой скоростью перемещения цилиндра 3, рабочей пласти-. ны 13, подвижных планок 16, гофры петлевой 18 и сыпучего материала, а также опоры упругой 15, В случае при использовании рабочей пластины 13 в качестве дна течки для подачи сыпучего материала в тепловой агрегат 23 рабочая пластина 13 нагревается и в ней возникают температурные напряжения и деформации, которые компенсируются предусмотренной опорой упругой 15.

Импульс потенциальной энергии деформации изгиба, наведенный в рабочем органе с исчезновением втягивающей силы, переходит в импульс кинетической энергии несвободного тела, возбуждающей в нем им пульсные реакции связей, а на поверхности, например, рабочей пластины 13 ударный импульс передается частичкам сыпучего материала, в результате чего разрушаются их адгезионные связи с поверхностью рабоче.го органа и они отлетают от нее, передавая импульс движения встречным частичкам.

Одновременно в приповерхностной зоне, например. рабочей пластины 13, происходит быстрое сжатие среды и образуется направленная упругая волна, которая также быстро распространяется в глубь материала, разрушая образовавшиеся пробки из сыпучего материала, Аналогичные процессы возникают и на подвижных планках 16 и гофре петлевой 18.

Совместное действие упругого импульса и направленной упругой волны интенсифицирует разрушение сводообразования, осаждения и налипания сыпучего материала на рабочем органе любой толщины и является отличительной особенностью способа сводообрушения воздействием на сыпучий материал одиночными импульсами энергии деформации изгиба рабочего органа.

Во время работы побудителя сводообрушения возникающие реакции от втягивающих сил соленоидной катушки 1 воспринимаются каркасом 2, основанием

11 и опорой 12.

Пример ы, Проводили сводообрушение, например, в течках подачи влажного сыпучего материала в тепловой агрегат, имеющих толщину рабочего органа 5 и

10 мм при следующих равных размерах: ширина 1 м и длина 3,6 м, Замыкали рубильник электросети и подавали питание на схему соединения соленоидной катушки электромагнита и магнитного контроллера. Под воздействием втягивающих сил соленоидной катушки сердечник силовой изгибал дно течки при первом ограничении сердечником-ограничителем до 5 мм, при втором ограничении— до 20 мм, возбуждая соответствующие им импульсы деформации изгиба дна течки, и при этом самостоятельно отключая от электросети питание катушки с одновременным включением электромагнитного реле, блока управления (дискового электромеханического устройства управления с заданным периодом времени его работы, например 5 с, через которые он включал электросетьдля подачи повторного питания на схему соединения соленоидной катушки и магнитного контроллера. Таким образом осуществлялся автоматически повторно — кратковременный режим работы побудителя сводообрушения.

Данные примеров сведены в таблицу, .

Использование в промышленности предлагаемого способа и устройства для сводообрушения сыпучего материала позволит обеспечить интенсивное сводообрушение в бункерах и течках, имеющих различную толщину стенок и оснований, и расширить технологические возможности сводообрушения в бункерах, Принятая автоматика, связанная с самоотключением и самовключением соленоидной катушки электромагнита с возбуждаемыми импульсами энергии деформации изгиба рабочего органа, обеспечивает повышение качества сводообрушения, снижение энергоемкости, так как задается промежуток времени между одиночными импульсами энергии деформации изгиба рабочего органа, а также экономить фонд заработной платы за счет исключения обслуживающего персонала, занимающегося трудоемкой работой по регулированию подачи сыпучего материала, например в тепловой агрегат.

Формула изобретения

1, Способ сводообрушения сыпучего материала в бункерах, заключающийся в воздействии на материал импульсными ударными волнами посредством рабочей пластины от индуктора, о т.п и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения интенсификации процесса истечения, импульсные ударные волны создают путем выгибания пластины с периодом 0,006-0,142 с под действием электромагнита мощностью 200-.

13200 кгс.

1744004

Пример ("1

Параметры

220

Напряжение тока, В

Сила тока, А .

Втягивающая сила, кгс l0

13200

5 . 2200

1,2

200

Толщина рабочего органа, мм

Прогиб рабочего органа, мм

20 5

Время снятия нагрузки, с

Толщина рабочего органа, мм

0,0507 0,105 . 0,0152 0,0305 0,0062 0,0125

1О Импульс деформации изгиба, дж

0,568 9,15 0,568 9,15 0,568 9,15

Прогиб рабочего оргача, мм

20 5 20

5 20 5

Время снятия нагрузки, с

0,0713 0,142 0,0215 0,043 0,0088 0,0176

2. Устройство для сводообрушения сыпучего материала в бункерах, содержащее основание, источник воздания импульсных ударных волн, включающий индуктор, рабочую пластину и аппарат автоматического уп- 5 равления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения интенсификации процесса истечения, снижения энергоемкости и расширения технологических возможностей, индуктор представляет собой разме- 10 щенный в установленном на основании каркасе электромагнит, сердечник которого состоит из расположенных соосно один за другим с регулируемым зазором полых цилиндров и токонепроводящего стержня с 15 токопроводящей шиной на одном конце, один из цилиндров укреплен в катушке электромагнита жестко посредством выполненной на его боковой поверхности резьбы и имеет на наружном торце, выполненном из 20 токонепроводящего материала. электроИмпульс деформации изгиба, дж 0,0678 1,045 контакты, а на внутреннем — центральное отверстие, другой цилиндр расположен в катушке свободно и соединен наружным торцом с рабочей пластиной, при этом токонепроводящий стержень свободным концом жестко соединен с внутренним торцом свободно расположенного цилиндра, а его конец с шиной размещен в жестко укрепленном цилиндре с воэможностью взаимодействия с электроконтактами.

3, Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем., что аппарат автоматического управления соединен с катушкой, электромагнита и состоит из магнитного контроллера, блока управления и электромагнитного реле.

4, Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что рабочая пластина снабжена бортиками, каждый из которых состоит из двух планок, укрепленных соответственно на пластине и стенках бункера, и соединяющего их гофропетлевого элемента.

0,0678 1,045 0,0678 1>045

1744004

1744004

Вид В

1744004

Составитель Г.Гурьянов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Черни

Редактор Н.Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2163 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5