Вибрационный дозатор сыпучих материалов

 

С>.>К>З СГ>НГ tСКИХ

СОЦИАЛИС >ИЧЕСКИХ

»ЕСПУЕ>1ИК (Я)5 G 01 F 13/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1657966 (21) 4862372/10 (22) 28.08,90 (46) 23.01,93. Бюл. ¹ 3 (71) Воронежский инженерно-строительный институт (72) Л,Г.Гольденберг (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1657966, кл. G 01 F 13/00, 1990. (54) ВИБРАЦИОННЫЙ ДОЗАТОР СЫПУЧ ИХ MATE РИАЛ ОВ (57) Сущность изобретения; бункер 2 установлен на упругих элементах 10 и снабжен выпускным клапаном. Седло 13 выпускного клапана выполнено в виде цанги, а запорный орган 5 — цилиндроконическим с соосным коническим отверстием, s коническое, Ж ь 1789870 А2 отверстие установлен стакан 21 с отверстиями 22, примыкающими к дну стакана 21.

Дно стакана 21 скреплено третьим якорем

19 третьего электромагнита 18, Включение первого электромагнита 6 приводит в колебание бункер 2 с материалом. Включают третий электромагнит 18, якорь которого прикреплен к стакану 21. Верхний торец стакана 21 опускается ниже уровня материала. Дозу, выдают через отверстия 22 в режиме грубого дозирования, В режиме тонкого дозирования отключают третий электромагнит 18, стакан 21 поднимают, запорный орган 4 поднимают с помощью второго электромагнита 8 вверх, Цанга 13 раскрывается и через зазоры выдается доза, 1 ил.

17898? 0

35

Изобретение относится к доэированию мелкодисперсных сыпучих материалов, например молотой глины, соли.

Известный вибрационный дозатор сыпучих материалов содержит вертикально установленный на корпусе через первые упругие элементы бункер с выпускным клапаном, седло которого выполнено в виде цанги, а зайорйый брган — в виде усеченного конуса и соосМо скрепленного с его меньшим основайием цилиндра равного диаметра. два электромагнита с якорями и вторые упругие элементы, причем первый электромагнит закреплен на бункере и установлен с зазором по отношению к первому якорю, связанному с первым электромагнитом через вторые упругие элементы, второй электромагнит закреплен на первом якоре, охватывает второй якорь, жестко связанный со свободным основанием цилиндра запорного органа, и выполнен с возможностью электромагнитного удержания второго якоря в двух положениях по высоте, при этом выполнено соотношение

Хз>Х1>Хг, где X> — расстояние между меньшим основанием усеченного конуса и линией контакта лепестков цанги с цилиндром запорного органа в исходном положении;

X2 — зазор между первым электромагнитом и его якорем;

Хз- зазор между якорями электромагнитов.

Известный вибрационный дозатор обеспечивает стабильное дозирование комкующихся -и быстротвердеющих материалов. По сравнению с другими дозаторами, предназначенными для дозирования комкующихся и быстротвердеющих материалов, известный дозатор обеспечивает получение более высокой производительности, Повышение производительности за счет исключения остановок на очистку дозатора.

Недостатком известного вибрациой ного дозатора является низкое абсолютное значение производительности, достигаемое при его использовании, Недостаток обусловлен конструктивными особенностями дозатора — невозможностью значительного увеличения амплитуд колебаний подвижных элементов дозатора (для увеличения амплитуд колебаний необходимо увеличивать зазор между первым электромагнитом и его якорем, однако это приводит к снижению тяговых усилий, развиваемых первым электромагнитом) и невозможностью значительного увеличения зазоров между лепестками цанги, обеспечивающих истечение материала из бункера (увеличение зазоров связано с увеличением отклонения лепестков цанги в радиальном направлении, что резко снижает срок службы цанги из-за поломки ее лепестков). Из-за низкого абсолютного значения производительности известный дозатор не может быть использован в высокопроизводительных системах непрерывного дозирования. В высокопроизводительных системах дискретного (порцио н ного) дози рова ния известн ы и дозатор может быть использован лишь для точного дозирования и не может быть использован для грубого дозирования (метод двухэтапного дозирования — предварительного "грубого" и заключительного точного, Цель изобретения — повышение производительности при дозировании комкующихся и быстродействующих материалов.

Поставленная цель достигается тем, что вибрационный дозатор сыпучих материалов, содержащий вертикально установленный на корпусе через первые упругие элементы бункер с выпускным клапаном, седло которого выполнено в виде цанги, а запорный орган — в виде усеченного конуса и соосно скрепленного с его меньшим основанием цилиндра равного диаметра, два электромагнита с якорями и вторые упругие элементы, причем первый электромагнит закреплен на бункере и установлен с зазором по отношению к первому якорю, связанному с первым электромагнитом через вторые упругие элементы, второй электромагнит закреплен на первом якоре, охватывают второй якорь, жестко связанный со свободным основанием цилиндра запорного органа, и выполнен с возможностью электромагнитного удержания второго якоря в двух положениях по высоте, при этом выполнено соотношение

Хз>Х >Хг, где Х1 — расстояние междч меньшим основанием усеченного конуса и линией контакта лепестков цанги с цилиндром запорного органа в исходном положении;

Хг — зазор между первым электромагнитом и его якорем;

Хз — зазор между якорями электромагнитов, снабжен третьим электромагнитом с подпружиненным якорем и стаканом с отверстиями, примыкающими к его днищу, причем третий электромагнит установлен на свободном основании конуса запорного органа, третий якорь расположен соосно со вторым якорем и стаканом, днище которого скреплено с третьим якорем и расположено в коническом отверстии, выполненном по высоте запорного органа, при этом диаметр отверстия в нижнем торце запорного органа

1789870

25

40 основания конуса 5 равны. 45

На свободном основании конуса 5 запорного органа с помощью кронштейнов 17

55 превышает диаметр отверстия в верхнем торце запорного органа, равный наружному диаметру стакана, и выполнено соотношение

Х5 Х4 где X5 — расстояние между свободными основаниями цилиндра запорного органа и стакана;

Х4 — зазор между третьим электромагнитом и третьим якорем в вертикальном направлении.

На чертеже изображена функциональная схема дозатора.

Вибрацианный дозатор содержит корпус t, бункер 2 с выпускным клапаном, включающим седло в виде цанги 3 и запорный орган в виде цилиндра 4, соосно соединен нога с меньшим основанием усеченного конуса 5, вибропривод, содержащий первый электромагнит 6, первый якорь 7, второй электромагнит 8, второй якорь 9, который охвачен вторым электромагнитом

8, и вторые упругие элементы 10. Бункер 2 вертикально установлен на корпусе через первые упругие элементы 11. Второй якорь

9 штангой 12 жестко соединен со свободным основанием цилиндра 4, Цанга 3 в верхней части закреплена на бункере 2, а в нижней части ее лепестки снабжены зубцами 13, контактирующими с цилиндром 4 в исходном положении. Первый электромагнит 6 закреплен на бункере 2, второй электромагнит 8 — на первом якоре 7. Между вторым электромагнитом и первым якорем находится прокладка из немагнитного материала (на чертеже не показана). Второй электромагнит 8 содержит две полуабмотки, расположенные па высоте электромагнита (на чертеже полуобмотки разделены прокладкой, показанной утолщенной линией). Клапан закрыт съемным кожухом 14, снабженным выходным патрубком 15, На бункере 2 смонтированы загрузочные патрубки 16. Диаметры цилиндра 4 и меньшего закреплен третий электромагнит 18, охватывающий третий якорь 19, Нижнее основание третьего якоря 19 связано с пружиной

20; а верхнее основание — с днищем стакана

21, снабженным отверстиями 22, примыкающими к дйищу и расположенными по периметру стакана. Днище расположено в коническом отверстии, выполненном по высоте запорного органа. Диаметр отверстия в нижнем торце запорного органа превышает диаметр отверстия в верхнем торце запарного органа, который равен наружному диаметру стакана. Третий якорь 19 и стакан

21 установлены саасна са вторым якорем 9.

Диаметр третьего якоря 19 и наружный диаметр стакана 21 равны, Штанга 12 соединена со свободным основанием цилиндра 4 запорного органа вне стакана 21. На чертеже обозначено: Xi — расстояние между меньшим основанием усеченного конуса и линией контакта лепестков цанги с цилиндром запорного органа в исходном положе- нии; Xz — зазор между первым электромагнитом 6 и первым якорем 7; Хз— зазор между якорями 7 и 9 электромагнитов; Х4 — зазор между третьим электромагнитом 18 и третьим якорем 19 в вертикальном направлении: Х5 — расстояние между свободными основаниями цилиндра 4 запорного органа и стакана 21.

Вибрационный дозатор сыпучих материалов работает следующим образом.

Нижнюю полуобмотку второго электромагнита 8 подключают к источнику постоянного напряжения (не показан). За счет возникающей электромагнитной силы второй якорь 9 устанавливается в нижнее предельное положение. при котором между первым якорем 7 и вторым якорем 9 образуется зазор Хз. Геометрические размеры элементов дозатора выбраны таким образом, что при нахождении второго якоря 9 в нижнем предельном положении зубцы 13 лепесТКоВ цанги контактируют с цилиндрам 4 клапана. При этом все лепестки цанги 3 находятСя в исходном положении, при котором зазоры между лепестками цанги отсутствуют и истечение материала через затвор не происходит. Далее подключают к источнику переменнага напряжения {не показан) первый электромагнит 6. Поскольку первый электромагнит 6 и первый якорь 7 связаны вторыми упругими элементами 10, возникает колебательное движение первого якоря 7 и механически связанного с ним второго электромагнита 8. Через второй якорь 9, связанный со вторым электромагнитам 8 электромагнитными силами, и штангу12 колебательное движение передается запорному органу, образованному цилиндром 4 и усеченным конусом 5, Расстояние Х1 между линией контакта цилиндра клапана с лепестками цанги и плоскостью контакта цилиндра с усеченным конусом установлено таким, что оно превышает зазор Х2 между первым электромагнитам б и первым якорем 7, Благодаря этому, даже при максимальной амплитуде колебаний первого якоря 7 и соответственно запорного органа лепестки цанги 3 контактируют лишь с цилиндром 4, т.е. несмотря на наличие колебаний запорного органа, зазоры между лепестками цанги

1789870 отсутствуют. Вместе с запорным органом колебания с идентичными частотой и амплитудой совершают механически связанные с ним третий электромагнит 18, упругий элемент 20, третий якорь 19 и стакан 21. В колеблющийся бункер 2 через загрузочные патрубки 16 подают мелкодисперсный сыпучий материал, который необходимо дозировать. Любым известным способом, например, путем установки датчика и регулятора уровня (не показаны) уровень материала в бун кере 2 поддерживают постоянным, причем заданное значение уровня выбирают таким образом, чтобы он, с учетом амплитуды колебаний стакана 21, не превышал отметку, находящуюся в плоскости, совпадающей со свободной (верхней) поверхностью стакана 21. Поскольку зазоры между лепестками цанги отсутствуют, и уровень материала в бункере таков, что он не может ссыпаться в стакан, истечение материала из дозатора не происходит.

При этом колебания элементов дозатора (бункера, цанги, запорного органа, стакана) при доэировании комкующихся и быстротвердеющих материалов препятствуют образованию комков, замедляют твердение материала, Дальнейшую работу дозатора целесообразно рассмотреть в зависимости от режима дозирования.

А) Режим грубого дозирования.

Режим грубого дозирования используется при непрерывном дозировании материалов и на первой стадии дискретного (порционного) дозирования. Для осуществления режима обмотку третьего электроматнита 18 подкл ючают к источнику постоянного напряжения (не показан). За счет электромагнитных сил третий якорь 19 втягивается в электромагнит, перемещая вниз механически связанный с ним стакан

21. Свободная (верхняя) поверхность стакана опускается ниже уровня материала в бункере, благодаря чему материал начинает ссыпаться в стакан 21. Далее материал проходит через отверстия, примыкающие к днищу "стакана, и через внутреннюю полость запорного органа, Ссыпаясь на кожух 14, материал поступает к разгрузочному патрубку 15. Вибрация способствует интенсивному перемещению материала. Верхняя часть стакана 21, находящаяся в материале, способствует его дополнительному виброожижению, Расход материала при "грубом" дозиравании пропорционален внутреннему диаметру стакана 21 и параметрам вибрации. При необходимости прекращения грубого дозирования третий электромагнит 18 отключает от источника постоянного напряжения. Под действием упругого элемента 20

30

35 конуса 5 и линией контакта лепестков цанги

50

5

20 третий якорь 19 со стаканом 21 возвращаются в исходное положение. Для нормальной работы дозатора необходимо, чтобы стакан не опускался ниже свободной (верхней) поверхности цилиндра 4 запорного органа. При опускании стакана ниже указанной отметки процесс дозирования становится неуправляемым, Для исключения неуправляемого режима расстояние Х5 между свободными основаниями цилиндра запорного органа и стакана превышает величину зазора Х4 между третьим электромагнитом и третьим якорем в вертикальном направлении.

Б) Режим точного дозирования.

Режим точного дозирования используется при непрерывном дозировании материалов и на второй стадии дискретного (порционного) дозирования.

Для осуществления режима нижнюю полуобмотку второго электромагнита 8 отключает от источника постоянного напряжения и подключает к этому источнику верхнюю полуобмотку. Второй якорь 9 за счет электромагнитных сил перемещается в.верхнее предельное положение, при котором зазор Хэ становится равным нулю. Соответственно вверх смещается запорный орган вместе. с третьим электромагнитом, третьим якорем, упругим элементом 20 и стаканом 21, Поскольку величина зазора Хэ установлена такой, что она превышает расстояние

Х1 между меньшим основанием усеченного с цилиндром запорного органа в исходном положении. перемещение второго якоря 9 в верхнее поло>кение приводит к контактированию лепестков цанги 3 с поверхностью усеченного конуса 5. При продол>кающейся вибрации между лепестками цанги возникают зазоры„через которые происходит истечение материала из бункера. Расход материала через зазоры зависит от угла наклона образующей усеченного конуса и параметров вибрации. Для получения пауз в тех случаях, когда точное доэирование используется на второй стадии дискретного (порционного) дозирования. второй якорь 9 перемещают в нижнее продольное положение. Лепестки цанги начинают контактировать с цилиндром 4 запорного органа, зазоры между лепестками цанги не возникают и истечение материала из бункера, несмотря на продолжающуюся вибрацию, не происходит. Образование пауз без прекращения вибрации при дозировании комкующихся и быстротвердеющих материалов является положительным фактором, так как во время пауз не образуются комки, препят1709870 ствующие перемещению материала в сторону его выхода из бункера и снижающие производительность процесса дозирования, Введение в дозатор новых элементов и их специфическое расположение приводит

Составитель Л. Гольденберг

Техред М,Моргентал Корректор Л. Лукач

Редактор Т. Шагова

Заказ 675 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина. l01

Формула изобретения

Вибрационный дозатор сыпучих материалов по авт, св. N. 1657966, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности при дозировании комкующихся и быстротвердеющих материалов, он снабжен третьим электромагнитом с подпружиненным якорем и стаканом с отверстиями, примыкающими к его днищу, причем третий электромагнит установлен на свободном основании конуса запорного органа, третий якорь расположен соосно с вторым якорем и стаканом, днище которого скреплено с третьим якорем и расположено к его выгодному отличию от прототипа, При одних и тех же габаритах устройства обеспечивается повышение производительности процесса доэирования. Расширяются

5 функциональные возможности дозатора. в коническом отверстии, выполненном по высоте запорного органа, при этом диаметр отверстия в нижнем торце запорного органа превышает диаметр отверстия в верхнем торце запорного органа, равный наружному диаметру стакана, и выполнено соотношение

Xg>X4 где Х5 — расстояние между свободными основаниями цилиндра запорного органа и стакана;

Х4 — зазор между третьим электромагнитом и третьим якорем в вертикальном направлении.