Лотковый вибропитатель для сыпучих материалов

 

Использование: изобретение касается подачи и транспортирования сыпучих материалов при помощи вибрационной техники и может быть использовано в теплоэнергетической , горнодобывающей, угольной, металлургической , цементной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: лотковый вибропитатель для сыпучих материалов содержит бункер 1, под разгрузочным отверстием 2 которого шарнйрно закреплен лоток 3 с вибродвигателем 4. Новым в устройстве является то, что профиль днища лотка от задней стенки до плоскости днища выполнен в виде участка брахистохроны с параметрами/определяемыми математической зависимостью г K(cos2j-cos2a1) где r радиус ° ружности образующей брахистохроны, Н - высота борта лотка, К- коэффициент запаса высоты борта, определяемый толщиной слоя материала и составляющий 1.2-1,5 от его максимально задаваемой толщины; а - угол наклона стенки бункера или течки, переходящей в днище лотка, Q2 -угол наклона днища лотка. 2 ил. -1W Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)5 В 65 G 11/00, 65/30

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М

° °

ЪФ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4868035/11 (22) 21.09.90 (46) 15.02.93. Бюл, М 6 (71) Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И,Ползунова (72) В.В.Шутов, А,H.Шур, П,М,Лузин, В.П.Гладков, А,Ф.Гассеев и Г.В.Комина (56) Авторское свидетельство СССР

М 797979, кл. В 65 G 11/00, 1981. (54) ЛОТКОВЫЙ ВИБРОПИТАТЕЛЬ ДЛЯ

СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Использование: изобретение касается подачи и транспортирования сыпучих материалов при помощи вибрационной техники и может быть использовано в теплоэнергетической, горнодобывающей, угольной, металлургической, цементной и других отраслях промышленности. Сущность изо„„53J „„1794812 А1 бретения: лотковый вибропитатель для сыпучих материалов содержит бункер 1, под разгрузочным отверстием 2 которого шарнирно закреплен лоток 3 с вибродвигателем

4. Новым в устройстве является то, что профиль днища лотка от задней стенки до плоскости днища выполнен в виде участка брахистохроны с параметрами, определяемыми математической зависимостью r =

Н, где r — радиус окружности образующей брахистохроны, Н— высота борта лотка, К- коэффициент запаса высоты борта, определяемый толщиной слоя материала и составляющий 1,2-1,5 от его максимально задаваемой толщины; ai—

°угол наклона стенки бункера или течки, пе- З реходящей в днище лотка, а — угол накло- на днища лотка. 2 ил.

1794812

Изобретение касается подачи и транспортирования сыпучих материалов при помощи вибрационной техники и может быть использовано в теплоэнергетической, горнодобывающей, угольной, металлургической, цементной и других отраслях промышленности.

Известен способ вибротранспорта влажных липких материалов, заключаю10 щийся в том, что под влажный липкий материал подают сухой материал, и при этом количество сухого материала пропорционально расстоянию от места подачи до конца транспортера.

Одним из основных препятствий широкого внедрения лотковых вибропитателей в промышленности является ухудшение транспортирующих свойств лотка и снижение производительности питателя вследст15

25 вие налипания материала на поверхности лотка; которое происходит при транспортировании влажных сыпучих материалов.

Недостатком указанного способа является обязательность применения сухого сыпучего материала, что не всегда возможно, например, в теплоэнергетике при подаче сырого угля, являющегося единственйым компонентом, который необходимо транспортировать, а сушка угля требует значи30 тельных затрат

Известен также лотковый вибропитатель для сыпучих материалов, выбранный в качестве прототипа изобретения и содержащий бункер, под выгрузочным отверстием ненный лоток с задней торцевой стенкой и установленным на днище вибропобудителем, и механизм изменения угла наклона лотка, причем, с целью стабилизации под40 ачи сыпучего материала, он снабжен установленным на задней торцевой стенке лотка дополнительных вибропобудителем, направление и частота вибрации которого не совпадают с направлением и частотой вибропобудителя, датчиком угла наклона лотка и коммутирующим устройством.

Недостатком известного вибропитателя является то, что его конструкция не исключает полностью налипания материала на лоток, особенно между днищем и торцевой стенкой лотка. При этом использование дополнительного вибратора лишь усложняет конструкцию и увеличивает эксплуатационные расходы.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик путем стабилизации подачи сыпучего материала и устранения налипания.

55 которого шарнирно закреплен подпружи- 35

Предложен лотковый вибропитатель для сыпучих материалов, содержащий бункер, под разгрузочным отверстием которого шарнирно закреплен лоток с вибродвигателем, при этом профиль днища лотка от задней стенки до плоскости днища выполнен в виде участка брахистохроны с параметра-. ми, определяемыми математической зависимостью:

К (COS 2 а — cos 2 а1) где r — радиус окружности образующей брахистохроны;

Н вЂ” высота борта лотка;

К вЂ” коэффициент запаса высоты борта, определяемой толщиной слоя материала и составляющий 1,2 — 1,5 от его максимально задаваемой толщины;

a> — угол наклона стенки бункера или течки, переходящей в днище лотка;

a2 — угол наклона днища лотка.

Полезный экономический эффект предлагаемого вибропитателя по сравнению с известными достигается за счет устранения налипания материала на лоток и, как следствие этого, снижения расхода электроэнергии на транспортирование (не нужно вибрировать "потяжелевший" лоток), стаби- . лизации подачи материала, снижения расходов на обслуживание (нет необходимости удалять налипший материал), повышения сроков эксплуатации вибропитателя.

На фиг. 1 представлен вибропитатель; на фиг, 2 — теоретический чертеж брахистохроны.

Вибропитатель содержит бункер 1, под выгрузочным отверстием 2 которого закреп-. лен лоток З.соединенный жестко с вибратором 4. Профиль днища лотка от задней торцевой стенки 5 до плоскости днища 6 выполнен в виде участка брахистохроны (циклоиды) 7.

Вибропитатель работает следующим образом.

Поступающий из бункера 1 материал через выгрузочное отверстие 2 поступает на лото к 3, который виб ри рует под действием периодической силы переменного направления, создаваемой вибратором 4. Вибрационные колебания лотка приводят к псевдоожижению материала на поверхности лотка. При псевдоожижении трение материала о поверхность лотка 3 минимально.

Материал начинает "течь" по поверхности лотка под действием силы тяжести и переменной силы вибрирующего лотка. Для обеспечения "стекания" материала с минимальным сопротивлением в направлении выгрузки выбирается профиль перехода от

1794812 — =tgQ ду

dx оу

= r sin t

dx

dx

= — = г (1 — cos t), dt ух

I (3)

25 (4) xt получаем, что 30 ух — - — — — сщ t/2 (5)

r (1 — cos t)

Сопоставив формулы (3) и (5) получаем, что а= — — —, л 1

2 2 (6) 35 откуда следует, что

t= л — 2а. (7)

Функция "Y" в уравнении (2) преобразуется к следующему виду: у= r(1 — сов(л-2а))= г(1+ cos2a) (8), Выбор радиуса окружности образующей брахистохрону осуществляется иэ следую-. щих условий. Толщина слоя материала; движущегося по лотку определяется амплитудой вибрации и равна глубине псевдоожижения материала. Максимальная глубина псевдоожижения материала (а значит и максимальная толщина слоя) будет при максимальной амплитуде колебаний. Глубину псевдоожижения выразим через разность координаты "Y" у начальной (М1) и конечной (М ) точек участка брахистохроны, Учитывая задней стенки 7 лотка к днищу 5 в форме плавной кривой 6. Среди всех плавных кривых линией наименьшего сопротивления является брахистохрона.или линия наиско- рейшего спуска. 5

С целью обеспечения безударного "стекания" материала по лотку необходимо, чтобы касательная в начальной точке

; криволинейного участка задней стенки лотка была параллельна стенке бункера, а ка- 10 сательная в конечной точке криволинейного участка совпадала с плоскостью днища лотка.

Радиус окружности образующей брахистохрону определяется следующим абра- 15 зом. Брахистохрона описывается уравнением в параметрической форме. х = r(t — sint) у = г(1 — cost) (2)

Выведем зависимость между углами 20

Qt и а и параметром t (фиг. 2): при этом равенство глубины псевдоожижения и толщины слоя материала, получим:

hmax. Y2 У1 (9) где hmax — максимальная толщина слоя транспортируемого материала;

Уг = r (1 + cos 2 а2)

Yt = г (1+ cos 2 а1) (10) откуда . hmax= r(cos 2 а — cos 2а1) . (11) а высота борта лотка Н с коэффициентом запаса К равна

Н= К hmax . (12) и окончательно получим

r—

K(cos 2аг — cos 2а1) (13)

Реализация предлагаемого способа осуществляется следующим образом; — угол а1 наклона стенки бункера или течки определяется из конструкторской документации или непосредственным измерением;

- угол G2 наклона плоскости днища лотка задается проектировщиком (для различных видов материала угол наклона лотка может колебаться от -4 до+30 ); — максимальная толщина слоя материа- ла определяется исходя из требуемой производительности питателя; — по полученным данным рассчитывается в соответствии с формулой (1) радиус окружности, образующей брахистохрону; — построение участка брахистохроны пЬ полученным параметрам описано, например, в (4).

П р.и м е р.

1. Угол наклона стенки бункера — а =

= 65о

2. Угол наклона днища лотка а> = 20О.

3. Максимальная высота слоя материала hmax = 200 мм.

4, Определяем радиус окружности, образующей брахистохрону:

r—

cos (2 65О) — cos (2 20О)

200 — 142 мм = 0,142 м.

cos 130 — cos 40

5. Строим профиль днища лотка в виде участка брахистохроны с радиусом окружности ее образующей равном 0,142 мм.

1794812

К(соз 2 — соз 2а1)

Составитель В.Шутов

Техред М.Моргентал Корректор О;Кравцова

Редактор

Заказ 400 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, 101

Формула изобретения

Лотковый вибропитатель для сыпучих материалов, содержащий бункер, под разгрузочным отверстием которого шарнирно закреплен лоток с вибродвигателем, о т л ич ающийс я тем, что,с цельюулучшения эксплуатационных характеристик путем стабилизации подачи сыпучего материала и устранения налипания, профиль днища лотка от задней стенки до плоскости днища выполнен в виде участка брахистрохроны с параметрами, определяемыми математической зависимостью где r -- радиус окружности образующей брахистрохроны;

Н вЂ” высота борта лотка;

К вЂ” коэффициент запаса высоты борта, определяемый толщиной слоя материала и составляющий 1,2 — 1,5 от его максимально задаваемой толщины; а1 — угол наклона стенки бункера или .течки, переходящей в днище лотка; а2 — угол наклона днища лотка. о