Саморазгружающаяся машина для транспортировки вязких масс

 

Изобретение относится к самозагружающимся машинам для транспортировки и внесения органических удобрений, для выгрузки из хранилищ и транспортировки баpды, жома и других вязких масс. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение производительности машины путем своевременного устранения заторов в подъемном трубопроводе и более полное использование вакуумной установки. Машина содержит резервуар 1, установленный на ходовую часть 2 и снабженный выпускным устройством 3. Загрузочная система машины включает подъемный трубопровод 4, снабженный гибким участком 5 и ограничителем 6, вакуумную установку 7 и подающий воздухопровод 9 и снабжена стабилизатором самозагрузки. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к самозагружающимся машинам для транспортировки и внесения органических удобрений, для выгрузки из хранилищ и транспортировки барды, жома и других вязких масс.

Известна самозагружающаяся машина для транспортировки вязких масс, содержащая резервуар, снабженный загрузочным и выпускным устройством [1] Недостатком известной машины является повышенная сложность конструкции из-за того, что загрузочное устройство выполнено в виде погружного насоса с механическим приводом.

Наиболее близкой по технической сущности является самозагружающаяся машина для транспортировки вязких масс, содержащая установленный на ходовую часть резервуар с выпускным устройством и загрузочной системой, включающей соединенный с полостью резервуара подъемный трубопровод, снабженный гибким участком, вакуумную установку, всасывающий канал которой соединен с полостью резервуара, и подающий воздухопровод [2] Недостатком этой машины являются сложность конструкции и пониженная производительность.

Сложность конструкции выражается в том, что на подъемном трубопроводе на гибких связях установлен кольцевой аэратор с вибрирующим устройством. При этом подающий воздухопровод подключен к кольцевому аэратору.

Пониженная производительность известной машины связана с тем, что она нормально самозагружается лишь массой пониженной вязкости, то есть жидкими стоками животноводческих комплексов. Самозагрузка же массой повышенной вязкости, например неразбавленными водой экскрементами животных с примесью подстилки, замедляется, или становится нецелесообразной, или вовсе невозможной, т. к. в подъемном трубопроводе образуются заторы. В этом случае вакуумная установка подолгу работает впустую с максимальной нагрузкой. Наряду с понижением производительности машины преждевременно изнашивается и выходит из строя вакуумная установка.

Задача изобретения упрощение конструкции и повышение производительности машины путем своевременного устранения заторов в подъемном трубопроводе и более полное использование вакуумной установки.

Выполнение поставленной задачи достигается в результате того, что в самозагружающейся машине для транспортировки вязких масс, содержащей установленный на ходовую часть резервуар с выпускным устройством и загрузочной системой, включающей соединенный с полостью резервуара подъемной трубопровод, снабженный гибким участком, вакуумную установку, всасывающий канал которой соединен с полостью резервуара, и подающий воздухопровод, новым является то, что загрузочная система снабжена стабилизатором самозагрузки.

В одном из вариантов стабилизатор самозагрузки выполнен из гибкого участка подъемного трубопровода и подающего воздухопровода, для чего последним вакуумная установка соединена с его выходным торцем, расположенным у входа в подъемный трубопровод на расстоянии не более трех его диаметров.

В другом варианте стабилизатор самозагрузки снабжен клапаном, установленным на всасывающем канале вакуумной установки, содержащей, по меньшей мере, два вакуумных насоса, причем на участке между этим клапаном и вакуумным насосом канал снабжен ответвлением в атмосферу, перекрытым клапаном.

В третьем варианте стабилизатор самозагрузки выполнен из гибкого участка подъемного трубопровода и подающего воздухопровода, для чего последним вакуумная установка соединена с полостью подъемного трубопровода так, что, по меньшей мере, часть его гибкого участка расположена между этим соединением и резервуаром, а всасывающий канал снабжен переключателем, связывающим вакуумную установку с резервуаром или атмосферой.

При этом на подающем воздухопроводе установлен переключатель, связывающий вакуумную установку с атмосферой.

Благодаря такому выполнению машины упрощается ее конструкция и повышается производительность. Она самозагружается не только жидкой массой, но и массой повышенной вязкости, например неразбавленными водой экскрементами животных с примесью подстилки. Стало возможным перемещать вязкую массу, своевременно выявлять и устранять затор в подъемном трубопроводе и более полно использовать вакуумную установку.

Перед самозагрузкой воздух из вакуумной установки подают по подающему воздухопроводу в вязкую массу. Он перемешивает ее, предупреждая образование заторов в подъемном трубопроводе. Во время самозагрузки воздух поступает в движущуюся в подъемном трубопроводе массу. Он в виде воздушных пробок занимает некоторое пространство и уменьшает ее объем. Это ведет к уменьшению общей силы вязкого трения в подъемном трубопроводе и силы тяжести, которые преодолевает вакуумная установка. Прохождение по гибкому участку трубопровода порций (пробок) вязкой массы поочередно с воздушными пробками вызывает его тряску, которая указывает на нормальный процесс самозагрузки. Прекращение тряски указывает на образование затора в подъемном трубопроводе и является сигналом о необходимости его прочистки. Последнюю производят остановом вакуумной установки и подъемом трубопровода над поверхностью вязкой массы в хранилище.

Гибкий участок подъемного трубопровода встряхивается только при прохождении по нему вязкой массы с воздушными пробками. Только в таких условиях он сигнализирует о нормальном ходе самозагрузки. Движение же вязкой массы без воздушных пробок или с примесью воздуха в виде мелких пузырьков по гибкому участку трубопровода равно, как и движение вязкой массы с воздушными пробками по жесткому подъемному трубопроводу, не создают в них видимой тряски. В таких условиях невозможно определить, идет самозагрузка машины или нет.

Стабилизатор самозагрузки, выполненный из гибкого участка подъемного трубопровода и подающего воздухопровода, которым вакуумная установка соединена с его выходным торцем, расположенным у входа в подъемный трубопровод на расстоянии не более трех его диаметров, сигнализирует о закупорке подъемного трубопровода не только прекращением тряски его гибкого участка, но интенсивным выделением воздуха возле подъемного трубопровода из выгружаемой из хранилища вязкой массы. Устранение закупорки (ликвидацию затора) производят остановом вакуумной установки и подъемом трубопровода над поверхностью находящейся в хранилище вязкой массы. В этом варианте стабилизатор самозагрузки не только выдает информацию о течении процесса, но и перемешивает массу в хранилище и уменьшает силу сопротивления движению массы в трубопроводе.

Расположение клапанов на всасывающем канале вакуумной установки позволяет наиболее полно использовать ее технические возможности. Помимо откачки воздуха из резервуара она, подавая воздух в вязкую массу, перемешивает ее, уменьшает силу вязкого сопротивления в подъемном трубопроводе и предупреждает образование заторов.

Стабилизатор самозагрузки, выполненный из гибкого участка подъемного трубопровода и подающего воздухопровода, которым вакуумная установка соединена с его полостью, причем, по меньшей мере, часть его гибкого участка расположена между этим соединением и резервуаром, а всасывающий канал снабжен переключателем, связывающим вакуумную установку с резервуаром или атмосферой, помимо подготовки вязкой массы к самозагрузке путем перемешивания своевременно сигнализирует о закупорке подъемного трубопровода прекращением тряски его гибкого участка. Благодаря подаче воздуха от вакуумной установки непосредственно в подъемный трубопровод не только уменьшаются силы сопротивления движению вязкой массы, но и свободно проходят пробки, образующиеся в трубопроводе из ее сгустков.

Переключателем, установленным на подающем воздухопроводе, частично или полностью отводят воздух от вакуумной установки в атмосферу, регулируя тем самым нагрузку на вакуумную установку в зависимости от условий работы машины.

Перемешивание вязкой массы перед и во время самозагрузки, уменьшение сил сопротивления движению ее в подъемном трубопроводе и своевременное устранение заторов в нем благодаря оперативной информации о течении процесса самозагрузки в целом стабилизируют этот технологический процесс, что повышает производительность машины. Более полное использование технических возможностей вакуумной установки достигается благодаря выполнению ею дополнительных операций (перемешивание вязкой массы, уменьшение сил сопротивления движению ее в трубопроводе).

На фиг. 1 представлен общий вид самозагружающейся машины для транспортировки вязких масс; на фиг. 2, 3 фрагменты общего вида самозагружающейся машины с различными вариантами выполнения стабилизатора самозагрузки; на фиг. 4, 5 узел А на фиг. 1, 3; на фиг. 6 узел Б фиг. 3.

На чертежах представлены некоторые из вариантов возможного выполнения заявляемого устройства.

Самозагружающаяся машина для транспортировки вязки масс содержит резервуар 1, установленный на ходовую часть 2 и снабженный выпускным устройством 3 (фиг. 1, 2, 3). Загрузочная система машины включает соединенный с полостью резервуар 1, подъемный трубопровод 4, снабженный гибким участком 5 и ограничителем 6, вакуумную установку 7, всасывающий канал 8 которой соединен с полостью резервуара 1, и подающий воздухопровод 9.

Стабилизатор самозагрузки может быть выполнен в различных вариантах.

В одном из вариантов стабилизатор самозагрузки выполнен из гибкого участка 5 подъемного трубопровода и подающего воздухопровода 9. Для этого подающим воздухопроводом 9 вакуумная установка 7 соединена с его выходным торцем 10 (фиг. 1), а последний расположен у входа 11 в подъемный трубопровод на расстоянии не более трех его диаметров. Конец воздухопровода 9 связан с ограничителем 6.

На подающем воздухопроводе 9 установлен переключатель 12 (фиг. 1, 3, 4, 5), связывающий вакуумную установку с выходным торцем 10 подающего воздухопровода (фиг. 1), с полостью подъемного трубопровода 4 (фиг. 3), с выходным торцем 10 (полостью подъемного трубопровода 4) и атмосферой (фиг. 4) или только с атмосферой (фиг. 5).

В другом варианте описанный стабилизатор самозагрузки дополнен клапаном 13, установленным на всасывающем канале 8 вакуумной установки (фиг. 2). Вакуумная установка в данном случае содержит два вакуумных насоса 14 и 15. Насос 14 связан с подающим воздухопроводом 9, а выпускное отверстие 16 насоса 15 оставлено открытым в атмосферу. На участке между клапаном 13 и вакуумным насосом 14 всасывающий канал 8 снабжен ответвлением 17 в атмосферу, перекрытым клапаном 18.

В третьем варианте стабилизатор самозагрузки выполнен из гибкого участка 5 подъемного трубопровода и подающего воздухопровода 9 (фиг. 3). Для этого подающим воздухопроводом 9 вакуумная установка 7 соединена с полостью подъемного трубопровода 4. При этом гибкий участок 5 подъемного трубопровода или его часть расположены между местом соединения 19 подающего воздухопровода с помощью подъемного трубопровода и резервуаром 1.

Всасывающий канал 8 снабжен переключателем 20, связывающим вакуумную установку с резервуаром 1 (фиг. 3) или атмосферой (фиг. 6).

Проходное сечение входа 11 в подъемный трубопровод 4 выполнено меньше его проточной части.

Ниже описана работа самозагружающейся машины с различными вариантами стабилизатора самозагрузки.

При работе с расслоившейся вязкой массой последнюю предварительно перемешивают в хранилище. Например, процесс самозагрузки машины со стабилизатором, выполненным по первому варианту, осуществляют следующим образом.

Свободный конец подъемного трубопровода 4 опускают в вязкую массу 21 (фиг. 1). Ограничитель 6 обеспечивает гарантированный зазор между входом 11 в подъемный трубопровод и дном или стенкой хранилища. Открывают выпускное устройство 3 и пускают в работу вакуумную установку 7.

Работающая вакуумная установка откачивает из резервуара 1 поступающий в него через открытое выпускное устройство 3 атмосферный воздух и через переключатель 12 подает в воздухопровод 9. Из выходного торца 10 воздух поступает в вязкую массу 21 и, поднимаясь вверх, перемешивает ее.

По окончании перемешивания закрывают выпускное устройство 3. Работающая вакуумная установка создает разрежение в резервуаре 1. Разрежение это разность между атмосферным давлением и абсолютным давлением внутри резервуара. Оно возникает и в подъемном трубопроводе 4. Вследствие этого вязкая масса 21 поступает в подъемный трубопровод и далее в резервуар 1. Происходит самозагрузка машины.

В подъемный трубопровод 4 вместе с вязкой массой из хранилища засасывается часть воздуха из выходного торца 10. Другая часть воздуха перемешивает вязкую массу в хранилище. Чем дальше расположен выходной торец 10 от входа 11, тем меньше воздуха из выходного торца засасывается в подъемный трубопровод 4. При расстоянии между торцем 10 и входом 11 более трех его диаметров воздух перестает поступать в подъемный трубопровод. Стабилизация процесса самозагрузки прекращается. Для нормальной же работы устройства расстояние между выходным торцем 10 и входом 11 в трубопровод должно быть не более трех его диаметров.

Поступивший в подъемный трубопровод воздух занимает некоторое пространство и уменьшает объем одновременно находящейся в трубопроводе вязкой массы. Вследствие этого уменьшается общая сила вязкого трения и сила тяжести, преодолеваемые вакуумной установкой, и, соответственно, уменьшается нагрузка на нее. Воздух, попав в подъемный трубопровод, движется вместе с вязкой массой в виде отдельных воздушных пробок. Поочередное прохождение по гибкому участку 5 пробок вязкой массы и воздушных пробок вызывает его тряску, что является сигналом о нормальном ходе самозагрузки.

С увеличением разрежения в резервуаре скорость вязкой массы в подъемном трубопроводе возрастает. Увеличивается и объем воздуха, поступающего в подъемный трубопровод. Лишь незначительная часть воздуха выделяется из вязкой массы 21 возле подъемного трубопровода.

При закупорке входа 11 в подъемный трубопровод 4 возле последнего из вязкой массы 21 начинает интенсивно выделяться воздух. Это является дополнительным (к прекращению тряски гибкого участка 5) сигналом о нарушении процесса самозагрузки и необходимости прочистки подъемного трубопровода. Вакуумную установку останавливают, а подъемный трубопровод извлекают из вязкой массы 21. Под действием силы тяжести масса, закупорившая вход, выпадает из подъемного трубопровода. В резервуаре 1 предусмотрено устройство (на чертежах не показано), препятствующее самопроизвольному выливу из него вязкой массы по подъемному трубопроводу 4. После прочистки подъемный трубопровод опять погружают в массу 21 и продолжают самозагрузку.

Крупные примеси, имеющиеся в вязкой массе, пройдя вход 11 трубопровода 4, беспрепятственно проходят далее по проточной его части. Это происходит потому, что размер входа выполнен меньше размера проточной части подъемного трубопровода 4. Закупорка случается в самом начале трубопровода на его входе 11. Ликвидация закупорки входа производится просто и быстро описанным выше способом.

Машина со вторым вариантом стабилизатора самозагрузки работает следующим образом.

Свободный конец подъемного трубопровода 4 опускают в вязкую массу 21 (фиг. 1). Ограничитель 6 обеспечивает гарантированный зазор между входом 11 в подъемный трубопровод и дном или стенкой хранилища. Открывают выпускное устройство 3 и пускают в работу вакуумные насосы 14 и 15 (фиг. 2). (Вакуумные насосы в данном примере снабжены общим приводом.) Работающие вакуумные насосы откачивают из резервуара 1 поступающий в него через открытое выпускное устройство 3 атмосферный воздух. Вакуумный насос 15 работает вхолостую, выбрасывая откачиваемый воздух в атмосферу через отверстие 16. К насосу 14 воздух поступает через легко открывающийся клапан 13. Клапан 18 под действием пружины (на чертеже не показана) или собственной силы тяжести в это время закрыт. От насоса 14 воздух поступает через переключатель 12 в воздухопровод 9 (фиг. 1). Выходя из торца 10 и поднимаясь вверх, он перемешивает вязкую массу 21.

По окончании перемешивания закрывают выпускное устройство 3. Вакуумные насосы 14 и 15 создают разрежение в резервуаре 1. Когда разрежение превысит заданное значение (например, 0,03 МПа), открывается клапан 18. Клапан же 13 сразу закрывается. Через клапан 18 и ответвление 17 к насосу 14 поступает атмосферный воздух. Насос подает его в воздухопровод 9 и далее к его выходному торцу 10.

Вакуумный насос 15 откачивает воздух из резервуара 1, создавая в нем разрежение, и через выпускное отверстие 16 выбрасывает в атмосферу. Под действием разрежения происходит самозагрузка машины вязкой массой. Вместе с вязкой массой в подъемный трубопровод 4 засасывается часть воздуха из выходного торца 10 подающего воздухопровода 9. Влияние воздуха, выходящего из торца 10, на процесс самозагрузки описан выше.

В случае уменьшения разрежения в резервуаре во время самозагрузки (например, оно стало меньше 0,03 МПа) клапан 13 открывается, а клапан 18 закрывается. Вакуумный насос 14 опять начинает откачивать воздух из резервуара 1, не прекращая подачу его в воздухопровод 9. Постоянно подавая воздух к выходному торцу 10, насос 14 автоматически подключается к совместной с насосом 15 откачке его из резервуара 1. Такое выполнение устройства позволяет наиболее полно использовать технические возможности вакуумной установки.

По окончании самозагрузки вакуумную установку останавливают. Клапан 13 закрывается. Подъемный трубопровод извлекают из вязкой массы. Самозагружающуюся машину направляют к месту использования вязкой массы. Опорожняют резервуар с помощью выпускного устройства 3.

При работе с расслаивающейся вязкой массой переключатель 12 направляет весь воздух от вакуумного насоса к выходному торцу 10 воздухопровода (фиг. 1). При самозагрузке машины нерасслаивающейся вязкой массой часть воздуха из воздухопровода выпускают переключателем 12 в атмосферу (фиг. 4). Направление движения воздуха показано стрелками. При самозагрузке машины маловязкой массой (например водой) весь воздух от вакуумной установки отводят переключателем 12 в атмосферу. Направление движения воздуха показано стрелками (фиг. 5).

Машина с третьим вариантом стабилизатора самозагрузки работает следующим образом.

Свободный конец подъемного трубопровода 4 опускают в вязкую массу 21 (фиг. 3). Ограничитель 6 обеспечивает гарантированный зазор между входом 11 в подъемный трубопровод и дном или стенкой хранилища. Переключателем 20 вакуумную установку 7 соединяют с атмосферой (фиг. 6) и опускают ее в работу.

Работающая вакуумная установка засасывает через переключатель 20 атмосферный воздух из окружающего пространства и подает его по воздухопроводу 9 в полость подъемного трубопровода 4. Так как выпускное устройство 3 резервуара 1 закрыто, то подаваемый вакуумной установкой воздух, заполнив полость подъемного трубопровода, выходит из него через вход 11 в вязкую массу 21 и, поднимаясь вверх, перемешивает ее.

По окончании перемешивания переключателем 20 вакуумную установку соединяют с резервуаром 1 (фиг. 3). Работающая вакуумная установка создает в нем разрежение. Начинается самозагрузка. Вязкая масса поступает в подъемный трубопровод через вход 11. В движущуюся массу в подъемный трубопровод по воздухопроводу 9 подается воздух от вакуумной установки. С повышением вязкости увеличивается сопротивление на входе 11 трубопровода и уменьшается поступление в него вязкой массы. Подача же воздуха от вакуумной установки не изменяется. Чем выше вязкость массы и чем она гуще, тем больших размеров образуются воздушные пробки в подъемном трубопроводе. Вследствие этого автоматически изменяется соотношение воздуха и вязкой массы, движущихся в подъемном трубопроводе, что стабилизирует нагрузку на вакуумную установку. Как и в первом варианте, поочередно проходящие по гибкому участку 5 пробки вязкой массы и воздушные пробки вызывают его тряску, являющуюся сигналом о нормальном ходе самозагрузки.

При закупорке входа 11 движение вязкой массы в трубопроводе 4 и, соответственно, тряска гибкого участка прекращаются. Для прочистки входа переключателем 20 вакуумную установку соединяют с атмосферой (фиг. 6). Вакуумная установка забирает воздух из окружающего пространства и подает его в подъемный трубопровод. Направление движения воздуха показано стрелками. Из трубопровода вытесняется все содержимое, расположенное ниже места соединения 19 подающего воздуха с полостью подъемного трубопровода. Из вязкой массы 21 возле трубопровода 4 начинает выделяться воздух, что определяется по движению вязкой массы на поверхности. Следовательно, трубопровод 4 прочищен. Переключатель 20 переводят в положение, при котором вакуумная установка соединяется с резервуаром 1 (фиг. 3) и продолжают самозагрузку машины.

Во время самозагрузки переключателем 12 вакуумная установка соединена с полостью подъемного трубопровода и атмосферой (фиг. 4). Вследствие этого часть воздуха от вакуумной установки уходят в атмосферу. По окончании самозагрузки вакуумную установку останавливают. Подъемный трубопровод извлекают из хранилища. Самозагружающуюся машину направляют к месту использования вязкой массы.

Предлагаемая самозагружающаяся машина, работая с массой повышенной вязкости, например с навозом влажностью около 85% обеспечивает снижение затрат на транспортировку около 1,5 раз, так как сокращает время простоя на самозагрузке и отпадает необходимость применения дополнительных перемешивающих устройств для подготовки массы к выгрузке из хранилища.

Источники информации 1. Патент Великобритании N 2049384, кл. A 01 C 23/00, 1980.

2. Машина для внесения жидких удобрений. Авт. св. N 1371574, кл. А 01 С 23/02, 1988.

Формула изобретения

1. Саморазгружающаяся машина для транспортировки вязких масс, содержащая установленный на ходовую часть резервуар с выпускным устройством и загрузочной системой, включающей соединенный с полостью резервуара подъемный трубопровод с гибким участком, вакуумную установку, всасывающий канал которой соединен с полостью резервуара, и подающий воздухопровод с выходным торцем, отличающаяся тем, что выходной торец подающего воздухопровода расположен у входа в подъемный трубопровод на расстоянии не более трех его диаметров.

2.Машина по п.1, отличающаяся тем, что выходной торец подающего трубопровода расположен на крыльчатке.

3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что на подающем воздухопроводе расположен переключатель, связывающий его выходной торец с вакуумной установкой и атмосферой.

4. Машина по п.1, отличающаяся тем, что на всасывающем канале вакуумной установки, имеющем по меньшей мере два вакуумных насоса, установлен клапан, причем на участке между этим клапаном и вакуумным насосом канал снабжен ответвлением в атмосферу с дополнительным клапаном перекрытия.

5.Машина по п.1, отличающаяся тем, что всасывающий канал вакуумной установки снабжен переключателем, связывающим ее с резервуаром или с атмосферой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6