Загрузочное устройство для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих ёмкостей
Изобретение относится к устройствам для загрузки бункеров или силосов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, строительства и сельского хозяйства. Загрузочное устройство содержит полый отражательный усеченный конус, расширяющийся вниз и имеющий в верхнем меньшем основании центральное загрузочное отверстие, над которым расположен выгрузной конец подающего транспортера, разбрасывающий диск, установленный с возможностью вращения внутри отражательного конуса под загрузочным отверстием и жестко закрепленный на нижнем конце вертикального вала, который установлен по оси отражательного конуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения по вертикали при вращении. Привод вращения вала размещен снаружи отражательного конуса, снабжен приспособлением для одновременного с вращением вала возвратно-поступательного перемещения последнего по вертикали и кинематически связан с верхней частью вала. Отражательный конус по высоте выполнен составным из соединенных между собой колец разного, увеличивающегося вниз диаметра, причем диаметр отверстия каждого нижерасположенного кольца выполнен большим внешнего диаметра соседнего вышерасположенного кольца. Внутренняя поверхность отражательного конуса образована соединением кромки отверстия каждого нижерасположенного кольца с внешней кромкой соседнего вышерасположенного кольца поверхностью вращения вокруг оси отражательного конуса плавно изогнутой кривой линии, обращенной вогнутостью внутрь отражательного конуса. Изобретение обеспечивает повышение равномерности заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих емкостей, а также упрощение конструкции, снижение трудоемкости изготовления, повышение удобства эксплуатации, увеличение безремонтного срока работы и повышение ремонтопригодности загрузочного устройства. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к устройствам, предназначенным для загрузки сыпучих материалов в вертикальные емкости, например бункеры или силосы, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, строительства и сельского хозяйства.
Известно загрузочное устройство для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих емкостей, преимущественно круглого поперечного сечения, содержащее подающий транспортер, загрузочную воронку, вертикальный вал, кинематически связанный с размещенным над загрузочной воронкой приводом диск, жестко закрепленный на нижнем конце вала, центробежные кольцевые тарелки, коаксиально расположенные вдоль вала с интервалами между ними по высоте и выполненные с внешними диаметрами и диаметрами их центральных отверстий, увеличивающимися в направлении от диска к загрузочной воронке, и опоры, жестко соединяющие соседние кольцевые тарелки и нижнюю из них с диском, который выполнен с диаметром, меньшим внешнего диаметра меньшей тарелки [1].
Вышеописанное известное загрузочное устройство, достаточно простое по конструкции, несложное в изготовлении и надежное в эксплуатации, имеет, однако, недостатки, которые состоят в низкой эффективности его работы в связи с невысокой равномерностью заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих емкостей, обусловленной тем, что при вращении вала сыпучий материал за счет действия центробежных сил сходит с кольцевых тарелок и диска отдельными кольцевыми потоками, а не сплошным дождевым потоком по всему поперечному сечению вертикально стоящей емкости; а также в его низкой универсальности для сыпучих материалов с различной массой частиц или зерен, приводящей при переходе к загрузке сыпучего материала с другой массой его частиц или зерен к необходимости изменения расстояний между центробежными кольцевыми тарелками и нижней из них и диском и изменения количества названных тарелок, т.е. к необходимости демонтажа, разборки и последующей сборки загрузочного устройства с упомянутыми конструктивными изменениями. Наиболее близким по технической сущности аналогом предлагаемого изобретения является загрузочное устройство для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих емкостей, преимущественно круглого поперечного сечения, содержащее полый отражательный усеченный конус, расширяющийся вниз и имеющий в верхнем меньшем основании центральное загрузочное отверстие, вертикальный вал, кинематически связанный с приводом его вращения, разбрасывающий диск, установленный с возможностью вращения внутри отражательного конуса под загрузочным отверстием, и подающий транспортер, выгрузной конец которого расположен над загрузочным отверстием отражательного конуса [2].
Помимо вышеотмеченных общих с предлагаемым изобретением признаков в этом известном загрузочном устройстве разбрасывающий диск установлен с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и регулирования его положения по вертикали на этой оси, которая расположена вдоль геометрической оси отражательного конуса, а вертикальный вал установлен под разбрасывающим диском концентрично его оси вращения, нижним концом кинематически связан с приводом вращения и имеет на верхнем конце фрикционный вращающий ролик, взаимодействующий с нижней частью фланца, выполненного по периметру разбрасывающего диска.
При вращении разбрасывающего диска этого известного загрузочного устройства верхней частью фланца, выступающей вверх над поверхностью диска по его периметру, загружаемый сыпучий материал направляется на внутреннюю поверхность отражательного конуса и, ударяясь о нее и частично скатываясь по ней, падает в виде сплошного дождевого потока по всему поперечному сечению вертикально стоящей емкости.
Недостатки вышеназванного наиболее близкого аналога заключаются в невысокой эффективности работы известного загрузочного устройства в связи с неравномерностью распределения сыпучего материала по площади поперечного сечения вертикально стоящей емкости в вышеупомянутом дождевом потоке, вызванной тем, что при вращении разбрасывающего диска верхней частью его фланца сыпучий материал направляется в одну достаточно узкую кольцевую зону на внутренней поверхности отражательного конуса, в результате чего в дождевом потоке под этой зоной содержание сыпучего материала превышает его содержание в других частях дождевого потока; а также в сложности конструкции и трудности изготовления, неудобстве эксплуатации и низкой ремонтопригодности известного загрузочного устройства, обусловленных тем, что вертикальный вал и привод его вращения размещены в труднодоступном месте под разбрасывающим диском, которое, кроме того, характеризуется повышенной запыленностью, т.е. является пылеопасным для привода и его конструктивных элементов, подвергаемых в данном случае повышенному абразивному воздействию и износу.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности работы загрузочного устройства путем повышения равномерности заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих емкостей, а также снижение трудоемкости изготовления загрузочного устройства, повышение удобства его эксплуатации, увеличение безремонтного срока работы и повышение ремонтопригодности путем упрощения конструкции загрузочного устройства и выноса привода и его конструктивных элементов за пределы труднодоступных и износоопасных зон устройства.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в загрузочном устройстве для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих емкостей, преимущественно круглого поперечного сечения, содержащем полый отражательный усеченный конус, расширяющийся вниз и имеющий в верхнем меньшем основании центральное загрузочное отверстие, вертикальный вал, кинематически связанный с приводом его вращения, разбрасывающий диск, установленный с возможностью вращения внутри отражательного конуса под загрузочным отверстием, и подающий транспортер, выгрузной конец которого расположен над загрузочным отверстием отражательного конуса, согласно изобретению разбрасывающий диск жестко закреплен на нижнем конце вала, который установлен по оси отражательного конуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения по вертикали при вращении, пропущен через загрузочное отверстие отражательного конуса и выполнен с длиной, обеспечивающей расположение за пределами отражательно конуса верхней части вала при его возвратно-поступательном перемещении по вертикали, а привод вращения вала размещен снаружи отражательного конуса, снабжен приспособлением для одновременного с вращением вала возвратно-поступательного перемещения последнего по вертикали и кинематически связан с верхней частью вала, кроме того, отражательный конус по высоте вертикального перемещения разбрасывающего диска, закрепленного на нижнем конце вала, выполнен составным из соединенных между собой колец разного, увеличивающегося вниз диаметра, причем диаметр отверстия каждого нижерасположенного кольца выполнен большим внешнего диаметра соседнего вышерасположенного кольца, при этом внутренняя поверхность отражательного конуса образована соединением кромки отверстия каждого нижерасположенного кольца с внешней кромкой соседнего вышерасположенного кольца поверхностью вращения вокруг оси отражательного конуса плавно изогнутой кривой линии, обращенной вогнутостью внутрь отражательного конуса.
В преимущественном случае конструктивного выполнения загрузочного устройства поверхностями, соединяющими кромки отверстий каждого нижерасположенного кольца отражательного конуса с внешней кромкой соседнего вышерасположенного кольца, являются внутренние поверхности шаровых поясов разного, увеличивающегося вниз диаметра.
В предпочтительном случае конструктивного выполнения загрузочного устройства привод выполнен с возможностью регулирования скорости вращения вала.
В наиболее предпочтительном случае конструктивного выполнения загрузочного устройства приспособление для одновременного с вращением вала возвратно-поступательного перемещения последнего по вертикали выполнено с возможностью регулирования скорости и/или частоты возвратно-поступательного перемещения вала по вертикали.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано загрузочное устройство для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих емкостей, продольный вертикальный разрез; на фиг.2 - узел А на фиг.1.
Загрузочное устройство для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих емкостей, преимущественно круглого поперечного сечения, содержит полый отражательный усеченный конус 1, расширяющийся вниз и имеющий в верхнем меньшем основании центральное загрузочное отверстие 2, вертикальный вал 3, кинематически связанный с приводом (на чертежах не показан) его вращения, разбрасывающий диск 4, установленный с возможностью вращения внутри отражательного конуса 1 под загрузочным отверстием 3, и подающий транспортер 5, выгрузной конец которого расположен над загрузочным отверстием 2 отражательного конуса 1.
Разбрасывающий диск 4 жестко закреплен на нижнем конце вала 3. Вал 3 установлен по оси отражательного конуса 1 и выполнен с длиной, обеспечивающей расположение за пределами отражательного конуса 1 верхней части вала 3 при его возвратно-поступательном перемещении по вертикали. Привод (на чертежах не показан) вращения вала 3 размещен снаружи отражательного конуса 1, снабжен приспособлением (на чертежах не показано) для одновременного с вращением вала 3 возвратно-поступательного перемещения последнего по вертикали и кинематически связан с верхней частью вала 3.
Отражательный конус 1 по высоте вертикального перемещения разбрасывающего диска 4, закрепленного на нижнем конце вала 3, выполнен составным из соединенных между собой колец 6 разного, увеличивающегося вниз диаметра, причем диаметр отверстия 7 каждого нижерасположенного кольца 6 выполнен большим внешнего диаметра соседнего вышерасположенного кольца 6. Внутренняя поверхность отражательного конуса 1 образована соединением кромки отверстия 7 каждого нижерасположенного кольца 6 с внешней кромкой соседнего вышерасположенного кольца 6 поверхностью 8 вращения вокруг оси отражательного конуса 1 плавно изогнутой кривой линии, обращенной вогнутостью внутрь отражательного конуса 1.
В преимущественном случае конструктивного выполнения загрузочного устройства поверхностями 8, соединяющими кромки отверстий 7 каждого нижерасположенного кольца 6 отражательного конуса 1 с внешней кромкой соседнего вышерасположенного кольца 6, являются внутренние поверхности шаровых поясов разного, увеличивающегося вниз диаметра.
В предпочтительном случае конструктивного выполнения загрузочного устройства привод выполнен с возможностью регулирования скорости вращения вала 3.
В наиболее предпочтительном случае конструктивного выполнения загрузочного устройства приспособление для одновременного с вращением вала 3 возвратно-поступательного перемещения последнего по вертикали выполнено с возможностью регулирования скорости и/или частоты возвратно-поступательного перемещения вала 3 по вертикали.
Данное загрузочное устройство может быть выполнено стационарным или переносным. При стационарном варианте выполнения загрузочного устройства отражательный конус 1 монтируют в верхней части вертикально стоящей емкости 9 круглого поперечного сечения таким образом, чтобы он становился продолжением цилиндрической части емкости 9 (см. фиг.1). При переносном варианте выполнения загрузочного устройства перед загрузкой сыпучим материалом вертикально стоящей емкости 9, которая в этом случае может быть и не круглого поперечного сечения, отражательный конус устанавливают сверху на емкость 9 или внутри ее верхней части.
Загрузочное устройство для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих емкостей, преимущественно круглого поперечного сечения, работает следующим образом.
Учитывая вид и свойства сыпучего материала, загружаемого в вертикально стоящую емкость 9, определяют необходимые скорость вращения вала 3 и скорость и/или частоту возвратно-поступательного перемещения вала 3 по вертикали, после чего настраивают на эти определенные параметры и включают привод вращения вала 3 с приспособлением для одновременного с вращением вала 3 его возвратно-поступательного перемещения по вертикали, а затем приводят в действие подающий транспортер 5. Для устранения возможности просыпания подаваемого транспортером 5 в загрузочное отверстие 2 сыпучего материала описываемое устройство может быть дополнительно укомплектовано одним из соответствующих средств, например скатной доской, направляющим желобом, загрузочной воронкой или загрузочным рукавом, которое устанавливают между загрузочным отверстием 2 и выгрузным концом подающего транспортера 5.
Подаваемый транспортером 5 сыпучий материал проходит через загрузочное отверстие 2 и поступает на разбрасывающий диск 4. Вращающийся диск 4 за счет действия центробежных сил разбрасывает поступающий на него сыпучий материал по окружности, направляя последний на отражательный конус 1, который гасит скорость движения сыпучего материала и, благодаря своей конструкции, направляет сыпучий материал вниз. При этом частицы сыпучего материала скользят по нижним поверхностям колец 6 отражательного конуса 1 и по соединяющим кольца 6 поверхностям 8 вращения вокруг оси отражательного конуса 1 плавно изогнутых кривых линий, обращенных вогнутостью внутрь отражательного конуса, без прилипания и адгезии к этим поверхностям. Благодаря возвратно-поступательному перемещению вала 3 при его вращении, разбрасывающий диск 4, закрепленный на нижнем конце вала 3, попеременно направляет поток сыпучего материала на узкую и широкую части отражательного конуса 1, вследствие чего падающий вниз поток сыпучего материала имеет вид попеременно чередующихся концентрических расходящихся и сходящихся колец. Этим и обеспечивается равномерное распределение загружаемого сыпучего материала по площади поперечного сечения вертикально стоящей емкости 9, которая может иметь любую высоту. Подвергаться такой загрузке могут сыпучие материалы, частицы или зерна которых не подвергаются деформациям или небольшим разрушениям вследствие ударов о диск 4 и отражательный конус 1 или не боятся таких деформаций или разрушений.
При переходе на загрузку другого сыпучего материала, частицы или зерна которого имеют иную массу, или при необходимости дополнительной настойки, в работу загрузочного устройства легко могут быть внесены коррективы путем подрегулирования части или всех изменяемых его параметров: скорости вращения вала 3, скорости и/или частоты одновременного с вращением возвратно-поступательного перемещения вала 3 по вертикали.
Данное загрузочное устройство расширяет арсенал технических средств, предназначенных для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих емкостей, является простым по конструкции и в изготовлении, надежным и удобным в эксплуатации, универсальным для различных видов сыпучих материалов и высокоэффективным в работе благодаря равномерному распределению сыпучего материала по площади поперечного сечения вертикально стоящей емкости. Кроме того, благодаря расположению привода и его конструктивных элементов за пределами труднодоступных и износоопасных зон этого загрузочного устройства, последнее обладает достаточно продолжительным безремонтным сроком работы и высокой ремонтопригодностью.
Источники информации
1. Заявка ФРГ 2703329, МПК B 65 G 65/32, 11.09.1980.
2. Патент США 3698574, МПК B 65 G 65/32, 17.10.1972.
Формула изобретения
1. Загрузочное устройство для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих емкостей преимущественно круглого поперечного сечения, содержащее полый отражательный усеченный конус, расширяющийся вниз и имеющий в верхнем, меньшем, основании центральное загрузочное отверстие, вертикальный вал, кинематически связанный с приводом его вращения, разбрасывающий диск, установленный с возможностью вращения внутри отражательного конуса под загрузочным отверстием, и подающий транспортер, выгрузной конец которого расположен над загрузочным отверстием отражательного конуса, отличающееся тем, что разбрасывающий диск жестко закреплен на нижнем конце вала, который установлен по оси отражательного конуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения по вертикали при вращении, пропущен через загрузочное отверстие отражательного конуса и выполнен длиной, обеспечивающей расположение за пределами отражательного конуса верхней части вала при его возвратно-поступательном перемещении по вертикали, а привод вращения вала размещен снаружи отражательного конуса, снабжен приспособлением для одновременного с вращением вала возвратно-поступательного перемещения последнего по вертикали и кинематически связан с верхней частью вала, кроме того, отражательный конус по высоте вертикального перемещения разбрасывающего диска, закрепленного на нижнем конце вала, выполнен составным из соединенных между собой колец разного увеличивающегося вниз диаметра, причем диаметр отверстия каждого нижерасположенного кольца выполнен большим внешнего диаметра соседнего вышерасположенного кольца, при этом внутренняя поверхность отражательного конуса образована соединением кромки отверстия каждого нижерасположенного кольца с внешней кромкой соседнего вышерасположенного кольца поверхностью вращения вокруг оси отражательного конуса плавно изогнутой кривой линии, обращенной вогнутостью внутрь отражательного конуса.
2. Загрузочное устройство по п.1, отличающееся тем, что поверхностями, соединяющими кромки отверстий каждого нижерасположенного кольца отражательного конуса с внешней кромкой соседнего вышерасположенного кольца, являются внутренние поверхности шаровых поясов разного, увеличивающегося вниз диаметра.
3. Загрузочное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что привод выполнен с возможностью регулирования скорости вращения вала.
4. Загрузочное устройство по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что приспособление для одновременного с вращением вала возвратно-поступательного перемещения последнего по вертикали выполнено с возможностью регулирования скорости и/или частоты возвратно-поступательного перемещения вала по вертикали.
