Вертикальный винтовой конвейер для транспортирования сыпучих материалов

 

Изобретение относится к подъемнотранспортному машиностроению и может быть использовано в сельском хозяйстве, промышленности строительных материалов , химической промышленности и других отраслях народного хозяйства. Целью изобретения является повышение производительности за счет повышения заборной способности винта. Винтовой конвейер содержит цилиндрический кожух 6 и расположенный в нем транспортирующий винт 7, загрузочную камеру в виде круговой конусообразной воронки 17, на внутренней поверхности которой закреплены вертикальные перегородки 20, Последние одними концами жестко соединены цилиндрическим кожухом 6. а другими - с соосно установленным в конусообразной воронке 17 кольцевым элементом 21, образуя при этом радиально расположенные окна 24 для прохода материала в межвитксвое пространство винта 7. Кольцевой элемент 21 и вертикальные перегородки 20 имеют с внутренней поверхностью конусообразной восл с VI Ю О ю о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 65 G 33/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4820787/03 (22) 26.03.90 (46) 23.03.92. Бюл. ¹ 11 (71) Всесоюзный. научно-исследовательский и проектный институт по технологии и экономике хранения, транспортировки и механизации внесения в почву минеральных удобрений (72) В.С. Таманин (53) 621,867.4(088.8) (56) Ворончихин Г.И. и др, Подьемно-транспортные машины и установки; — М.: Транспорт, 1978, с, 336-339.

Экспресс-информация. Сер, Промышленный транспорт. — М„ВИНИТИ. 1968; №

25. с. 11 — 12.

Спиваковский А.О. и др. Транспортирующие машины. — IVI.:. Машиностроение, 1983, с. 356.

Криловецкий В.В. Повышение эффективности вертикальных винтовых транспортеров при раздаче и приготовлении кормов в животноводстве. — Автореф. дис, Саратов, 1977.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1189754, кл. В 65 G 33/20,.1984

„„5U„, 1720961 А1 (54) ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ВИНТОВОЙ КОНВЕЙЕР ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ. СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к подьемнотранспортному машиностроению и может быть использовано в сельском хозяйстве, промышленности строительных материалов, химической промышленности и других отраслях народного хозяйства. Целью изобретения является повышение производительности за счет повышения заборной способности винта. Винтовой конвейер содержит цилиндрический кожух 6 и расположенный в нем транспортирующий винт 7, загрузочную камеру в виде круговой конусообразной воронки 17, на внутренней поверхности которой закреплены вертикальные перегородки 20, Последние одними концами жестко соединены цилиндрическим кожухом 6. а другими — с соосно установленным в конусообразной воронке

17 кольцевым элементом 21, образуя при этом радиально расположенные окна 24 для прохода материала в .межвитковое пространство винта 7. Кольцевой элемент 21 и вертикальные перегородки 20 имеют с внутнней поверхностью конусообразной во1720961

40 ранки 17 кольцевой зазор для свободного прохода материала к нижним виткам транспортирующего винта 7. Высота кольцевого элемента 21 по крайней мере равна шагу винта. Конусообразная воронка установлена на опорной площадке 28 привода посредством переходного. элемента 29, диаметр

Изобретение .относится к подъемнотранспортному машиностроению; а именно к винтовым конвейерам для транспортирования сыпучих материалов, и может быть использовано в сельском хозяйстве, в промышленности строительных материалов, химической промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Известны вертикальные винтовые конвейеры. включающие цилиндрический кожух, расположенный в нем транспортирующий винт, загрузочное и выгрузочное устройство и привод винта. При этом загрузочное устройство винтового конвейера выполнено в виде приемного патрубка, в который сыпучий материал поступает самотеком через окно в нижней части кожуха.

Такие конвейеры имеют невысокое заполнение винта транспортирующим материалом (0,1„.0,3) и вследствии этого низкую производительность, Известны вертикальные винтовые конвейеры, включающие цилиндрический кожух, расположенный в нем транспортирующий винт, выгрузное и загрузочное устройство и привод транспортирующего винта, причем загрузочное устройство выполнено в виде горизонтального винтового питателя, имеющего собственный привод, В таком конвейере благодаря принудительной подаче материала к загрузочному участку конвейера посредством винтового питателя коэффициент заполнения винта на транспортирующем участке конвейера повышается до 0,8.-0,9 и, следовательно, производительность его мажет быть доведена до максимально возможных значений. Однако винтовой питатель представляет собой самостоятельную машину с индивидуальным приводом и по сложности не уступает конструкции самого конвейера. Это значительно увеличивает стоимость всего конвейера, потребляемую им мощность и надежность работы всей конструкции.

Известен также вертикальный винтовой конвейер для транспортирования сыпучих материалов. включающий цилиндрический

35 которого равен диаметру цилиндрического кожуха 6. Конусообразная воронка 17 уста новлена через виброизолирующий элемент

30 и разъемно. Виброизолирующий элемент

30 установлен в проточках. выполненных во фланцах переходного элемента 29 и опорной площадки 28. 1 з,п. ф-лы, 6 ил, кожух и расположенный в нем транспортирующий винт, загрузочную камеру, выполненную в виде круговой конусообразной воронки, охватывающей нижнюю часть кожуха и открытый загрузочный участок винта, выгрузное устройство и привод, В таких конвейерах подача материала к загрузочной части винта осуществляется по всему его периметру, что способствует улучшению заполнения винта и повышению и роизводител ь ности кон вейера. По сра внению с односторонней загрузкой через окно в кожухе круговая загрузочная камера при небольшой частоте вращения винта позволяет увеличить производительность конвейера в 1,5-2,0 раза.

Круговая загрузочная камера обеспечивает удовлетворительное заполнение конвейера без использования сложных питателей с индивидуальным приводом, Это позволяет существенно упростить и удешевить конструкцию вертикальных винтовых конвейеров. Однако при увеличении диаметра и частоты вращения винта последний за счет сил внутреннего трения и центробежных сил в сыпучем материале, заполняющем винт, вовлекает в круговое движение пограничный слой материала в круговой камере, примыкающей к винту, а в некоторых случаях (при небольших размерах круговой камеры и хорошо сыпучем грузе) раскручивает весь материал, находящийся в камере. Действующие во вращающейся массе материала центробежные силы препятствуют поступлению материала из загрузочной камеры к винту, при этом материал, поступивший к винту, частично сбрасывается с него обратно в загрузочную камеру. Все это приводит к резкому снижению заполнения винта, в результате чего в быстроходных конвейерах с круговой загрузочной камерой их производительность не превышает 30 — 50 от максимально возможного значения. При этом на вращение значительной массы заполняющего камеру материала, не вызванное физической необходимостью протекания процесса загрузки винта, затрачивается

1720961

55

10

20

30

40

45 энергия, не совершающая полезной работы, что приводит к существенному повышению энергоемкости и снижению коэффициента полезного действия вертикального винтового конвейера.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является винтовой конвейер для вертикального транспортирования сыпучих материалов, включающий цилиндрический кожух и расположенный в нем транспортирующий винт, загрузочную камеру в виде круговой конусообразной воронки, охватывающей нижнюю часть кожуха и открытый загрузочный участок винта, разгрузочный патрубок и привод, Конусообразная воронка снабжена вертикальными перегородками, равномерно закрепленными по окружности между внутренней поверхностью конусообразной воронки и поверхностью, охватывающей наружные кромки открытого участка винта, при этом кожух снабжен цилиндрическим патрубком с прорезями, охватывающим кожух, в прорезях цилиндрического патрубка пропущены перегородки. а указанный патрубок установлен с возможностью перемещения относительно кожуха в осевом направлении и фиксации в крайних и промежуточных положениях, обеспечивающих частичное или полное перекрытие открытого загрузочного участка винта конвейера, Перегородки могут быть выполнены в виде участков винтовой поверхности с прямолинейными или криволинейными образующими, расположенными под углом к радиусу загрузочной камеры с наклоном образующей в сторону, противоположную вращению винта .

Рациональная организация потока сыпучего материала из периферийной зоны загрузочной камеры к винту с помощью перегородок специальной формы позволяет повысить коэффициент заполнения вертикального винтового конвейера и, следовательно, повысить его производительность, Однако перегородки, выполненные в виде участков винтовой поверхности, разделяющие конусообразную круговую воронку на отдельные секции с охватом по винтовой линии наружных кромок открытого загрузочного участка винта, причем с противоположным направлением навивки по отношению к винту, образуют пространственный лабиринт, что, в свою очередь, препятствует равномерному распространению материала в емкости загрузочной камеры, в частности при односторонней ее загрузке.

Особенно это характерно при работе винтового конвейера с плохосыпучим материалом, склонным к налипанию и слеживанию..

При этом в угловых полостях, в местах соединения перегородок с поверхностью конусообразной воронки, образуются застойные зоны, в которых накапливается материал, последний под действием напорного усилия винта напрессовывается и уплотняется; материал со временем слеживается, а укаэанные полости эаштыбовы ваются. В результате этого уменьшается объем загру.зочной воронки. и, следовательно, площадь проходного сечения секций между перегородками. Проход материала к винтам винта становится затруднительным, особенно в нижней его части, что уменьшает заборную способность конвейера и снижает эффективность его работы.

Доступ к полостям, образованным криволинейными поверхностями перегородок и витками загрузочного участка винта, направленными в противоположные стороны, также затрудняется, что усложняет процесс удаления оставшегося материала

В указанной конструкции загрузочного устройства внутренняя кромка перегородок совпадает с наружной образующей цилиндрического кожуха конвейера и соединена с ним в верхней части. При таком расположении внутренней вертикальной кромки перегородок заборной части образуется кольцевой зазор, равный толщине кожуха и зазору между внутренним диаметром кожуха и диаметром винта. При вращении заборной части винта.его кромки вовлекают в круговое вращение материал в указанном зазоре, что снижает эффект заполнения межвиткового пространства винта эа счет частичного сбрасывания вращающегося в зазоре материала под действием центробежных сил обратно в загрузочную камеру.

Изготовление перегородок загрузочной камеры, выполненных в виде участков винтовых поверхностей, требует специального оборудования.

Цель изобретения — повышение производительности путем повышения заборной способности винта.

Поставленная цель достигается тем, что транспортирующий винт снабжен кольцевым элементом, который соединен с другим концом вертикально расположенных перегородок соосно с транспортирующим винтом с образованием открытого загрузочного участка винта и выполнен высотой, равной отношению шага винтовой линии к числу заходов закрытого загрузочного участка транспортирующего винта.

Продольные кромки вертикальных перегородок образуют внутреннюю поверхность, диаметр которой равен внутреннему

1720961

8 диаметру кольцевого элемента, конусообразная воронка снабжена вибратором и закреплена на опорной площадке привода с помощью виброизолирующего элемента.

На фиг. 1 показан вертикальный винтовой конвейер, общий вид; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг.

2; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 2; на фиг.

5 и 6 — загрузочная камера с цилиндрическим патрубком, установленным в крайнем нижнем положении, продольный разрез.

Винтовой конвейер для вертикального транспортирования сыпучих материалов состоит из нижней 1, средней 2 и верхней 3 секций, переходного элемента 4, соединяющего секции конвейера, и привода 5. Нижняя секция 1 конвейера содержит цилиндрический кожух 6, соосный с ним транспортирующий винт 7, загрузочную камеру 8 и портал 9, несущий конструктивные элементы конвейера, закрепленный на опорной раме 10. Средняя секция 2 содержит цилиндрический кожух 11 и соосный с ним транспортирующий винт 12. Верхняя секция 3 конвейера содержит цилиндрический кожух 13, соосный с ним транспортирующий винт 14, выгрузочной элемент 15 и верхнюю опору 16.

Загрузочная камера вертикального винтового конвейера состоит из конусообразной воронки 17, охватывающей открытый загрузочный участок винта 7 и нижний участок цилиндрического кожуха 6. Конусообразная воронка закреплена соосно с винтом и кожухом конвейера, при этом верхняя кромка 18 конусообразной воронки расположена выше нижней кромки 19 кожуха 6. В пространстве между конусообразной круговой воронкой и открытым загрузочным участком винта 7 равномерно расположены вертикальные перегородки 20, разделяющие загрузочную камеру на отдельные секции.

Вертикальные перегородки одними концами жестко закреплены на цилиндрическом кожухе 6, а другими концами соединены с соосно установленным в конусообразной воронке кольцевым элементом 21, охватывающим октрытый загрузочный участок винта 7. При этом продольные кромки 22 вертикальных перегородок, обращенные к винту, и внутренний диаметр кольцевого элемента 21 расположены в зазоре между поверхностью, охватывающей наружные кромки открытого учстка винта 7, и внутренним диаметром цилиндрического кожуха 6. Вертикальные перегородки между нижней кромкой 19 цилиндрического кожуха и верхней кромкой 23 кольцевого элемента 21 образуют радиальстка винта 7. Высота Н кольцевого элемента

21 по крайней мере должна быть равна или больше отношения шага винтовой линии Т к числу заходов Z открытого участка винта в

15 загрузочной его части, т.е. Н > —.

Т

Привод конвейера 5 включает электродвигатель 26, которой через центробежную муфту соединен с одноступенчатым редук20

5

55 но расположенные окна 24 для прохода сыпучего материала в межвитковое пространство винта 7 в центральной зоне загрузки круговой конусообразной воронки. Нижняя кромка 25 кольцевого элемента и примыкающие к нему вертикальные перегородки 20, в свою очередь, имеют с внутренней поверхностью конусообразной воронки кольцевой зазор для свободного прохода материала к нижним виткам открытого учатором, полый выходной вал которого через шлицевое соединение передает. крутящий момент винту 7 конвейера.

Конусообразная круговая воронка 17 снабжена вибратором 27 и установлена на опорной площадке 28 привода конвейера 5 через переходной элемент 29, цилиндриче-, ская обечайка которого охватывает концевую часть открытого загрузочного участка винта 7, при этом внутренний диаметр обечайки равен внутреннему диаметру цилиндрического кожуха 6 конвейера, Конусообразная воронка установлена на опорной площадке 28 привода через виброизолирующий элемент 30 с возможностью разьема ее относительно опорной площадки, Виброизолирующий элемент установлен в проточках, которые выполнены во фланцах переходного элемента 29 конусообразной воронки и опорной площадки 28 привода конвейера, Кожух 6 конвейера в нижней части дополнительно снабжен цилиндрическим патрубком 31, охватывающим кожух с его наружной стороны. Патрубок 31 закреплен на кожухе подвижно в осевом направлении и может частично или полностью перекрывать открытый загрузочный участок винта 7.

Для этого патрубок снабжен прорезями 32, которыми он скОльзит по вертикальным перегородкам 20 как по направляющим. Патрубок может быть закреплен в любом положении относительно кожуха с помощью известных фиксирующих устройств (не показаны}.

Конвейер работает следующим образом, Сыпучий материал посредством перегрузочных устройств подается в загрузочную камеру 8 нижней секции 1 конвейера, выполненную в виде круговой конусообраз1720961

20

30

40

50

55 ной воронки 17, где материал подхватывается открытым загрузочным участком винта

7, переходит на основной участок винта и транспортируется вверх к переходному элементу 4.. Пройдя переходной элемент 4, соединяющий соседние секции, сыпучий материал поступает в следующую секцию 2 конвейера, транспортируется винтом 12 этой секции далее через переходной элемент 4 в верхнюю секцию 3 конвейера, где транспортируется винтом 14 этой секции к выгрузному элементу 15 и затем выводится за пределы конвейера.

Формирование движущегося вверх потока материала осуществляется нижними витками винта 7, охватываемыми обечайкой

29, за счет минимального зазора между внутренней поверхностью указанной цилиндрической обечайки и наружной поверхностью вращающегося винта, а в результате направления ссыпающегося по наклонным стенкам бункера материала в межвиткбвбб пространство винта в зоне перехода конусообразной воронки 17 в цилиндрическую обечайку 29 происходит повышение забора материала винтом.

Материал, транспортируемый нижними витками вверх, проходя через кольцевой элемент 21, попадает в замкнутый объем, образованный внутренней его поверхностью и крайними точками винтовой поверхности винта, шаг которого равен или меньше высоты кольцевого элемента.

Под воздействием центробежных сил материал уплотняется, а за счет повышенного коэффициента трения на внутренней стенке кольцевого элемента и низкого на поверхности винта, получает большую скорость, чем на открытом участке винта. Уплотненный, с большей скоростью материл, воздействуя на материал, поступающий в межвитковое пространство винта 7 через окно 24, способствует его продвижению вверх вдоль оси вращения винта.

Сыпучий материал, заполняющий межвитковое пространство винта 7, вращается вместе с ним. При этом винт за счет возникновения тангенциальных сил, воздействующих на материал, стремится вовлечь в круговое движение пограничный слой материала в загрузочной камере, примыкающей к винту. Действующие при этом центробежные силы препятствуют поступлению материала из загрузочной камеры к винту.

Перегородки 20, внутренние кромки 22 которых расположены в зазоре между внутренним диаметром кожуха 6 и наружным диаметром винта 7, препятствуют вращению материала, который под воздействием витков винта поднимается.

Выброс материала под воздействием центробежных сил из межвиткового пространства ограничивается действием кругового давления на материал, образуемого внутренней поверхностью конусообразной воронки 17 под воздействием гравитационных сил материала, поступающего с периферии загрузочной камеры.

При работе со слабосыпучим материалом для улучшения работы загрузочной камеры 8 включается вибратор 27, установленный на конусообразной круговой воронке 17, которая, в свою очередь, установлена на опорной площадке 28 привода 5 через виброизолирующий элемент

30. За счет эластичности виброизолирующий элемент 30 позволяет воронке 17 совершать колебательные .движения .для интенсификации истечения материала и увеличения его объемной массы, что способствует заполнению межвиткового пространства и, следовательно, увеличивает и роизводител ь ность кон вейера в целом.

Виброизолирующий элемент 30 предохраняет металлоконструкцию конвейера от вибрации загрузочной камеры и через ripoточки во фланцах переходного элемента 29 и опорной площадки 28 центрирует загрузочную камеру и переходной элемент 29 относительно оси вращения винта 7.

По окончании подачи сыпучего материала в загрузочную камеру конвейера уровень материала в конусообразной воронке начинает падать и в некоторый момент достигает уровня нижней кромки кожуха.

Дальнейшее падение уровня материала приводит к тому, что между нижней кромкой кожуха и верхним уровнем оставшегося материала образуется зазор, в который поступивший на винт материал, не дойдя до кожуха, опять выбрасывается в камеру приемного устройства, поэтому при некотором определенном уровне материала s загрузочном устройстве его транспортирование прекращается.

Чтобы выбрать оставшийся материал, цилиндрический патрубок 31 (фиг. 2, 5 и 6) постепенно опускают, перекрывая образовавшийся зазор между нижней кромкой патрубка и уровнем материала, оставшимся в загрузочной камере конвейера.

Цилиндрический патрубок 31 может быть использован также для регулирования производительности вертикального винтового конвейера и потребляемой им мощности в зависимости от вида перегружаемого материала и его агрегатного состояния, а также в случае эксплуатационной и технологической необходимости при нестационарных режимах работы. Это регулирование

1720961

12 осуществляется путем перемещения цилиндрического патрубка по высоте и крепления его с помощью фиксаторов а любом требуемом положении, в результате. чего происходит изменение длины открытого загрузочного участка, пропорциональное. этой длине изменение подачи сыпучего материала к винту, э следовательно, производительности конвейера и потребляемой их

МОЩНОСТИ.

Формула изобретения

1. 8ертикэльный винтовой конвейер для транспортирования сыпучих материалов, включающий загрузочную камеру в ви.де конусообразной воронки, установленную на опорной площадке привода.и охватывающую нижнюю часть. цилиндрического кожуха, в которой размещен транспортирующий винт, цилиндрический патрубок, установленный на цилиндрическом кожухе с возможностью продольного:перемещения и фиксации и имеющий прорези, в которых размещены вертикально расположенные перегородки, прикрепленные Одними концами к цилиндрическому кожуху и образующие радиально расположенные окна, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения

5 производительности путем повышения заборной способности винта, он снабжен кольцевым элементом, который прикреплен к другим, концам вертикально расположенных перегородок соосно с транспортирую10 щим .винтом с образованием открытого загрузочного участка винта и выполнен высотой, равной отношению шага винтовой линии к числу заходов открытого загрузочного участка транспортирующего винта, при

15 этом продольные кромки вертикальных.перегородок образуют внутреннюю поверхность, диаметр которой равен внутреннему . диаметру кольцевого элемента.

2. Конвейерпоп. 1, отл и ча ю щийс я

20 тем, что конусообразная воронка снабжена . вибратором и закреплена на опорной площадке привода с помощью виброизолирующего элемента.

1720961

1720961

1720961

Составитель Л.Лобанова

Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле

Редактор В,Петраш

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

Заказ 922 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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