Бункер-питатель

 

Изобретение относится к области переработки изношенных и некондиционных автомобильных шин и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где перерабатываются полимерные порошки и гранулы. Бункер-питатель включает цилиндрический корпус с несколькими люками для выгрузки, плоское днище, крышку, придонный активатор с конусным растекателем и приводом. Придонный активатор выполнен в виде центрального диска с закрепленными по периферии по касательным к нему лопастями. Конусный растекатель выполнен отдельно от активатора и закреплен стационарно на крышке или корпусе бункера с гарантированным зазором между верхней плоскостью центрального диска и нижней плоскостью основания конусного растекателя. Величина диаметра центрального диска выполнена 0,4-0,6 от внутреннего диаметра корпуса бункера. Диаметр основания конусного растекателя выполнен 1,0-1,1 от диаметра диска активатора. Зазор между верхней плоскостью центрального диска и нижней плоскостью основания конусного растекателя выполнен 0,02-0,1 от диаметра диска активатора. Угол при вершине конусного растекателя 45-70^o. Высота лопастей составляет 0,3-0,5 от высоты выгрузочных люков. Бункер надежен в эксплуатации и прост в изготовлении. 2 ил.

Изобретение относится к переработке изношенных и некондиционных автомобильных шин и может быть использовано также в различных областях промышленности, в которых перерабатываются и применяются полимерные порошки и гранулы.

Известны различные бункеры, применяемые в технологиях химического, пищевого, строительного производства в качестве накопительных и расходных емкостей. Из бункеров, загруженных предварительно сырьем в виде порошка или гранул, различными питателями или дозаторами компоненты подаются, например, в смеситель для приготовления заданной композиции, затем готовый продукт подается в общий бункер, из которого проводят расфасовку в тару для дальнейшей отправки к потребителю [1]. Такие бункеры предназначены для хранения и накопления сыпучих полимерных продуктов. Бункер состоит из цилиндрического корпуса, крышки и конического днища. Коническое, сужающееся книзу днище оканчивается люком, через который производится выгрузка накопленного в бункере сыпучего материала. Некоторые типы таких бункеров снабжены устройством для аэрационного разрушения свода материала и обеспечения устойчивой выгрузки материала из бункера.

Известны [2] бункеры-питатели с механическими ворошителями. Ворошители предназначены для удобства выгрузки переработанного материала из бункера и имеют различную конструкцию. Такие бункеры-питатели имеют обычно корпус в виде конуса с плоской крышкой. Внутри корпуса расположен вращающийся вертикальный вал с лопастями различного вида: плоскими, штыревыми, винтовыми, в виде ленточного шнека и т.д. Такие бункеры-питатели предназначены для выдачи продукта через один люк в нижней части конусного корпуса.

Недостатком указанных бункеров-питателей является наличие, как правило, одного люка для разгрузки.

Однако иногда возникает необходимость разгрузки продуктов производства одновременно в несколько емкостей. В связи с этим возникает необходимость сооружения в конструкции бункеров нескольких разгрузочных люков. Для вышеописанных бункеров выполнение такой задачи, без значительного усложнения конструкции, невозможно. В некоторых случаях это возможно только с применением дополнительного оборудования, выполняющего распределение материала из бункера по нескольким независимым потокам, что связано с увеличением трудоемкости, стоимости как изготовления, так и эксплуатации оборудования.

Таким образом, основными недостатками бункеров известных конструкций [1, 2] являются наличие одного выгрузочного люка, наличие конусного днища, что приводит к уменьшению полезного объема бункера.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является бункер [3], предназначенный для накопления и раздачи гранулированных материалов, типа резиновой крошки, различного фракционного состава: от крупной крошки с размерами частиц до 15 мм, до мелкого резинового порошка, содержащего частицы от 0,2 до 1,0 мм.

Бункер (фиг.1) имеет цилиндрический корпус 1 с плоским днищем 9 и крышкой 2. Бункер установлен на раме 5. Внутри бункера над днищем 9 смонтирован с возможностью вращения придонный активатор 3 в виде диска. Сверху на диске активатора 3 закреплены в центре конус 6, а на периферии - несколько лопастей 7. Активатор 3 приводится во вращение с помощью привода 4. По диаметру вращающийся диск активатора 3 уплотняется относительно внутренней цилиндрической поверхности корпуса бункера уплотнительным кольцом 11, которое жестко закреплено в нижней части корпуса бункера и свободно лежит на периферии диска активатора. Диаметр диска активатора 3 близок к внутреннему диаметру корпуса бункера и составляет 0,94...0,96 от диаметра корпуса. Уплотнительное кольцо выполняется из листовой резины, прорезиненного полотна или подобных им материалов. При наличии в бункере резиновой крошки или другого сыпучего материала гибкое уплотнительное кольцо прижимается к диску активатора и уплотняет подвижный стык между диском активатора 3 и корпусом 1 бункера. Вал активатора проходит через днище 9 и герметизируется уплотнением 10. Для одновременной выдачи продукта из бункера нескольким потребителям в нижней части корпуса 1 на вертикальной поверхности может быть выполнено необходимое количество люков. Обычно их количество не превышает четырех. Люки имеют задвижки 8. При необходимости любая из задвижек или несколько задвижек открывают и ведут одновременную выгрузку материала несколькими потоками в несколько точек технологической линии. Например, один люк открывают для заполнения крошки, как готовой продукции, в тару, другой люк открывают и идет непрерывная выгрузка в технологическую линию для доизмельчения крошки, третий люк открывают для запитки смесителя, где готовится необходимая композиция. Таким образом, при вращении активатора 3 происходит одновременная выдача резиновой крошки сразу нескольким потребителям. Конусный растекатель 6 служит для направления порошка к периферии корпуса 1, чтобы облегчить его выход через выгрузочные люки.

Однако в процессе эксплуатации выявлен ряд недостатков этого бункера.

Во-первых, из-за давления столба материала, например резиновой крошки, и трения его о поверхность активатора необходимо затрачивать значительную часть мощности привода при его вращении.

Во-вторых, при такой конструкции активатора для обеспечения качественного уплотнения зазора между диском активатора и цилиндрической поверхностью корпуса, за счет уплотнительного кольца 11, необходимо при изготовлении бункера обеспечить минимальное биение горизонтальной поверхности диска активатора как по вертикали, так и в горизонтальном радиальном направлении в пределах от 2 мм до 5 мм при диаметре корпуса бункера 1600 мм. В реальных условиях это биение достигает и по вертикали, и по горизонтали до 20 мм, так как более точное изготовление резко повышает стоимость этого узла. Кроме того, уплотнительное кольцо быстро изнашивается и выходит из строя. В результате, уплотнительный узел работает очень неэффективно. Резиновая крошка набивается под диск активатора и заполняет полость между днищем и диском, еще более затрудняя дальнейшее вращение активатора. Кроме того, в этой зоне остается до 80 кг крошки, которую можно выгрузить, только разобрав бункер и сняв активатор.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности и экономичности бункера-питателя, а также снижение трудоемкости при его изготовлении.

Технический результат достигается тем, что в бункере-питателе, включающем цилиндрический корпус с несколькими люками для выгрузки, плоское днище, крышку, придонный активатор с конусным растекателем и приводом, придонный активатор выполнен в виде центрального диска с закрепленными по периферии, по касательным к нему, лопастями, а конусный растекатель выполнен отдельно от активатора и закреплен стационарно на крышке или корпусе бункера с гарантированным зазором между верхней плоскостью центрального диска и нижней плоскостью основания конусного растекателя, при этом величина диаметра центрального диска выполнена в интервале значений от 0,4 до 0,6 от внутреннего диаметра корпуса бункера, диаметр основания конусного растекателя выполнен в интервале значений от 1,0 до 1,1 от диаметра диска активатора, зазор между верхней плоскостью центрального диска и нижней плоскостью основания конусного растекателя выполнен в интервале значений от 0,02 до 0,1 от диаметра диска активатора, угол α при вершине конусного растекателя выполнен в пределах 45...70^o, высота лопастей выполнена в интервалах значений от 0,3 до 0,5 от высоты выгрузочных люков.

А именно, технический результат достигается изменением конструкции придонного активатора. Диаметр диска активатора уменьшается до размеров, равных 0,4-0,6 от размера внутреннего диаметра корпуса бункера. Лопасти активатора располагают не на верхней поверхности диска, как у прототипа, а по касательной снаружи цилиндрической части диска, доводя диаметр зоны воздействия активатора за счет лопастей до 0,94-0,96 диаметра корпуса бункера. Конусный растекатель, являющийся в прототипе частью активатора, в предлагаемом изобретении отделен от него и закреплен на специальной штанге к крышке бункера, или на спицах - растяжках к корпусу бункера. При этом зазор между верхней плоскостью диска активатора и нижней плоскостью основания конусного растекателя устанавливается в пределах 0,02-0,1 от диаметра диска активатора, а диаметр основания конусного растекателя выполняется в пределах 1,0-1,1 от диаметра диска активатора. Установленный таким образом конусный растекатель снижает давление, образованное загруженным материалом на активатор, и снижает потребляемую при его вращении мощность привода.

Наличие лопастей, высота которых равна 0,3-0,5Н, где Н - вертикальный размер выгрузочных люков, обеспечивает надежную выгрузку материала из бункера через любой из люков, расположенных в нижней части цилиндрического корпуса бункера. При такой конструкции активатора исключается гибкое уплотнительное кольцо. Остается только уплотнение по валу, которое и обеспечивает герметичность между вращающимся приводным валом активатора и неподвижным днищем бункера. Исключение уплотнительного кольца также снижает сопротивление вращению активатора, упрощает конструкцию, повышает надежность и снижает расходы на эксплуатацию бункера.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 схематично изображен бункер, принятый за прототип.

На фиг.2 изображен предлагаемый бункер-питатель.

Бункер-питатель (фиг. 2) состоит из цилиндрического корпуса 1 с плоским днищем 9 и плоской крышкой 2. Бункер-питатель установлен на раме 5. Внутри бункера-питателя непосредственно над днищем 9 смонтирован с возможностью вращения, придонный активатор 3, который приводится во вращение приводом 4. Активатор 3 состоит из центрального диска 12, закрепленного на валу привода, и прикрепленных к диску по периферии нескольких лопастей 7. Диаметр центрального диска 12 равен 0,4-0,6 D_k, где D_k - внутренний диаметр корпуса бункера. Лопасти 7 представляют собой пластины, приваренные к центральному диску 12 по касательной. Над центральным диском 12 с помощью штанги 11 на крышке 2 неподвижно укреплен конусный растекатель 6. Растекатель 6 может быть закреплен не на крышке, а на корпусе 1 с помощью спиц-растяжек. Диаметр нижнего основания конусного растекателя Dp равен 1,0-1,1Dд, где Dд-диаметр центрального диска 12 активатора 3. Между нижним основанием конуса и верхней плоскостью центрального диска активатора расположен гарантированный зазор 6, равный 0,02-0,1 Dд. Вал активатора проходит через днище 9 и герметизируется уплотнением 10. Угол α при вершине конусного растекателя выбирается в пределах 45...70^o в зависимости от сыпучести материала. Для выдачи материала одновременно предусмотрено два или более люка, которые расположены в непосредственной близости от днища 9. Люки имеют задвижки 8.

Бункер-питатель работает следующим образом.

Материал, например резиновая крошка, загружают в бункер-питатель через люк в крышке 2. При необходимости выгрузки крошки из бункера-питателя на расфасовку или на дальнейшую переработку открывают задвижки 8 на нужном количестве люков и включают привод активатора 3. Направление вращения показано стрелкой на сечении А-А (фиг.2). При таком направлении вращения лопасти 7 перемещают материал от центра к периферии корпуса бункера-питателя, подавая его к люкам и обеспечивая его полную выгрузку. При этом конусный растекатель 6 также помогает cтеканию материала в нижней части бункера к его периферии, где расположены разгрузочные люки. Растекатель 6 служит также для частичной разгрузки активатора 3 от давления, вызванного загруженным материалом. Наличие отдельных лопастей исключают необходимость вращать весь столб находящегося в бункере материала, что, наряду с наличием конусного растекателя 6, значительно снижает потребляемую мощность при вращении активатора 3.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить надежность и экономичность бункера-питателя за счет снижения его энергопотребления и трудоемкости при обслуживании.

Бункер-питатель может быть использован в тех областях промышленности, в которых перерабатываются и применяются полимерные порошки и гранулы, например в технологиях химического, пищевого, строительного производства в качестве накопительных и расходных емкостей.

Устройство прошло испытания в опытно-промышленных условиях, где подтвердились его высокая надежность и эффективность.

Идет подготовка к серийному производству.

Источники информации.

1. Каталог "Объемные питатели и бункера". ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, М., 1991 г.

2. Е.Б. Карпин. Расчет и конструирование весоизмерительных механизмов и дозаторов. Машгиз, М., 1963 г., стр.68.

3. Бункер Б-1600 черт. КПСШ1.02 разработка фирмы РИЦ "Росполимер". М., 1992 г.

Формула изобретения

Бункер-питатель, включающий цилиндрический корпус с несколькими люками для выгрузки, плоское днище, крышку, придонный активатор с конусным растекателем и приводом, отличающийся тем, что придонный активатор выполнен в виде центрального диска с закрепленными по периферии по касательным к нему лопастями, а конусный растекатель выполнен отдельно от активатора и закреплен стационарно на крышке или корпусе бункера с гарантированным зазором между верхней плоскостью центрального диска и нижней плоскостью основания конусного растекателя, при этом величина диаметра центрального диска выполнена в интервале значений от 0,4 до 0,6 от внутреннего диаметра корпуса бункера, диаметр основания конусного растекателя выполнен в интервале значений от 1,0 до 1,1 от диаметра диска активатора, зазор между верхней плоскостью центрального диска и нижней плоскостью основания конусного растекателя выполнен в интервале значений от 0,02 до 0,1 от диаметра диска активатора, угол при вершине конусного растекателя выполнен в интервалах значений от 45 до 70^o, высота лопастей выполнена в интервалах значений от 0,3 до 0,5 от высоты выгрузочных люков.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 20.11.2007

Извещение опубликовано: 27.06.2009        БИ: 18/2009

---