Устройство для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих сосудов

 

Изобретение относится к средствам для загрузки бункеров и силосов сыпучими материалами. Устройство содержит загрузочную воронку, вертикальный вал, установленный по оси воронки, диск на нижнем конце вала, кольцевые тарелки, коаксиально расположенные вдоль вала и выполненные с внешними диаметрами и диаметрами их центральных отверстий, увеличивающимися в направлении от диска к воронке, и опоры, жестко соединяющие тарелки, и диск, который имеет диаметр, меньший внешнего диаметра нижней тарелки. Каждая тарелка оснащена заслонками для изменения формы и/или диаметра ее центрального отверстия. Диск и периферийные части тарелок выполнены перфорированными. Верхние поверхности диска и этих частей тарелок выполнены с направляющими козырьками, расположенными у отверстий перфорации. Внутренний диаметр перфорированной части каждой из тарелок равен внешнему диаметру нижерасположенной кольцевой тарелки. Внутренний диаметр периферийной части нижней тарелки равен внешнему диаметру диска. Тарелки и диск могут быть выполнены с конической верхней поверхностью, наклонной к внешней кромке. Отверстия перфорации диска и тарелок выполнены уменьшающимися в направлении от верхней тарелки к диску. Изобретение обеспечивает повышение равномерности заполнения сыпучим материалом вертикально стоящего сосуда путем распределения сыпучего материала по всему поперечному сечению сосуда в виде сплошного дождевого потока. 6 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к средствам, предназначенным для погрузочных работ, связанных с сыпучими материалами, и может быть использовано при загрузке бункеров или силосов любыми сыпучими материалами.

Известно устройство для распределения сыпучего материала в резервуаре, содержащее загрузочный бункер для сыпучего материала, вертикально расположенный разгрузочный желоб равномерного поперечного сечения, выходящий из бункера, и вал, вращаемый электродвигателем и проходящий вдоль вертикальной оси разгрузочного желоба, при этом к валу группами, расположенными на разной высоте, присоединено несколько относительно легких отражательных пластин, которые размещены ниже выпускного отверстия разгрузочного желоба, а в последнем установлена решетка, регулирующая скорость подачи сыпучего материала из загрузочного бункера через разгрузочный желоб на отражательные пластины (US 4306829 А, 22.12.1981).

При работе этого известного устройства, т.е. при вращении вала электродвигателем, отражательные пластины, поворачиваясь на валу, за счет действия центробежных сил отклоняются из опущенного вниз положения в положение под углом к оси вала, в котором они выступают наружу относительно сечения выпускного отверстия разгрузочного желоба, при этом отражательные пластины сталкиваются с потоком сыпучего материала, выходящего из выпускного отверстия, и распределяют сыпучий материал по площади резервуара.

Недостатки этого известного устройства заключаются в сложности его конструкции и высоких требованиях к точности изготовления его деталей, например отражательных пластин, расположенных на одной высоте, которые должны иметь одинаковые размеры и массу для обеспечения их равномерной отражательной способности, а также в низкой эффективности и неравномерности распределения сыпучего материала по площади резервуара, поскольку часть этого материала беспрепятственно просыпается между пластинами, не сталкиваясь с ними.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих сосудов, преимущественно круглого поперечного сечения, содержащее загрузочную воронку, вертикальный вал, кинематически связанный с приводом его вращения и установленный по оси загрузочной воронки, диск, жестко закрепленный на нижнем конце вала, 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 нижней тарелки (DЕ 2703329 А, 22.12.1981).

Вышеописанное известное устройство простое по конструкции, несложное в изготовлении, надежное и удобное в эксплуатации. Однако недостаток данного устройства состоит в низкой эффективности его работы в связи с невысокой равномерностью заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих сосудов, 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 стоящего сосуда.

Задачей настоящего изобретения является повышение равномерности заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих сосудов путем распределения сыпучего материала по всему поперечному сечению вертикально стоящего сосуда в виде сплошного дождевого потока при сохранении простоты конструкции и изготовления, надежности и удобства в эксплуатации используемого для этого устройства.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих сосудов, преимущественно круглого поперечного сечения, содержащем загрузочную воронку, вертикальный вал, кинематически связанный с приводом его вращения и установленный по оси загрузочной воронки, диск, жестко закрепленный на нижнем конце вала, 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 нижней тарелки, согласно изобретению каждая кольцевая тарелка оснащена заслонками, установленными с возможностью их регулируемого перемещения вдоль поверхности этой тарелки для изменения формы и/или диаметра ее центрального отверстия, при этом и кольцевые периферийные части тарелок выполнены перфорированными, а верхние поверхности диска и кольцевых периферийных частей тарелок выполнены с направляющими козырьками, расположенными у отверстий перфорации диска и тарелок со стороны, обращенной к внешней кромке диска или соответствующей тарелки.

В предпочтительном варианте конструктивного выполнения предлагаемого устройства внутренний диаметр перфорированной кольцевой периферийной части каждой из тарелок, кроме нижней из них, равен внешнему диаметру нижерасположенной кольцевой тарелки, а внутренний диаметр перфорированной кольцевой периферийной части нижней тарелки равен внешнему диаметру диска.

В наиболее предпочтительном варианте конструктивного выполнения предлагаемого устройства заслонки установлены на нижних поверхностях тарелок.

Каждая кольцевая тарелка и диск могут быть выполнены с конической верхней поверхностью, наклонной к внешней кромке тарелки или диска.

Отверстия перфорации диска и кольцевых периферийных частей тарелок могут быть выполнены с размерами, уменьшающимися в направлении от верхней тарелки к диску.

В преимущественном варианте конструктивного выполнения предлагаемого устройства привод выполнен с возможностью регулирования скорости вращения вала, а опоры выполнены с возможностью фиксируемого изменения их высоты для регулирования величин интервалов между кольцевыми тарелками и между нижней из них и диском.

В качестве загрузочной воронки может быть использовано соответствующее направляющее загружаемый сыпучий материал стационарное приспособление вертикально стоящего сосуда.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано устройство для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих сосудов, продольный разрез по вертикальной оси, на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Устройство для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих сосудов, преимущественно круглого сечения, содержит загрузочную воронку 1 и вертикальный вал 2, кинематически связанный с приводом (на чертеже не показан) его вращения и установленный по оси загрузочной воронки 1. Привод целесообразно выполнить с возможностью регулирования скорости вращения вала 2.

На нижнем конце вала 2 жестко закреплен диск 3, а вдоль вала 2 коаксиально расположены кольцевые тарелки 4, которые размещены с интервалами между ними по высоте и выполнены с внешними диаметрами и диаметрами их центральных отверстий 5, увеличивающимися в направлении от диска 3 к загрузочной воронке 1. Соседние кольцевые тарелки 4 жестко соединены между собой по меньшей мере тремя опорами 6, а нижняя кольцевая тарелка 4 также по меньшей мере тремя опорами 6 жестко соединена с диском 3, который выполнен с диаметром, меньшим внешнего диаметра нижней тарелки 4. Опоры 6 целесообразно выполнить раздвижными, т.е. с возможностью фиксируемого изменения их высоты для регулирования величин интервалов между кольцевыми тарелками 4 и между нижней из них и диском 3.

Каждая кольцевая тарелка 4 оснащена заслонками 7, установленными преимущественно на нижней поверхности тарелки 4 с возможностью их регулируемого перемещения вдоль этой поверхности тарелки 4 для изменения формы и/или диаметра ее центрального отверстия 5. Для регулируемого перемещения заслонки 7 может быть использован винт 8, ввернутый в резьбовое отверстие, выполненное в планке 9, жестко закрепленной на нижней поверхности кольцевой тарелки 4, при этом конец винта 8 запрессован с возможностью вращения в задней части заслонки 7 (см. фиг.2).

В качестве заслонок 7 может быть использован ряд относительно тонких серповидных пластинок (лепестков), соединенных двумя кольцами: с одной стороны неподвижным, а с другой - подвижным кольцом, при повороте которого пластинки сходятся, образуя круглое отверстие меньшего диаметра, т.е. конструкция, аналогичная конструкции фотографической диафрагмы - устройства для изменения светопропускающего отверстия объектива фотоаппарата.

Диск 3 и кольцевые периферийные части 10 тарелок 4 выполнены перфорированными, а верхние поверхности диска 3 и кольцевых периферийных частей 10 тарелок 4 выполнены с направляющими козырьками 11, расположенными у отверстий перфорации диска 3 и тарелок 4 со стороны, обращенной к внешней кромке диска 3 или соответствующей тарелки 4.

Направляющие козырьки 11 могут быть выполнены вертикальными, а также изогнутыми или наклонными, причем в последних двух случаях козырьки 11 должны быть обращены к валу 2.

Внутренний диаметр перфорированной кольцевой периферийной части 10 каждой из тарелок 4, кроме нижней из них, равен внешнему диаметру нижерасположенной кольцевой тарелки 4, а внутренний диаметр перфорированной кольцевой периферийной части 10 нижней тарелки 4 внешнему диаметру диска 3.

Отверстия перфорации диска 3 и кольцевых периферийных частей 10 тарелок 4 могут иметь любую форму и выполнены с размерами, уменьшающимися в направлении от верхней тарелки 4 к диску 3.

Каждая кольцевая тарелка 4 и диск 3 могут быть с конической верхней поверхностью, наклонной к внешней кромке тарелки 4 и диска 3.

В качестве загрузочной воронки 1 может быть использовано соответствующее направляющее загружаемый сыпучий материал стационарное приспособление вертикально стоящего сосуда 12, например его приемный бункер.

Устройство для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих сосудов, преимущественно круглого поперечного сечения, работает следующим образом.

Учитывая вид и свойства сыпучего материала, загружаемого в вертикально стоящий сосуд 12, определяют необходимую скорость вращения вала 2, устанавливают форму и диаметры центральных отверстий 5 кольцевых тарелок 4, перемещая заслонки 7 вдоль нижней поверхности тарелок 4, а также величины интервалов между кольцевыми тарелками 4 и между нижней из них и диском 3, изменяя и фиксируя высоту соответствующих опор 6. Затем загрузочную воронку 1 и вал 2 с кольцевыми тарелками 4 и диском 3 размещают в верхней части заполняемого сосуда 12, включают привод вращения вала 2 и начинают подачу сыпучего материала в загрузочную воронку 1.

Сыпучий материал проходит через загрузочную воронку 1 и центральные отверстия 5 кольцевых тарелок 4 и поступает на верхние поверхности кольцевых тарелок 4 и диска 3, на которых под воздействием центробежных сил сыпучий материал перемещается по направлению к внешней кромке диска 3 или соответствующей тарелки 4, при этом часть перемещаемого сыпучего материала отсекается козырьками 11, направляется ими в отверстия перфорации диска 3 и кольцевых периферийных частей 10 тарелок 4 и падает вниз, а другая часть перемещаемого сыпучего материала доходит до внешней кромки диска 3 или соответствующей тарелки 4 и сходит с тарелок 4 и диска 3 отдельными кольцевыми потоками. В результате сыпучий материал равномерно распределяется по всему поперечному сечению вертикально стоящего сосуда 12 в виде сплошного дождевого потока.

При необходимости в работу устройства могут быть внесены коррективы путем подрегулирования части или всех его изменяемых параметров: скорости вращения вала 2, формы и диаметров центральных отверстий 5 кольцевых тарелок 4, величин и равномерности (или неравномерности) интервалов между кольцевыми тарелками 4 и между нижней из них и диском 3.

В случае выполнения данного устройства с размерами отверстий перфорации диска 3 и кольцевых периферийных частей 10 тарелок 4, уменьшающимися в направлении от верхней тарелки 4 к диску 3, устройство при работе дополнительно будет производить сегрегацию частиц сыпучего материала по площади поперечного сечения заполняемого вертикально стоящего сосуда 12, а именно в центральной части вертикально стоящего сосуда 12 будут располагаться наиболее мелкие частицы сыпучего материала, а крупность частиц в периферийных зонах вертикально стоящего сосуда 12 будет возрастать при приближении к боковым стенкам сосуда 12. Такая сегрегация по крупности частиц сыпучего материала, заполняющего вертикально стоящий сосуд 12, например бункер или силос, уменьшает возможность сводообразования в результате слеживания сыпучего материала и облегчает его последующую выгрузку из этого сосуда 12, т.к. расположение в центральной части вертикально стоящего сосуда 12 более мелких частиц сыпучего материала обеспечит его эффективное, без образования сводов и перемычек, истечение через выпускное отверстие, например бункера или силоса, обычно расположенное по вертикальной оси последних.

Предлагаемое устройство для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих сосудов является простым по конструкции и в изготовлении, надежным и удобным в эксплуатации, унифицированным для различных видов сыпучих материалов и высокоэффективным в работе благодаря равномерному распределению сыпучего материала по всему поперечному сечению вертикально стоящего сосуда в виде сплошного дождевого потока.

Формула изобретения

1. Устройство для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих сосудов, преимущественно круглого поперечного сечения, содержащее загрузочную воронку, вертикальный вал, кинематически связанный с приводом его вращения и установленный по оси загрузочной воронки, диск, жестко закрепленный на нижнем конце вала, 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 нижней тарелки, отличающееся тем, что каждая кольцевая тарелка оснащена заслонками, установленными с возможностью их регулируемого перемещения вдоль поверхности этой тарелки для изменения формы и/или диаметра ее центрального отверстия, при этом и кольцевые периферийные части тарелок выполнены перфорированными, а верхние поверхности диска и кольцевых периферийных частей тарелок выполнены с направляющими козырьками, расположенными у отверстий перфорации диска и тарелок со стороны, обращенной к внешней кромке диска или соответствующей тарелки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренний диаметр перфорированной кольцевой периферийной части каждой из тарелок равен внешнему диаметру нижерасположенной кольцевой тарелки, а внутренний диаметр перфорированной кольцевой периферийной части нижней тарелки равен внешнему диаметру диска.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что заслонки установлены на нижних поверхностях тарелок.

4. Устройство по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что каждая кольцевая тарелка и диск выполнены с конической верхней поверхностью, наклонной к внешней кромке тарелки или диска.

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что отверстия перфорации диска и кольцевых периферийных частей тарелок выполнены с размерами, уменьшающимися в направлении от верхней тарелки к диску.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что привод выполнен с возможностью регулирования скорости вращения вала.

7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что опоры выполнены с возможностью фиксируемого изменения их высоты для регулирования величин интервалов между кольцевыми тарелками и между нижней из них и диском.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2