ВИНТОВОЙ КОНВЕЙЕР ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
SCREW CONVEYOR FOR LOOSE MATERIALS

Изобретение относится к подъемно-транспортному 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.
Известен винтовой конвейер, включающий транспортирующий винт, размещенный в цилиндрическом кожухе, выполненный из отдельных секций, соединенных между собой стержнями и конусообразными колпаками, и привод (Авторское свидетельство СССР №588168, кл. B65G 33/04, 1975).
Известен также винтовой конвейер для транспортирования сыпучих материалов, включающий последовательно соединенные переходными элементами с подшипниковой опорой секции, каждая из которых выполнена из цилиндрического кожуха и размещенного в нем транспортирующего винта и имеет в местах соединения с переходными элементами увеличенный диаметр (Патент США №3464539, кл. 198-214, опублик. 1971).
Недостатком известного технического решения является то, что транспортирующий винт имеет осевой разрыв, а это ведет к потере непосредственного контакта транспортируемого материала с рабочей поверхностью винта, к потере средней осевой скорости движения материала, снижению производительности и повышению затрат мощности на транспортирование.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является винтовой конвейер для транспортирования сыпучих материалов (Авторское свидетельство СССР №1077839, кл. B65G 33/08, 1982), включающий последовательно соединенные переходными элементами с подшипниковой опорой секции, каждая их которых выполнена из цилиндрического кожуха и размещенного в нем транспортирующего винта, переходной элемент секций выполнен с расширяющимся участком кожуха и снабжен фланцами, а размещенный в нем транспортирующий винт выполнен в виде ленточной винтовой спирали, внешняя кромка которой повторяет форму кожуха переходного элемента и охватывает с радиальным зазором подшипниковую опору и концевой участок транспортирующего винта смежной секции, при этом подшипниковая опора соединена с фланцем кожуха предыдущей секции посредством стержней.
Такой конвейер обеспечивает увеличение производительности и уменьшение затрат мощности на транспортирование.
Однако схемно-конструктивное решение переходного элемента секций, включающего цилиндрический и конический участки, имеет достаточно протяженную длину, а наличие в зоне транспортирования материала большого количества деталей и соединительных элементов влечет за собой значительное число контактов и соударений частиц сыпучего перегружаемого материала, возможность их повреждений и ухудшение качественных показателей сыпучего груза. При этом на нижней поверхности цилиндрической части переходного элемента имеет место неизбежное скопление перегружаемого материала и, следовательно, при транспортировке различных видов сыпучего груза смешивание их компонентов, что нежелательно или недопустимо. Многоступенчатость сборки усложняет процесс монтажа и обслуживания, затруднен доступ для осмотра и ухода за подшипниковыми опорами в переходных элементах секций при эксплуатации конвейера.
Задача изобретения - улучшение технико-эксплуатационных показателей винтового конвейера за счет выполнения переходного элемента секций в форме усеченного обратного конуса и размещения в нем с перекрытием в осевом направлении конических конечного и начального участков винтов смежных секций.
Указанная задача достигается тем, что в винтовом конвейере для транспортирования сыпучих материалов, включающем последовательно соединенные между собой секции с переходными элементами и подшипниковыми опорами, причем каждая секция выполнена из цилиндрического кожуха и размещенного в нем транспортирующего винта, переходной элемент секций выполнен с расширяющимся участком кожуха и снабжен фланцами, а размещенный в нем транспортирующий винт выполнен в виде ленточной винтовой спирали, внешняя кромка которой повторяет форму кожуха переходного элемента и охватывает с радиальным зазором подшипниковую опору и концевой участок транспортирующего винта смежной секции, при этом подшипниковая опора соединена с фланцем кожуха предыдущей секции посредством стержней, согласно изобретению кожух переходного элемента смежных секций выполнен в виде усеченного обратного конуса, внешняя кромка ленточной винтовой спирали повторяет форму кожуха, а внутренний контур кромки ленточной винтовой спирали образует коническую полость, также расширяющуюся в направлении транспортирования материала, при этом на внутренней кромке ленточной винтовой спирали размещены стержни, концы которых жестко связаны с валом винта, подшипниковая опора установлена на валу предыдущей секции в начале участка конической полости винтовой спирали, а стержни, связывающие подшипниковую опору с фланцем предыдущей секции, размещены параллельно стержням внутренней кромки ленточной спирали, при этом концевой участок начала винта последующей секции выступает за пределы фланца своей секции и повторяет с необходимыми зазором форму внутренней полости ленточной винтовой спирали предыдущей секции, причем фланец предыдущей секции выполнен составным и снабжен кольцом, жестко связанным с основанием кожуха переходного элемента.
На фиг.1 показан винтовой конвейер для вертикального транспортирования сыпучих материалов; на фиг.2 - переходный элемент с промежуточной опорой, связывающий предыдущую и последующую секции конвейера, продольный разрез; на фиг.3 - переходной элемент с промежуточной опорой, связывающий предыдущую и последующую секции конвейера, в разомкнутом положении; на фиг.4 - схема движения материала в переходном элементе наклонного винтового конвейера.
Винтовой конвейер, например, для вертикального транспортирования сыпучих материалов состоит из нижней секции 1, одной или нескольких промежуточных секций 2, верхней секции 3, переходных элементов 4, соединяющих секции конвейера, и привода 5. Нижняя секция 1 конвейера содержит цилиндрический кожух 6, транспортирующий винт 7, загрузочную воронку 8 и нижнюю опору 9. Промежуточная секция 2 конвейера содержит цилиндрический кожух 10 и транспортирующий винт 11. Верхняя секция 3 конвейера, в свою очередь, содержит цилиндрический кожух 12, транспортирующий винт 13, выгрузной патрубок 14 и верхнюю опору 15. Каждый из переходных элементов 4, соединяющих секции конвейера, размещен на конечном участке предыдущей секции и выполнен в виде усеченного обратного конуса, а размещенный в нем винт - в виде ленточной винтовой спирали 16, при этом внешняя кромка ленточной спирали повторяет форму кожуха переходного элемента. Внутренний контур кромки ленточной винтовой спирали 16 образует коническую полость, также расширяющуюся в направлении транспортирования материала, причем на внутренней кромке ленточной спирали размещены стержни 17, концы которых жестко связаны с валом винта.
Во внутреннюю коническую полость ленточной спирали 16 участка винта предыдущей секции с радиальным зазором введен концевой участок 18 начала винта последующей секции конвейера, причем участки винтов 16 и 18 перекрывают друг друга по длине в осевом направлении. Во внутренней конической полости ленточного участка винта на валу размещена промежуточная опора 19 с подшипником качения или скольжения. Промежуточная опора 19 закреплена на валу. Валы винтов предыдущей и последующей секций могут быть соединены между собой любым из известных способов, например, при помощи шлицевого соединения, зубчатой или, как показано на чертеже, кулачковой муфты, передающей крутящий момент валу винта следующей секции.
Промежуточная опора 19 установлена на валу предыдущей секции в начале участка конической полости ленточной спирали 16 и, в свою очередь, жестко связана с фланцем 20 кожуха переходного элемента 4 посредством стержней 21. Стержни 21 промежуточной опоры 19 размещены параллельно стержням 17 внутренней кромкой ленточной спирали, причем зазоры между стержнями 21 и 17 обеспечивают свободное вращение вала с ленточной винтовой спиралью в переходном элементе. Вал винта, стержни 17 и ленточная винтовая спираль 16 образуют жесткую единую конструкцию с внутренней конической полостью, расширяющуюся в направлении транспортирования материала, в которой размещается концевой участок 18 начала винта следующей секции винтового конвейера. Концевой участок 18 начала винта выступает за пределы фланца 22 своей секции и повторяет с необходимым зазором контур внутренней полости ленточной винтовой спирали предыдущей секции. Длина концевого участка начала винта должна быть не меньше осевого шага основной части транспортирующего винта.
Таким образом, подающий ленточный участок винта предыдущей секции конвейера охватывает подшипниковую опору с ее связями и начальный концевой приемный участок винта последующей секции конвейера, в результате винты обеих секций располагаются с перекрытием, исключая полностью разрыв между винтами смежных секций в осевом направлении. Коническая ленточная винтовая спираль 16 переходного элемента может быть выполнена многозаходной (фиг.4).
Кольцевой фланец 20, на котором закреплены стержни 21 подшипниковой опоры 19, имеет внутреннее отверстие, диаметр которой равен внешнему диаметру цилиндрического кожуха транспортирующей части винта. Фланец 20 переходного элемента 4 соединен крепежными деталями с ответным фланцем 22 примыкающей секции конвейера.
Конвейер для вертикального транспортирования сыпучих материалов работает следующим образом.
Материал посредством перегрузочных устройств подается в загрузочную воронку 8 нижней секции 1 конвейера, где подхватывается винтом 7 и транспортируется вверх к переходному элементу 4 (фиг.1). В переходном элементе (фиг.2) материал, достигнув расширяющегося участка кожуха, в зоне стержней 17 и 21 с ленточной винтовой спирали падающего участка винта 16 предыдущей секции перебрасывается на принимающий начальный участок винта 18 последующей секции конвейера, то есть в зоне стержней осевое движение сыпучего материала переходит в радиальное. Попав на конический участок винта 18, материал транспортируется им вверх, переходит на основной транспортирующий участок винта, затем направляется в следующую секцию конвейера. При переходе с подающего участка винта предыдущей секции конвейера к принимающему участку винта и далее в транспортирующую часть последующей секции конвейера сыпучий материал преимущественно перемещается по периметру конического кожуха, обходит промежуточную опору 19, нигде не соприкасаясь с ней и не испытывая сопротивления со стороны последней. При этом материал проходит разрыв винта между его подающим и принимающим участком в радиальном направлении к продольной оси конвейера под действием центробежных сил, не испытывая в направлении своего движения сопротивления сил тяжести.
При переходе транспортируемого материала с винта 16 на винт 18 поток сыпучего материала обтекает неподвижные стержни 21, связывающие промежуточную опору 19 с фланцем кожуха переходного элемента 4 и вращающиеся стержни 17. Поскольку стержни 17 и 21 расположены разреженно (т.е. не образуют сплошную поверхность), то транспортируемый материал со стороны стержней не испытывает лобового сопротивления, а имеет место только незначительное сопротивление от трения скольжения по их боковым поверхностям. В результате этого общее сопротивление стержней 17 и 21 потоку транспортируемого материала значительно уменьшается, а разрушение частиц материала сокращается. Увеличение площади проходного сечения потока материала и благоприятные условия прохождения зоны разрыва винта облегчают движение сыпучего материала в зоне промежуточной опоры и в зоне разрыва винта. Схема движения материала в переходном элементе наклонного винтового конвейера показана на фиг.4.
Пройдя переходный элемент, материал поступает во вторую секцию конвейера и транспортируется винтом к следующему переходному элементу, а затем в следующую транспортирующую секцию. После того, как материал поступит в последнюю секцию конвейера, он транспортируется винтом 13 к выгрузному патрубку 14, а затем выводится за пределы конвейера.
Схемно-конструктивное решение переходного элемента в форме усеченного обратного конуса, расширяющегося в направлении транспортируемого материала, исключает условия и предпосылки для образования карманов и мертвых зон в местах соединения смежных секций конвейера.
Изобретение обеспечивает увеличение пропускной способности конвейера, уменьшение энергозатрат на транспортирование, снижение разрушения отдельных частиц перегружаемого материала и повышение надежности транспортировки при работе конвейера. Переходной элемент смежных секций конвейера достаточно прост по конструкции и в изготовлении, при этом упрощается процесс монтажа секций конвейера, технический уход и его обслуживание.