УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРИРОВАНИЯ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РЫХЛЫХ ТВЕРДЫХ ПРОДУКТОВ
DEVICE TO AERATE AND MOVE LOOSE SOLID PRODUCTS

Изобретение относится к конструкции многофункционального устройства, в частности к конструкции затвора, которая обеспечивает удержание рыхлых и твердых продуктов над затвором и перемещение продукта вниз при открытии затвора. Одновременно устройство обеспечивает аэрацию продукта при расположении продукта над затвором. Данное устройство может быть использовано в различных технологических процессах, где необходимо обрабатывать газом твердые продукты и перемещать их из одного сектора в другой.
Известны различные конструкции задвижек или шиберных затворов.
Известна конструкция затвора для жидкости по CN 2396245, публикация 13.09.2000, в котором в цилиндрическом корпусе установлена пластина с возможностью вращения над основанием, в котором выполнено сливное отверстие. При совпадении отверстий во вращающейся пластине и отверстии в основании происходит слив жидкости. Вращение подвижной пластины обеспечивается червячной передачей.
Данная конструкция обеспечивает перемещение только жидких продуктов. Кроме того, она не обеспечивает аэрацию продукта, находящегося на затворе.
Известна конструкция затвора для текучего материала, например жидкого или гранулированного, по патенту US 4785976, публикация 22.11.1988. Затвор содержит неподвижную и подвижную пластины с вырезами (отверстиями). Подвижная пластина установлена на валу с возможностью поворота. Пластины имеют вырезы в виде четырех секторов. При повороте подвижной пластины вырезы могут совмещаться.
Недостатком настоящего изобретения является отсутствие возможности аэрации продукта во время его хранения.
Наиболее близкой является конструкция затвора, описанная в EP 1086913, публикация 28.03.2001, которая предназначена для выгрузки силоса и содержит вертикально установленный цилиндрический корпус, внутри которого жестко закреплен диск, разделяющий корпус по высоте на секции, над неподвижным диском установлен подвижный диск, выполненный с возможностью поворота вокруг оси. Диски содержат вырезы (отверстия) для выгрузки силоса. В одном положении подвижного диска материал диска перекрывает вырезы, в другом открывает их для перегрузки силоса.
Недостатком настоящего изобретения является отсутствие возможности аэрации продукта во время его хранения.
Технический результат, достигаемый в заявляемом изобретении, состоит в расширении функциональных возможностей устройства. Кроме удержания рыхлого твердого продукта и перемещения его в нужный момент сверху вниз устройство позволяет производить его аэрацию во время его удержания.
Устройство для аэрирования и перемещения рыхлых твердых продуктов включает вертикально установленный цилиндрический корпус, внутри которого жестко закреплен, по меньшей мере, один диск. По оси цилиндрического корпуса закреплена, по меньшей мере, одна ось, на которой над каждым неподвижным диском установлен подвижный диск, выполненный с возможностью поворота вокруг указанной оси. Подвижный и неподвижный диски содержат отверстия, которые в одном положении подвижного диска относительно неподвижного диска в осевом направлении геометрически практически совпадают с отверстиями неподвижного диска, а в другом положении подвижного диска отверстия в неподвижном диске в осевом направлении геометрически перекрываются материалом подвижного диска вне отверстий. Неподвижный и подвижный диски разделяют корпус по высоте на секции, при этом подвижный диск установлен по оси корпуса с зазором относительно неподвижного диска с обеспечением возможности прохода газа из нижней секции в верхнюю секцию в положении подвижного диска, когда отверстия в неподвижном диске в осевом направлении геометрически перекрываются материалом подвижного диска вне отверстий. Устройство также снабжено, по меньшей мере, одним средством для подачи газа в нижнюю секцию.
Такое выполнение устройства позволяет аэрировать через зазоры между подвижным и неподвижным дисками продукт, находящийся над верхним диском. Одновременно это устройство позволяет перемещать материал из верхней секции в нижнюю.
В частном случае форма и размер отверстий выполнены с возможностью перемещения соответствующего рыхлого материала через отверстия в подвижном и неподвижном дисках под действием силы тяжести.
Кроме того, отверстия могут быть распределены примерно равномерно по площади каждого из дисков.
Для вращения каждого из подвижных дисков может быть установлен отдельный привод, что позволяет перемещать продукт из одной секции в другую независимо. В то же время для вращения всех подвижных дисков может быть установлен общий привод, если продукт из секции в секцию необходимо перемещать синхронно.
Над подвижным диском может быть установлен, по меньшей мере, один неподвижный отбойник, обеспечивающий перемещение материала к отверстию при вращении диска.
В частном случае каждая секция, кроме самой верхней, может быть снабжена устройством для подачи газа.
Изобретение поясняется рисунками.
На Фиг.1 приведен разрез устройства по вертикали.
На Фиг.2 показан вид сверху жестко закрепленного в корпусе диска, а на Фиг.3 показан вид сверху на подвижный диск.
На Фиг.4, на видах сверху a, b, c и d показаны положения подвижного и неподвижного дисков относительно друг друга, от полностью открытого положения отверстий (a) до полностью закрытого (d).
На Фиг.5 приведен вид сверху на диски с отбойниками, которые закреплены неподвижно у отверстий.
На Фиг.6 приведен вертикальный разрез дисков по А-А, показанный на Фиг.5.
На Фиг.7 показана работа устройства по аэрации рыхлого твердого продукта.
На Фиг.8 приведена работа устройства на видах a, b, c и d по перемещению продукта из одной секции в другую.
На Фиг.9 приведен пример реализации устройства с примерно равномерным распределением отверстий (вырезов) по площади диска. На фигуре также показан вариант выполнения привода для вращения диска.
На Фиг.10 приведено сечение дисков в местах подшипника качения.
На Фиг.11 показан фрагмент червячной передачи привода для вращения диска.
Устройство для аэрирования и перемещения продуктов (Фиг.1) содержит цилиндрический корпус 1, установленный вертикально. Внутри корпуса 1 закреплено несколько неподвижных дисков 4. По оси цилиндрического корпуса 1 закреплена ось 3. Над каждым неподвижным диском на подшипниках 5 установлен подвижный диск 6. Подвижный 6 и неподвижный 4 диски разделяют корпус 1 на секции 2. Неподвижный диск 4 (Фиг.2) содержит отверстия (вырезы) 7. Подвижный диск 6 (Фиг.3) также содержит отверстия 8. Форма отверстий 8 выбирается так, чтобы форма и расположение закрытых промежутков 9, образуемых диском 6 между отверстиями 7, были подобны отверстиям диска 4. При этом размеры отверстий на диске 6 выбираются несколько меньше, чем соответствующие отверстия на диске 4, чтобы избежать излишнего просыпания продукта. Чтобы избежать прогиба дисков, они снабжены подкрепляющими элементами 11. Над диском 6 закреплены отбойники 10 таким образом, чтобы отбойник находился над отверстием 7 в диске 4. Диск 6 (Фиг.6) установлен с зазором 12 для обеспечения прохода газа при аэрации продукта. На Фиг.9 приведен вид сверху на подвижный диск 4, и неподвижный 6. Отверстия 7 и 8 совпадают и распределены примерно равномерно по плоскости дисков. На рисунке также показан один из примеров реализации привода 13 для поворота диска 6. Реализация привода может быть самой различной (например, привод может быть механическим, электрическим, гидравлическим или пневматическим), в том числе установлены разные приводы на каждый привод 13 отдельной секции 2, а также один привод на все подвижные диски секций (на рисунках не показано). Самая нижняя секция 2 устройства снабжена средством для подачи газа для аэрации (на рисунках не показано). Или каждая из секций, кроме самой верхней, может быть снабжена отдельным средством для подачи газа. В зависимости от продукта, мощности устройства и других параметров могут быть применены различные известные устройства для подачи газа.
При аэрации (Фиг.7) диск 6 повернут так, что полностью закрыты все отверстия диска 4. На диски 4 и 6 сверху загружается материал 15, который поддерживается дисками в процессе обдува. Газ или смесь газов подается снизу перекрытия секции 2 под давлением. Через зазоры 12, которые образованы между дисками 4 и 6, газ попадает в толщу материала 15. Траектория движения газа показана стрелкой 14. Благодаря тому, что отверстия на диске 4 расположены равномерно по всей поверхности диска поток газа также оказывается однородно распределенным, что повышает эффективность обработки материала.
Перемещение материала из вышерасположенной секции 2 в нижерасположенную секцию 2 осуществляется следующим образом. Диск 6 с помощью привода 13 начинает вращаться относительно диска 4. В момент, когда отверстия 7 в диске 4 и отверстия 8 в диске 6 находятся друг над другом, основная часть материала ссыпается вниз. Часть материала, оставшаяся на поверхности диска 6, достигает отбойника 10 и удерживается им до того момента, пока под отбойником не окажется отверстие в диске 4. В этот момент удерживаемый материал ссыпается через отверстия в дисках 6 и 4 вниз в нижерасположенную секцию 2.
В одном варианте система привода может быть реализована так, чтобы подвижный диск может совершать полный оборот 360 градусов. В другом варианте поворот осуществляется возвратно-поступательным образом на угол, соответствующий полному закрыванию и открыванию отверстий в неподвижном диске (например, на угол 45 градусов на Фиг.2 или угол 30 градусов на Фиг.9). Конфигурацию отверстий в дисках выбирают так, чтобы угол поворота оказывался наименьшим, что позволяет упростить конструкцию привода.
Процесс аэрации и перемещения материала может повторяться для каждой секции сверху вниз поочередно. Таким образом, материал, исходно загруженный в самую верхнюю секцию, достигает нижней части установки, где он выгружается наружу после аэробной переработки.