ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ВИНТОВОЙ КОНВЕЙЕР ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
VERTICAL SCREW CONVEYOR FOR LOOSE MATERIALS

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию и может быть использовано для перемещения различных сыпучих материалов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является вертикальный винтовой конвейер для транспортирования сыпучих материалов, содержащий загрузочную камеру, цилиндрический кожух, транспортирующий винт, привод, нижнюю и верхнюю опоры, нижнюю и верхнюю секции, переходной элемент, соединяющий секции конвейера, разгрузочный патрубок, круговую конусообразную воронку, усеченные кольцевые конуса, опоры скольжения, стопорные устройства, направляющие, пружины сжатия, вибратор, опорную плиту. [А.с. 1286472 опубл. 30.01.87 Бюл. №4]
Недостатком данной конструкции является низкая производительность и надежность, повышенные энергозатраты на привод транспортирующего винта и вибратора.
Технической задачей изобретения является разработка вертикального винтового конвейера для транспортирования сыпучих материалов, позволяющего повысить его производительность и надежность, снизить энергозатраты на привод транспортирующего винта и вибратора.
Для решения поставленной технической задачи предложен вертикальный винтовой конвейер для транспортирования сыпучих материалов, содержащий загрузочную камеру, выполненную в виде конуса, усеченного в нижней его части, и установленную с зазором, обеспечивающим свободное перемещение загрузочного лотка, выполненного по винтовой линии, установленного соосно с загрузочным отверстием и состоящего из независимых участков, отстоящих друг от друга на 180°, при этом все направляющие лотков выполнены под углами α, β и γ, которые больше угла естественного откоса транспортируемого сыпучего материала, причем каждый участок загрузочного лотка, кроме двух нижних, во избежание попадания транспортируемого материала в «мертвую зону» скопления материала установлен на подпружиненные опоры, которые содержат пару установленных соосно на шпильках опорных поверхностей загрузочного лотка и цилиндрического кожуха пружин растяжения и сжатия различной жесткости, приводимых в движение пластинами растяжения и сжатия, что позволяет создавать самопроизвольную вибрацию без затрат электроэнергии, причем загрузочное отверстие расположено на цилиндрическом кожухе и выполнено перфорированным по винтовой линии с уменьшающимся по мере движения снизу вверх зазором, с отбортовкой по нижней его части и упругим элементом, закрепленным на каждом участке загрузочного лотка, по которым транспортируемый сыпучий материал поступает к транспортирующему винту, приводимому в движение приводом, при этом загрузочная камера снабжена направляющей, установленной в нижней ее части, подающей транспортируемый сыпучий материал, поступающий с верхних участков загрузочного лотка, на самый нижний участок, не позволяя ему просыпаться в зону, где нет загрузочного лотка и образовывать «мертвую зону» скопления материала, все опорные поверхности загрузочного лотка и цилиндрического кожуха, как и пластины сжатия и растяжения, выполнены с закругленными кромками, исключающими заклинивание подпружиненной опоры в случае их контакта о цилиндрический кожух или участок загрузочного лотка.
Технический результат заключается в повышении производительности и надежности вертикального винтового конвейера для транспортирования сыпучих материалов, снижении энергозатрат на привод транспортирующего винта и вибратора.
На фиг.1 (а) показан вертикальный винтовой конвейер для транспортирования сыпучих материалов в исходном и рабочем (штриховые линии) положениях (стрелочками изображено направление распределения сыпучего материала, поступающего на верхний участок загрузочного лотка), на фиг.1 (б) показан цилиндрический кожух с расположенным на нем загрузочным отверстием, на фиг.2 (а) показана подпружиненная опора, на фиг.2 (б) - ее разрез по А-А, на фиг.3 показан фрагмент участка загрузочного лотка с элементом подпружиненной опоры, на фиг.4 показано исходное и рабочее положение (максимальный ход) участка загрузочного лотка.
Вертикальный винтовой конвейер для транспортирования сыпучих материалов содержит загрузочную камеру 1 с направляющей 2 в нижней его части, цилиндрический кожух 3, с расположенным на нем загрузочным отверстием 4, выполненным перфорированным по винтовой линии, с отбортовкой 5 по нижней его части и уменьшающимся по мере движения сыпучего материала снизу вверх зазором, привод, транспортирующий винт (не показаны), загрузочный лоток 6, состоящий из независимых участков, установленных на подпружиненные опоры 7, каждая из которых содержит пару шпилек 8 и 9, установленных на опорной поверхности 10 каждого участка загрузочного лотка и пару шпилек 11 и 12, установленных на опорной поверхности 13 цилиндрического кожуха, пружину сжатия 14, установленную на шпильку 11 и пружину растяжения 15, установленную на шпильке 12, пластины сжатия 16 и растяжения 17, регулировочные 18 и ограничительные 19 гайки; упругий элемент 20, закрепленный на каждом участке загрузочного лотка известным способом (например, болтовое соединение), перекрывающий зазор, образованный между загрузочным лотком и отбортовкой цилиндрического кожуха.
Вертикальный винтовой конвейер для транспортирования сыпучих материалов работает следующим образом.
Сыпучий материал подается в загрузочную камеру 1 на верхний участок загрузочного лотка 6 и под действием собственной массы и углов естественного откоса α, β и γ, распределяется по всем участкам загрузочного лотка, поступает к загрузочному отверстию 4 по упругому элементу 20 и отбортовке 5. Загрузочная камера 1 выполнена в виде конуса, усеченного в нижней его части, и установлена с зазором с загрузочным лотком 6, позволяющим последнему совершать свободные перемещения на подпружиненных опорах 7. Выполнение загрузочного лотка 6 в виде винтовой линии и установка его соосно с загрузочным отверстием позволяет обеспечить равномерную подачу сыпучего материала на транспортирующий винт по всей длине загрузочного отверстия 4. Исполнение всех направляющих загрузочного лотка под углами α, β и γ, большими угла естественного откоса транспортируемого сыпучего материала, позволяет ему распределяться по всей поверхности загрузочного лотка и перемещаться к загрузочному отверстию. Для предотвращения просыпания транспортируемого сыпучего материала в зазор, образованный между отбортовкой 5 цилиндрического кожуха и загрузочным лотком 6, к последнему прикреплен упругий элемент 20, проведенный под отбортовкой 5. Сыпучий материал постепенно поступает в загрузочное отверстие 4 цилиндрического кожуха 3 на транспортирующий винт и начинает вертикальное перемещение, по мере которого происходит подпитка сыпучим материалом по всей длине загрузочного отверстия 4. Выполнение загрузочного отверстия непосредственно на цилиндрическом кожухе перфорированным по винтовой линии с уменьшающимся снизу вверх зазором позволяет решить следующие задачи: обеспечить постоянную подпитку транспортируемым материалом в зоне загрузки, что увеличивает коэффициент заполнения винта и производительность; увеличить движущую силу транспортирования из-за увеличения площади контакта сыпучего материала о цилиндрический кожух по мере транспортирования его снизу вверх (движущей силой транспортирования материала в вертикальном винтовом конвейере является сила трения о кожух и винт); избежать «мертвых зон», в которых бы скапливался транспортируемый сыпучий материал, т.к. его подача производится непосредственно к загрузочному отверстию по загрузочному лотку. Для обеспечения требуемой жесткости цилиндрического кожуха загрузочное отверстие выполнено перфорированным. Участки загрузочного лотка 6 (независимо друг от друга) под действием массы поступаемого сыпучего материала сначала движутся вниз на подпружиненных опорах 7, при этом пружина 14 сжимается, а пружина 15 - растягивается. По мере поступления сыпучего материала в загрузочное отверстие 4 его масса на участках загрузочного лотка 6 уменьшается, и, следовательно, уменьшается величина давления на пружины, которые, в свою очередь, стараясь занять исходное положение, начинают перемещать участки загрузочного лотка вверх, а т.к. пружины установлены соосно и различной жесткости, мгновенного равновесия достичь не удается, вследствие чего возникает самопроизвольная вибрация. Для равномерного распределения транспортируемого сыпучего материала по поверхности загрузочного лотка и избегания завалов он состоит из независимых участков, установленных на подпружиненные опоры 7, с пружинами сжатия и растяжения различной жесткости, что обеспечивает при поступлении сыпучего материала на участки загрузочного лотка самопроизвольную вибрацию и позволяет добиться улучшения процесса протекания сыпучего материала к загрузочному отверстию, избежать его слеживания и образования завалов. При избыточном поступлении сыпучего материала на участок загрузочного лотка он перемещается вниз на подпружиненных опорах 7 и в зазор h (фиг.1 (а)), образованный между соседними участками загрузочного лотка и h1 (фиг.3), образованный при отходе упругого элемента 20 от отбортовки 5, излишки материала поступают на низлежащий участок загрузочного лотка 6 с более широким загрузочным отверстием, обеспечивающим большую подачу сыпучего материала на транспортирующий винт.
Для обеспечения равномерной вибрации и исключения возможности заклинивания и перекашивания участков загрузочного лотка количество подпружиненных опор должно быть не менее двух на один участок загрузочного лотка, в зависимости от вида транспортируемого материала (насыпной плотности, коэффициента уплотнение) и требуемой производительности конвейера. Все опорные поверхности 10 загрузочного лотка и 13 цилиндрического кожуха, как и пластины сжатия 16 и растяжения 17 выполнены с закругленными кромками, что позволяет не допустить возможности заклинивания подпружиненной опоры 7 в случае их контакта о цилиндрический кожух или участок загрузочного лотка. Направляющая 2, установленная в нижней части загрузочной камеры 1, подает сыпучий материал, поступающий с верхних участков загрузочного лотка, на самый нижний участок, не позволяя ему просыпаться в зону, где нет загрузочного лотка и образовывать «мертвую зону» скопления материала.
Регулирование амплитуды колебаний участков загрузочного лотка производится перемещением пластин сжатия 16 и растяжения 17, к которым прикреплены соответственно пружины сжатия 14 и растяжения 15, регулировочными гайками 18, установленными на шпильках 8 и 9 опорных поверхностей 10 и 13. Для предотвращения соскальзывания пластин сжатия и растяжения и пружин сжатия и растяжения на шпильках 11 и 12 установлены ограничительные гайки 19.
Предложенный вертикальный винтовой конвейер для транспортирования сыпучих материалов позволяет: повысить производительность и надежность, понизить энергозатраты.