УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫГРУЗКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к разгрузке сыпучих материалов из полувагонов, бункеров, силосов, в частности к разгрузке железнодорожных полувагонов на вагоноопрокидывателях.
Известно аэрирующее устройство для выгрузки сыпучего материала из бункера, содержащее диффузионный патрубок импульсной подачи, связанный с резервуаром - аккумулятором, сообщенным с источником сжатого воздуха, трубопровод, одним концом размещенный в полости патрубка, а со стороны другого сообщенный с резервуаром аккумулятором и источником сжатого воздуха, запорный клапан для перекрытия проходного сечения патрубка, представляющий собой размещенный в полости резервуара-аккумулятора поршень, на конце штока которого закреплен запорный элемент, при этом штоковая полость резервуара-аккумулятора сообщена с патрубком, электроконтактным манометром и источником сжатого воздуха, а поршневая - с последним и трубопроводом и выполнена объемом, меньшим объема первой, а трубопровод снабжен пневмоклапанном, кинематически связанным с управляющими электромагнитами и манометром, контакты которого включены в цепь управления упомянутыми электромагнитами. (a.c. SU 1399239 МПК A65G 65/30, 1988 г.)
Однако при эксплуатации этого устройства выявлено, что недостаточно силы и мощности воздействия периодических импульсов воздуха за счет инерционности масс деталей, перемещающихся при импульсе, недолговечность запорного клапана из-за больших контактных напряжений в паре клапан - седло, а при попадании грязи - его невозможно плотно закрыть.
Известно также устройство для выгрузки сыпучего материала, содержащее патрубок импульсной подачи, связанный с резервуаром - аккумулятором, сообщенным с источником сжатого воздуха, запорный клапан
для перекрытия проходного сечения патрубка, делящий резервуар - аккумулятор на две полости, одна из которых связана с патрубком, а другая - с источником сжатого воздуха и пневмоклапанном, перегородки, установленные в первой полости резервуара - аккумулятора параллельно друг другу с возможностью образования последовательного ряда камер, в каждой их которых смонтирован L-образный патрубок импульсной подачи, причем запорный клапан и перегородки выполнены в виде эластичной мембраны, с возможностью ограничения одной торцевой стороной - камеры, а с другой - контакта с патрубком импульсной подачи, перекрывая его проходное сечение, кроме того, каждая камера соединена с соседней, и со второй полостью, связанной с источником сжатого воздуха отверстиями в мембране, выполненными в зоне между патрубком и стенкой резервуара - аккумулятора (RU 2164889 МКИ 7 B65G 65/30, 2001).
Данным устройством невозможно эффективно выгружать сыпучие материалы при пониженном (3-5 МПа) давлении сжатого воздуха в сети из-за малой скорости открывания мембран резервуара - аккумулятора, вызванного недостаточным перепадом давлений между первой полостью резервуара - аккумулятора и полостью, связанной с источником сжатого воздуха через пневмоклапан в момент соединение ее с атмосферой. Снижению названного перепада давлений способствует также переток воздуха из последующих камер в предыдущие из-за наличие отверстий в мембранах резервуара - аккумулятора. Кроме того, дополнительное снижение перепада давлений создает сопротивление дросселирования давления при пропуске воздуха из названной полости в атмосферу через пневмоклапан.
Задачей настоящей полезной модели является создание устройства, обеспечивающего выгрузку материала при пониженном в магистрали давлении сжатого воздуха.
Поставленная задача достигается тем, что в первом варианте заявляемого устройства для выгрузки сыпучего материала, содержащем патрубок импульсной подачи, связанный с резервуаром - аккумулятором,
сообщенным с источником сжатого воздуха, запорный клапан для перекрытия проходного сечения патрубка, делящий резервуар - аккумулятор на две полости, одна из которых связана с патрубком, а другая - с источником сжатого воздуха и пневмоклапанном, перегородки, установленные в первой полости резервуара - аккумулятора параллельно друг другу с возможностью образования последовательного ряда камер, в каждой их которых смонтирован L-образный патрубок импульсной подачи, причем запорный клапан и перегородки выполнены в виде эластичной мембраны, с возможностью ограничения одной торцевой стороной - камеры, а другой - контакта с патрубком импульсной подачи, перекрывая его проходное сечение, кроме того, каждая камера соединена с соседней и со второй полостью, связанной с источником сжатого воздуха отверстиями в мембране, выполненными в зоне между патрубком и стенкой резервуара - аккумулятора, при этом устройство снабжено установленными на мембранах резервуара - аккумулятора эластичными кольцами с возможностью перекрытия отверстий мембран, и дополнительным отводящим патрубком, в проходном сечении которого установлена эластичная мембрана с возможностью перекрытия одной ее торцевой стороной проходного сечения патрубка, а другой - сообщающейся с источником сжатого воздуха и атмосферой через пневмоклапан.
Во втором варианте предлагаемого устройства для выгрузки сыпучего материала устройства для выгрузки сыпучего материала, содержащем патрубок импульсной подачи, связанный с резервуаром - аккумулятором, сообщенным с источником сжатого воздуха, запорный клапан для перекрытия проходного сечения патрубка, делящий резервуар - аккумулятор на две полости, одна из которых связана с патрубком, а другая - с источником сжатого воздуха и пневмоклапанном, перегородки, установленные в первой полости резервуара - аккумулятора параллельно друг другу с возможностью образования последовательного ряда камер, в каждой их которых смонтирован L-образный патрубок импульсной подачи, причем
запорный клапан и перегородки выполнены в виде эластичной мембраны, с возможностью ограничения одной торцевой стороной - камеры, а другой - контакта с патрубком импульсной подачи, перекрывая его проходное сечение, кроме того, каждая камера соединена с соседней и со второй полостью, связанной с источником сжатого воздуха отверстиями в мембране, выполненными в зоне между патрубком и стенкой резервуара - аккумулятора, при этом устройство снабжено дополнительно установленными на мембранах резервуара - аккумулятора эластичными кольцами с возможностью перекрытия отверстий мембран, а запорный клапан снабжен дополнительным, предназначенным для сброса воздуха патрубком, один конец которого сообщен с атмосферой, а другой - вмонтирован в отводящий патрубок с эластичной мембраной, которая установлена с возможностью перекрытия одной торцевой стороной проходного сечения дополнительного патрубка, а другой - сообщения с источником сжатого воздуха и атмосферой через пневмоклапан.
Технический результат, достигаемый предлагаемым устройством с указанными вариантами, позволяет снизить остатки сыпучих материалов, например, в железнодорожных вагонах за счет увеличения мощности импульса воздуха, являющееся результатом повышения скорости открытия мембран устройства при низком в магистрали (3-5 атм.) давлении сжатого воздуха, сохранения в камерах давления, устранения его дросселирования и снижения сопротивления выхлопа воздуха из полости запорного клапана через отводящие патрубки.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что по первому варианту устройство снабжено дополнительно установленными на мембранах резервуара - аккумулятора эластичными кольцами с возможностью перекрытия отверстий мембран и дополнительным отводящим патрубком, в проходном сечении которого установлена эластичная мембрана с возможностью перекрытия одной ее торцевой стороной
проходного сечения патрубка, а другой - сообщения с источником сжатого воздуха и атмосферой через пневмоклапан.
Во втором варианте вышеуказанный технический эффект достигается тем, что устройство снабжено дополнительно установленными на мембранах резервуара - аккумулятора эластичными кольцами с возможностью перекрытия отверстий мембран, а запорный клапан снабжен дополнительным, предназначенным для сброса воздуха патрубком, один конец которого сообщен с атмосферой, а другой - вмонтирован в отводящий патрубок с эластичной мембраной, которая установлена с возможностью перекрытия одной торцевой стороной проходного сечения дополнительного патрубка, а другой - сообщения с источником сжатого воздуха и атмосферой через пневмоклапан.
Наличие эластичных колец на мембранах резервуаров - аккумуляторов - значительно увеличивает перепад давления, что в сумме значительно сокращает продолжительность импульса выброса сжатого воздуха из всех камер устройства, увеличивает давление перед импульсным патрубком, повышает мощность импульса и результат воздействия его на выгружаемый сыпучий материал, что приводит практически к ликвидации остатков груза в вагоне и полной его выгрузке.
Снабжение устройства дополнительным отводящим патрубком, в проходном сечении которого установлена эластичная мембрана с возможностью перекрытия одной ее торцевой стороной проходного сечения патрубка, а другой - сообщения с источником сжатого воздуха и атмосферой через пневмоклапан, позволило снизить практически до нуля сопротивление воздуха при его эвакуации, что так же способствует сокращению времени открытия клапана.
Снабжение запорного клапана устройства дополнительным, предназначенным для сброса воздуха патрубком, один конец которого сообщен с атмосферой, а другой - вмонтирован в отводящий патрубок с эластичной мембраной, которая установлена с возможностью перекрытия одной
торцевой стороной проходного сечения дополнительного патрубка, а другой - сообщения с источником сжатого воздуха и атмосферой через пневмоклапан, обеспечило увеличение мощности импульса сжатого воздуха в сторону очищаемой зоны.
На чертежах изображено предлагаемое устройство, где на фиг.1 - сечение по оси первых камер устройства по первому варианту, на фиг.2 - сечение по оси первых камер устройства по второму варианту, на фиг.3 - местный вид А фиг.1, 2.
В первом варианте устройство для выгрузки сыпучего материала содержит резервуар-аккумулятор 1, разделенный мембранами 2 на камеры 3 и полость 4, которые связаны друг с другом отверстиями 5, выполненными в мембранах 2, на которых со стороны камер 3 смонтированы эластичные кольца 6 с возможностью перекрытия отверстий 5. Каждая камера 3 снабжена L-образным патрубком 7 импульсной подачи, контактирующим одним концом с мембраной 2, а другим - направлено в сторону очищаемой зоны (не показано). Полость 4 сообщена с отводящим патрубком 8, в проходном сечении которого установлена эластичная мембрана 9 с возможностью перекрытия одной ее торцевой стороной проходного сечения патрубка 8, а другой - сообщения с источником сжатого воздуха и атмосферой через пневмоклапан 10.
Во втором варианте устройство для выгрузки сыпучих материалов содержит резервуар-аккумулятор 1, разделенный мембранами 2 на камеры 3 и полость 4, которые связаны друг с другом отверстиями 5, выполненными в мембранах 2, на которых со стороны камер 3 смонтированы эластичные кольца 6 с возможностью перекрытия отверстий 5. Каждая камера 3 снабжена L-образным патрубком 7 импульсной подачи, контактирующим одним концом с мембраной 2, а другим - направлено в сторону очищаемой зоны (не показана). В отводящий патрубок 8 запорного клапана с эластичной мембраной 9 с возможностью перекрытия одной торцевой стороной - проходного сечения отводящего клапана, другой - сообщения с
источником сжатого воздуха и атмосферой через пневмоклапан 10, вмонтирован один конец патрубка 11, предназначенного для сброса воздуха, другой конец которого направлен в сторону очищаемой зоны и сообщен с атмосферой.
Устройство для выгрузки сыпучего материала работает следующим образом.
По первому варианту из магистрали сжатый воздух через пневмоклапан 10 подается к мембране 9 отводящего патрубка 8 и одновременно в полость 4 резервуара-аккумулятора 1, заполняя их, прижимает мембраны 2 и 9 соответственно к патрубкам 7 и 8, перекрывая проходные сечения последних и отводя эластичные кольца 6 от отверстий 5 мембран 2. Далее через отверстия 5 в мембранах 2 резервуара - аккумулятора 1 сжатый воздух поступает в первую из последовательного ряда камер 3 и воздействует на следующую мембрану 2 резервуара - аккумулятора 1, прижимая ее к L-образному патрубку 7 импульсной подачи. Процесс повторяется во всех камерах 3 до заполнения последней сжатым воздухом. Давление в камерах 3 и полостях 4 резервуара - аккумулятора 1 продолжает расти, и сжатый воздух заполняет весь объем резервуара-аккумулятора 1, давление в камерах 3 которого уравнивается с давлением в сети. Для воспроизведения импульсов воздуха подается сигнал на пневмоклапан 10, который перекрывает подачу сжатого воздуха из сети и соединяет с атмосферой полость 4 и мембраны 9 отводящего патрубка 8. В виду того, что проходное сечение отводящего патрубка достаточно велико, а сопротивление выхлопу мало, поэтому сжатый воздух из полости 4 быстро выбрасывается, в основном, через отводящий патрубок 8 и частично через пневмоклапан 10. Давление в полости 4 падает, мембрана 2 резервуара - аккумулятора 1 под воздействием разности давлений в камере 3 и полости 4, которое поддерживают эластичные кольца 6, перекрывая отверстия 5 мембран 2 резервуара - аккумулятора 1, резко перемещается вправо, открывая L-образный патрубок импульсной подачи 7, и воздух резким импульсом выбрасывается
через него в очищаемую зону. В связи с тем, что в последующей камере 3 давление становится значительно выше, чем в предыдущей, выброс импульса воздуха из последующих камер 3 повторяется с задержкой в доли секунды, что увеличивает степень воздействия на сыпучий материал, способствуя быстрой его выгрузке. Выброс воздуха из следующих камер 3 повторяется до последней камеры устройства. За счет того, что выброс сжатого воздуха из полости 4 происходит, в основном, через отводящий патрубок 8, сопротивление которого в разы меньше, чем в пневмоклапане 10, а отверстия 5 в мембранах 2 резервуара - аккумулятора 1 перекрываются эластичными кольцами 6, не давая перетекать сжатому воздуху из камер 3 в полость 4 резервуара-аккумулятора 1, давление перед патрубками импульсной подачи 7 остается высоким, время срабатывания первой мембраны 2 запорного клапана значительно сокращается, уменьшается время срабатывания всего устройства, в результате чего увеличивается мощность импульса выброса сжатого воздуха и степень воздействия его на материал, что способствует более полной выгрузке материала из емкости. После выброса воздуха из последней камеры 3 пневмоклапан 10 переключается на подачу сжатого воздуха. Цикл повторяется.
По второму варианту из магистрали сжатый воздух через пневмоклапан 10 подается в полость отводящего патрубка 8 и одновременно в полость 4 резервуара-аккумулятора 1, заполняя их, прижимает мембраны 2 и 9 соответственно к патрубкам 7 и 11, перекрывая их проходные сечения. Через отверстия 5 в мембранах 2 резервуара-аккумулятора 1 сжатый воздух поступает в первую из последовательного ряда камер 3 и воздействует на следующую мембрану 2 резервуара-аккумулятора 1, прижимая ее к L-образному патрубку импульсной подачи. Процесс повторяется во всех камерах 3 до заполнения их сжатым воздухом. Давление в камерах 3 и полостях 4 резервуара-аккумулятора 1 продолжает расти, и сжатый воздух заполняет весь объем резервуара-аккумулятора 1, давление в полостях которого уравнивается с давлением в магистрали. Для воспроизведения
импульсов сжатого воздуха подается сигнал на пневмоклапан 10, который перекрывает подачу сжатого воздуха из магистрали и соединяет с атмосферой полости 4 резервуара-аккумулятора 1 и отводящего патрубка 8. Ввиду того, что полость отводящего патрубка 8 за мембраной 9 незначительна по объему, поэтому она высвобождается в первую очередь и открывает патрубок 11, предназначенный для сброса сжатого воздуха. Сжатый воздух из полости 4 выбрасывается, в основном, через патрубок 11 запорного клапана, частично - через отводящий патрубок 8 и пневмоклапан 10. Давление в полости 4 падает, мембрана 2 резервуара-аккумулятора 1 под воздействием разности давлений в камере 3 и полости 4, которое поддерживают эластичные кольца 6, перекрывая отверстия мембран 2 резервуара-аккумулятора 1, резко перемещается вправо и открывает L-образный патрубок 7 импульсной подачи, из которого сжатый воздух резким импульсом выбрасывается в очищаемую зону. В связи с тем, что в последующей камере 3 давление становится значительно выше, чем в предыдущей, выброс импульса сжатого воздуха из последующих камер 3 повторяется с задержкой в доли секунды, что увеличивает степень воздействия импульса на сыпучий материал, способствуя быстрой его выгрузке. Выброс сжатого воздуха из следующих камер 3 повторяется до последней камеры устройства. За счет того, что выброс импульса сжатого воздуха из полости 4 происходит, в основном, через патрубок 11 отводящего патрубка 8, сопротивление которого в разы меньше, чем в пневмоклапане 10, а отверстия 5 в мембранах 2 резервуара-аккумулятора 1 перекрываются эластичными кольцами 6, предотвращая перетекание сжатого воздуха из камер 3 в полость резервуара-аккумулятора 1. Время срабатывания первой мембраны 9 запорного клапана значительно сокращается, соответственно сокращается и время срабатывания устройства. При этом значительно увеличивается мощность импульса выброса сжатого воздуха в сторону очищаемой зоны и степень воздействия его на материал, способствуя более полной его выгрузке. После выброса воздуха из последней камеры 3 пневмоклапан 10
перекрывается на подачу сжатого воздуха из магистрали. Цикл повторяется.
Таким образом, реализация вариантов данной полезной модели обеспечивает выгрузку материала при пониженном (3-5 атм.) в магистрали давлении сжатого воздуха.
Полезная модель промышленно применима для выгрузки сыпучего материала из бункеров, силосов, железнодорожных вагонов, в частности, при разгрузке железнодорожных вагонов на вагоноопрокидывателях.