УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАГРУЗКИ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
FINE MATERIAL FEEDER

Изобретение относится к системам для загрузки мелкодисперсных материалов, например, золы, цемента, минеральных удобрений и др. и может найти применение на промышленных предприятиях в строительстве, коммунальном и сельском хозяйстве.
Загрузка мелкодисперсных грузов в различных областях народного хозяйства выполняется с учетом цикла их промышленного производства и связана с необходимостью обеспечения требований высокой производительности, надежности системы загрузки, а также экологической безопасности.
Известны устройства, которые обеспечивают решение конкретных задач, связанных с загрузкой контейнеров различными материалами.
Известно устройство для перегрузки сыпучих материалов, описанное в патенте РФ №1643375, которое содержит бункер с сыпучими материалами, соединенный с желобом, и контейнер для загрузки материала, передвигающийся на тележке по рельсам.
Устройство работает следующим образом.
На тележку устанавливают контейнер и по рельсам перемещают тележку с контейнером до контакта с фиксатором контейнера. На пульте включают гидропривод и при помощи гидроцилиндра перемещают раму вверх по стойкам. При этом упоры освобождают рычаги и затвор удерживается в зафиксированном положении только за счет подпружиненной защелки. При перемещении рамы захваты поднимают тележку вместе с установленным на ней контейнером вверх. Достигая заданной высоты, дно контейнера контактирует с защелкой, которая, поворачиваясь вокруг своей оси, освобождает затвор и контактирует с концевым выключателем. Привод рамы отключается, и подъем рамы с контейнером и тележкой прекращается.
При помощи пульта управления переводят режим работы гидроцилиндра на опускание рамы. При опускании контейнера вниз затвор открывает отверстие желоба и материал перемещается из желоба в полость контейнера. При этом упоры продвигаются вниз и входят в контакт с рычагами, которые поворачиваются вокруг оси и через тяги передают усилие на затвор. По мере продвижения рамы вниз отверстие желоба все более закрывается, в момент завершения заполнения контейнера материалом затвор перекрывает отверстие желоба и поступление материала в контейнер прекращается. Упоры выполняют с возможностью регуляции положения относительно рамы, за счет чего можно установить режим перекрытия материала из желоба в контейнер по достижении оптимального уровня заполнения контейнера. После заполнения контейнера тележка устанавливается на рельсы, захваты рамы выходят из контакта с тележкой. Освобождают фиксатор и тележку с расположенным на ней заполненным контейнером по рельсам передвигают к месту погрузки контейнера на транспортное средство. Заполненный контейнер снимают с тележки, устанавливают на тележку пустой контейнер. Тележку с пустым контейнером по рельсам перемещают под желоб.
Это устройство имеет следующие недостатки:
- Оператор в процессе загрузки контейнера золой должен находиться в зоне запыления, что опасно для здоровья.
- При транспортировке золы не обеспечивается герметичность контейнера, зола пылит и загрязняет окружающую среду, нарушая экологическую безопасность.
- Устройство сложно в изготовлении и эксплуатации.
Наиболее близким по технической сущности, принятым за прототип, является установка мелкодисперсных грузов, описанная в патенте на полезную модель 51377.
Установка содержит узел загрузки в съемный контейнер автомашины и укрытие для контейнера автотранспортного средства.
Установка работает следующим образом.
Перед установкой контейнера в загрузочный цех с автомобиля под загрузку оператор, вращая рукоятку лебедки, сматывает укрытие и устанавливает ограничители в горизонтальное положение.
Далее оператор с помощью штатного гидравлического подъемника и тросов автомобиля устанавливает контейнер на рабочие тележки, перемещающиеся по рельсам, в исходное положение под загрузку и соединяет тяговую тележку с рабочей тележкой с помощью сцепки, а затем включает шнек загрузочного органа. Начинается загрузка контейнера золой. В процессе загрузки под загрузочным органом образуется конус золы. Когда вершина конуса достигает края загрузочного органа, срабатывает датчик, отключается шнек подачи золы и включается мотор-редуктор трособлочного механизма перемещения контейнера. Контейнер перемещается на 0,5-1,0 м и при этом воздействует кронштейном на концевой выключатель. Барабан мотор-редуктора прекращает вращение, и контейнер останавливается. Одновременно включается шнек подачи золы загрузочного органа. Вновь начинается заполнение контейнера золой.
Указанный цикл загрузки повторяется до тех пор, пока контейнер не дойдет до упора. При этом последний концевой выключатель изменяет направление вращения барабана мотор-редуктора на противоположное. Контейнер начинает перемещаться в противоположном направлении и приходит в исходное положение. При этом срабатывает концевой выключатель и отключает мотор-редуктор 1.
Затем оператор с помощью штатного оборудования устанавливает контейнер на автомашину и, вращая рукоятку лебедки, воздействует на каретку, которая перемещается по направляющим, приводя в движение укрытие. В том случае, если верхушка конуса золы превышает высоту стенок контейнера, укрытие в процессе своего перемещения выравнивает поверхность загруженного материала. После этого контейнер готов к дальнейшей транспортировке.
К загрузочному цеху подходит очередная автомашина с пустым контейнером, и описанный выше цикл загрузки контейнера золой повторяется.
К недостаткам описанной выше системы можно отнести следующее:
- необходимость пребывания оператора в экологически опасной зоне мелкодисперсной пыли, содержащей тяжелые металлы,
- укрытие контейнера парусит при перевозке мелкодисперсного груза, пыль вылетает в окружающую среду. При этом нарушаются требования экологической безопасности,
- сложность разработки, изготовления, монтажа и эксплуатации узлов (электропривода, питания и автоматики, укрытия груза от пыления), снижающая надежность системы, повышающая начальные затраты и эксплуатационные расходы,
- необходимость создания дополнительного рабочего места оператора, обеспечивающего дистанционное управление загрузкой контейнера золой.
Задачей настоящего изобретения является создание установки для загрузки мелкодисперсных материалов, обеспечивающей наиболее полную, равномерную загрузку мелкодисперсного материала при условии снижения трудоемкости эксплуатации системы, а также обеспечения требований экологической безопасности.
Поставленная задача решается тем, что установка дополнительно содержит транспортную магистраль, включающую загрузочный шнек, трубопроводы, патрубки для транспортировки золы и распределитель золы, а укрытие выполнено с возможностью установки на контейнере транспортного средства и оснащено патрубком с карманом, посредством которого связано с транспортной магистралью и распределителем золы.
1
1
Распределитель золы снабжен патрубком, торцевыми и боковыми скатными листами, соединенными между собой и с патрубком распределителя золы, жестко укрепленными на укрытии, наклоненными под углом, равным 15-20°, к горизонтальной плоскости укрытия и образующими с этой плоскостью скатные лотки, причем торцевые скатные листы имеют длину l, составляющую 0,3-0,4 длины контейнера L, а боковые прилегают к вертикальной стенке контейнера вплотную, при этом в скатных листах выполнены вырезы диаметром d, составляющим 0,4-0,5 диаметра d патрубка распределителя золы, размещенные равномерно по поверхности листов на расстоянии d один от другого, причем высота h патрубка распределителя золы и высота Н патрубка укрытия составляют соответственно 1,5-2,0 d, 3-4 d, а расстояние l между патрубками укрытия и распределителя золы равно 0,8-1,0 d.
Укрытие контейнера оснащено воздушным патрубком, соединенным с рукавным фильтром, а на патрубке укрытия в кармане и на горизонтальной поверхности укрытия контейнера в углах установлены датчики уровня золы, при этом в местах крепления распределителя золы к укрытию у каждого торцевого и бокового скатных листов размещены вибраторы.
Отличительными признаками заявленной «Установки для загрузки мелкодисперсных материалов» являются следующие:
- Состав элементов и конструкция герметичной транспортной магистрали, включающая загрузочный шнек, трубопроводы, укрытие и распределитель золы с патрубками, обеспечивающей передачу золы от бункера золы до контейнера и исключающей попадание золы в окружающую среду и тем самым нарушение требований экологической безопасности.
- Укрытие контейнера, распределитель золы и их связи между собой, образующие патрубки, скатные лотки со скатными листами и вырезами в скатных листах, и с транспортной магистралью. Такая конструкция, а также размеры и наклон скатных листов распределителя золы обеспечивает загрузку и равномерное распределение золы во внутреннем объеме контейнера.
Угол 15-20° наклона скатных листов по отношению к горизонтальной плоскости обеспечивает скатывание золы по транспортной магистрали и загрузку контейнера.
Увеличение угла наклона скатных листов более 20° приведет к неоправданному увеличению высоты укрытия, длины скатных листов и соответственно веса укрытия и распределителя золы.
Уменьшение угла наклона скатных листов на величину менее 15° приведет к увеличению сопротивления скатыванию золы и снижению пропускной способности скатных лотков.
Длина торцевых скатных листов 0,3-0,4 длины контейнера L определяется необходимостью формирования в контейнере торцевых насыпей золы конусообразной формы.
При длине торцевых скатных листов более 0,4 L торцевая насыпь золы будет смещена к заднему и переднему бортам контейнера, а при длине торцевых скатных листов менее 0.3 L - в сторону центральной части контейнера. Это нарушит равномерность загрузки контейнера золой.
Вырезы в скатных листах диаметра 0,4-0,5 d патрубка распределителя золы, размещенные равномерно по поверхности листов на расстоянии d один от другого, обеспечивают формирование в контейнере промежуточных насыпей золы.
При увеличении диаметра выреза более 0,5 снизится прочность скатных листов и нарушатся условия формирования промежуточных насыпей золы. Уменьшение диаметра выреза менее 0,5 d приведет к нарушению формирования промежуточных насыпей.
Высота патрубка распределителя золы 1,5-2,0 d и расстояние между патрубками укрытия высотой 3-4 d и распределителя золы, равное 0,8-1,0 d, обеспечивают формирование потока золы и распределение этого потока по прямому, боковому и наклонному лоткам.
При увеличении или уменьшении вышеуказанных параметров по сравнению с заявленными нарушается распределение потоков золы по прямому, боковым и торцевым лоткам и соответственно формирование центральной, торцевых, промежуточных насыпей и, как следствие, равномерность заполнения контейнера золой.
- Установка на укрытии контейнера воздушного патрубка с воздуховодом, с рукавным фильтром и вибраторов в местах крепления скатных листов распределителя золы к укрытию.
Воздушный патрубок с воздуховодом и рукавным фильтром обеспечивает удаление воздуха из контейнера при заполнении его золой. Это исключает попадание пыли в окружающую среду при загрузке контейнера. Включение вибраторов исключают возможность образования застойных зон в распределителе золы при загрузке контейнера.
- Установка в углах на горизонтальной плоскости укрытия и в кармане патрубка укрытия датчиков уровни золы. Конструкция датчиков уровня золы и их местоположение фиксирует уровень заполнения контейнера золой.
Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости эксплуатации установки и обеспечение экологической безопасности при загрузке и транспортировке контейнера с золой.
Снижение трудоемкости эксплуатации установки обусловлено исключением узлов электропривода, питания и автоматики, укрытия кузова и соответственно операций, связанных с их техническим обслуживанием и ремонтом, а также операций по загрузке контейнера золой, открыванию и закрыванию укрытия.
Обеспечение экологической безопасности осуществляется путем герметизации загрузки и контейнера. Вследствие этого зола не попадает в окружающую среду при ее загрузке и транспортировке.
По сведениям, имеющимся у авторов, приведенные отличительные признаки являются новыми и в технической литературе не представлены. Совместное их применение в заявленной установке позволяет получить требуемый положительный технический результат.
Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых представлены:
фиг.1 - схема установки для загрузки мелкодисперсных материалов;
фиг.2 - укрытие с распределителем золы;
фиг.3 - датчик уровня золы.
Как показано на фиг.1, система состоит из контейнера 1 для мелкодисперсного материала 2, спущенного с автомашины и установленного на рабочие тележки 3 в ограждающей конструкции разгрузочного цеха 4. Контейнер 1 имеет откидной задний борт 5 с гермопрокладкой 6 и креплением 7 и оснащен стационарным укрытием 8. Стационарное укрытие 8 имеет герметизирующую прокладку 9 и крепление 10 к верхней части контейнера 1. На укрытие установлены: патрубок укрытия 11 с крышкой люка патрубка 12 с креплением 13 крышки люка патрубка к патрубку 11, крепление соединительного патрубка 14 с помощью электромагнитного затвора 15 к патрубку укрытия 11, воздушный патрубок 16 с заглушкой 17, гибким воздуховодом 18 и рукавным фильтром 19.
На горизонтальной поверхности укрытия 8 размещены электромеханические вибраторы 20. Укрытие 8 снабжено распределителем золы 21, который имеет патрубок 22 и скатные листы 23 и укреплен с помощью кронштейнов 24 на внутренней горизонтальной поверхности укрытия 8. Скатные листы 23 и внутренняя горизонтальная поверхность укрытия 8 образуют боковые 25 и торцевые 26 наклонные лотки, а патрубки распределителя золы 22 и укрытия 11 прямой лоток 27. Скатные листы 23 имеют вырезы 28 для прохода золы.
Патрубки укрытия 11 и распределителя золы 21 подключены с помощью соединительного 14 и выпускного 29 патрубков и трубопроводов золы 30 к загрузочному шнеку 31 и далее к бункеру золы завода сжигания осадка сточных вод.
Зола 2 ссыпается в контейнер 1 с помощью распределителя золы 21, образуя центральную 32, боковые 33 и промежуточные 34 насыпи. Полнота заполнения контейнера 1 золой 2 контролируется с помощью датчиков уровня золы 35 (фиг.2), установленных в углах укрытия и в кармане 35 патрубка укрытия.
Датчик уровня золы 35 (фиг.3) состоит из следующих конструктивных элементов: пластины 37, установленной с помощью шарнира 38 на укрытии 8 и в кармане 36 патрубка 11, с ограничителем 39 и фиксирующей пружиной 40, микровыключателя 41 и сигнальной лампы 42.
Установка для загрузки и транспортировки мелкодисперсного груза работает следующим образом.
Автомашина с контейнером 1, оборудованная стационарным укрытием 8 с распределителем золы 21, подъезжает к разгрузочному цеху 4. Оператор устанавливает контейнер 1 на тележки 3 под соединительный патрубок 14, подключает электропитание к загрузочному шнеку 31, к вибратору 20, к электромагнитному затвору 15 соединительного патрубка 14, к датчикам уровня 35 заполнения контейнера 1 золой 2.
Затем оператор открывает крышку люка 12 патрубка укрытия 11, подсоединяет соединительный патрубок 14 к патрубку 11 укрытия 8 с помощью электромагнитного затвора 15, открывает заглушку 17 воздушного патрубка 16 и соединяет воздушный патрубок с гибким воздуховодом 18 рукавного фильтра 19. Затем оператор включает загрузочный шнек 31, и зола 2 из накопительного бункера завода по сжиганию осадка сточных вод по трубопроводам золы 30 через выпускной 29, соединительные патрубки 14, патрубки укрытия 11 и распределителя золы 22 начинает поступать в контейнер 1. Зола 2 через патрубок распределителя золы 22 поступает непосредственно в контейнер 1, образуя центральную насыпь 32 конусной формы.
Зола 2 через патрубок укрытия 11 поступает в торцевые 26 и боковые 25 лотки, образованные стенками укрытия 8 и скатными листами 23. Скатываясь по торцевым лоткам 26 в контейнер 1, зола образует торцевые насыпи 33. В то же время зола, перемещаясь по торцевым 33 и боковым 25 лоткам, высыпается через вырезы 28 в скатных листах этих лотков, заполняя пространство между центральной, торцевыми насыпями, а также участки у бортов контейнера 1.
При загрузке золы воздух вытесняется из контейнера 1 в атмосферу через воздушный патрубок укрытия 16, гибкий воздуховод, соединенный с рукавным фильтром 19.
Периодически оператор включает вибраторы 20, расположенные в местах крепления 24 распределителя золы 21 к укрытию 8, которые встряхивают распределитель золы, предотвращая возникновение застойных зон. После заполнения контейнера 1 зола 2 оказывает давление на пластину 37, установленную с помощью шарнира 38 на укрытие 8 и в кармане 36, которая поворачивается, включает микровыключатель 41 и сигнальную лампу 42, свидетельствующую о том, что контейнер 1 заполнен золой 2.
Оператор после окончания загрузки контейнера золой отключает электропитание с загрузочного шнека 31, вибратора 20, датчиков уровня золы 35 и электромагнитного затвора 15.
Электромагнитный затвор 15 соединительного патрубка 14 отключается, при этом соединительный патрубок отсоединяется от патрубка укрытия 11.
Оператор отсоединяет гибкий воздуховод 18 от воздушного патрубка 16, закрывает заглушку 17 воздушного патрубка и закрывает люк 12 патрубка укрытия 11. Контейнер 1 герметически закрывается и готов к транспортировке.
Оператор устанавливает контейнер 1 на автомашину и перевозит его на место складирования или переработки золы.
Перед разгрузкой оператор открывает крепление 7 откидного борта 5 контейнера, разгружает золу в режиме «самосвала», устанавливает контейнер 1 в горизонтальное положение и закрывает запор 7 заднего борта контейнера 1. Автомашина с контейнером готова к новому циклу загрузки и транспортировки мелкодисперсного груза.
Таким образом, заявленное решение позволяет обеспечить полную загрузку крупнотоннажного контейнера мелкодисперсным материалом без необходимости пребывания оператора в опасной для здоровья запыленной и загазованной зоне, а также последующую безопасную для окружающей среды транспортировку.
Заявленное техническое решение может быть реализовано в существующих системах загрузки и транспортировки мелкодисперсных материалов, например, золы, цемента, минеральных удобрений и др. при использовании доступных материалов и агрегатов.