ПЕРЕСЫПНАЯ КАМЕРА МЕЖДУ ШНЕКАМИ

Область техники
Полезная модель относится к области транспортирования сыпучего сырья, например порошкового или гранулированного глинозема, фторсолей, их смеси или аналогичных порошковых абразивных материалов, и может применяться в металлургии цветных металлов как конструктивный элемент шнековых транспортеров, выгружающих сыпучее сырье в электролизеры получения алюминия электролитическим способом.
Уровень техники
Из уровня техники известно выгрузное устройство бункера (патент на полезную модель RU № 64472, A01F12/46, B65G33/24, F16D7/10, опубл. 10.07.2007 г.), служащее для выгрузки из бункера сыпучего сырья, содержащее корпус пересыпной камеры, установленный между вертикальным и разгрузочным шнеками, корпус пересыпной камеры с расположенными под углом примерно 90° впускным и выпускным отверстиями закреплен к бункеру с возможностью поворота вместе с разгрузочным шнеком в горизонтальной плоскости из транспортного положения в рабочее по оси вращения вертикального шнека. Привод вращения разгрузочного шнека производится от вращения вертикального шнека при помощи конического редуктора, установленного во внутренней полости корпуса.
Недостатками аналога являются ограниченные технологические возможности из-за того, что известное устройство обеспечивает выгрузку сыпучего сырья в рабочем положении только на одной высоте и его нельзя применять для выгрузки сырья с разной высоты, поскольку отсутствует возможность устанавливать разгрузочный шнек на разную высоту.
Кроме того, известная конструкция имеет повышенную трудоемкость обслуживания и ремонта из-за того, что привод вращения разгрузочного шнека установлен во внутренней полости корпуса, на редуктор отсутствует визуальный обзор, чтобы его обслужить необходимо демонтировать разгрузочный шнек.
Кроме того, привод при работе находится в потоке транспортируемого сырья, отчего от постоянного воздействия сырья на уплотнения, посторонние частицы попадают в систему смазки, снижают ресурс работы редуктора, и он быстро выходит из строя, а чтобы выполнить ремонт необходимо демонтировать разгрузочный шнек.
Наиболее близким аналогом по технической сущности является колено разгрузочного шнека (патент на изобретение RU № 2493693, A01F12/46, A01D41/12, опубл. 27.09.2013 г.), служащее для разгрузки из бункера сыпучего сырья, состоящее из корпуса пересыпной камеры установленного между вертикальным и разгрузочным шнеками, корпус пересыпной камеры с расположенными под углом примерно 90 градусов впускным и выпускным отверстиями закреплен к бункеру с возможностью поворота вместе с разгрузочным шнеком в горизонтальной плоскости из транспортного положения в рабочее по оси вращения вертикального шнека. Привод вращения разгрузочного шнека производится от вращения вертикального шнека через конических редуктор, установленный во внутренней полости корпуса.
Недостатками известного аналога являются ограниченные технологические возможности из-за того, что известное устройство обеспечивает выгрузку сыпучего сырья в рабочем положении только на одной высоте и его нельзя применять для выгрузки сырья на разные высоты, поскольку отсутствует возможность устанавливать разгрузочный шнек на разную высоту.
Кроме того, известная конструкция имеет повышенную трудоемкость обслуживания и ремонта из-за того, что привод вращения разгрузочного шнека установлен во внутренней полости корпуса, на редуктор отсутствует визуальный обзор, чтобы его обслужить необходимо демонтировать разгрузочный шнек.
Кроме того, привод шнеков при работе находится в потоке транспортируемого сырья, отчего от постоянного воздействия сырья на уплотнения, посторонние частицы попадают в систему смазки, снижают ресурс работы редуктора, и он быстро выходит из строя, а, чтобы выполнить ремонт, необходимо демонтировать разгрузочный шнек.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом полезной модели является обеспечение возможности разгрузки сырья в точки разные по горизонту и с разной высоты разгрузки для использования в электролизном производстве.
Технический результат достигается за счет того, что в пересыпной камере между шнеками, содержащей корпус 1 с расположенными под углом предпочтительно от 70° до 120°, по существу, 90°, впускным 2 и выпускным 3 отверстиями, закрепленной подвижными фланцевыми креплениями на неподвижную трубу вертикального шнека 28 и верх бункера 18 с возможностью поворота вместе с разгрузочным шнеком в горизонтальной плоскости из транспортного положения в рабочее по оси вращения 24 вертикального шнека, новым является то, что корпус 1 пересыпной камеры за счет расположенного на выпускном отверстии 2 подвижного фланцевого крепления и дополнительной шарнирной опоры 12, расположенной напротив фланца 6 выпускного отверстия 3 на одной с ним оси 43, обеспечивает возможность поворота выгрузного конца разгрузочного шнека 35 вверх-вниз в вертикальной плоскости на разную высоту разгрузки путем вращения относительно горизонтальной оси 43 выпускного отверстия 3 корпуса 1.
Полезную модель дополняют частные отличительные признаки, способствующие достижению технического результата.
Дополнительная шарнирная опора 12 закреплена на стойке 11, установленной на плите 9, приваренной к наружной трубе корпуса 1 пересыпной камеры ниже фланца 6 выпускного отверстия 3, обеспечивающая поддержку при повороте сверху вниз разгрузочного шнека 35.
Стойка 11 дополнительной опоры разгрузочного шнека выполнена съемной и имеет дополнительное крепление сверху пластиной 15, приваренной к наружной трубе корпуса 1 пересыпной камеры выше фланца 6 выпускного отверстия 3.
Разгрузочный шнек 35, крепящийся на подвижное фланцевое крепление выпускного отверстия 3 корпуса 1 пересыпной камеры и шарнирной опоры 12 стойки 11, располагается между плитой 9, приваренной к наружной трубе корпуса 1 ниже фланца 6 выпускного отверстия 3, и пластиной 15, приваренной к наружной обечайке корпуса 1 выше фланца 6 выпускного отверстия 3.
Корпус 1 имеет сверху дополнительный фланец 7 для крепления опоры вертикального шнека 8.
Подвижное фланцевое крепление корпуса 1 к неподвижной трубе вертикального шнека 28 выполнено с возможностью обеспечивать герметичность и поворот корпуса 1 за счет отдельного фланцевого кольца 25, фиксирующего радиальный подшипник 29, имеющий уплотнения сверху 31 и снизу 30 в проточках неподвижного фланца вертикального шнека 27 и отдельного фланцевого кольца 25.
Подвижное фланцевое крепление корпуса 1 на бункере 18 выполнено с возможностью обеспечивать герметичность и поворот корпуса 1 за счет фланцевого кольца корпуса 17, опирающегося на радиально упорный подшипник 19, имеющий уплотнение 21 снизу, установленный в проточках неподвижного фланца бункера 20 и фиксируемый уплотнением 21, установленным изнутри бункера кольцом 22.
Подвижное фланцевое крепление корпуса 1 к разгрузочному шнеку 35 обеспечивается за счет подвижного фланца 39 разгрузочного шнека 35, которым прижимается радиально упорный подшипник 41 с уплотнением 42 со стороны вертикального шнека 32, установленный в проточках неподвижного фланца корпуса 6.
Радиальный подшипник 29, радиально упорный подшипник 19, радиально упорный подшипник 41 выполнены в виде пластикового кольца, например, из аркаима, капролона или аналогичного по свойствам материала.
Привод вращения у вертикального 32 и разгрузочного 35 шнеков индивидуальный, в качестве привода вращения шнеков 32 и 35 используются, например, гидромоторы 34 и 46, электродвигатели.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан общий вид пересыпной камеры между шнеками, изображение вид ¾.
На фиг. 2 показан общий вид сбоку пересыпной камеры, установленной на бункер с присоединенными шнеками.
На фиг. 3 показан разрез по стрелкам А-А на фиг. 1.
На фиг. 4 показан увеличенный фрагмент Б на фиг. 3.
Перечень конструктивных элементов:
1 – корпус;
2 – впускное отверстие;
3 – выпускное отверстие;
4 – дополнительный цилиндрический корпус;
5 – свободный конец;
6 – неподвижный фланец корпуса;
7 – дополнительный фланец;
8 – опора вертикального шнека;
9 – плита;
10 – болтовое соединение стойки;
11 – стойка;
12 – шарнирная опора;
13 – подшипник;
14 – уплотнение;
15 – пластина;
16 – болтовое соединение;
17 – фланцевое кольцо корпуса;
18 – бункер;
19 – радиально упорный подшипник;
20 – неподвижный фланец бункера;
21 – уплотнение бункера;
22 – кольцо;
23 – болтовое соединение;
24 – ось вертикального шнека;
25 – отдельное фланцевое кольцо;
26 – болтовое соединение;
27 – неподвижный фланец вертикального шнека;
28 – неподвижная труба вертикального шнека;
29 – радиальный подшипник;
30 – уплотнение;
31 – уплотнение;
32 – вертикальный шнек;
33 – нижняя опора;
34 – гидромотор;
35 – разгрузочный шнек;
36 – труба шнека;
37 – впускное отверстие;
38 – дополнительный цилиндрический корпус;
39 – подвижный фланец;
40 – цапфа;
41 – радиально упорный подшипник;
42 – уплотнение;
43 – горизонтальная ось;
44 – опора шнека;
45 – опора шнека;
46 – гидромотор;
47 – проушина;
48 – проушина;
49 – проушина.
Пересыпная камера между шнеками содержит корпус 1 в виде круглой трубы с расположенными под углом предпочтительно от 70 до 120 градусов, по существу, 90 градусов, впускным 2 и выпускным 3 отверстиями. Впускным отверстием 2 является нижний торец трубы. Через него производится загрузка сыпучего сырья. Выпускное отверстие 3 выполнено на наружной боковой поверхности корпуса 1.
Снаружи выпускного отверстия 3 к боковой поверхности трубы корпуса 1 герметично закреплен сварным швом дополнительный цилиндрический корпус 4 выпускного отверстия 3, из которого производится разгрузка сыпучего сырья. Ближе к свободному концу 5 дополнительного цилиндрического корпуса 4 закреплен сварным швом неподвижный фланец корпуса 6.
На верхнем торце трубы корпуса 1 жестко закреплен сварным швом дополнительный фланец 7, на котором крепится опора вертикального шнека 8.
К боковой поверхности трубы корпуса 1 ниже неподвижного фланца корпуса 6 жестко закреплена сварным швом плита 9. К плите 9 болтовым соединением стойки 10 крепится стойка 11. На стойке 11 жестко закреплена сварным швом шарнирная опора 12, расположенная напротив неподвижного фланца корпуса 6. Внутри шарнирной опоры 12 установлен подшипник 13, который защищен уплотнением 14.
К боковой поверхности корпуса 1 выше неподвижного фланца корпуса 6 жестко закреплена сварным швом пластина 15. Стойка 11 сверху закреплена болтовым соединением 16 к пластине 15. За счет крепления болтовым соединением стойки 10 и болтовым соединением 16, стойка 11 выполнена съемной.
Под плитой 9 на наружную поверхность трубы корпуса 1 надето фланцевое кольцо корпуса 17, жестко закрепленное к корпусу 1 сварным швом.
Корпус 1 устанавливается нижним торцом в бункер 18, опираясь фланцевым кольцом корпуса 17 на радиально упорный подшипник 19, который установлен в проточку неподвижного фланца бункера 20, жестко приваренного сварным швом к верхнему листу бункера 18. Снизу под радиально упорным подшипником 19, в проточке неподвижного фланца бункера 20 установлено уплотнение бункера 21. Корпус 1 фиксируется на бункера в осевом направлении за счет кольца 22, которое расположено в бункере, и болтовым соединением 23 крепится снизу к фланцевому кольцу корпуса 17 с упором снизу в неподвижный фланец бункера 20. Кольцо 22 имеет возможность вращаться вместе с корпусом 1 и фланцевым кольцом корпуса 17, упирающимся на радиально упорный подшипник 19 по оси вертикального шнека 24 относительно неподвижного фланца бункера 20, образуя подвижное фланцевое крепление. Радиально упорный подшипник 19 выполнен в виде пластикового кольца, прямоугольный в сечении и выполнен, например, из аркаима, капролона или аналогичного по свойствам материала.
На нижний торец трубы корпуса 1 свободно, с возможностью вращения, надето отдельное фланцевое кольцо 25, которое болтовым соединением 26 закреплено к неподвижному фланцу вертикального шнека 27, жестко приваренного на торцевой поверхности неподвижной трубы вертикального шнека 28. Неподвижный фланец вертикального шнека 27 имеет проточки, в которых расположен радиальный подшипник 29 и уплотнение 30. В проточке отдельного фланцевого кольца 25 установлено уплотнение 31. Радиальный подшипник 29 выполнен в виде пластикового кольца, прямоугольный в сечении и выполнен, например, из аркаима, капролона или аналогичного по свойствам материала. Впускное отверстие 2 нижнего торца трубы корпуса 1 по отношению к торцу неподвижной трубы вертикального шнека 28 установлены соосно по оси вертикального шнека 24. Труба корпуса 1 свободно вращается в радиальном подшипнике 29 по оси вертикального шнека 24 относительно неподвижной трубы вертикального шнека 28, образуя подвижное фланцевое крепление корпуса.
Внутри неподвижной трубы вертикального шнека 28 и выше в трубе корпуса 1 установлен вертикальный шнек 32, который снизу вращается в нижней опоре 33, вверху в опоре вертикального шнека 8. Привод вращения вертикального шнека 32 производится от гидромотора 34.
Разгрузочный шнек 35 имеет расположенное на боковой поверхности трубы шнека 36 впускное отверстие 37. Снаружи впускного отверстия 37 к боковой поверхности трубы шнека 36 герметично закреплен сварным швом дополнительный цилиндрический корпус 38. Ближе к свободному концу дополнительного цилиндрического корпуса 38 закреплен сварным швом подвижный фланец 39. Соосно подвижному фланцу 39 с противоположной стороны на боковой поверхности трубы шнека 36 приварена цапфа 40.
Свободный конец дополнительного цилиндрического корпуса 38 разгрузочного шнека 35 одевается на свободный конец 5 дополнительного цилиндрического корпуса 4 по ходовой посадке. Подвижный фланец 39 разгрузочного шнека 35 упирается при этом в радиально упорный подшипник 41, который установлен в проточке неподвижного фланца корпуса 6, образуя подвижное фланцевое крепление. Уплотнение 42, установленное в проточке неподвижного фланца корпуса 6, защищает радиально упорный подшипник 41 от проникновения к нему сырья из разгрузочного шнека 35. Радиально упорный подшипник 41 выполнен в виде пластикового кольца, прямоугольный в сечении и выполнен, например, из аркаима, капролона или аналогичного по свойствам материала.
На цапфе 40 разгрузочного шнека 35 установлен подшипник 13, который установлен в шарнирной опоре 12 стойки 11.
Подвижное крепление, с возможностью поворота выгрузного конца разгрузочного шнека 35 вверх-вниз в вертикальной плоскости путем вращения относительно горизонтальной оси 43, обеспечивается за счет подвижного фланца 39, которым прижимается радиально упорный подшипник 41 к неподвижному фланцу корпуса 6 со стороны вертикального шнека 32 с возможностью вращения и вращения цапфы 40 в подшипнике 13 стойки 11. Разгрузочный шнек 35 располагается между плитой 9, приваренной к наружной поверхности трубы корпуса 1 ниже неподвижного фланца корпуса 6 и пластиной 15, приваренной к наружной поверхности трубы корпуса 1 выше неподвижного фланца корпуса 6.
Вращение разгрузочного шнека 35 осуществляется в опорах шнека 44 и 45. Привод вращения разгрузочного шнека 35 производится от гидромотора 46.
К плите 9 корпуса 1 приварены проушина 47, к которой крепится механизм поворота корпуса 1, выполненный в виде гидроцилиндра (на фигурах не показан) и приварены проушины 48 и 49, к которым крепится механизм подъема разгрузочного шнека 35, выполненный в виде двух гидроцилиндров (на фигурах не показан).
Пересыпная камера между шнеками работает следующим образом.
Пересыпная камера устанавливается между трубами вертикального 28 и разгрузочного 36 шнеков самоходной машины, применяемой для разгрузки из бункера машины сыпучего сырья в электролизеры.
Для разгрузки сырья в электролизер, бункер 18 предварительно заполняется сырьем, машина перемещается к электролизеру и устанавливается в зоне разгрузки. Разгрузочный шнек 35 гидроцилиндрами (на фигурах условно не показаны) поворачивается по оси вертикального шнека 24 и поднимается или опускается в необходимую для разгрузки точку электролизера по горизонтальной оси 43. Включаются гидромоторы 34 и 46 привода вертикального 32 и разгрузочного 35 шнеков. За счет сыпучести сырья оно скользит по наклонному днищу бункера 18 к вертикальному шнеку 32 и за счет его вращения поднимается винтовой спиралью внутри трубы 28 и корпуса 1, и через выпускное отверстие 3 и дополнительный цилиндрический корпус 4 самотеком перегружается в разгрузочный шнек 35, который своей винтовой спиралью транспортирует сырье внутри трубы 36 до выгрузного конца, из которого самотеком попадает в необходимую точку электролизера.
По окончании разгрузки сырья гидромоторы 34 и 46 привода шнеков 32 и 35 выключаются, разгрузка прекращается, разгрузочный шнек 35 поворачивается на горизонтальной оси 43 на транспортную высоту и поворачиваясь на оси вертикального шнека 24 устанавливается в транспортное положение, машина передвигается к следующему электролизеры, где процесс разгрузки сырья повторяется.
По сравнению с аналогом камера обеспечивает безопасную разгрузку сыпучего сырья, например, глинозема в электролизеры в разные точки разгрузки по горизонту в пределах установленной в конструкции длины разгрузочного шнека 35 и с разной высоты разгрузки от пола в пределах установленной в конструкции высоты подъема опускания выгрузного конца разгрузочного шнека 35.
Проведенные испытания пересыпной камеры между шнеками подтвердили работоспособность безопасность и надежность конструкции. При испытании подтверждена возможность разгрузки сырья в точки разные по горизонту, с разной высоты разгрузки, что обеспечивает возможность использования технического решения в электролизном производстве. Конструкция при испытании обеспечила гарантийную наработку не менее 3000 моточасов в год, в отличии от аналога, на который гарантия составляет 300 моточасов в год.
Техническое решение промышленно применимо, поскольку изготовлено и испытано на самоходных машинах для загрузки сыпучим сырьем электролизеров получения алюминия и предполагается к использованию на алюминиевых заводах.