ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ВИНТОВОГО КОНВЕЙЕРА

Полезная модель относится к емкостям для приема, накопления и подачи сыпучих материалов на винтовые конвейеры, и может быть примененная в машиностроении, строительстве, сельском хозяйстве, горной, химической и других областях промышленности, в частности, для приема, накопления и подачи на горизонтальные винтовые конвейеры сыпучих мелкодисперсных абразивных материалов, имеющих высокую влажность и склонных к налипанию, слипанию и образованию сводов.
Как известно, во многих случаях доставка к технологическим линиям обработки (переработки) сыпучих мелкодисперсных материалов осуществляется в мягких контейнерах или ковшах с помощью электрокаров. При этом, высота указанных контейнеров или ковшей может достигать 1,5 м, а максимальная высота поднятия электрокаром верхней части этих контейнеров и ковшей, как правило, не превышает 3,3 м. Таким образом, высота верхней части загрузочного устройства или бункера для приема, накопления и подачи на горизонтальный винтовой конвейер сыпучих мелкодисперсных материалов, не склонных к пылеобразованию, не должна превышать 1,5 м относительно поверхности, по которой перемещается автопогрузчик. Применение любых устройств для поднятия автопогрузчика, эстакад или углубление загрузочных устройств приводит к существенным материальным затратам, подорожанию технологической линии и, соответственно, увеличивает стоимость производства конечного продукта.
С учетом указанного, наиболее оптимальное конструктивное выполнение загрузочного устройства или бункера для приема, накопления и подачи на горизонтальный винтовой конвейер сыпучих мелкодисперсных материалов, не склонных к пылеобразованию, предусматривает уменьшение
вертикального размера и увеличение горизонтальных размеров для упрощения загрузки и увеличения объема накапливаемого материала. Однако увеличение горизонтальных размеров такого устройства предусматривает сужение его нижней части для обеспечения соответствия разгрузочного отверстия размерам отверстия загрузочного патрубка винтового конвейера.
При этом следует отметить, что при применении указанного загрузочного устройства для мелкодисперсных влажных материалов, имеющих склонность к слипанию, налипанию и образованию сводов, сужение нижней части загрузочного устройства не должно приводить к уменьшению угла наклона боковой стенки к горизонтали менее 60°, с учетом того, что этот угол не должен быть меньшим угла естественного откоса (осыпания) материала влажностью 25-30%.
Кроме того, для увеличения продуктивности работы загрузочного устройства, и, соответственно, винтового конвейера, в который осуществляется дальнейшая разгрузка, является оптимальным выполнение разгрузочного отверстия загрузочного устройства в виде удлиненного прямоугольника, ориентируемого вдоль продольной оси винтового конвейера, ширина которого не менее внутреннего диаметра трубы (желоба) конвейера.
Известно бункерное устройство для накопления и хранения сыпучих и склонных к слеживанию и зависанию материалов. Указанное бункерное устройство содержит корпус с загрузочным и разгрузочным отверстиями прямоугольной формы, при этом, с целью предотвращения образования сводов, корпус состоит из трех частей, средняя из которых выполненная цилиндрической, а верхняя и нижняя образованы линиями соединения цилиндрической части соответственно с загрузочным и разгрузочным отверстиями, при этом, верхняя и нижняя части смонтированы с возможностью поворота. Кроме того, площадь сечения разгрузочного отверстия больше или равна площади сечения цилиндрической части
(авторское свидетельство СССР №925785; МПК В 65 D 88/26; опубл. 07.05.1982 в бюлл.№17).
Как можно увидеть, существенным недостатком этого бункерного устройства является ограничение площади сечения средней части относительно площади сечения разгрузочного отверстия, что значительно ограничивает горизонтальные размеры бункерного устройства и практически устраняет его функцию накопления материала, чем значительно ограничиваются эксплуатационные возможности данного изделия.
Также известен бункер для хранения сыпучих и склонных к зависанию материалов, каждая стенка которого выполнена в виде вогнутой вовнутрь оболочки с продольным сечением по скату, очерченным по гиперболической кривой. При этом, с целью устранения зависания сыпучего материала и обеспечения непроницаемости стыка стенок, каждая стенка в горизонтальном поперечном сечении очерчена по параболе и имеет стрелу подъема, равную 1/6-1/10 наибольшего размера стенки, при чем стенки выполнены разъемными и соединены между собой с помощью замкового соединения паз-выступ (авторское свидетельство СССР №1133177 А; МПК В 65 D 88/26; опубл. 07.01.1985 в бюлл. №1). Согласно материалам заявки по соответствующему авторскому свидетельству, указанный бункер выполнен с четырьмя одинаковыми стенками, линии соединения которых представляют собой ребра усеченной четырехгранной пирамиды, вершина которой направлена вниз, и, соответственно, имеет загрузочное и разгрузочное отверстия квадратной формы.
Главным недостатком описанного бункера для сыпучих материалов является невозможность полного устранения уплотнений и сводов вблизи разгрузочного отверстия при применении бункера для сыпучих мелкодисперсных материалов, имеющих высокую влажность и склонных к налипанию и слипанию, что значительно ограничивает эксплуатационные возможности изделия.
Кроме того, выполнение бункера в виде четырехгранной пирамиды и выпуклость в ее середину стенок уменьшает горизонтальные размеры и, соответственно, объем бункера, что также ограничивает его эксплуатационные возможности.
К тому же, выполнение разгрузочного отверстия бункера в форме квадрата уменьшает производительность как самого изделия, так и всей технологической линии, где он применяется, в сравнении с выполнением этого отверстия в виде вытянутого прямоугольника.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому загрузочному устройству винтового конвейера и избранным в качестве наиболее близкого аналога является устройство для обрушения сводов сыпучего материала, содержащее смонтированный в верхней части привод, соединенный с вертикальной штангой с лопастями, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющих. При этом, устройство выполнено с шарнирно установленными в конической части бункера пластинами, которые образовывают ложные стенки последнего и связаны с помощью тяг и шарниров с вертикальной штангой (авторское свидетельство СССР №310855; МПК В 65 G 65/70; опубл. 09.08.1971 в бюлл. №24). Согласно материалам заявки по соответствующему авторскому свидетельству, указанное устройство для обрушения сводов сыпучего материала имеет корпус, состоящий из трех соосных частей, при этом средняя часть имеет форму направленного книзу усеченного конуса, а верхняя и нижняя части имеют цилиндрическую форму. Работа описанного устройства осуществляется за счет возвратно-поступательного перемещения вертикальной штанги, которая через шарнирные тяги передает движение ложным стенкам, осуществляющим перемещение материала к центральной части бункера и облегчающим проход материала в нижней части бункера.
К наиболее существенным недостаткам описанного устройства для обрушения сводов сыпучего материала можно отнести следующее:
- сложность конструкции и высокая стоимость производства изделия;
- невозможность применения изделия, с учетом наличия шарнирных соединений, для сыпучих мелкодисперсных абразивных материалов, имеющих высокую влажность и склонных к налипанию, слипанию и образованию сводов;
- расположение привода в центральной верхней части приводит к неудобству загрузки путем высыпания сыпучих материалов из контейнеров или ковшей, что сужает круг технологических процессов, где может быть применено изделие, а также снижает надежность изделия при его применении для сыпучих материалов, склонных к пылеобразованию, и влажных мелкодисперсных абразивных материалов, способных к налипанию;
- уменьшение производительности изделия за счет выполнения разгрузочного отверстия круглым, в результате чего сужается круг технологических процессов, где может быть применено изделие.
Задачей полезной модели является разработка загрузочного устройства винтового конвейера с более широкими функциональными возможностями, а также повышение его надежности путем нового выполнения элементов устройства и их связей.
Поставленная задача решается за счет того, что в загрузочном устройстве, содержащем корпус, вертикально разделенный на три части, верхняя из которых содержит цилиндрическую поверхность, средняя часть содержит коническую поверхность, а нижняя часть выполнена в виде цилиндра, и содержащем смонтированный в верхней части корпуса узел привода, соединенный с вертикальной штангой, которая имеет как минимум одну поперечную лопасть, согласно полезной модели, средняя часть корпуса содержит загрузочный участок, поверхность которого образована объединениям трех плоскостных элементов, два из которых симметричны друг другу, размещенных с наклоном их нижних частей к центру корпуса и
сопряженных с конической поверхностью средней части и цилиндрической поверхностью нижней частей корпуса, при этом, верхняя часть корпуса содержит вертикальный бортик, расположенный вдоль верхних кромок трех плоскостных элементов средней части корпуса и сопряженный с цилиндрической поверхностью верхней части, и содержит две поперечные горизонтально расположенные балки в районе загрузочного участка, кроме того, нижняя часть корпуса выполнена с плоским дном, центр которого содержит прямоугольное отверстие, к тому же, угол наклона трех плоскостных элементов и конической поверхности средней части корпуса к горизонтальной плоскости не менее 60°, соотношение высоты нижней части корпуса к ее диаметру не превышает 1/2, а соотношение сторон прямоугольного отверстия дна нижней части корпуса не превышает 1/4, кроме того, вертикальная штанга установлена с возможностью вращательного движения;
Именно эти признаки необходимы и достаточны для решения поставленной задачи.
При этом, узел привода представляет собой мотор-редуктор с вертикально расположенным валом, жестко закрепленный на вертикальной пластине, которая установлена с возможностью фиксированного вращательного перемещения вокруг вертикальной оси и, соответственно, перемещением вала мотор-редуктора относительно вертикальной штанги, при этом узел привода включает защитный корпус и установлен на поперечных балках, закрепленных на корпусе загрузочного устройства.
Кроме того, вертикальная штанга установлена с возможностью вращательного движения со скоростью в два раза меньшей скорости вращения вала мотор-редуктора.
К тому же, горизонтальный размер нижней поперечной лопасти вертикальной штанги не меньше размера большей стороны отверстия дна нижней части корпуса.
Расстояние между нижней поперечной лопастью вертикальной штанги и дном нижней части корпуса не превышает 1/5 меньшей стороны отверстия дна нижней части корпуса
Выполнение корпуса загрузочного устройства таким образом, что средняя часть корпуса содержит загрузочный участок, поверхность которой образована объединением трех плоскостных элементов, два из которых симметричны друг другу, размещенных с наклоном их нижних частей к центру корпуса и соединенных с конической поверхностью средней части и цилиндрической поверхностью нижней частей корпуса, с учетом того, что верхняя часть корпуса содержит вертикальный бортик, который расположен вдоль верхних кромок трех плоскостных элементов средней части корпуса и соединен с цилиндрической поверхностью верхней части, позволяет увеличить и отдалить от узла привода загрузочную часть корпуса устройства, благодаря чему расширяется круг технологических процессов, где может быть применено изделие.
Расположение в верхней части корпуса устройства, в районе загрузочного участка, двух поперечных горизонтально размещенных балок дает возможность применения изделия в технологических процессах, где загрузка осуществляется путем высыпания сыпучих материалов из перевернутых контейнеров и ковшей, переворачивание которых требует опоры.
Выполнение нижней части корпуса с плоским дном, центр которого содержит прямоугольное отверстие, позволяет увеличить объем нижней части корпуса устройства благодаря чему компенсировать общее уменьшение вместительности устройства при уменьшении его вертикального размера, в результате чего обеспечить возможность применения изделия в технологических процессах, предусматривающих загрузку с небольшой высоты, например при использовании электрокаров.
Выполнение угла наклона трех плоскостных элементов и конической поверхности средней части корпуса к горизонтальной плоскости не меньше 60° позволяет применять изделие для сыпучих мелкодисперсных материалов влажностью 25-30%, избегая при этом образования заторов в средней части корпуса в результате уплотнения и зависания материала.
Благодаря соотношению высоты нижней части корпуса к ее диаметру, не превышающему 1/2, достигается возможность применения изделия для влажных мелкодисперсных материалов, склонных к слипанию и налипанию, избегая при этом образования заторов в нижней части корпуса в результате уплотнения и зависания материала.
За счет соотношения сторон прямоугольного отверстия дна нижней части корпуса, которое не превышает 1/2, увеличивается производительность изделия и соответственно расширяется круг технологических процессов, где он может быть применен.
Установка вертикальной штанги с возможностью вращательного движения обеспечивает возможность применения изделия для влажных мелкодисперсных материалов, склонных к слипанию и налипанию, избегая при этом образования заторов в результате уплотнения и зависания материала.
Выполнение узла привода в виде мотор-редуктора с вертикально расположенным валом, жестко закрепленным на вертикальной пластине, которая установлена с возможностью фиксированного вращательного перемещения вокруг вертикальной оси и, соответственно, перемещения вала мотор-редуктора относительно вертикальной штанги, позволяет максимально упростить конструкцию привода и дает возможность регулировки натяжения цепи передачи, благодаря чему повышается надежность изделия.
То, что узел привода включает защитный корпус и установлен на поперечных балках, закрепленных на корпусе загрузочного устройства, позволяет создать целостную надежную конструкцию и защитить рабочие элементы привода от попадания частиц мелкодисперсного сыпучего
материала, что может привести к быстрому износу привода, особенно в случае применения изделия для влажных и абразивных материалов.
Благодаря установке вертикальной штанги с возможностью вращательного движения со скоростью в два раза меньшей скорости вращения вала мотор-редуктора вдвое увеличивается вращательный механический момент вертикальной штанги, что также повышает надежность изделия.
Благодаря тому, что горизонтальный размер нижней поперечной лопасти вертикальной штанги не меньше размера большей стороны отверстия дна нижней части корпуса, а также потому, что расстояние между нижней поперечной лопастью вертикальной штанги и дном нижней части корпуса не превышает 1/5 меньшей стороны отверстия дна нижней части корпуса, достигается гарантированное перемещение материала в прямоугольное отверстие дна нижней части корпуса устройства, а также предотвращение образования уплотнений и зависания материала в придонной части корпуса.
Суть полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен вид загрузочного устройства сбоку;
на фиг.2 изображен вид загрузочного устройства спереди;
на фиг.3 изображен вид загрузочного устройства сверху.
Один из возможных вариантов выполнения загрузочного устройства винтового конвейера имеет тонкостенный корпус 1, который вертикально распределен на три части. Нижняя часть корпуса 1 представляет собой цилиндр 2, который имеет плоское горизонтально расположенное дно 3 с прямоугольным отверстием 4. Вертикальный размер цилиндра 2 меньший его радиуса, а отверстие 4 выполнено с соотношением размеров сторон 1/4. Средняя часть корпуса 1 образована сопряжением конической поверхности 5 с двумя симметрично расположенными плоскостными элементами 6 и плоскостным элементом 7. При этом, указанные плоскостные элементы размещены с наклоном нижних частей к центру корпуса, плоскостные элементы 6 сопряжены с конической поверхностью 5 и цилиндрической
поверхностью нижней части корпуса, а плоскостной элемент 7 объединен с цилиндром 2 нижней части. Таким образом, указанные плоскостные элементы образуют загрузочный участок. Плоскостные элементы 6, 7 и коническая поверхность 5 выполнены с наклоном к горизонтали под углом 60°. Отверстие 4 расположено в центре дна 3 и имеет общую с загрузочным участком корпуса ось симметрии. Верхняя часть корпуса устройства образована цилиндрической поверхностью 8, двумя соединенными с ней вертикальными бортиками 9 и вертикальным бортиком 10. При этом, указанные элементы верхней части размещены по верхней кромке средней части корпуса и имеют одинаковый вертикальный размер, кроме вертикального бортика 10, который имеет меньший вертикальный размер и верхняя кромка которого упирается в поперечную опорную балку 11, которая имеет вид круглой трубы. В верхней части корпуса, в районе загрузочного участка, установлена вторая опорная балка 12, которая параллельна балке 11 и также имеет вид круглой трубы.
Корпус 1 установлен на шести вертикальных опорах 13, закрепленных в верхней части корпуса, при этом, две из указанных опор размещены на цилиндрической поверхности 8, а четыре другие размещены на внешних поверхностях бортиков 9. Для укрепления конструкции устройства пары вертикальных опор 13, размещенные на внешних поверхностях бортиков 9, объединены между собой перекладинами 14, а две опоры 13, расположенные ближе к центральной части корпуса, объединены перекладиной 15.
Узел привода 16 загрузочного устройства установлен на поперечных балках 17, закрепленных на кромке верхней части корпуса. Узел привода 16 имеет защитный корпус 18. На плоской донной пластине корпуса 18 установлено П-образное основание 19. В верхней части основания 19 и на поверхности донной пластины корпуса 18 закреплены подшипники 20, в которых установлена вертикальная штанга 21, выполненная в виде круглой трубы. При этом, подшипники 20 расположены таким образом, что продольная ось симметрии вертикальной штанги 21 совпадает с продольной осью симметрии цилиндра 2 нижней части корпуса 1. В верхней части вертикальной
штанги 21 закреплена звездочка 22 цепной передачи. Кроме того, на П-образном основании 19, с помощью вертикальных петель 23, с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, установлена вертикальная прямоугольная пластина 24. Положение пластины 24 зафиксировано с помощью винтов 25. На пластине 24 закреплен вертикально установленный мотор-редуктор 26, вал которого выступает над верхней частью и содержит закрепленную звездочку 27 цепной передачи. Звездочка 27 имеет диаметр вдвое меньший диаметра звездочки 22. Обе указанные звездочки соединены цепью 28.
Нижний конец вертикальной штанги 21 содержит лопасть 29, имеющую вид горизонтально расположенной круглой трубы, середина которой является местом соединения с вертикальной штангой 21. При этом, длина лопасти 29 равна максимальному размеру прямоугольного отверстия 4, а величина зазора между лопастью 28 и дном 3 корпуса 1 равна 1/5 размера меньшей стороны отверстия 4.
Работа загрузочного устройства винтового конвейера осуществляется следующим образом.
Загрузка устройства осуществляется путем высыпания сыпучего материала в загрузочную часть корпуса 1, при этом материал, который загружается, попадается на поверхности плоскостных элементов 6 и 7, скользит и попадается на дно цилиндра 2 и постепенно заполняет емкость корпуса 1.
При высыпании материала из перевернутых контейнеров или ковшей, которые подаются автопогрузчиками, балки 11 и 12 выполняют функцию опор для переворачиваемых контейнеров или ковшей.
При наполнении корпуса 1 сыпучим материалом запускается мотор-редуктор 26, который с учетом соотношения диаметров звездочек 22 и 27, через цепь 28, предает вращательное движение вертикальной штанге 21 со скоростью вдвое меньшей скорости вращения вала мотор-редуктора. Материал, находящийся непосредственно над отверстием 4 под действием
собственного веса высыпается через отверстие. Материал, находящийся в верхней части корпуса, под действием собственного веса перемещается в среднюю часть и скользит по ее наклоненным стенкам в нижнюю часть корпуса. Материал, находящийся за пределами отверстия 4, с помощью лопасти 28 перемещается к отверстию 4 и также высыпается наружу. Постоянно вращаясь, лопасть 28 осуществляет разрушение уплотнений мелкодисперсных материалов, склонных к налипанию, слипанию и образованию сводов.
Регулирование натяжения цепи 28 осуществляется путем вращения гаек винтов 25, что приводит к вращательному перемещению пластины 24 и соответственно изменению межосевого расстояния звездочек 22 и 27.
Загрузочное устройство винтового конвейера, как он описан выше, позволяет существенно расширить функциональные возможности и повысить надежность изделия, в частности, в случае применения для мелкодисперсных абразивных материалов, имеющих высокую влажность и склонных к налипанию, слипанию и образованию сводов.