УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАННОЙ РАЗГРУЗКИ МЯГКИХ КОНТЕЙНЕРОВ С СЫПУЧИМ МАТЕРИАЛОМ

Полезная модель относится к разгрузочным работам, в частности к устройствам с ручным приводом для распаковки и дозированной разгрузки мешков (мягких контейнеров) с сыпучим материалом, и может быть использована в сельском хозяйстве, строительной индустрии, химической промышленности и других отраслях народного хозяйства при растаривании мягкой тары с сыпучими материалами.
Известно устройство для растаривании мешков с сыпучим материалом, содержащее корпус трубчатой формы, ножи для разрезания материала мешка и фланец, причем ножи и фланец расположены на противоположных концах трубчатого корпуса. Ножи расположены в средине корпуса и имеют V-образную форму, образованную несколькими полосками с заостренными внешними краями. Лезвия расположены относительно друг друга под углом 30°, и соединены между собою внутренними торцами в линию, совпадающей с осью симметрии устройства, а внешними торцами прикреплены к трубчатому корпусу [см. пат. Украины №101789 по классу МПК В67В 69/00 опубликованный 25.09.2015 года в Бюл. №18].
Основным техническим недостатком известного устройства является ограниченность его функциональных возможностей, что обусловлено отсутствием в его конструкции приспособлений для прекращения начатого процесса растаривания, которое может быть необходимым для дозировки сыпучего материала или иных потребностей, а это приводит к необходимости осуществления процесса разгрузки до полного опустошения мешка и, соответственно, существенно ограничивает область его использования.
Наиболее близким по своей сущности и достигаемому эффекту, принимаемым за прототип, является устройство для растаривания мешков с сыпучим материалом, содержащее корпус, выполненного в виде пустотелого цилиндра, а также нож, причем в боковую стенку цилиндра корпуса встроены по меньшей мере два пластинчатых фиксатора, а нож выполнен по меньшей мере из трех продольных пластин, каждая из которых нижним концом соединена с верхним краем цилиндра корпуса, а верхним - с остальными верхними концами таких же пластин. В нижней части корпуса установлена плоская раздвижная заслонка с двух полукругов с двумя ручками на конце каждого полукруга [см. пат. Украины №115941 по классам МПК В65В 61/28, В67В 69/00 опубликованный 25.04.2017 года в Бюл. №8].
Основным существенным недостатком известного технического решения является несовершенство конструкции механизма дозирования, в частности, отсутствия в нем фиксатора для предупреждения самопроизвольного раздвижения полукругов. Сущность этого недостатка поясняется следующим. В исходном положении заслонка устройства закрыта. После того, как устройство установлено в мешок, сыпучий материал из него заполняет корпус устройства и создает давление на заслонку. Во время транспортировки, поднятия или опускания мешка, из-за его колебаний, довольно часто полукруги самопроизвольно раздвигаются, и сыпучий материал просто высыпается на землю, что приводит к частичной его потере. Поэтому на практике, обычно, ручки, отходящие от полукругов, связывают между собой веревкой, которая и выполняет функцию фиксатора полукругов. Однако, это изменяет технологию установки в мешок, причем, в худшую сторону. Все начинается с подготовки устройства. Ручки полукругов заслонки необходимо связать веревкой. На устройство, находящееся на грунте, насаживается мешок с сыпучим материалом. Далее подъемный кран поднимает мешок вверх вместе с устройством и транспортирует его кместу разгрузки мешка. При этом потерь сыпучего материала не происходит, поскольку полукруги заслонки устройства надежно зафиксированы веревкой. Затем, перед дозированной разгрузкой мешка, рабочий разрезает (развязывает) веревку, и таки образом обеспечивает возможность управления заслонкой, раздвигая на требуемый уровень ее полукруги. Все это делать неудобно, возникает неоправданный расход непроизводственного времени, вызывает расход веревки, что, в целом, позволяет сделать обоснованный вывод о техническом несовершенстве конструкции дозатора сыпучих материалов, используемой в известном устройстве.
Еще одним существенным недостатком известного технического решения является несовершенство конструкции устройства из-за отсутствия в его составе средства направления потока сыпучего материала в необходимое место, то есть отсутствия соответствующего гибкого рукава (хобота). Важность этого недостатка становится понятной, когда необходимо загрузить сыпучим материалом много небольших емкостей из одного большого мешка с сыпучим материалом. Например, загрузка бункеров сеялки зерновым (посевным) материалом. Из-за отсутствия в составе устройства соответствующего рукава, возникает необходимость каждый раз перемещать большой мешок на новые позиции (к новой горловине). Учитывая, что мешок удерживается подъемным средством, последнее вынуждено каждый раз маневрировать или изменять пространственную ориентацию грузоподъемной стрелы, причем достаточно точно, чтобы не просыпать на землю сыпучий материал. Все это вместе создает определенные неудобства, увеличивает время проведения перегрузочных работ, вызывает дополнительный расход топлива транспортного средства, что позволяет сделать еще один обоснованный вывод о техническом несовершенстве известного устройства для разгрузки мешков с сыпучим материалом.
Таким образом, известное устройство для растаривания мешков с сыпучим материалом имеет, по меньшей мере, два существенных конструктивныхнедостатка из-за которых усложняется процесс дозированной разгрузки мягкого контейнера, особенно небольшими порциями в разные емкости, и максимально возрастает вероятность непроизводственных потерь части сыпучего материала во время манипулирования контейнером с помощью подъемного транспортного средства, вызывает необходимость выделения дополнительного времени для обслуживание устройства и дополнительных затрат трудовых ресурсов.
В основу полезной модели поставлена задача дальнейшего совершенствования устройства для дозированной разгрузки мягких контейнеров с сыпучим материалом за счет снабжения его дозатора простым, и, в то же время, надежным механизмом фиксации полукругов, а также направляющим съемным рукавом, что позволит упростить процесс разгрузки мягких контейнеров при одновременном сокращении времени разгрузочных работ, путем конструктивного изменения отдельных элементов устройства.
Поставленная задача решается тем, что устройство для дозированной разгрузки мягких контейнеров с сыпучим материалом, содержащее корпус, выполненный в виде пустотелого цилиндра, а также нож, причем в боковую стенку цилиндра корпуса встроены, по меньшей мере, два пластинчатых фиксатора, а нож выполнен, по меньшей мере, из трех продольных пластин, каждая из которых нижним концом соединена с верхним краем цилиндра корпуса, а верхним - с остальными верхними концами таких же пластин, причем в нижней части корпуса установлена плоская раздвижная заслонка, состоящая из двух полукругов с двумя ручками на конце каждого полукруга, согласно предложению, на концах полукругов со стороны ручек выполнены встречно направленные клиновидные выступы, которые сопрягаются между собой в закрытом положении заслонки, а также на нижнем фланце корпуса устройства выполнены диаметрально противоположные выступы с радиальными пазами с наклонными краями для оперативного подсоединения к нижнему фланцу направляющего гибкого рукава.
Благодаря наличию на концах полукругов встречно направленных клиновидных выступов, исключается возможность самопроизвольного раздвижения полукругов. Полукруги в закрытом положении заслонки сцеплены между собой благодаря трению между наклонными поверхностями клиновидных выступов, которые к тому же прижимают полукруги к верхнему и нижнему фланцам корпуса устройства, что еще в большей степени вызывает трение, препятствующее свободному смещению полукругов, поэтому такое небольшое совершенствование полностью исключает возможность непроизводственного просыпания сыпучего материала.
Благодаря наличию на нижнем фланце корпуса устройства диаметрально расположенных выступов с радиальными пазами с наклонными краями пазов, к устройству можно, в случае необходимости, оперативно и без усилий присоединить направляющий гибкий рукав, с помощью которого направлять сыпучий материал в необходимой место без перемещения в пространстве самого мягкого контейнера, и таким образом ускорить процесс загрузки большого количества емкостей сыпучим материалом.
В целом, отличительные признаки усовершенствованной конструкции устройства в сочетании с известными признаками позволяют существенно повысить эффективность дозированной разгрузки мягких контейнеров с одновременным существенном снижении потерь сыпучего материала в процессе транспортировки контейнера и повышением удобства использования при эксплуатации.
Заявленное устройство имеет широкую область использования, поскольку позволяет загружать любую тару, а также своевременно останавливать процесс загрузки, например, для замены тары по мере ее заполнения. Конструкция устройства практически исключает вероятность непроизводственных потерь сыпучего материала при разгрузке контейнера, образование остатков сыпучего материала в мягком контейнере в процессе его разгрузки, позволяет вынимать из контейнера устройство вверх, а в сочетаниис безопасностью его использования, технологичности изготовления, удобства хранения, оперативности установки направляющего гибкого рукава и снятия его, исключения самопроизвольного открытия или закрытия дозирующей заслонки, заявленное техническое решение приближается почти к идеальному средству для дозированной разгрузки мягких контейнеров с сыпучим материалом.
Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, характеризующих предложенное техническое решение, а именно: невозможность самопроизвольного изменения состояния дозатора и возможность направления потока сыпучего материала в нужное место, и полученных благодаря внесению принципиальных конструктивных изменений в дозатор и нижнюю часть корпуса устройства, которые в совокупности позволили приобрести устройству новые качества, позволяющие обеспечить определенный положительных технический результат, сформулированный в постановке задачи.
Дальнейшая сущность полезной модели поясняется совместно с иллюстративным материалом, на котором изображено следующее: фиг. 1 - конструкция предложенного устройство для дозированной разгрузки мягких контейнеров с сыпучим материалом, вид в плане. Сплошными линиями показано исходное положение (полукруги закрыты), пунктирными линиями - рабочее положение (полукруги частично раздвинуты); фиг. 2 - конструкция гибкого рукава для направления сыпучего материала, вид в плане.
Предложенное устройство для дозированной разгрузки мягких контейнеров с сыпучими материалами содержит трубчатый корпус 1 круглого сечения. Ножи 2 для разрезания материала мягкого контейнера (не показан) выполнены в виде полос с заостренными внешними кромками и расположены радиально относительно корпуса 1 под острым углом к его продольной оси. Основы ножей жестко прикреплены, например, приварены, к внутренней поверхности корпуса 1, а их вершины соединены между собойнад верхним торцом корпуса 1, образовывая многогранный наконечник 3. Под ножами 2 на корпусе 1 выполнены сквозные круглые отверстия 4 (как наиболее технологические), хотя отверстия могут быть и иной формы). Эти отверстия 4, как окна, выполняют функцию дополнительных путей проникновения сыпучего материала в цилиндрический корпус 1 устройства, а также являются средством разрыхления сыпучего материала в случае его возможного комкования и образования сыпучим материалом сводов. Ниже отверстий 4 в боковую стенку корпуса 1 с внешней стороны встроены (например, закреплены болтовым соединением) пружинистые элементы 5, которые способны, благодаря пружинным свойствам, отклоняться (пригибаться) к внешней стороне корпуса 1 при перемещении (установки) устройства во внутрь мягкого контейнера после прокалывания ножами 2 его материала и отклоняться (отгибаться) в начальное положение в средине мягкого контейнера над проколотым в нем отверстием. Пружинистые элементы 4 выполнены из пружинного износостойкого полимерного материала или из резины, что обеспечивает их складывание и возврат а первоначальное положение при сравнительно небольших знакопеременных нагрузках и, соответственно, уменьшается повреждение материала мягкого контейнера по периметру корпуса 1, а также обеспечивает достаточно длительный ресурс их эксплуатации. Пружинистые элементы 5 препятствуют самопроизвольному обратному перемещению устройства из мягкого контейнера под собственным весом и/или весом сыпучего материала, делают невозможным выскальзывание устройства из отверстия мягкого контейнера.
Раздвижная заслонка позволяет регулировать выгрузку сыпучего материала из мягкого контейнера, расположена внутри корпуса 1 устройства в нижней его части. Раздвижная заслонка выполнена в виде двух полукругов 6 с двумя ручками 7 на конце каждого полукруга 6. Диаметр заслонки (суммарный диаметр полукругов 6) соответствует внутреннему диаметруцилиндрического корпуса 1, полностью его перекрывая. На нижнем торце корпуса 1 закреплен фланец 8 под которым и расположена раздвижная заслонка. Под раздвижной заслонкой расположен еще один фланец 9, который связан с верхним фланцем 8 болтовым соединением 10. Нижний фланец 9 предупреждает прогиб полукругов 6 под действием веса сыпучего материала. При достаточной жесткости полукругов 6, нижнего фланца 9 может и не быть - в нем просто отпадает необходимость. На внешних концах полукругов 6 со стороны ручек 7 выполнены встречно направленные клиновидные выступы 11. На одном выступе 11 клин поднимается вверх, а на втором, наоборот, опускается вниз. В закрытом положении раздвижной заслонки, клиновидные выступы 11 находят друг на друга и заклиниваются. Благодаря трению, возникающему между наклонными поверхностями клиновидных выступов 11, полукруги 6 не могут самопроизвольно раскрыться. Более того, при натягивании клиновидных выступов 11 одного на другой, полукруги 6 прижимаются к фланцам 8 и 9, что еще в большей степени фиксирует подвижные элементы (полукруги 6) заслонки из-за увеличения трения заклинивания.
На нижнем фланце 9 (а при его отсутствии, на верхнем фланце 8) корпуса 1 устройства выполнены диаметрально расположенные выступы 12 с радиальными пазами 13. Края указанных радиальных пазов 13 (радиальных прорезей) выполнены наклонными сверху вниз к центру радиального паза 13. Выступы 12 с радиальными пазами 13 в них предназначены для оперативного присоединения к нижнему фланцу 9 направляющего гибкого рукава 14.
Направляющий гибкий рукав 14 состоит из присоединительной горловины 15, к торцу которой прикреплен фланец 16, диаметр которого совпадает с диаметрами фланца 8 и 9 устройства. К горловине 15 снизу примыкает гофрированная труба 17 (именно гофры и придают гибкость направляющему гибкому рукаву 14), которая заканчивается раструбом 18. Надиаметрально противоположных сторонах фланца 16 выполнены выступы 19, размеры которых совпадают с размерами выступов 12. В каждом выступе 19 имеется резьбовое отверстие, в которое установлен винт 20 с конической головкой. Именно эти винты 20 своими коническими головками входят в радиальные пазы 13 выступов 12 при подсоединении направляющего гибкого рукава 14 к корпусу 1 устройства.
Предложенное устройство для дозированной разгрузки мягких контейнеров с сыпучим материалом работает следующим образом.
Устройство в исходном положении (раздвижная заслонка закрыта, то есть полукруги 6 сдвинуты к центру вовнутрь корпуса 1 и удерживаются в таком положении трением, возникающем в клиновидных выступах 11). В таком положении устройство устанавливается на площадку в месте разгрузки мягкого контейнера. Корпус 1 опирается на нижний фланец 9, на котором отсутствуют какие-либо выступы снизу (на нижней поверхности фланца 9). Мягкий контейнер с помощью грузоподъемного средства плавно опускают на устройство центром днища. Под действием веса сыпучего материала в мягком контейнере ножи 2 прорезают его ткань, и корпус 1 плавно заходит во внутрь мягкого контейнера. Благодаря острым ребрам ножей 2, разрезание происходит быстро и без разрывов ткани, что обеспечивает плотное размещение корпуса 1 устройства в проделанном отверстии. При заглублении корпуса 1 в мягкий контейнер, пружинистые элементы 5 под давлением сыпучего материала складываются вдоль внешней стороны корпуса 1, не препятствуя его проникновению во внутрь мягкого контейнера. После этого мягкий контейнер с заведенным в него устройством с помощью грузоподъемного средства перемещают на позицию выгрузки. При подъеме контейнера, под действием веса сыпучего материала корпус 1 перемещается вниз. В процессе этого перемещения пружинистые элементы 5 возвращаются в начальное относительно корпуса 1 поперечное положение внутри мягкого контейнера над проколотым отверстием, фиксируятаким образом положение корпуса 1, что исключает его случайное выдавливание из отверстия в процессе разгрузки мягкого контейнера. Затем к нижнему торцу корпуса 1 устройства присоединяют направляющий гибкий рукав 14. Для этого конические головки винтов 20 заводят в радиальные пазы 13 путем проворота направляющего гибкого рукава 14. Благодаря тому, что края радиальных пазов 13 выполнены наклонными сверху вниз, а головки винтов 20 имеют коническую форму, происходит надежная фиксация направляющего гибкого рукава 14 под нижним фланцем 9 корпуса 1 устройства. Для выполнения разгрузочных работ, заполненный сыпучим материалом мягкий контейнер, вместе с зафиксированным в нем устройством и направляющим гибким рукавом 14, заводят и располагают в нужном месте (площадкой, контейнером, бункером, емкостью и т.п.). Затем ручки 7 раздвигают на необходимое расстояние. При этом полукруги 6 раздвигаются, открывая внутреннее отверстие в корпусе 1, и сыпучий материал перегружается (высыпается) из мягкого контейнера в тару. При необходимости, например, при заполнении тары, процесс опустошения мягкого контейнера в любое мгновение можно прекратить, возвращая ручки 7 в первоначальное положение. Далее меняют тару, переставляя направляющий гибкий рукав 14 в горловину пустой тары, и повторяют операцию ее заполнения. При этом наличие в корпусе 1 сквозных отверстий 4, расположенных под ножами 2, практически исключает остатки сыпучего материала в мягком контейнере после его выгрузки. После полной разгрузки мягкого контейнера устройство из него вытягивают вверх или вместе с направляющим гибким рукавом 14, или последний предварительно снимают, выводя винты 20 из радиальных пазов 13 выступов 12.
Заявленное техническое решение реально изготовлено и многократно апробировано в реальных условиях разгрузки мягких контейнеров с сыпучими материалами. Результаты этих проверок подтвердили, что заявленная конструкция является достаточно простой в обслуживании, надежной иудобной в использовании и эксплуатации и практически полностью исключает просыпание и потери сыпучего материала.
Предложенное устройство для дозированной разгрузки мягких контейнеров с сыпучим материалом может быть изготовлено из металла, композиционного материала, пластика или их сочетаний, и может быть использовано для разгрузки мягких контейнеров в промышленном и сельскохозяйственном производстве и других отраслях народного хозяйства.
Существенное отличие предложенного устройства для дозированной разгрузки мягких контейнеров с сыпучим материалом, в сравнении с известными техническими решениями аналогичного назначения, заключается в том, полукруги раздвижной заслонки снабжены средством их фиксации в закрытом положении, выполненном в виде клиновидных выступов, а также в том, что имеется техническая возможность присоединять к корпусу направляющий гибкий рукав для оперативного изменения направления потока сыпучего материала без перемещения самого мягкого контейнера. Перечисленные отличия, в совокупности, позволяют изменить принцип удерживания раздвижной заслонки в закрытом положении благодаря трению, возникающему в клиновидных выступах, а также оперативно подсоединять направляющий гибкий рукав к корпусу устройства, причем, после отсоединения указанного рукава от корпуса устройства, под его нижним фланцем не остается каких-либо выступов, препятствующих его размещению на опорной площадке. Ни одно из известных устройств для дозированной разгрузки мягких контейнеров не обладает указанными свойствами, поскольку не содержат в своем составе всей совокупности существенных признаков, характерных для заявленного технического решения.
Заявленное устройство не содержит в своем составе деталей или узлов, которые невозможно было бы воспроизвести на современном этапе развития науки и техники, в частности, в области конструирования оборудования для разгрузочных работ, следовательно, является промышленноприменимым, имеет технические и иные преимущества, что подтверждает возможность достижения определенного технического результата заявляемым объектом. В известных источниках патентной, научно-технической и иной информации не выявлено подобных устройств для дозированной разгрузки мягких контейнеров с указанной в предложении совокупностью существенных признаков, поэтому предложенное техническое решение соответствует критерию «новизна» и считается таковым, что может получить правовую защиту.
К техническим преимуществам предложенного технического решения, по сравнению с прототипом, можно отнести следующее:
- возможность фиксации полукругов раздвижной заслонки в закрытом положении без привлечения дополнительных средств благодаря тому, что на концах полукругов размещены встречно направленные клиновидные выступы;
- возможность оперативного подсоединения направляющего гибкого рукава к корпусу устройства благодаря наличию на горловине рукава фланца с выступами и винтами, а на нижнем фланце устройства - соответствующих выступов с радиальными пазами;
- возможность автоматической фиксации направляющего гибкого рукава на корпусе устройства за счет того, что края радиальных пазов выполнены наклонными, а винты на фланце рукава имеют конусные головки;
- исключение возможности потери сыпучего материала благодаря тому, что полукруги раздвижной заслонки фиксируются в закрытом положении и не имеют возможности самопроизвольно раздвинуться;
- простота обслуживания устройства за счет использования физического эффекта трения в сопрягаемых поверхностях фиксаторов полукругов и направляющего гибкого рукава;
- высокая ремонтопригодность за счет того, что все детали и узлы выполнены разборными;
- расширение функциональных возможностей за счет наличия направляющего гибкого рукава.
Экономический эффект от использования предложенного технического решения, по сравнению с использованием прототипа, получают за счет снижения стоимости устройства вследствие упрощения технологии его изготовления, и за счет упрощения обслуживания и эксплуатации устройства, уменьшения непроизводственных потерь сыпучего материала.
Социальный эффект от использования предложенного технического решения, по сравнению с использованием прототипа, получают за счет повышения безопасности обслуживания и эксплуатации устройства.
После описания предложенного устройства для дозированной разгрузки мягких контейнеров с сыпучим материалом, специалистам в данной области знаний должно быть очевидным, что все вышеописанное является лишь иллюстративным, а не ограничительным. Представленные на фигурах изображения и в описании конструкции устройства не исчерпывают всех возможных вариантов его исполнения, обеспечивающих достижение того же технического результата. В частности, корпус, а вместе с ним и раздвижная заслонка, могут быть выполнены и с иным поперечным сечением, например, прямоугольным или многогранным. Сквозные отверстия в корпусе также могут быть выполнены иной формы и дополнены или заменены, например, вырезами в виде перфорации в верхней части корпуса. Пружинистые элементы могут быть иначе закреплены на корпусе устройства. То есть многочисленные возможные модификации элементов и узлов предложенного устройства, могут изменяться в зависимости от вида и грануляции сыпучего материала, размеров устройства, и, понятно, находятся в пределах объема одного из обычных и естественных подходов в данной области знаний и рассматриваются таковыми, что находятся в пределах объема предложенного технического решения.
Квинтэссенцией предложенного технического решения является то, что полукруги могут фиксироваться в закрытом положении без применения для этого сторонних средств, а к корпусу устройства может быть оперативно подсоединен направляющий гибкий рукав, и именно эти обстоятельства, в совокупности, позволяют получить предложенного устройству для дозированной разгрузки мягких контейнеров вышеперечисленные и другие преимущества. Использование или изъятие отдельных деталей или узлов из предложенного технического решения, естественно, ограничивает спектр преимуществ, и не могут считаться новыми техническим решениями в данной области знаний, поскольку иные приспособления, подобные описанному, уже не требуют какого-либо творческого полхода от конструкторов и инженеров, следовательно, не могут считаться результатами их творческой деятельности или новыми объектами промышленной собственности, отвечающими требованиям действующего законодательства.