Устройство для объемного дозирования сыпучих материалов
DEVICE FOR VOLUMETRIC BATCHING GRANULAR MATERIALS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройствам для расфасовки мерными дозами сыпучих материалов, склонных к пылеобразованию, и может быть использовано в строительной, химической, пищевой и др. отраслях промышленности.
Уровень техники
Из уровня техники известно устройство для наполнения тары сыпучим материалом (см. авт.св. SU 1511171, МПК: В65В 1/28, опубл. 30.09.1989), включающее бункер и связанную с ним наполнительную трубу с затвором. Для удаления запыленного воздуха устройство снабжено камерой, установленной коаксиально наполнительной трубе и имеющей перфорированную стенку со стороны выпускного отверстия наполнительной трубы. Избыток воздуха, образуемый при заполнении емкости, поступает в камеру через перфорированную стенку, на которой происходит сепарация частиц пыли и воздуха. Очищенный воздушный поток поступает через патрубок в аспирационную систему.
Недостатком известного устройства является забивание материалом перфорации очистительной камеры, приводящей к быстрому выходу из строя оборудования.
Известно устройство для объемного дозирования сыпучих материалов (см. авт. св. SU 1759733, МПК: В65В 3/00, опубл. 07.09.1999), содержащее загрузочный бункер, расположенную под ним мерную емкость, приспособление для отсекания дозы и вакуумирующую систему. Внутри мерной емкости коаксиально установлен цилиндр с перфорацией, на внутренней поверхности которого закреплен фильтр. Перед подачей порошкообразного вещества производят вакуумирование мерной емкости через перфорированную боковую поверхность и фильтр. После выдачи отмеренной дозы материала вакуумирование прекращают, при этом фильтр встряхивается, освобождаясь от налипшего вещества.
Устройство позволяет отмеривать точную дозу вещества равномерной плотности, однако фильтр постепенно в процессе работы забивается материалом и со временем приходит в негодность.
В качестве наиболее близкого к заявляемому устройству аналога, по наличию сходных конструктивных признаков, принято устройство для объемного порционного дозирования (см. патент RU 2215268, МПК: G01F 11/28, опубл. 27.10.2003), содержащее измерительную камеру с верхним отверстием для подачи материала и нижним отверстием для выхода материала, перекрывающие устройства в виде заслонок и вытяжное вентиляционное устройство с пылеулавливающим фильтром. Измерительная камера состоит из двух телескопически вставленных друг в друга с возможностью регулирования по высоте полых цилиндров.
Недостатком устройства является невозможность устранения пыления в процессе работы. Материал при раскрытии верхней заслонки, падая вниз, вытесняет воздух из камеры. Засыпка материала и вытеснение воздуха происходит быстро и одномоментно. Вытесняемому воздуху со взвесью материала некуда деваться, в камере появляется избыточное давление и воздух начинает с большой скоростью выходить в помещение фасовочного цеха через любые имеющиеся щели, увлекая за собой частицы засыпаемого материала.
Кроме того, из-за резкого выброса большого объема запыленного воздуха аспирационная система, подключенная к вытяжному вентиляционному устройству, не справляется с нагрузкой. Возникает необходимость в установке оборудования большей мощности, которое большую часть времени работает вхолостую. Это приводит к неоправданному повышенному энергопотреблению устройства.
Раскрытие изобретения
Заявляемым изобретением решается задача уменьшения пылеобразования, снижение энергопотребления и повышение эксплуатационной надежности устройства при объемном дозировании сыпучих материалов.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в устройстве для объемного дозирования сыпучих материалов, содержащем расположенную под загрузочным бункером мерную камеру, выполненную вставленными один в другой с образованием кольцевого канала полыми цилиндрами, оснащенную верхней и нижней шиберными заслонками, загрузочное отверстие и выводящий патрубок, согласно заявляемому изобретению, вокруг мерной камеры расположена герметичная пневмокомпенсирующая камера, выполненная с возможностью изменения объема, полость которой сообщена с полостью мерной камеры посредством кольцевого канала, снабженная механизмом изменения объема и, как минимум, одним аспирационным патрубком.
Основным назначением пневмокомпенсирующей камеры является улавливание большого объема вытесненного из мерной камеры запыленного воздуха и постепенная выдача его в аспирационную систему.
В предлагаемом устройстве с помощью пневмокомпенсирующей камеры удаление воздуха из мерной камеры происходит одновременно с засыпкой материала, что исключает избыточное давление взвеси в мерной камере и, как следствие, предотвращает утечку загрязненной взвеси через щели шиберных заслонок в помещение цеха.
В полости пневмокомпенсирующей камеры за счет резкого увеличения ее объема создается вакуум, а в мерной камере, вследствие засыпки материала, избыток давления. Воздух из мерной камеры устремляется через кольцевой канал в увеличивающуюся полость пневмокомпенсирующей камеры, а затем, при медленном сжимании пневмокомпенсирующей камеры, постепенно поступает в систему аспирации.
Таким образом, пневмокомпенсирующая камера позволяет аспирационной системе справляться с дискретными выбросами больших объемов запыленного воздуха и исключат попадание пыли в окружающую среду.
В частном случае исполнения заявляемого устройства пневмокомпенсирующая камера включает неподвижную верхнюю крышку, смонтированную на верхнем цилиндре мерной камеры, днище, выполненные из эластичного материала наружную и внутреннюю стенки, причем внутренняя стенка прикреплена одним концом к днищу, а другим - к нижнему цилиндру мерной камеры.
Предпочтительно наружную стенку пневмокомпенсирующей камеры выполнить гофрированной, что направлено на увеличение ее срока службы и повышение надежности работы устройства.
В конкретном случае реализации изобретения механизм изменения объема пневмокомпенсирующей камеры выполнен в виде, как минимум, двух установленных на верхней крышке пневмоцилиндров, связанных штоками с днищем. Наличие двух пневмоцилиндров предотвращает перекос пневмокомпенсирующей камеры и повышает эксплуатационную надежность устройства.
Для предотвращения затягивания воздуха в полость пневмокомпенсирующей камеры при ее раскрытии, аспирационный патрубок снабжен клапаном.
Целесообразно оснастить устройство механизмом изменения объема мерной камеры, выполненным в виде, как минимум, двух регулируемых тяг винт-гайка, одним концом соединенными с верхним цилиндром, другим - с нижним цилиндром мерной камеры, что позволяет изменять объем дозирования фасуемого материала. Наличие двух регулируемых тяг обеспечивает неподвижность верхнего и нижнего цилиндров относительно друг друга в процессе работы и предотвращает их перекос, обеспечивая тем самым равномерное проходное сечение кольцевого канала.
С целью сокращения времени срабатывания шиберные заслонки выполнены в виде двух частей с разъемом посередине. Клиновидные встречные кромки, заходящие одна на другую при закрытом положении заслонок, исключают самопроизвольное истечение материала.
Для обеспечения бесперебойной работы устройства загрузочный бункер снабжен датчиком уровня материала.
Краткое описание чертежей
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг. 1 - заявляемое устройство, общий вид;
на фиг. 2 - заявляемое устройство, продольный разрез, пневмокомпенсирующая камера раскрыта;
на фиг. 3 - разрез А - А на фиг. 1, пневмокомпенсирующая камера сложена;
на фиг. 4 - разрез Б - Б на фиг. 2, шиберные заслонки открыты;
на фиг. 5 - шиберная заслонка, поперечный разрез;
на фиг. 6 - вид В на фиг. 2.
Осуществление изобретения
Устройство для объемного дозирования сыпучих материалов содержит расположенную под загрузочным бункером 1 мерную камеру 2, оснащенную верхней 3 и нижней 4 шиберными заслонками, загрузочное отверстие 5 и выводящий патрубок 6. Мерная камера 2 выполнена вставленными один в другой с образованием кольцевого канала 7 полыми цилиндрами 8 и 9.
Вокруг мерной камеры 2 расположена герметичная пневмокомпенсирующая камера 10, выполненная с возможностью изменения объема, снабженная механизмом изменения объема и аспирационными патрубками 11, снабженными клапанами 12. Полость пневмокомпенсирующей камеры 10 сообщена с полостью мерной камеры 2 посредством кольцевого канала 7.
Пневмокомпенсирующая камера 10 включает неподвижную верхнюю крышку 13, смонтированную на верхнем цилиндре 8 мерной камеры 2, днище 14, наружную 15 и внутреннюю 16 стенки. Наружная стенка 15 выполнена гофрированной. Внутренняя стенка 16 выполнена из эластичного материала и прикреплена одним концом к днищу 14, а другим - к нижнему цилиндру 9 мерной камеры 2.
Механизм изменения объема пневмокомпенсирующей камеры 10 выполнен в виде двух установленных на верхней крышке 13 пневмоцилиндров 17, связанных штоками с подвижным днищем 14.
Устройство оснащено механизмом изменения объема мерной камеры 2, выполненным в виде двух регулируемых тяг 18 винт-гайка, одним концом соединенными с верхним цилиндром 8, другим - с нижним цилиндром 9 мерной камеры 2.
Каждая шиберная заслонка 3 и 4 выполнена в виде двух частей с разъемом посередине, с клиновидными встречными кромками, заходящими одна на другую при закрытом положении заслонок. Шиберные заслонки управляются пневмоцилиндрами 19. Загрузочный бункер 1 снабжен датчиком уровня материала 20.
Устройство работает следующим образом.
В начальном положении обе шиберные заслонки 3 и 4 закрыты, пневмокомпенсирующая камера 10 сжата. В момент засыпки материала в мерную камеру 2 верхняя шиберная заслонка 3 раздвигается, открывая загрузочное отверстие 5, одновременно срабатывают пневмоцилиндры 17 и пневмокомпенсирующая камера 10 раскрывается. Материал заполняет мерную камеру 2 и вытесненный из ее полости воздух устремляется через кольцевой канал 7 в вакуумированную пневмокомпенсирующую камеру 10. После отмеривания заданной дозы верхняя заслонка 3 закрывается. Затем пневмокомпенсирующая камера 10 начинает постепенно сжиматься, вытесняя запыленный воздух через аспирационные патрубки 11 в аспирационную систему. Открывается нижняя шиберная заслонка 4, и отмеренная доза материала по выводящему патрубку 6 ссыпается в наполняемую емкость. Для изменения объема мерной камеры 2 регулируемые тяги 18 подкручивают, изменяя положение верхнего 8 и нижнего 9 цилиндров относительно друг друга.
Благодаря заявляемому изобретению удалось исключить пылеобразование при объемном дозировании сыпучих материалов, снизить энергопотребление и повысить эффективность и надежность работы устройства.