ТРАНСПОРТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
TRANSPORTATION DEVICE FOR BULK MATERIALS

Изобретение относится к устройствам для транспортировки, например транспортировки гранулированных и сыпучих материалов, и может найти применение в строительной, геологоразведочной, машиностроительной, химической, фармацевтической, пищевой, комбикормовой и других отраслях промышленности.
Известно устройство (а.с. №490734, кл. В65G 33/12, 1972), содержащее загрузочный и разгрузочный патрубки, приводной корпус в виде колоны цилиндрической формы, внутри которой неподвижно установлен трубопровод для подачи рабочего тела.
Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности ввиду недостаточной скорости движения материала и необходимости создания наклона всей конструкции устройства для перемещения материалов от загрузки к выгрузке. Проходное сечение приводного корпуса постоянно по всей длине, что обуславливает стационарность движения материала.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для транспортирования материалов (патент №2220896, кл. B65G 33/26, опубл. 10.01.2004. Бюл.№1), содержащее загрузочный и разгрузочный патрубки, трубопровод для подачи рабочего тела и приводной корпус, выполненный из последовательно установленных по длине приводного корпуса секций, каждая из которых выполнена из пластин в виде двух пар треугольников, соединенных боковыми сторонами, причем первая пара выполнена из пластин в виде двух одинаковых равнобедренных треугольников, а вторая пара выполнена из пластин в виде равнобедренного треугольника, равного равнобедренному треугольнику первой пары, и из пластины в виде равностороннего треугольника, стороны которого равны боковой стороне равнобедренного треугольника, при этом каждая последующая секция повернута относительно предыдущей на 120°.
Недостатком известного устройства является сложность изготовления и ограниченные технологические возможности.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей.
Поставленная задача достигается тем, что в транспортирующем устройстве сыпучих материалов, содержащем приводной корпус, загрузочный и разгрузочный патрубки, трубопровод для подачи рабочего тела, приводной корпус смонтирован из секций, выполненных из четного числа равносторонних треугольников, соединенных между собой двумя боковыми сторонам, при этом секции соединены друг с другом свободными третьими сторонами треугольников с образованием винтового приводного корпуса, по периметру которого расположены направленные навстречу друг другу четыре, пять, шесть и более ломаных правых и левых винтовых линий, снабженного внутренними четырьмя, пятью, шестью и более винтовыми канавками, направленными навстречу друг другу с одинаковым шагом, при этом по всей длине приводного корпуса смонтирована жестко с возможностью вращения с приводным корпусом цилиндрическая пружина с плоским сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, причем пружина может крепиться жестко к загрузочному и разгрузочному патрубкам и оставаться неподвижной при вращении приводного корпуса.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне транспортирующего устройства сыпучих материалов.
Новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собраны секции приводного корпуса, разные по площади, размерам и конфигурации, взаимодействуют с движущимися внутри корпуса частицами сыпучих материалами, направлены друг к другу под некоторыми углами и поэтому направляют эти частицы под разными углами в стороны разгрузки, что увеличивает скорость перемещения и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что при вращении приводного корпуса массы сыпучих материалов поднимаются на определенную высоту по ходу вращения и затем бросаются стенками приводного корпуса навстречу друг другу и на витки цилиндрической пружины за счет сообщений материалу дополнительных каскадных перемещений, за счет того что приводной корпус представляет собой винтовую пустотелую поверхность с ломаными винтовыми линиями с разным количеством направленных навстречу друг другу винтовых линий, значительно возрастает скорость перемещения и расширяются технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что центры симметрии внутренней поверхности приводного корпуса в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения приводного корпуса, что нарушает стационарность движения частиц сыпучих материалов и расширяет технологические возможности.
Новизна усматривается в том, что элементы, из которых собраны секции, разные по форме и размерам, поэтому скорость транспортировки увеличивается, так как эти элементы, работая как полки, захватывают разные по объему порции материала, направляя их к стенкам приводного корпуса и плоским виткам цилиндрической пружины, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена также тем, что элементы, из которых собраны секции приводного корпуса, разные по площади, размерам и конфигурации, взаимодействуют с движущимися частицами материалов, направлены друг к другу под некоторыми углами и поэтому направляют этот материал под разными углами, что увеличивает их смешиваемость, энергоемкость, амплитуду и частоты взаимодействия частиц и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что так как по длине приводного корпуса изменяются не только размеры проходного сечения, но и форма проходного сечения, то интенсифицируется процесс смешивания, увеличивается амплитуда колебаний частиц материалов, т.е. увеличивается длина пути их движения до встречи с другими порциями материала, увеличивается скорость транспортировки от загрузки к выгрузке.
Новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собран винтовой приводной корпус, смонтированы под некоторыми углами друг к другу, поэтому интенсивность движения транспортируемых сыпучих материалов возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают порции сыпучих материалов и направляют их на плоские витки цилиндрической пружины, интенсифицируя, таким образом, движение сыпучих материалов от загрузки к выгрузке.
Новизна усматривается в том, что по всей длине приводного корпуса смонтирована жестко с возможностью вращения с приводным корпусом цилиндрическая пружина с плоским сечением витков, которая обеспечивает не только перемещение от загрузки к выгрузке в радиальном направлении частиц сыпучих материалов, но и способствует расширению технологических возможностей.
Новизна заключается также в том, что смонтированная по всей длине приводного корпуса цилиндрическая пружина снабжена устройством для изменения шага витков цилиндрической пружины путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на скорость движения сыпучих материалов, обеспечивает регулирование производительности, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что цилиндрическая пружина с плоскими витками может крепиться жестко к загрузочному и разгрузочному патрубкам и оставаться неподвижной при вращении приводного корпуса, что расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена также тем, что элементы, из которых собран винтовой приводной корпус, смонтированы под некоторыми углами друг к другу, поэтому интенсивность движения транспортируемых сыпучих материалов возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают порции сыпучих материалов и направляют их также на трубопровод со смонтированными внутри термоэлементами (при необходимости через полость трубопровода подается хладагент или теплоагент), интенсифицируя, таким образом, теплообмен между частицами транспортируемого сыпучего материала при движении сыпучих материалов от загрузки к выгрузке.
Новизна заключается также в том, что по всей длине приводного корпуса смонтирована жестко с возможностью вращения с приводным корпусом цилиндрическая пружина с плоским сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, причем пружина может крепиться жестко к загрузочному и разгрузочному патрубкам и оставаться неподвижной при вращении приводного корпуса, что расширяет технологические возможности, позволяя варьировать скорость движения транспортируемых материалов от загрузки к выгрузке.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что так как частота движения частиц транспортируемого материала в предлагаемой конструкции транспортирующего устройства сыпучих материалов определяется не только частотой вращения приводного корпуса, но и количеством плоских элементов по периметру приводного корпуса, то такое конструктивное оформление поверхности приводного корпуса за счет увеличения количества плоских элементов в каждой секции по периметру увеличивает за каждый оборот приводного корпуса частоту контактов частиц транспортируемого сыпучего материала не только между собой, но и со стенками приводного корпуса и трубопровода между собой, повышает интенсивность теплообмена, увеличивает технологические возможности.
Новизна усматривается в том, что площадь и форма поперечного сечения приводного корпуса изменяется в каждом поперечном сечении приводного корпуса от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс движения и теплообмена, расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена также тем, что не только треугольники, из которых собраны секции приводного корпуса, но и сами секции смонтированы под некоторыми углами друг к другу с образованием ломаных винтовых линий, что увеличивает скорость перемещения частиц сыпучих материалов от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что поперечное проходное сечение приводного корпуса имеет форму многоугольника, площадь которого по длине приводного корпуса многократно меняется от загрузки к выгрузке, обеспечивая периодическое поджатие масс транспортируемого материала, что увеличивает интенсивность движения и теплообмена, расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена тем, приводной корпус снабжен четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми ломаными линиями равного шага, направленными навстречу друг другу по периметру приводного корпуса, и соответственно четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми канавками внутри приводного корпуса, направленными тоже навстречу друг другу, что обеспечивает создание направленных навстречу друг другу потоков транспортируемых материалов под разными углами, увеличивает частоту взаимодействия частиц транспортируемых материалов друг с другом и со стенками трубопровода и приводного корпуса, интенсифицирует теплообмен и скорость движения частиц материалов и расширяет технологические возможности.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено транспортирующее устройство сыпучих материалов, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 -  приводной корпус, вид спереди с секциями, собранными из 10 треугольников; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - приводной корпус, вид спереди с секциями, собранными из 8 треугольников; на фиг.6 - разрез В-В на фиг.5, на фиг.7 - приводной корпус, вид спереди с секциями, собранными из 24 треугольников; на фиг.8 - разрез Г-Г на фиг.7.
Транспортирующее устройство сыпучих материалов (фиг.1, фиг.2) состоит из приводного корпуса 1, установленного на подшипниках 2, загрузочного патрубка 3, разгрузочного патрубка 4, неподвижного трубопровода 5 цилиндрической или конической (не показан) формы и привода 6. Для обеспечения увеличения скорости продольного перемещения сыпучих материалов внутри приводного корпуса 1 смонтирована цилиндрическая пружина 7 с плоским сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков цилиндрической пружины 7 путем ее растяжения или сжатия (не показано). Регулировка величины шага витков цилиндрической пружины 7 может производиться также в процессе транспортировки сыпучих материалов. В зависимости от требуемой скорости движения материалов от загрузки к выгрузке устанавливается такой шаг пружины 7, который отвечает оптимальным условиям транспортирования. В нужном положении пружину 7 фиксируют известными приспособлениями (не показаны). Пружина 7 прикреплена жестко (известными приспособлениями) к приводному корпусу 1 с возможностью вращения с приводным корпусом 1 или пружина 7 может крепиться жестко к загрузочному и разгрузочному патрубкам (известными приспособлениями, не показаны) и оставаться неподвижной при вращении приводного корпуса. Для обеспечения ускоренной транспортировки сыпучих материалов в конструкции транспортирующего устройства сыпучих материалов предусмотрена возможность создания уклона приводного корпуса в сторону выгрузки.
Приводной корпус 1, например, собран из секций 8 (фиг.3), каждая из которых образована из последовательно соединенных между собой одинаковых по площади десяти равносторонних треугольников 9 (показан на фиг.3 двойной линией), соединенных между собой двумя боковыми сторонам 10 и 11, при этом секции 8 соединены между собой третьими, свободными сторонами 12 треугольников 9.
1
2
1
2
Вершины треугольников образуют по периметру приводного корпуса 1 пять правых и пять левых ломаных винтовых линий (фиг.3, фиг.4) с одинаковым шагом S и S. Одна из пяти левых ломаных винтовых линий с шагом S показана на фиг.3 утолщенной линией 13-14-15-16-17-18-19-20-21. Одна из пяти правых ломаных винтовых линий с шагом S показана на фиг.3 утолщенной линией 22-20-23-24-25-26-15-27-28.
3
4
На фиг.5 показан приводной корпус 1, секции которого собраны из восьми одинаковых равносторонних треугольников 29 (на фиг.5 треугольник 29 показан двойной линией) с образованием по периметру приводного корпуса 1 направленных навстречу друг другу четырех правых и четырех левых ломаных винтовых линий с одинаковым шагом. На фиг.5 показаны утолщенными линиями 30-31-32-33-34-35 одна из четырех правых ломаных винтовых линий с шагом S и 36-37-33-38-39-40 одна из четырех левых ломаных винтовых линий с шагом S.
5
6
На фиг.7 показан приводной корпус 1, секции которого собраны из 24 одинаковых равносторонних треугольников 41 (показан на фиг.7 двойными линиями) с образованием по периметру приводного корпуса правых и левых ломаных винтовых линий, направленных навстречу друг другу. Одна из двенадцати правых ломаных винтовых линий с шагом S показана на фиг.7 утолщенной линией 42-43-44-45-46-47-48-49-50-51-52-53. Одна из 12 левых ломаных винтовых линий с шагом S показана на фиг.7 утолщенной линией 54-55-56-57-58-59-47-60-61-62-63-64.
Транспортирование сыпучих материалов в транспортирующем устройстве происходит следующим образом.
При вращении приводного корпуса 1 материалы, поданные через загрузочный патрубок 3, перемещаются по винтовым канавкам в промежутке между стенками трубопровода 5 и боковыми стенками приводного корпуса 1, а также плоскими витками цилиндрической пружины 7 совершают движение с большей скоростью и выводятся из установки через разгрузочный патрубок 4.
Процесс транспортировки, смешивания и сушки может ускоряться или замедляться подачей в полость неподвижного трубопровода 5 хладагента и теплоагента или монтажа в трубопроводе 5 термоэлементов (не показано).
При вращении приводного корпуса 1 плоские элементы - равносторонние треугольники, смонтированные по периметру приводного корпуса 1 разнонаклоненными к оси вращения приводного корпуса 1 и друг к другу, работая как ковши (полки), захватывают различные по объему порции сыпучих материалов, поднимают их по направлению вращения приводного корпуса 1 несколько выше угла естественного откоса, а затем направляют эти порции сыпучих материалов в направлениях, перпендикулярных этим полкам (ковшам), под некоторым углом к плоским виткам цилиндрической пружины и к поверхности трубопровода 5. Длина траектории движении (амплитуда) масс сыпучих материалов в значительной степени зависит от диаметра приводного корпуса 1, от углов наклона плоских элементов друг к другу и к оси вращения. Скорость движения и частота соударений частиц сыпучих материалов определяется не только частотой вращения приводного корпуса 1, но и количеством плоских элементов по периметру приводного корпуса 1.
Поэтому в предлагаемой конструкции обеспечивается повышение скорости движения и частотных характеристик, расширяются технологические возможности. Так как по длине приводного корпуса 1 от загрузки к выгрузке меняются многократно форма и размеры поперечного сечения, имеющего форму многоугольника, то обеспечивается многократное периодическое поджатие масс транспортируемого сыпучего материала, что увеличивает интенсивность теплопередачи, ускоряет движение частиц, расширяет технологические возможности.
Технико-экономические преимущества возникают за счет увеличения скорости движения и частоты взаимодействия частиц транспортируемого материала, что расширяет технологические возможности.