УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ЕМКОСТИ СЫПУЧИМ МАТЕРИАЛОМ

Область техники
Полезная модель относится к устройствам для загрузки емкостей сыпучим материалом и может быть использована, в частности, в сельском хозяйстве при перегрузке или загрузке различных емкостей сыпучими материалами, выдерживающими небольшие ударные нагрузки, например гранулированными кормами или продуктами переработки зерна, а также в строительстве и других областях техники.
Уровень техники
В настоящее время, из предшествующего уровня техники, известны технические решения, решающие задачу загрузки различных емкостей, таких как, например, железнодорожные вагоны, бункеры, зернохранилища и т.п., сыпучим, в частности, сельскохозяйственным материалом, таким как, например, гранулированными кормами или продуктами переработки зерна.
Все эти технические решения отличаются конструктивным выполнением.
В частности, из патента GB 1429418 A, 23.04.1976, В65G 65/48, известно устройство для дозированного выброса сыпучего материала из нижней части бункера, выполненное в виде крыльчатки с выполнением лопастей крыльчатки в форме крыла. Крыльчатка разравнивает сыпучий материал, который поступает на выпускную пластину из верхних отсеков бункера, с последующим сбросом сыпучего материала через щелевые отверстия в пластине.
Из патентной заявки US 2011/0135430 A, 09.06.2011, В65G 69/04, известна разравнивающая система, установленная внутри реактора, представляющая собой приводной вал, установленный по центру реактора с возможностью его извлечения из него. На конце вала установлен разравнивающий рычаг, который разравнивает материал - псевдоожиженный слой внутри реактора, совершая вращательные движения в плоскости, перпендикулярной плоскости установки вала.
Из патента RU 2310596 C2, 25.08.2004, В65G 65/32, известно устройство для загрузки емкости сыпучим материалом, включающее вертикальную отпускную трубу, лопастное приспособление для равномерного заполнения емкости, состоящее из соосно подвешенного к нижнему концу отпускной трубы и кинематически связанного с ней посредством подшипникового узла патрубка, имеющего в стенке вертикальную прорезь, и подвешенную в нижней части патрубка на горизонтальной оси с возможностью качания распределяющую лопасть, выполненную в виде двуплечего рычага, меньшее плечо которого соединено с пропущенным через вертикальную прорезь шатуном с кривошипом, укрепленный на наружной поверхности вертикальной отпускной трубы привод вращения патрубка, состоящий из регулируемого мотор-редуктора с вал-шестерней и укрепленного на патрубке зубчатого колеса, и опорные стойки с узлами для крепления устройства на крышке загружаемой емкости.
Наиболее близким по своей сущности и достигаемому техническому результату является патент на полезную модель RU 93370 U, 27.04.2010, В65G 65/32, раскрывающее устройство для загрузки емкости сыпучим материалом, включающее вертикальную отпускную трубу, лопастное приспособление для равномерного заполнения емкости, состоящее из соосно подвешенного к нижнему концу отпускной трубы и кинематически связанного с ней посредством подшипникового узла патрубка, имеющего в стенке вертикальную прорезь, и подвешенную в нижней части патрубка на горизонтальной оси с возможностью качания распределяющую лопасть, выполненную в виде двуплечего рычага, меньшее плечо которого соединено с пропущенным через вертикальную прорезь шатуном с кривошипом, укрепленный на наружной поверхности вертикальной отпускной трубы привод вращения патрубка, состоящий из регулируемого мотор-редуктора с вал-шестерней и укрепленного на патрубке зубчатого колеса, и опорные стойки с узлами для крепления устройства на крышке загружаемой емкости. Подшипниковый узел образован укрепленным на верхнем участке патрубка кольцом и зубчатым колесом привода вращения патрубка, вертикальная отпускная труба в нижней части имеет фланец с зубчатым венцом и отверстие для вала-шестерни, а на патрубке закреплен передаточный узел, который состоит из вертикально установленной вал-шестерни и конической пары шестерен, на горизонтальном валу которой выполнено посадочное место для установки кривошипа, при этом вал-шестерня передаточного узла находится в зацеплении с зубчатым венцом.
Существенным недостатком данного устройства является достаточно сложная общая конструкция устройства, в частности, конструкция узла, отвечающего за распределение сыпучего материала внутри емкости, в связи с чем, высока вероятность выхода из строя отдельных передаточных элементов, что приводит к затратам на поддержание данного устройства в рабочем состоянии.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, состоит в устранении данных недостатков и в максимальном полном заполнении объема заполняемой емкости, при одновременном сокращении времени загрузки, достигаемом, в том числе, за счет исключения ручного разравнивания груза, и увеличении скорости загрузки.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для загрузки емкости сыпучим материалом, согласно полезной модели, включает в себя, по меньшей мере, один накопительный бункер, нижняя часть которого выполнена в виде конической воронки с отпускной трубой, выполненной с центральным выпускным отверстием и задвижкой, которая соединена гибким рукавом, с возможностью его подъема-опускания за счет привода, с лопастным загрузочным устройством, выполненным в виде корпуса, внутри которого, соосно вертикальной оси корпуса, установлен с возможностью вращения телескопический вал, связанный через редуктор и вал электропривода с самим электроприводом, установленным снаружи корпуса, на конце телескопического вала закреплены изогнутые лопасти, с возможностью их приведение из сведенного - нерабочего положения в рабочее, за счет привода разведения лопастей, установленного на другом конце телескопического вала.
Кроме того, снаружи корпуса предусмотрен эксцентриковый зажим для фиксирования устройства над загружаемой емкостью.
Целесообразно выполнять лопасти из материала с памятью формы.
Целесообразно выполнять лопасти по форме логарифмической спирали.
Целесообразно снабдить корпус загрузочного устройства беспроводной миникамерой и подсветкой в виде LED ламп.
Наиболее предпочтительно, чтобы количество накопительных бункеров и, соответственно, лопастных загрузочных устройств, было четыре.
Техническим результатом полезной модели является упрощение конструкции при сохранении надежности работы, с одновременным повышением объема и плотности заполняемой емкости.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана общая схема заполнения емкости на примере железнодорожного вагона;
на фиг. 2 - конструкция корпуса загрузочного устройства.
Осуществление полезной модели
Рассмотрим пример работы устройства на примере системы загрузки железнодорожного вагона-хоппера зерновым материалом, состоящей из нескольких накопительных бункеров, в каждом из которых установлено устройство для загрузки сыпучего материала.
Система состоит из функционально объединенных между собой склада зерновых грузов 1, из которых зерновой материал через разгрузочные воронки попадает на ленточный транспортер. Далее, зерновой материал, через норию 3, поступает на скребковый транспортер 4, который распределяет его по накопительным бункерам 5, выполняющих роль аккумулирующих емкостей для зерновых грузов. Нижняя часть каждого из накопительных бункеров выполнена в виде конической воронки с отпускной трубой 6, которая, в свою очередь, выполнена с центральным выпускным отверстием и электромеханической задвижкой (на чертежах не показан), гравитационно доставляющих зерновые грузы до лопастного устройства 7 загрузки и разравнивания, и далее в вагон-хоппер 8
Лопастное устройство 7 для загрузки и разравнивания представляет собой металлический цилиндрический корпус 9, соединенный гибким рукавом (на чертежах не показан) с отпускной трубой 6. Внутри корпуса 9, соосно его вертикальной оси, установлен телескопический вал 10. Вал 10 выполнен с возможностью вращения за счет его соединения через понижающий редуктор 11 и вал электропривода 12 с самим электроприводом 13, который установлен на наружной стенке корпуса 9, а также с возможностью его вертикального избирательного перемещения внутри загружаемой емкости, обусловленной его функцией, (на чертежах не показано).
Гибкий рукав представляет собой, например, гофрированную трубу из любого известного материала, подходящего для подобных целей. В частности, это может быть металлический каркас с обтянутым нетканым материалом. В целом, конструкция подобных рукавов широко известна и не служит предметом защиты данного решения.
На нижнем конце телескопического вала 10 (дальний конец от отпускной трубы 6), в прорезях, установлены лопасти 14, выполненные из материала с памятью формы, но при этом, выполненные с достаточной жесткостью, исключающей сильную изгибную деформацию при разравнивании груза. На приведенных чертежах показаны две лопасти, однако, как это понятно специалисту, количество лопастей может быть увеличено в зависимости от конкретной задачи. Лопасти выполнены изогнутыми относительно их поперечной оси по форме крыла для уменьшения сопротивления при их вращении.
Лопасти 14 в нерабочем положении находятся в сведенном положении и приводятся в рабочее, разведенное положение, при помощи привода 15 разведения лопастей, установленного на противоположном конце телескопического вала 10.
В качестве материала лопастей с эффектом памяти формы может применяться, в частности, как листовой полиэстер, так и материал на основе сплавов с эффектом памяти формы, таких как Cu-Al, Cu-Al-Ni, Cu-Zn, Ag-Cd, Au-Cd, In-Tl, Ni-Al, Fe-Mn-Si, Fe-Pt, а также сплавы на основе Ti-Ni [Эффект памяти формы в сплавах. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1979, 472 с; Сплавы с эффектом памяти формы. К. Ооцука, К. Симидзу, Ю. Судзуки и др. М.: Металлургия, 1990, 224 с].
Но наиболее предпочтительным является материал на основе никелида титана в составе титан 49-51 ат%, никель - остальное.
Работа устройства по загрузке осуществляется следующим образом.
Зерновой материал из склада 1, через ленточный транспортер 2, норию 3 и скребковый транспортер 4 поступает в накопительный бункер 5.
Под накопительный бункер подводят вагон-хоппер 8. Совмещают загрузочные люки (на чертежах не показаны) вагона 8 с соответствующими отпускными трубами 6 накопительных бункеров 5. Опускают в загрузочные люки вагона при помощи привода, например, тросовой уравновешивающей системы (на чертежах не показана) гибкие рукава, с установленными на их концах лопастными загрузочными устройствами 7, практически до дна вагона 8.
При проведении загрузки, после опускания загрузочных устройств, в открытые люки в крыше вагона, они фиксируются с помощью эксцентриковых зажимов 16.
При помощи привода 15 разведения лопастей, лопасти 14 приводят в рабочее (разведенное) положение, включают электропривод 13 вращения телескопического вала 10.
Далее, самотеком, начинают подавать зерновой материал из накопительных бункеров 5 через отпускные трубы 6 и гибкие рукава в корпуса 9 лопастных устройств 7.
При замедлении движения зернового материала и образовании внутри вагона конусов из него под углом его естественного откоса, производится регулирование положения телескопического вала 10 внутри емкости по ее высоте, включение электропривода 13 вращения лопастей, которые при вращении относительно вертикальной оси устройства, позволяют распределять и уплотнять груз по всему объему вагона 8. После достижения определенного сопротивления движению лопасти 14 со стороны уплотнившегося груза, срабатывает ограничивающее реле, включенное в цепь электропривода 13, и, посредством автоматической схемы, закрываются электромеханические задвижки (на чертежах не показаны) на выпускных отверстиях отпускных труб 6. Гравитационное поступление зернового груза по отпускным трубам 6 прекращается, после чего через некоторое время отключаются электропривод 13 лопастей 14, включают привод 15 сведения лопастей и выполняется подъем устройства 7 выше и процесс повторяется до полного заполнения вагона.
Для мониторинга процесса заполнения и его регулирования, к корпусу 9 устройства 7 прикреплена беспроводная миникамера и подсветка в виде LED ламп (на чертежах не показаны).
Таким образом, в заявленном решении, за счет исключения сложных передаточных механизмов и использования только телескопического вала с изогнутыми лопастями, обладающими памятью формы, связанного через редуктор и вал электропривода с самим приводом, достигается упрощение конструкции и надежность работы, а также, за счет возможности избирательного перемещения вала с лопастями по высоте емкости - повышение объема и плотности заполняемой емкости.
Применение такой транспортной линии для отгрузки зерновых грузов позволит, помимо уже указанных преимуществ, увеличить загрузку вагонов и сократить время загрузки железнодорожных вагонов за счет исключении ручного разравнивания груза на 35-50 мин.
Как можно увидеть, все признаки независимого пункта находятся в причинно-следственной связи с техническим результатом.
Для специалиста очевидно, что заявленное решение не ограничивается приведенным примером, и может найти применение при загрузки иных емкостей различного вида сыпучим материалом.