УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПЛОТНЕННОЙ ЗАГРУЗКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Предлагаемое устройство относится к средствам для равномерного плотного заполнения сыпучим материалом, таким как катализаторы и адсорбенты, полостей аппаратов химических производств, и может быть использовано в различных отраслях промышленности.
Уплотнение загружаемой массы в емкость необходимо для увеличения насыпной плотности и соответственно увеличения эффективности использования объема наполняемой емкости.
Известно устройство для равномерной загрузки сыпучих материалов [1], в котором загружаемый материал самотеком подается на разделительные конусы и делится на потоки, которые заполняют объем загружаемой емкости. Известное устройство имеет достаточно простую конструкцию, несложно в изготовлении и эксплуатации, но недостатком известного способа является низкая эффективность работы из-за недостаточной равномерности заполнения емкости.
Известно устройство для распределения сыпучего материала [2, 3], которое содержит загрузочную воронку с горизонтально расположенной разгрузочной насадкой, установленную с возможностью вращения вокруг вертикальной оси воронки. Равномерному распределению материала при загрузке способствуют закрытые торцевые концы трубчатой насадки и разгрузочные отверстия, выполненные в ее боковой поверхности. Однако известное устройство не обеспечивает уплотнение загружаемого сыпучего материала.
Известен ряд устройств [4, 5] для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих емкостей и сосудов. Конструкция этих устройств включает загрузочную воронку (приемный бункер), вертикальный вал, установленный по оси загрузочной воронки (приемного бункера) и кинематически связанный с приводом его вращения, кольцевые тарелки коаксиально расположенные вдоль вала. Известное устройство [6] также имеет вертикальный вал кинематически связанный с приводом вращения, при этом центральное загрузочное отверстие расположено в верхнем меньшем основании отражательного конуса. В конструкции данного устройства предусмотрен разбрасывающий диск. Все вышеуказанные устройства предназначены для равномерного заполнения вертикально ориентированных емкостей потоком загружаемого сыпучего материала в виде сплошного дождевого потока. При этом обеспечивается равномерная и достаточно плотная загрузка емкости. К недостаткам вышеперечисленных конструкций можно отнести недостаточное уплотнение загружаемого материала и достаточно узкую область применения - использование только для вертикально стоящих сосудов.
Достаточно сложную конструкцию имеет известное устройство аппарат для заполнения емкости сыпучим продуктом или сыпучим твердым веществом [7]. Данный аппарат кроме пластин для разбрасывания снабжен так называемой диафрагмой. Диафрагма обеспечивает регулирование пропускной способности на скорость вращения вала с прикрепленными на ней пластинами для разбрасывания частиц. Достоинством данного устройства является обеспечение однородности заполнения емкостей различных конфигураций, также решается проблема забивания разбрасывающих пластин заполняемым веществом. Недостатками прототипа является сложность его конструкции, высокие требования к точности изготовления его деталей и значительная металлоемкость.
Известно устройство [8, 9] для загрузки катализаторов и адсорбентов, которое обеспечивает повышение характеристики получаемого насыпного слоя катализатора или адсорбента по равномерности и плотности путем снижения вибрации частей устройства. Оно снабжено полым ротором со щелями, образованными пластинами, которые прикреплены на нижнем вращающемся элементе. К недостаткам устройства можно отнести то, что щели, образованные пластинами имеют одинаковую величину по всей длине, вследствие этого невозможно регулировать плотность и равномерность загружаемого материала.
Наиболее близким к заявляемой модели является устройство для уплотненной загрузки сыпучих материалов [10, прототип]. В отличие от известных аналогов щели выполнены расширяющимися от оси вращения к периферии и установлены с возможностью смещений в направлении продольных краев днища ротора. Контроль над скоростью вращения устройства осуществляется при помощи датчика установленного на уровне фланца ротора. Недостатком прототипа является снижение производительности загрузочного устройства период технологического цикла. По мере заполнения полого ротора сыпучим материалом происходит снижение скорости его вращения, что в свою очередь отрицательно влияет на качество насыпного слоя.
Задачей предлагаемой полезной модели является устранение недостатков устройства-прототипа, повышение эксплуатационных характеристик загрузочной машины и эффективности ее работы в производственных условиях.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для уплотненной загрузки сыпучих материалов в технологические емкости, содержащее загрузочный короб, пневмодвигатель и распределитель, снабженным щелями, расширяющимися от оси вращения к периферии, при этом щели образованы рассеивающими пластинами, прикрепленными коаксиально к оси вращения, и в совокупности образуют круг. Концевые торцы рассеивающих пластин имеют ограничители вертикально расположенные относительно плоскости рассеивающей пластины. Ограничители обеспечивают попадание частиц загружаемого материала непосредственно в щели и предотвращают неравномерный разброс загружаемого материала по поверхности. Количество рассеивающих пластин в распределителе может быть от 2 до 12, предпочтительно от 6 до 10, соответственно величина угла между ними уменьшается при увеличении количества пластин.
В предлагаемом загрузочном устройстве количество распределителей с набором рассеивающих пластин также может быть увеличено, при этом распределители устанавливаются один над другим и выполняются с возможностью поворота относительно друг друга. Количество распределителей в загрузочном устройстве может составлять от 1 до 2. Это необходимо для быстрого и технологичного изменения размера щелей между рассеивающими пластинами при изменении диаметра частиц загружаемого материала.
В устройстве предусматривается возможность обеспечения одинаковой плотности загружаемого слоя в технологических емкостях имеющих различный диаметр и высоту. Эта возможность обеспечивается за счет регулирования скорости вращения рассеивающих пластин, которая в свою очередь зависит от величины давления газа, подаваемого на двигатель загрузочного устройства. Количество оборотов двигателя фиксируется при помощи датчика вращения, расположенного на валу ротора и прикрепленного посредством кольца с магнитами.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что рассеивающие пластины с ограничителями, прикрепленные к ротору коаксиально, выполненные с возможностью регулирования размера щелей, которые образованы при помощи этих же пластин и в совокупности образующие круг, обеспечивают более равномерную и плотную укладку загружаемого слоя, как по сечению технологической емкости, так и по ее высоте. При этом повышается качество укладываемого слоя: он равномерный, плоский, без «холмов». Одинаковая плотность загружаемого слоя, в частности катализатора, обеспечивает равномерное распределение потоков внутри реактора, и как следствие, более качественной его работы, при этом производительности загрузочного устройства остается постоянной в течение всего цикла работы устройства.
Наличие вертикально ориентированных ограничителей на концевых торцах обеспечивает попадание частиц загружаемого материала в щели между рассеивающими пластинами и предотвращают их осыпание накапливание на периферию загружаемой технологической емкости.
На фиг.1 изображены общий вид и вид снизу предлагаемого устройства для уплотненной загрузки сыпучих материалов.
Устройство для уплотненной загрузки сыпучих материалов состоит из приемного короба 1, пневомодвигателя 2, распределителя с набором рассеивающих пластин с ограничителями 3, распределителя с набором рассеивающих пластин без ограничителей 3а, вертикальные ограничители 4, щелей, образованных рассеивающими пластинами 5.
Предлагаемое устройство для уплотненной загрузки сыпучих материалов работает следующим образом. Загружаемый материал подается в приемный короб 1, затем на распределители с рассеивающими пластинами 3 и 4, которые вращаются при помощи пневомодвигателя 2. На фиг.2 представлено выполнение устройства с двумя распределителями. Загружаемый материал, проходя через щели 5, образованные рассеивающими пластинами, закручивается и падает вниз на укладываемый слой. Плотность слоя в процессе всей загрузки одинаковая как по сечению аппарата, так и по высоте, а поверхность - плоская, без «холмов». В зависимости от высоты и диаметра загружаемой технологической емкости может изменяться скорость вращения распределителя с рассеивающими пластинами. При изменении величины частиц загружаемого материала, изменяется величина щелей 5.
Применение предлагаемого устройства для уплотненной загрузки сыпучих материалов позволило увеличить производительность устройства, снизить трудоемкость его обслуживания и, в целом, увеличить качество работы реактора.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент SU 1330060 с приоритетом от 26.06.85, кл. 4B65G 65/32 «Силос элеватора» / Новоселов С.В., Додин А.В.
2. А.с. 745357 с приоритетом 30.07.76, кл. 2B65G 65/48 «Устройство для распределения сыпучего материала» / Миллар Р.Ф., Мак Дж.
3. Патент US 3995753, с приоритетом 19.112.75, c1 2B65G 65/32 "Dispensing apparatus for particulate matter" / Millar R.F., Mack G.
4. Патент RU 2317934 с приоритетом от 10.07.06, кл. B65G 65/32 (2006.1) «Устройство для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих сосудов» / Фарахов М.И., Байгузин Ф.А., Ирдинкин С.А., Хасанов P.M.
5. Патент RU 2220085 с приоритетом от 26.02.02, кл. 7B65D 88/54 B65G 65/32 «Устройство для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих сосудов» / Третьяков М.Г., Горюшинский B.C., Горюшинский И.В., Фролов Н.В., Мосина Н.Н.
5. Патент RU 2237000 с приоритетом от 26.11.02, кл. 7B65D 88/54 B65G 65/32 «Загрузочное устройство для равномерного заполнения сыпучим материалом вертикально стоящих емкостей» / Третьяков М.Г., Горюшинский B.C., Горюшинский И.В., Денисов В.В.
6. Патент RU 2067065 с приоритетом от 26.11.02, кл. 6В65В 1/04 B65G 65/32 «Аппарат для заполнения емкости сыпучим продуктом или сыпучим твердым веществом» / Пуссэн Б, Люмброзо Ф. дю
7. Патент RU 54923 с приоритетом от 02.02.06, кл. B65G 65/32 (2006.1) «Устройство для загрузки катализаторов и адсорбентов» / Левин О.В.
8. Патент RU 2320526 с приоритетом от 02.02.06, кл. B65G 65/32, B65G 69/04 (2006.1) «Устройство для загрузки катализаторов и адсорбентов» /Левин О.В.
9. Патент RU 51600 с приоритетом от 17.08.05, кл. B65D 88/54, B65G 65/32 (2006.1) «Устройство для уплотненной загрузки сыпучих материалов» / Воронин А.И. (ПРОТОТИП)