ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТЁР ГРАВИТАЦИОННО-КАСКАДНОГО ТИПА ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ЗЕРНА

Полезная модель относится к области загрузки сыпучих материалов, например, зерна и гранулированного шрота в силос, или иное хранилище.
Известно загрузочно-распределительное устройство для сыпучих материалов, включающее вертикальный транспортирующий канал и, по меньшей мере, две пересыпные полки, установленные под углом к горизонту на противолежащих внутренних стенках транспортирующего канала последовательно по его высоте, пересыпные полки установлены парами на одном горизонтальном уровне, непосредственно над ними в стенках транспортирующего канала вертикально размещены разделяющие элементы с клиновидными просеивающими отверстиями, ширина которых увеличивается сверху вниз, по центру канала установлен подвижный несущий элемент в виде пластины, перемещающийся в направляющих посредством реечного регулирующего устройства, при этом к подвижному несущему элементу попарно и симметрично прикреплены направляющие полки, кроме того, питающий канал оборудован сборниками фракций, выделившихся через разделяющие элементы (см. Патент RU №2163846, МПК 7 B07B 13/04, Бюл. №7, 2001).
Недостатком известного устройства является неэффективное использование высоты рабочей части аппарата. Полнота выделения мелкого компонента в загрузочно-распределительном устройстве ограничена наличием пересыпных полок, которые предназначены только для изменения направления движения продукта, не выполняют полезной работы и увеличивают шаг установки по вертикали рабочих органов. Большая скорость движения через вертикальный транспортирующий канал приводит к нарушению целостности зерна, которое транспортируется.
Известен вертикальный сепаратор - транспортер, включающий вертикальный транспортирующий канал и, по меньшей мере, два ряда пересыпных полок (см. Пат. RU №2270062, B07B 13/04, оп. 2006.02.20).
Полки установлены парами на одном уровне под углом к горизонту на противолежащих внутренних стенках транспортирующего канала последовательно по высоте. Непосредственно над ними в стенках транспортирующего канала размещены вертикальные разделяющие элементы с клиновидными просеивающими отверстиями, ширина которых увеличивается сверху вниз. По центру канала установлен подвижный несущий элемент, перемещающийся в направляющих посредством реечного регулирующего устройства. Сепаратор оборудован полками и сборниками фракций, выделившихся через разделяющие элементы. Кроме того, сепаратор снабжен дополнительными направляющими полками, жестко закрепленными к подвижному несущему элементу и выполненными с шарнирно установленными на них перегородками-делителями. При этом дополнительные направляющие полки расположены с зазором по отношению друг к другу, направляющим полкам и подвижному несущему элементу с образованием верхних ярусов и каскадов. А в месте подачи смеси на стенках транспортирующего канала установлены два ограничителя.
Однако известное устройство имеет следующие недостатки:
- сложность конструкции;
- высокая вероятность образования затора, так как в центральном канале несущий элемент перемещается за счет реечного устройства, которое часто заклинивается из-за зерновой пыли.
- нарушение целостности зерна из-за большой скорости его движения по центральному каналу.
Известно устройство для предотвращения пыли при перезагрузке сыпучих материалов, выполненное в виде рукава, внутри которого последовательно один под другим, под углом друг к другу расположен сплошной ряд пересыпных усеченных конусов http://www.clevelandcascades.co.uk/
Данное устройство выбрано в качестве прототипа.
Прототип и полезная модель имеют следующие общие признаки:
- содержат ряд рабочих элементов, расположенных друг под другом;
- рабочие элементы соединены между собой в единый вертикальный транспортирующий канал;
- являются складными, то есть по мере необходимости складываются, не теряя своих технических характеристик.
В основу полезной модели поставлена задача создания простого в изготовлении и удобного устройства для загрузки зерна в силос, или другое хранилище, далее по тексту - зерна, которое отвечало бы таким требованиям:
- сохраняет целостность зерна при его загрузке;
- простое по конструкции и легкое по весу, что бы минимизировать нагрузку на конструкцию силоса, или иной конструкции, на которой монтируется устройство;
- дешевое в изготовлении и эксплуатации, удобное в монтаже и техническом обслуживании;
Поставленная задача решена в вертикальном транспортере гравитационно-каскадного типа для загрузки зерна (далее вертикальный транспортер), имеющем вертикальный транспортирующий канал, образованный рядом пересыпных устройств, расположенных друг под другом, и под углом к потоку загружаемого зерна тем, что пересыпное устройство выполнено в виде диска с бортом по краю, при этом поверхность диска является рабочей поверхностью, центральная часть которой выполнена конусообразной, а перефирийная, между основаним конуса и бортом, выполнена в виде выгнутых секторов-пересыпных полок, чередующихся с секторами сквозных пересыпных отверстий, при этом транспортирующий канал выполнен с зазорами между смежными дисками, и каждый верхний диск развернут по отношению к нижнему таким образом, что сквозные пересыпные отверстия верхнего диска располагаются над выгнутыми секторами -пересыпными полками нижнего диска.
Новым в заявляемой полезной модели является то, что пересыпное устройство выполнено в виде диска с бортом по краю, при этом поверхность диска является рабочей поверхностью, центральная часть которой выполнена конусообразной, а перефирийная, между основаним конуса и бортом, выполнена в виде выгнутых секторов-пересыпных полок, чередующихся с секторами сквозных пересыпных отверстий, при этом транспортирующий канал выполнен с зазорами между смежными дисками, и каждый верхний диск развернут по отношению к нижнему таким образом, что сквозные пересыпные отверстия верхнего диска располагаются над выгнутыми секторами - пересыпными полками нижнего диска.
Пересыпное устройство выполнено в виде диска с бортом по периметру, при этом плоскость диска является рабочей поверхностью, центральная часть которой выполнена в виде конуса 1, а остальная разбита на сектора - пересыпные полки 2, выполненные с выпуклостью навстречу движения зерна (см. фиг. 1). Пересыпные полки 2 (см. фиг. 1) чередуются со сквозными пересыпными отверстиями 3. Конусообразная поверхность 1 обеспечивает центровку смежных дисков и необходимый зазор между ними при сборке вертикального транспортирующего канала. По кругу диск имеет боковой борт 4 (см. фиг. 1), который придает жесткость конструкции диска, а также служит для удерживания зерна и придания ему направления движения, как и выпуклости на пересыпных полках. Боковой борт 4 (см. фиг. 1) как и все выпуклые пересыпные полки 2 (см. фиг. 1) направляет движение зерна в сквозные пересыпные отверстия 3 (см. фиг. 1), а также служат для размещения крепежных элементов при сборке дисков в вертикальный транспортирующий канал.
Основные параметры диска, такие как: диаметр, площадь и конфигурация пересыпных полок и сквозных пересыпных отверстий, а так же их количество, габаритные размеры и форма центрального конуса, расстояние между дисками, определяются характеристиками зерна, которое загружается в силос, или другое хранилище, производительностью загрузки зерна, а так же материалом из которого изготовлен диск.
Поток зерна 5 (см. Фиг. 2) попадая на первый диск разделяется на две части 6 (см. Фиг. 2), которые тормозятся на пересыпных полках 2 (см. Фиг. 2) диска и продолжает движение пока не достигнет сквозных пересыпных отверстий 3 (см. Фиг. 2). В сквозных пересыпных отверстиях 3 этот поток зерна перемешивается с другим потоком зерна, который прошел соседнюю пересыпную полку 2 диска. Пройдя сквозные пересыпные отверстия 3 поток зерна попадает на пересыпные полки 2 следующего диска и так далее каскадом поток попеременно проходит все пересыпные полки и сквозные пересыпные отверстия всех дисков вертикального транспортера.
Для уменьшения боя зерна и его истирания диски выполнены из линейного полиэтилена высокого давления. Выбор материала для изготовления дисков обусловлен еще и стремлением максимально облегчить вхождение конусов друг в друга при сборке, т.е. поднятия вертикального транспортера, а также уменьшить его общий вес.
Диски так же можно изготовить из полиуретана целиком или каркасно-сборными, то есть с металлическим каркасом, пересыпные полки могут быть из полиуретана или аналогичного по свойствам материала.
Диски крепятся в вертикальном транспортере под фиксированным углом 90° к потоку зерна на трех текстильных лентах или шарнирных соединениях, которые из за различных вариантов исполнения на схемах не указаны. Однако применение текстильных лент для сборки дисков в вертикальный транспортер предпочтительнее, так как обеспечивает:
- необходимую прочность сборки конструкции вертикального транспортера;
- обеспечивает достаточную степень свободы вертикального транспортера, что приводит к самогашению вибрации при прохождении потока зерна по вертикальному транспортеру;
- обеспечивает очищение поверхностей пересыпных полок от остатков зерна;
- в сравнении с шарнирным соединением обеспечивает более надежную конструкцию.
При использовании вертикального транспортера в силосе, вертикальный транспортер располагается внутри силоса под засыпной горловиной 8 (см. Фиг. 3) и приводится в рабочее и не рабочее состояние, то есть распускается или собирается подъемно-транспортным механизмом, состоящим из тросовой системы, набором наплавляющих колец и блоков, лебедки. Детально подъемно-транспортный механизм не рассматривается, так как его особенности и конструкция существенно зависит от конструкции силоса, в котором монтируется вертикальный транспортер.
Заявляемое устройство работает следующим образом:
Зерно из надсилосного конвеера 7 (см. Фиг. 3) через засыпную горловину 8 (см. Фиг. 3) попадает на пересыпные полки 2 (в рассматриваемом случае их три) (см. Фиг. 2) первого диска 10 (см. Фиг. 3) вертикального транспортера 9 (см. Фиг. 3), который расположен ниже засыпной горловины 8 (см. Фиг. 3). При столкновении зерна с пересыпными полками 2 первого диска оно испытывает условно-упругий удар. При этом часть кинетической энергии зерна теряется на условно-упругий удар, изменение направления движения зерна и на преодоление силы его трения о поверхность пересыпных полок 2 (см. Фиг. 2). Как следствие действия этих факторов уменьшается скорость зерна, приобретенная при его прохождении от засыпной горловины до пересыпных полок первого диска. Зерно все время меняет направление своего движения: при прохождении через сквозные пересыпные отверстия 3, при попадании на пересыпные полки 2 (см. Фиг. 2) второго диска и т.д. Зерно по очереди проходит через все пересыпные полки и пропускные отверстия всех дисков вертикального транспортера 9 (см. Фиг. 3) Количество дисков в вертикальном транспортере 9 (см. Фиг. 3) определяется параметром H (см. Фиг. 3). Параметр H определяет высоту, с которой зерно попадает, при свободном падении, на дно силоса 11 или на слой зерна (см. Фиг. 3) и не травмируется. Параметр L (см. Фиг. 3) определяет максимальную рабочую длину вертикального транспортера 9 (см. Фиг. 3). По мере наполнения силоса зерном параметр H (см. Фиг. 3) стремится к нулю. Для избежания засыпа зерном нижнего диска, вертикальный транспортер периодически частично собирают - поднимая на необходимую высоту нижние диски. Необходимая высота-это такая высота, при которой параметр H (см. Фиг. 3) находится в пределах величины, при которой при свободном падении зерно не травмируется. При этом нижний диск прижимается к вышерасположенному диску таким образом, что между сквозными пересыпными отверстиями 3 (см. Фиг. 2) нижнего диска и пересыпными полками 2 (см. Фиг. 2) вышерасположенного диска обеспечивался бы световой зазор, достаточный для свободного прохождения потока зерна. При частичном собирании вертикального транспортера из процесса работы собранные диски не исключаются. Собранные диски не уменьшают эффективность работы остальных, не собранных дисков. Это достигается достаточным световым зазором между смежными дисками, геометрией пересыпных полок и сквозных пересыпных отверстий, материалом, из которого изготовлен диск. Заявляемое устройство позволяет уверенно контролировать параметр H (см. Фиг. 3), за счет этого избежать нарушения целостности зерна. Поток зерна проходит по вертикальному транспортеру самотеком со скоростью соразмерной скорости зерна в надсилосном конвеере, но меньшей, если бы двигалось в свободном вертикальном потоке, при отсутствии вертикального транспортера, от засыпной горловины 8 до дна силоса 11 (Фиг. 3). При этом производительность вертикального транспортера не меньше производительности конвейера для загрузки силоса, что не влияет на производительность загрузки силоса и исключает переполнение дисков зерном, так называемой запаковки.
Помимо основной задачи по снижению травмируемости зерна при загрузке в силос уменьшение параметра H (см. Фиг. 3) приводит к положительному побочному эффекту, а именно к уменьшению самосортировки зерна при загрузке в силос, что позволяет загрузить силос более равномерно, благодаря чему загруженное зерно в силосе однородно по качеству. Аналогично устройство работает и при использовании его для загрузки зерна в трюма судов, бункера, бурты и т.д.
Причинно-следственная связь между совокупностью заявляемых признаков и достигаемым техническим результатом в заявляемом устройстве заключается в следующем: предлагаемая конструкция диска и его рабочей поверхности, а также их расположение в вертикальном транспортере обеспечивает целостность зерна при его загрузке в хранилище при одновременной экономичности и простоте заявляемой конструкции.
Заявляемое устройство, где каждый диск установлен ниже предыдущего таким образом, что зерно самотеком движется по пересыпным полкам первого диска, и через сквозные пересыпные отверстия попадает на пересыпные полки второго диска, и т.д. пока не сходит с пересыпных полок последнего диска вертикального транспортера 9 (см. Фиг 3) позволяет сохранять его целостность. Предлагаемое расположение дисков, наличие в них выпуклых на встречу потока зерна пересыпных полок, сквозных пересыпных отверстий, бокового борта, а так же наличие необходимого светового зазора, образованного конусообразным центром, обеспечивает устойчивое движения зерна в вертикальном транспортере даже в частично или полностью собранном вертикальном транспортере. Совокупность указанных факторов позволяет добиться устойчивого потока зерна через вертикальный транспортер при загрузке в силос или иное хранилище и при этом избежать или минимизировать травмируемость зерна. Выбор линейного полиэтилена высокого давления в качестве материала для изготовления дисков, применение текстильных лент для крепления дисков в вертикальном транспортере обеспечивают низкую стоимость вертикального транспортера, небольшой, порядка 300-500 кг, собственный вес, простоту в монтаже и техническом обслуживании.