ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПУСКА СЫПУЧИХ, СВЯЗНЫХ И СЛЕЖИВАЮЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ
VIBRATOR TO RELEASE LOOSE, BONDED AND CAKING MATERIALS

Техническое решение относится к стройиндустрии, горной, химической и другим отраслям промышленности, где производят выпуск сыпучих, связных и слеживающихся материалов из емкостей, например бункеров.
Известно вибрационное устройство для выпуска сыпучих, связных и слеживающихся материалов по патенту РФ на полезную модель №77258, кл. B65G 27/10, опубл. в БИ №29, 2008 г., включающее связанный с основанием посредством передних упругих и задних опорных элементов упругий рабочий орган переменной кривизны и вибровозбудитель, прикрепленный к нему. Задние опорные элементы выполнены в виде стержней, установленных на основании так, что они имеют неустойчивое равновесие. Недостатком этого устройства является неравномерный выпуск материала из-за периодически возникающего зависания, образования свода в районе выпускного окна и последующего обрушения, приводящего к незапланированным выбросам в приемную емкость, невозможность выпуска слежавшегося материала из верхних слоев бункера. При таком конструктивном исполнении происходит интенсивное налипание выпускаемого материала в районе крепления вибровозбудителя из-за значительных ускорений, создаваемых последним, что также отрицательно сказывается на равномерности выпуска.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и совокупности существенных признаков является вибрационный питатель для выпуска сыпучих и связных материалов по патенту РФ на полезную модель №88005, кл. B65G 27/10, опубл. в БИ №30, 2009 г., включающий упругий рабочий орган переменной кривизны, установленный на раме посредством опорных элементов, вибропривод и устройство, закрепленное на раме и состоящее из замкнутых подвижных гибких элементов, выполненных, например, в виде цепей и взаимодействующих с упругим рабочим органом по всей его транспортирующей поверхности.
Недостатками такого решения являются сложность и низкая надежность конструкции питателя. Так как подвижные гибкие элементы целесообразно выполнять в виде цепей, перемещающихся в толще выпускаемого материала и взаимодействующих со звездочками, установленными на осях, то происходит быстрый износ этих звездочек за счет постоянного попадания материала на их зубья в месте зацепления. Наличие выносных звездочек, связывающих оси их валов посредством дополнительных цепей, требует дополнительного оснащения конструкции натяжным устройством, а защита от возможного попадания влаги, пыли, сыпучего материала в подшипниковые узлы осей, на которых установлены звездочки, также усложняет изготовление и эксплуатацию такого питателя. Отсутствие вибровоздействия на выпускаемый материал на верхних ветвях подвижных гибких элементов - также серьезный недостаток, так как длительное хранение слеживающегося материала может привести к его зависанию на стенках сходящегося канала бункера и, как следствие, к неравномерному выпуску.
Техническими задачами предлагаемого решения являются повышение надежности работы за счет упрощения конструкции устройства и повышение эффективности его эксплуатации:
- за счет дополнительного вибрационного воздействия на материал и начального его разрыхления до попадания материала на упругий рабочий орган;
- за счет ограничения давления поступающего материала на поверхность упругого рабочего органа в районе интенсивных колебаний, что не позволяет гасить его колебания в этом районе, и, как следствие, уменьшения налипания материала на поверхности упругого рабочего органа;
- за счет ликвидации зависаний выпускаемого материала путем устранения стесненного деформирования в бункере.
Поставленные задачи решаются следующим образом. Предлагается вибрационное устройство для выпуска сыпучих, связных и слеживающихся материалов, включающее упругий рабочий орган переменной кривизны, установленный на раме посредством опорных элементов, гибкие элементы, взаимодействующие с упругим рабочим органом, вибропривод и бункер. Согласно техническому решению гибкие элементы прикреплены одним концом к упругому рабочему органу на его загрузочном участке, а другим к передней стенке бункера.
Такое техническое решение позволяет расположить гибкие элементы над упругим рабочим органом и, связав их с упругим рабочим органом, обеспечить передачу колебаний от упругого рабочего органа на гибкие элементы, а от гибких элементов на выпускаемый материал до его поступления на упругий рабочий орган, тем самым обеспечив его начальное разрыхление, что повышает эффективность выпуска. Кроме того, такое расположение гибких элементов по сравнению с прототипом упрощает конструкцию, повышая надежность работы вибрационного устройства.
Целесообразно указанные гибкие элементы прикреплять к стенке бункера с возможностью изменения их натяжения, тем самым менять интенсивность вибровоздействия на выпускаемый материал, его разрыхление и соскальзывание с гибких элементов, что также способствует повышению эффективности выпуска различных сыпучих, связных и слеживающихся материалов.
Целесообразно указанные гибкие элементы прикрепить веером от разгрузочного участка упругого рабочего органа к загрузочному, что обеспечивает более плотное расположение гибких элементов над вибровозбудителем. Это сдерживает поток выпускаемого материала непосредственно над ним, не позволяя поступающему материалу гасить колебания упругого рабочего органа на его разгрузочном участке и позволяя дополнительно передать колебания на его загрузочный участок, что уменьшает налипание материала на упругий рабочий орган, в результате чего материал более интенсивно перемещается вдоль упругого рабочего органа, что также способствует повышению эффективности выпуска. Усиление колебаний упругого рабочего органа на загрузочном участке обеспечивает усиление колебаний гибких элементов и их воздействие на выпускаемый материал, что позволяет выпускаемому материалу соскальзывать с поверхности гибких элементов, расширяя зону обрушения и повышая тем самым эффективность работы вибрационного устройства.
Целесообразно бункер выполнить в виде усеченной четырехугольной пирамиды или усеченной треугольной призмы, расположенной расширением книзу. Это обеспечивает движение материала вниз без стесненного деформирования, что ликвидирует зависания выпускаемого материала, повышая эффективность работы вибрационного устройства.
Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения и фиг.1, 2. На фиг.1 схематично представлено устройство для выпуска сыпучих, связных и слеживающихся материалов - продольный разрез; на фиг.2 - вид сверху на пустой бункер.
Вибрационное устройство для выпуска сыпучих, связных и слеживающихся материалов (далее устройство) включает упругий рабочий орган 1 переменной кривизны (далее рабочий орган 1), установленный на раме 2 посредством передних 3 и задних 4 опорных элементов, вибровозбудитель 5, прикрепленный к рабочему органу 1 на его разгрузочном участке, и бункер 6, расположенный над рабочим органом 1. Устройство снабжено гибкими элементами, взаимодействующими с упругим рабочим органом 1, например, канатами 7, прикрепленными одним концом к упругому рабочему органу 1 на его загрузочном участке в районе опирания рабочего органа 1 на задний опорный элемент 4, а другим - в натяжном устройстве 8 к передней стенке бункера 6 в районе выпускного окна с возможностью изменения их натяжения. Канаты 7 закреплены веером от разгрузочного участка упругого рабочего органа 1 к загрузочному, а бункер 6 выполнен в виде усеченной четырехугольной пирамиды или усеченной треугольной призмы, расположенной расширением книзу.
Перед эксплуатацией устройства канаты 7 натягиваются над рабочим органом 1 с помощью натяжного приспособления 8. Бункер 6 заполняется сыпучим, связным или слеживающимся материалом.
Устройство работает следующим образом. По мере необходимости вибровозбудитель 5 включается и происходит выпуск материала из бункера 6. При этом материал в первую очередь выпускается в районе интенсивных колебаний, то есть над вибровозбудителем 5, формируя свод материала, опирающийся на переднюю стенку бункера 6 и рабочий орган 1 в районе разгрузочного участка. Так как устройство снабжено канатами 7, прикрепленными к передней стенке бункера 6 и расходящимися от нее веером, то в районе передней стенки бункера 6 более плотное расположение канатов 7 сдерживает поток движущегося материала, создавая условия уменьшенного давления его на рабочий орган 1, что способствует проникновению колебаний к его загрузочному участку. Из-за увеличения интенсивности колебаний рабочего органа 1 увеличивается и интенсивность колебаний гибких элементов 7 на загрузочном участке, а так как плотность расходящихся веером канатов 7 на загрузочном участке меньше, чем на разгрузочном, то это не препятствует напору выпускаемого материала, и происходит интенсивное перемещение материала на загрузочном участке. Из-за ограниченной растяжимости канатов 7 происходит передача колебаний от места их крепления к рабочему органу 1 на загрузочном участке к натяжному устройству 8 на передней стенке бункера 6, при этом интенсивность колебаний увеличивается по мере уменьшения давления материала на рабочий орган 1 по всей его длине. Тот факт, что бункер 6 выполнен в виде усеченной четырехугольной пирамиды или усеченной треугольной призмы, расположенной расширением книзу, полностью исключает стесненное деформирование материала и, как следствие, его зависание над рабочим органом 1. Материал при выпуске начинает сползать вдоль стенок бункера 6, и бункер 6 полностью опорожняется.
Таким образом, использование вышеперечисленных признаков позволяет гарантированно опорожнять бункер 6 с сыпучими, связными и слеживающимися материалами.