ТРАНСПОРТЕР ДЛЯ ПОДАЧИ СУХИХ МАТЕРИАЛОВ
DRY MATERIAL FEED CONVEYOR

Изобретение относится к области транспортировки твердых материалов, в частности сыпучих и волокнистых материалов, и может быть использовано в нефте- и горнодобывающей промышленности, а также в сельском хозяйстве и различных областях техники, где транспортировку твердых дисперсных материалов осуществляют в трубчатом кожухе.
Точное и непрерывное транспортирование и дозирование сухих добавок, например волокон, гранул, песка, порошковых материалов, пластиковых колец, цемента, металлических гранул, производных материалов деревообработки, материалов, содержащих целлюлозу и лигноцеллюлозу, хлопка и текстильных материалов, применяемых для технического обслуживания нефтяных месторождений, представляет собой технически сложную и важную задачу.
Существует большое количество устройств, применяемых для транспортирования сухих материалов, основанных на различных схемах и принципах работы, например винтовые, ленточные, пружинные и пневматические конвейерные устройства.
Как правило, для транспортирования сухих добавок, например волокон, гранул, пластиковых колец, цемента, металлических гранул, производных материалов деревообработки, материалов, содержащих целлюлозу и лигноцеллюлозу, хлопка и текстильных материалов, а также сочетаний вышеперечисленных материалов, используются винтовые конвейерные устройства.
Серьезной проблемой транспортирования сыпучих и волокнистых материалов при помощи винтовых конвейерных устройств является образование пробок в транспортировочном канале. Данное явление происходит вследствие того, что сила трения между материалом и корпусом транспортировочного канала становится выше максимальной силы, которую могут развить винты, перемещающие материал в продольном направлении.
При транспортировании материалов винтовыми конвейерами важной задачей является обеспечение точной дозировки. Такая задача возникает на химическом и фармацевтическом производствах при смешивании исходных порошкообразных компонентов.
Использование стандартного винтового конвейера приводит к разогреву частиц порошка из-за большого механического трения. Следствием разогрева является неконтролируемое изменение физических и/или химических свойств материала. Кроме того, воздействие жестких винтов в зависимости от свойств транспортируемого порошка может привести к агломерации частиц и образованию комков или, наоборот, к уменьшению размеров частиц.
В патенте (WO/0121368) охарактеризованы устройство и способ для размельчения производных продуктов деревообработки. В изобретении охарактеризовано устройство для измельчения кусков производных продуктов деревообработки от материалов, содержащих целлюлозу и лигноцеллюлозу, в частности древесно-стружечных плит, волоконных панелей средней плотности и т.п. Указанное устройство содержит подающее устройство и, по меньшей мере, одну емкость для измельченного материала. Согласно изобретению указанную емкость для измельченного материала и указанное подающее устройство изготавливают в виде, по меньшей мере, одного уплотняющего винта с внешним кожухом, закрепленным на корпусе устройства, и установленным в нем ведомым валом.
На указанный вал устанавливают спираль с заданным шагом. Частицы производимого продукта деревообработки подают в продольном направлении относительно уплотняющего винта из входного отверстия во внешнем корпусе устройства в сторону выпускного отверстия, расположенного на передней стороне указанного корпуса в осевом направлении (направлении подачи). Во внешнем корпусе между заборным и выпускным отверстиями выполнено отверстие для отвода пара.
При подаче материалов, обладающих повышенным коэффициентом трения, подающий винт может забиться и привести к остановке механизма.
Известно (US, патент 67224894) устройство для загрузки сухих сыпучих материалов бункера в кузов транспортного средства. Устройство состоит из шарнирно соединенных верхнего и нижнего винтовых конвейеров. Верхний винтовой конвейер своим приемным концом шарнирно закреплен на корпусе бункера, а разгрузочным концом шарнирно соединен с приемным концом нижнего винтового конвейера. Каждый из конвейеров имеет электроприводной шнек, а также электроприводы для изменения положения верхнего винтового конвейера относительно бункера и нижнего винтового конвейера относительно верхнего винтового конвейера. Для дистанционного управления электроприводами может быть использован ручной пульт.
Известен конвейер (US, патент 7036658) из последовательно соединенных звеньев. Длинная сторона звена сориентирована поперек направления движения конвейера, короткая сторона сориентирована вдоль. Каждое звено имеет, по меньшей мере, один подвижный удерживающий элемент, имеющий два рабочих положения. Первое - под транспортировочной площадкой звена, второе - над транспортировочной площадкой звена для фиксации предметов во время транспортирования. Приведены различные варианты конструкции указанных удерживающих элементов и совмещенных с ними элементов конструкции, включая пружинные, кулачковые, храповые и шарнирные, а также с установкой над конвейером. Различные отдельные элементы указанных вариантов конструкции могут сочетаться различными способами, образуя различные варианты конструкции звеньев и конвейера.
Известен также (US, патент 7055676) конвейер из звеньев с удерживающими устройствами, дополнительно снабженными манипуляторами для захвата транспортируемых предметов. Захватывающий манипулятор установлен таким образом, чтобы обеспечивать возможность контакта с предметами, когда удерживающее устройство находится над транспортировочной площадкой. Приведены различные варианты конструкции звеньев, включая скользящие и/или шарнирные.
В WO, заявка 9912786 предложена система для перемещения производственных деталей на соединенных между собой каретах вдоль гибкой дорожки.
Разновидность гибкого конвейера предложена в JP, заявка 2005239426. Этот гибкий конвейер состоит из поперечных ориентированных роликов, имеющих форму песочных часов. Ролики расположены в ряд один за другим. Транспортируемый объект располагается между роликами. Изменение угла плоскости, в которой сориентированы элементы, может превышать 180°.
Для предотвращения забивания транспортировочного канала при подаче порошковых и гранулированных материалов, обладающих повышенной способностью к забиванию, образованию застоев и т.п., был разработан винтовой конвейер (JP, заявка 2000233817) с пустотелым и спиралевидным конвейерными винтами внутри транспортировочного корпуса. Спиралевидный винт, предотвращающий забивание материала, установлен во внутренней части подающего винта, а подача порошковых и гранулированных материалов осуществляется с одновременным перемешиванием спиралевидным винтом.
Недостатком спиралевидного винта является его непригодность для подачи волокнистых материалов.
Техническая задача, решаемая посредством реализации данного технического решения, состоит в разработке конвейера широкой области применения.
Технический результат, получаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в увеличении времени бесперебойной работы по переносу волокнистых и гранулированных материалов при обеспечении максимальной скорости перемещения волокнистых и гранулированных материалов.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать транспортер, состоящий из гибкого транспортировочного канала, гибкого резинового стержня со стальным сердечником и навитой вокруг него плоской спирали, бункера, разгрузочного канала и привода.
Разработанная конструкция основана на принципе использования гибкого винтового конвейера. Основное отличие состоит в том, что транспортирующий винт состоит из гибкого резинового стержня со стальным сердечником с навитой вокруг него плоской спирали. Подвеска обоих концов оси гибкого винта выполнена таким образом, чтобы позволить им перемещаться в поперечном направлении. Подобные устройства можно использовать для непрерывной и регулярной подачи волокон, гранул, песка, измельченного камня, порошковых материалов, пластика, цемента, металлических частиц, опилок, отходов деревообработки, хлопка и текстильных материалов.
Общий вид устройства приведен на чертеже. Внутри гибкого транспортировочного канала 1 установлен гибкий винт. Гибкий винт состоит из гибкого резинового стержня со стальным сердечником 2 и навитой вокруг него плоской спирали 3. Транспортировочный канал 1 расположен между приемным бункером 4 и зоной разгрузки 5.
Устройство работает следующим образом: материал из бункера 4 попадает на спираль 3 гибкого винта и затем перемещается по транспортировочному каналу 1 в зону разгрузки 5 (разгрузочный канал). Гибкий винт приводится во вращение электроприводом 6. Частота вращения электропривода плавно регулируется.
Назначение гибкого транспортировочного канала 1 - ограничение пути, по которому перемещают транспортируемый материал. Гибкий транспортировочный канал 1 имеет круглое поперечное сечение. Диаметр канала может быть от 50 до 200 мм в зависимости от максимальной частоты вращения электропривода и требуемой скорости подачи материала. Гибкий транспортировочный канал может иметь длину 1-10 м в зависимости от геометрии устройства. Гибкий транспортировочный канал 1 может иметь коническую форму, т.е. его диаметр может изменяться по длине канала. Максимальный угол изгиба транспортировочного канала составляет 90°.
Гибкий транспортировочный канал 1 может быть изготовлен из металла, резины, пластика и композитных материалов.
Согласно изобретению гибкий резиновый стержень со стальным сердечником 2 и навитой вокруг него плоской спиралью 3 образуют гибкий винт и имеют круглое сечение. Назначение гибкого стержня со стальным сердечником - роль оси гибкого винта. Диаметр гибкого стержня со стальным сердечником может лежать в интервале от 10 до 150 мм в зависимости от технических требований к устройству, а также скорости подачи материала. Гибкий стержень со стальным сердечником может изготавливаться из полиуретана, резины, пластика, пружинной стали и т.п. Гибкий стержень со стальным сердечником 2 может иметь коническую форму с увеличением диаметра в направлении от входа к выходу и наоборот. Разгрузочный конец гибкого стержня со стальным сердечником может фиксироваться на оси канала подачи при помощи зажимов. Однако при подаче волокнистых и текстильных материалов зажимы можно не использовать. В этом случае гибкий винт имеет незакрепленный конец, который может свободно перемещаться внутри транспортировочного канала в поперечном направлении, что устраняет проблему забивания канала.
Плоская винтовая спираль предназначена для захвата материала из бункера и его перемещения вдоль транспортировочного канала. В соответствии с изобретением ширина полосы спирали может лежать в интервале от 5 до 180 мм. В этом случае полный диаметр гибкого винта (гибкий стержень со стальным сердечником с навитой вокруг него плоской винтовой спиралью) может изменяться от 30 до 200 мм. Увеличение диаметра плоской спирали приводит к увеличению скорости подачи транспортируемого материала. Шаг спирали может составлять 5-100 витков на погонный метр. Таким образом, расстояние между витками может быть от 10 до 200 мм. Также можно использовать спираль с постоянным и переменным диаметром в зависимости от необходимой скорости подачи транспортируемого материала и геометрии транспортировочного канала. Спираль может изготавливаться из металла, полимерных и композитных материалов. Выбор материала зависит от технических требований.
Для загрузки транспортируемого материала в конструкции использован бункер 4. Сечение бункера может быть квадратным, прямоугольным, цилиндрическим, трапецеидальным, V-образным в зависимости от технических требований. Гибкий винт может проходить через бункер для забора и последующего перемещения материала вдоль транспортировочного канала. Бункер может изготавливаться из металла, полимерных и композитных материалов в зависимости от технических требований.
В соответствии с изобретением система может использоваться для транспортировки сыпучих, волокнистых и гранулированных материалов, песка, измельченного камня, порошковых материалов, пластика, цемента, металлических частиц, опилок, отходов деревообработки, хлопка, текстильных материалов и прочих материалов, применяемых для технического обслуживания нефтяных месторождений. Кроме того, система может использоваться и в других отраслях промышленности, например пищевой, парфюмерной, строительной, сельском хозяйстве, деревообработке, горнодобывающей и т.п.