КОНВЕЙЕР ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ МАТЕРИАЛОВ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области машиностроения и предназначена для транспортировки твердых сыпучих, пылевидных, пластических, волокнистых и других материалов в строительной, горной, нефтяной, пищевой и т.п. промышленности.
Проблемы транспортировки материалов являются важной во многих отраслях промышленности. Для решения этой проблемы созданы устройства с разными принципами и схемами работы, такие как винтовой-шнековый, ленточный, цепной, пластинчатый конвейеры.
Уровень техники
Известен винтовой конвейер (А.С. СССР №1390152, опубл. 23.04.1988), содержащий корпус с донным шнековым транспортером с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, защитный колпак и диск, приемную камеру, наклонный козырек, ходовую часть.
Недостатком известного конвейера является низкая производительность, высокие энергозатраты на единицу продукции, а также повышенный износ отдельных элементов конвейера, вследствие увеличения нагрузок при забивании шнека.
Известен так же винтовой конвейер (А.С. СССР №988696 опубл. 15.01.1983), содержащий корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, вал с основной винтовой насадкой из сплошных лопастей и с дополнительной винтовой насадкой, закрепленной на валу, пружину и бурт, установленные на валу винтового шнека, поддерживающую и приводную опору.
Недостатком известного конвейера является относительно низкая заполняемость шнека, малая эффективность подачи транспортируемого материала, забивание шнекового транспортера и, как следствие, повышенный износ корпуса и шнека.
Известен конвейер для транспортировки материалов, содержащий корпус, в котором расположен загрузочный люк и разгрузочное окно, поверхность шнека выполнена в виде отдельных лопастей фасонной формы (Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины - М. Машиностроение 1983. с. 351-353). Данный тип конвейера предназначен для перемещения слеживающихся грузов, причем во время перемещения выполняется дополнительный технологический процесс, например, перемешивание.
Недостатком этого конвейера является относительно малая производительность, обусловленная низким коэффициентом заполнения, повышенное энергопотребление на выполнение дополнительной (не всегда необходимой) операции.
Известен конвейер для сыпучих и пылевидных материалов (А.С. СССР №339474, опубл. 01.01.1972), выбранный в качестве прототипа, содержащий корпус с установленным в нем шнеком и зубчатую передачу, соединенную с электродвигателем, причем на внешней стороне за зубчатой передачей установлен вибровозбудитель крутильных колебаний, водило которого закреплено на валу шнека и соединено упругими связями со свободно сидящей на этом же валу ведомой шестерни зубчатой передачи.
Недостатком известного конвейера являются потери энергии импульса, вследствие нерационального расположения поверхности взаимодействия с обрабатываемым материалом, повышенные энергозатраты на крутильные колебания всего шнека, малая интенсивность вибровоздействия, обусловленная значительным расстоянием между витками шнека и положением их поверхности, слабая очистка при забивании шнека.
В этом устройстве невозможно исключить противоречие эффективной организации «статического» и импульсного вращений. Для «статического» вращения увеличение угла наклона поверхности шнека улучшает использование энергии, а динамическое воздействие теряет подведенную энергию на проскальзывание материала.
Раскрытие полезной модели
В основу заявленной полезной модели поставлена задача реализации импульсного воздействия при максимальной эффективности и минимальных энергозатратах.
Технический результат, достигаемый в процессе реализации полезной модели, является повышение эксплуатационной надежности, экономичности и долговечности работы конвейера, за счет разделения потоков мощности на «статическое» перемещение материала и крутильные колебания с заданной амплитудно-частотной характеристикой на один оборот рабочего органа.
Указанный технический результат достигается тем, что конвейер для транспортировки материалов содержит корпус, загрузочное и разгрузочное устройство, шнековый транспортер и вал, соединенный с приводом через муфту, вал выполнен пустотелым с окнами, причем пустотелый вал содержит внутренний вал с лопастями динамического воздействия, которые установлены в окнах пустотелого вала шнека и связаны с ним упругими кинематическими связями.
Импульс крутильных колебаний передается лопастями на минимальный, необходимый и достаточный объем материала для наибольшего использования энергии единичного импульса. Положение поверхностей контакта динамического рабочего органа обрабатываемого материала исключает проскальзывание материала и потерю на этом энергии импульса. Кроме этого, раздельный привод возбудителя крутильных колебаний позволяет варьировать амплитудно-частотной характеристикой в более широких пределах, учитывая потребности обрабатываемого материала и рационально располагать рабочую поверхность.
Таким образом, раздельное «статическое» вращение шнека и динамическое вращение лопастей с наложением крутильных колебаний позволяет оптимально расположить рабочие поверхности шнека и виброустройства. Шаг шнека обеспечивает минимальную затрату энергии на единицу продукции и необходимые условия качественного перемещения материала. Режимы работы и конструктивное исполнение вибрационной составляющей позволяет использовать рациональные параметры колебания, не изменяя положительных характеристик «статического» устройства. Это позволяет получить максимальную эффективность технологического процесса при минимальных энергозатратах на единицу продукции.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный конвейер для транспортировки материалов отличается тем, что закономерность вращения шнека и лопастей динамического воздействия на материалы обусловлена раздельным приводом витков шнека и возможностью их независимого конструктивного и технологического воздействия на материалы, расположения на валу кинематически связанного с ним упругой связью лопастей вибратора крутильных колебаний, допускающей варьирования параметров колебаний.
Краткое описание чертежей
На фиг. изображена схема конвейера для транспортировки материалов с разрезами и вырывами.
Осуществление полезной модели
Полезная модель поясняется чертежом с сечением и вырывом и содержит привод 1, вал 2 «статического» вращения, муфта 3 этого вала, муфта 4, внутренний вал 5, подшипник 6 динамического вращения, шнек 7 «статического» вращения, окна 8 вала этого шнека, лопасти 9 вала 5, упругая связь 10, корпус 11 шнека, загрузочный конус 12, устройство выгрузки 13.
Работает устройство следующим образом.
При включении привода 1, валу 2 через муфту 3 сообщается «статическое» (равномерное) вращение в подшипниках 6 шнеку 7. Динамическое вращение передается через муфту 4 внутреннему валу 5 и лопастям 9 жестко связанным с внутренним валом 5. Окна 8 допускают колебания лопастей 9, упругая связь 10 удерживает лопасти 9 в нейтральном положении. В корпус 11 шнека материал поступает через загрузочный конус 12 и выгружается через устройство выгрузки 13. Интенсивность перемещения материала определяется шнеком 7, а динамическое воздействие регламентируется независимым приводом внутреннего вала 5 с лопатками 9 заданной амплитудно-частотной характеристикой. Во время движения материала он воспринимает два независимых оптимальных режима.
Предложенное устройство позволяет создавать оптимальный режим «статического» вращения и независимый оптимальный режим динамического воздействия.
Данная конструкция конвейера позволяет транспортировать материал и, при необходимости, осуществлять активную мойку различными механическими свойствами без забивания транспортировочного канала.
Таким образом, разработанный конвейер можно использовать для транспортировки и, при необходимости, перемешивания и мойки таких материалов как волокно, пластмасса, песок, щебень, цемент, порошки и т.п. Разработанная конструкция конвейера решает проблему забивания каналов, активного перемешивания и обеспечивает надежное транспортирование.
Применение описанной полезной модели позволяет повысить производительность, надежность и долговечность работы устройства и вместе с тем, снизить энергозатраты на единицу продукции, и при необходимости активизировать процесс мойки.
Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели показал, что совокупность существенных признаков заявленного конвейера для транспортировки материалов не известна из уровня техники и, значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».
Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного конвейера для транспортирования материалов в технологических процессах транспортировки с активным перемешиванием материалов и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».