ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПУСКА СВЯЗНЫХ, ЛИПКИХ И СЛЕЖИВАЮЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ

Техническое решение относится к химической, нефтехимической, горноперерабатывающей, строительной, фармацевтической, лакокрасочной и другим отраслям промышленности, а так же к экологическим процессам переработки твердообразных материалов, где производят загрузку связных, липких и слеживающихся материалов из емкостей или бункеров в шнековые машины и экструдеры.
Известны вибрационные устройства в шнековых машинах и экструдерах, включающие загрузочный бункер с круглым сечением и плавным уменьшением диаметра и вибратор, присоединенный к загрузочному бункеру. [Раувендаль, К. Экструзия полимеров: пер. с англ./ К. Раувендаль; под ред. А.Я.Малкина.- СПб.: Профессия, 2008. 67-68 с.]
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность конструкции вибратора, требующая отдельного электрического, гидравлического или пневматического привода. Кроме того, вибрация к материалу в бункере, передается не непосредственно, а от вибрирующей стенки бункера, на которой установлен вибратор. Это приводит к дополнительным затратам энергии, и уменьшает время эксплуатации в связи с потерей герметичности сварных швов на бункере, что в конечном итоге приводит к снижению производительности.
Известно вибрационное устройство для выпуска сыпучих и связных материалов, включающее упругий рабочий орган, установленный на раме, вибропривод и приспособление, регулирующее поток выпускаемого материала, при этом приспособление выполнено в виде ротора с лопастями. [Описание полезной модели к патенту №55752 РФ, B65G 27/10, 2006 г.]
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность конструкции, связанная с установкой вибропривода на раме. Кроме того, вибрация подается не непосредственно на материал, а через поверхность упругого рабочего органа, что увеличивает затраты энергии и уменьшает время эксплуатации из-за разрушения сварных швов и нарушения герметизации и в конечном счете уменьшает общую производительность вибрационного устройства.
Известно вибрационное устройство для выпуска связных, липких и слеживающихся материалов, включающее упругий орган переменной кривизны, взаимодействующий с основанием посредством опорных элементов, и вибропривод, при этом указанный упругий рабочий орган оснащен по всей длине гибкими подвижными элементами, например цепями, закрепленными на его загрузочном участке. [Описание полезной модели к патенту №77259, РФ, B65G 27/10, 2008 г.]
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность конструкции, связанная с установкой вибропривода. Кроме того, вибрация передается не непосредственно обрабатываемому материалу, а через поверхность гибкого упругого рабочего органа, что увеличивает затраты энергии и уменьшает время эксплуатации из-за потери герметичности сварных швов на бункере, которое приводит к снижению производительности.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков и принятому за прототип является вибрационное устройство для выпуска связных, липких и слеживающихся материалов, включающее упругий рабочий орган переменной кривизны, выполненный в виде пластин и взаимодействующий с подвижным опорным элементом, представляющим собой шнек с неподвижно закрепленной на его валу втулкой с зубцами, равномерно расположенными на ее боковой поверхности. [Описание полезной модели к патенту №108423, РФ, B65G 27/10, 2011 г.]
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная производительность устройства из-за малой осевой подачи перерабатываемого материала в зоне установки втулки с зубцами.
Техническим результатом вибрационного устройства для выпуска связных, липких и слеживающихся материалов является увеличение производительности за счет дополнительной вибрации и осевой подачи материала на загрузочном участке к шнеку.
Поставленный технический результат достигается тем, что вибрационное устройство для выпуска связных, липких и слеживающихся материалов, включающее упругий рабочий орган переменной кривизны, выполненный в виде пластин, закрепленный на загрузочном участке и взаимодействующий с подвижным опорным элементом, представляющим собой шнек, при этом на гребнях шнека в зоне загрузочного участка консольно закреплены упругие пластины.
Консольное закрепление на гребнях шнека в зоне загрузочного участка упругих пластин позволяет при вращении шнека от привода приводить в зацепление боковую поверхность этих пластин с пластинами упругого рабочего органа, закрепленного на загрузочном участке, что приводит к упругой деформации этих пластин в зоне работы шнека и на загрузочном участке и накоплению упругой энергии. При дальнейшем вращении шнека, пластины загрузочного участка и консольные дополнительные пластины шнека выходят из зацепления и начинают вибрировать, что приводит к уменьшению вязкости и трения скольжения материала в загрузочном участке и в зоне работы шнека, а значит повышению производительности.
Таким образом, консольная установка на гребнях шнека в зоне загрузочного участка упругих пластин позволяет интенсифицировать процесс непрерывной подачи связных, липких и слеживающихся материалов от загрузочного участка к шнеку без применения вибрационных устройств с приводом, упростить технологический процесс переработки таких материалов и уменьшить ручной труд, связанный с принудительной подачей налипших на стенки загрузочного участка связных, липких и слеживающихся материалов.
На фиг.1 схематично представлен общий вид вибрационного устройства для выпуска связных, липких и слеживающихся материалов в разрезе, на фиг.2 - поперечный разрез по виду А фиг.1.
Вибрационное устройство для выпуска связных, липких и слеживающихся материалов состоит из корпуса 1, вала 2 со шнеком 3, работающим от привода 4 и загрузочного участка бункера 5. На загрузочном участке бункера 5 закреплен упругий рабочий орган переменной кривизны в виде набора пластин 6. На валу 2 под выпускным отверстием бункера 5 на гребнях шнека 3 консольно закреплены упругие пластины 7, при этом свободный конец пластин 6 приведен в зацепление с упругими пластинами 7.
Вибрационное устройство работает следующим образом.
Включают привод 4, который приводит во вращение вал 2 со шнеком 3, упругими пластинами 7, находящимися в зацеплении с пластинами 6.
Под действием колебаний пластин 6 находящийся в загрузочном участке бункера 5 материал опускается вниз в корпус 1, а под действием колебаний упругих пластин 7 этот материал тиксотропно разжижается на гребнях шнека и продвигается им в осевом направлении в корпус.
Таким образом, вибрация колеблющихся пластин 6 упругого рабочего органа передается непосредственно к связному, липкому и слеживающемуся материалу, находящемуся в загрузочном участке бункера 5, а от него и к основной части этого материала в бункере, что заставляет материал отрываться от стенок бункера и его загрузочного участка, предотвращает слеживание и слипание, уменьшает силы адгезии частиц материала к стенкам и силы когезии между частицами материала, а вибрация дополнительно консольно установленных упругих пластин на гребнях шнека 3 в зоне загрузочного участка заставляет материал тиксотропно разжижаться с уменьшением силы прилипания и когезии, что увеличивает скорость его подачи гребнями вращающегося шнека в осевом направлении и, в конечном счете, приводит к возрастанию производительности.
Кроме того, отпадает необходимость в установке отдельного вибропривода, что уменьшает энергозатраты, передаваемые на стенки загрузочного участка бункера и корпуса, и увеличивает срок службы предлагаемого вибрационного устройства за счет уменьшения воздействия вибрации на сварные швы.