БУНКЕР ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к устройствам для хранения и последующей выдачи сыпучих материалов, например речного песка, и может найти применение в строительной и других отраслях народного хозяйства.
Известно бункерное устройство для сыпучих материалов, содержащее корпус и вмонтированный в его стенки горизонтальный вал, снабженный сводообрушителем, изготовленных в виде дисков, на поверхности которых имеются приливы (патент ФРГ №949936, кл. 81е 136, опубл. 1956).
Такое бункерное устройство обеспечивает ограниченную зону сводообрушения. Известен также бункер для сыпучих материалов, содержащих корпус и механизм для сводообрушения, включающий горизонтальный вал с закрепленными дисками с отверстиями (патент Германии №700090, кл. 81е 136. Опубл. 1940).
В данном устройстве зона рыхления расширена. Однако вследствие того, что сводообрушитель установлен вблизи корпуса, его воздействие на свод имеет местное значение.
Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому является бункер для сыпучих материалов (патент RU №2323148, опубл. 27.04.2008), содержащий корпус и размещенный в нем механизм сводообразования, включающий приводной горизонтальный вал с наклоненными на нем дисками, при этом смежные диски наклонены навстречу один другому. Между смежными дисками на приводном валу расположены цилиндрические стержни, вал выполнен со сквозными отверстиями, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через продольную ось вала.
Такое техническое решение бункера для сыпучих материалов, по сравнению с рассмотренными выше, направлено на повышение эффективности сводообрушения. При этом, как показала практика его использования, схемно-конструктивные особенности сводообрушителя накладывают определенные условия на протекание процесса сводообрушения сыпучего материала и его выгрузку, причем он является глубоко зависимым от кинематики движения рабочих элементов сводообрушителя, физико-механических свойств перегружаемого материала, фракционного состава и его агрегатного состояния.
Так, сводообрушитель с наклонно расположенными на валу по отношению друг другу дисками обеспечивает удовлетворительную работу при выгрузке и хранении в бункере сыпучих материалов с неустойчивыми внутренними связями между частицами материала. При восстановлении сыпучести материала под воздействием сводообрушителя потоки материала свободно проходят через воронкообразные полости в каждой группе смежных дисков без уплотнения и заклинивания материала, при этом разгрузка бункера осуществляется равномерно при минимальных затратах энергии на побуждение материала к истечению.
Практическое использование аналогичного устройства при сводообрушении трудносыпучих материалов, в частности насыпных грузов неоднородной структуры, показывает возможные случае заклинивания крупнокусковых включений в отверстиях дисков с последующей напрессовкой материала на боковые поверхности дисков и, особенно, зарастания проходного сечения между смежными дисками вала на уровне их наименьшего углового расширения в момент возвратно-поступательного перемещения цилиндрического стержня вниз через продольную ось вала под воздействием напорных усилий разрыхленной массы при вращательном движении сводообрушителя. Сами же диски, закрепленные на валу под углом к его оси, совершают круговые движения по сложной пространственной траектории и просто перемешивают массу уплотненного материала в полостях между дисками.
В основу предполагаемой полезной модели поставлена задача повысить эффективность сводообрушения перегружаемого материала, а также увеличить производительность выгрузки, за счет размещения на валу сводообрушителя блока фрез, имеющих специальную форму лопаток с заточкой по передней поверхности, при вращение которых происходит воздействие на свод слежавшегося материала. Поставленная задача решается тем, что в бункере для сыпучих материалов, содержащем корпус усеченной призматической формы, установлен механизм сводообрушения, содержащий приводной горизонтальный вал с установленными на нем цилиндрическими стержнями, а вал выполнен со сквозными отверстиями, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через продольную ось вала, при этом цилиндрические стержни с закрепленными на их концах ограничительными элементами свободно установлены в сквозных отверстий вала с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно последних, согласно изобретению, сводообрушитель вместо наклонных дисков снабжен блоками фрез, установленных между цилиндрическими стержнями, причем обе половинки блока фрезы установлены таким образом, что каждая половинка блока фрезы развернута относительно друг друга на 45° и направлена навстречу друг друга с определенным радиусом гибки лопаток и небольшим их перекрытием.
На фиг.1 показано предлагаемое бункерное устройство для сыпучих материалов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - кинематическая схема движения вала с цилиндрическими стержнями, установленные в середине приводного вала; на фиг.5 - кинематическая схема с цилиндрическими стержнями, установленными по концам приводного вала. Бункер содержит корпус 1 в форме усеченной пирамиды, пропущенный через стенки бункера приводной горизонтальный вал 2, расположенный в зоне возможного образования свода материала, и сводообрушитель с установленными цилиндрическими стержнями 4, каждый из которых размещен на приводном валу 2, причем цилиндрические стержни, установленные на концах приводного вала в два раза меньше, чем цилиндрические стержни, установленные в середине приводного вала, при этом вал выполнен со сквозными отверстиями 5, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через продольную ось вала. Цилиндрические стержни 4 с закрепленными на их противоположных концах ограничительными элементами 6, выполненных в виде шаровых опор, свободно установлены в сквозных отверстиях 5 приводного вала с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно последних. Сводообрушитель снабжен блоками фрез, закрепленных на валу 2. Блоки фрез состоят из двух половинок, причем каждая половинка блока фрезы развернута относительно друг друга на 45° и направлена навстречу друг другу радиусами лопаток таким образом, чтобы последующая лопатка перекрывала предыдущую на небольшую величину. Каждая половинка блока фрезы состоит из ромбической ступицы 7, к углам которой приварены изготовленные по радиусу и согнутые по радиусу лопатки 8. Лопатки 8 по передней поверхности имеют заточку 9 для разбивания крупнокусковых включений.
В зависимости от физико-механических свойств конкретного сыпучего материала, формы и высоты бункера в последнем могут быть смонтированы несколько сводообрушителей.
Устройство работает следующим образом.
Материал, загружаемый через верхнюю часть бункера с помощью погрузчика (не показан), либо иным способом, в начальный период беспрепятственно проходит сводообрушитель и ссыпается через выгрузочное окно. По мере увеличения слоя загрузочного материала проходит его уплотнение и сводообразование. При прекращении поступления материала из бункера, что свидетельствует об образовании свода, включают привод (не показан), который сообщает валу 2 с блоками фрез 3 и стержнями 4 вращательное движение. Сами блоки фрез, закрепленные на валу, совершают круговые движения, в результате чего каждый из блоков фрез своими лопатками воздействуют на массу уплотненного материала.
Поскольку блоки фрез имеют специальную форму лопаток с заточкой по передней поверхности 9, то они при вращении одновременно осуществляют подрезание свода, дробление и рыхление материала, захват его порциями и выталкивание его из полости.
Одновременно при вращательном движении вала 2 и угловом перемещении цилиндрических стержней 4 последние передают ударный импульс динамического воздействия на свод локально-слежавшихся масс сыпучего материала, насыпной груз переходит из статического состояния в состояние динамического движения, перемещаясь в полостях блоков фрез 3 к выгрузочному отверстию. По достижении вертикального положения стержня 4 под действием силы тяжести начинают перемещаться по отверстиям 5 приводного вала 2 вниз до соприкосновения верхнего ограничительного элемента 6 каждого стержня 4 с наружной поверхностью вала 2. Таким образом, при размещение стержней 4 в отверстиях 5 приводного вала во взаимно перпендикулярных плоскостях каждый ряд стержней за каждый оборот вала попеременно относительно друг друга совершает также два рабочих цикла (фиг.4), (фиг.5), при этом схемно-конструктивное расположение стержней на приводном валу при воздействии на свод слежавшегося материала снижает нагрузки на элемент привода.
Сводообрушитель с блоками фрез и цилиндрическими стержнями позволяет реализовать принцип двухуровневого энергетического воздействия на свод материала - за счет вращательных движений блока фрез и циклично-повторяющихся ударных импульсов стержней, размещенных между блоками фрез. Причем воздействие на структурно напряженное состояние сыпучего материала в области образования статических и динамических сводов со стороны стержней осуществляется импульсами большой интенсивности, что повышает эффективность сводообрушения перегружаемых материалов с высокой связанностью частиц и плотностью их поверхности.
Предлагаемое конструктивное решение бункера для сыпучих материалов по сравнению с известным устройством, принятым за прототип, исключает случаи заклинивания крупнокусковых включений, напрессокой материала и зарастанием проходного сечения между блоками фрез, что обеспечивает эффективное сводообрушения материалов с низкой сыпучестью, дробление и перемалывание крупнокусковых включений, вследствие чего повышается производительность выгрузки из бункера при минимальных энергозатратах.
Устройство отличается надежностью в работе, простотой в изготовлении и является промышленно применимым.