ДОЗАТОР С БУНКЕРОМ ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
MEASURING HOPPER WITH STORAGE BIN FOR GRANULAR MATERIAL

Изобретение относиться к сельскому хозяйству, а именно к дозированию сыпучих материалов.
Известно устройство для дозированной выдачи сыпучих кормов (заявка на изобретение №2002108077, А01К 5/00).
Устройство для дозированной выдачи сыпучих кормов содержит вертикальный загрузочный бункер с направляющим кожухом и загрузочным и выгрузным окнами, расположенными в днище бункера, узел управления и привода дозированием и выдачей кормов. В днище бункера между загрузочным и выгрузным окнами установлен дозирующий диск с ячейками, причем выгрузное окно относительно загрузочного окна развернуто в горизонтальной плоскости на 180°, а дозирующий диск выполнен в виде зубчатого колеса, входящего в зацепление с шестерней привода, выполненного в виде двигателя и счетчика числа оборотов, при этом передаточное отношение зубчатой передачи равно числу дозирующих ячеек на диске, над загрузочным окном на валу дозирующего диска выполнена ворошилка. Недостатками данного устройства являются:
1. Порционное дозирование, порция определяется объемом ячейки.
2. Повышенная энергоемкость.
3. Сложность конструкции.
Известен дозатор с бункерным устройством (заявка на изобретение №2003102498/28, G01F 11/00).
Дозатор с бункерным устройством для сыпучих материалов, содержащий корпус, размещенный вертикально и имеющий загрузочное и разгрузочное отверстия, которые соосны с вертикальной осью корпуса, при этом корпус выполнен из двух жестко связанных между собой частей: в верхней части которого имеется загрузочное отверстие и в нижней конической части разгрузочное отверстие, внутри верхней части корпуса размещена разрезная воронка, образуемая несколькими отдельными, не связанными друг с другом элементами и обращенную своим меньшим диаметром к разгрузочному отверстию корпуса, при этом каждый элемент в своей верхней части шарнирно прикреплен к внутренней боковой стенке корпуса, а нижняя часть каждого элемента связана с приводом.
Привод каждого из элементов, образующих разрезную воронку, включают силовой цилиндр, шток которого снабжен датчиком.
Шарнирное соединение каждого сектора с внутренней боковой стенкой корпуса или кольцеобразной обечайки выполнено в виде петли.
Верхняя часть корпуса имеет форму полого цилиндра.
Верхняя часть корпуса имеет форму полого многогранника.
Недостатками данного устройства являются:
1. Сложность конструкции.
2. Высокая неравномерность дозирования из-за сводообразования при повышенной энергоемкости.
Задача - упрощение конструкции дозатора, повышение точности дозы материала, снижение энергоемкости процесса.
Поставленная задача решается за счет того, что в дозаторе с бункером для сыпучих материалов, содержащем корпус, размещенный вертикально, в верхней части выполнено загрузочное отверстие и в нижней конической части - выгрузное отверстие, которые соосны с вертикальной осью вала привода. На вертикальном валу привода жестко закреплены два горизонтальных диска: один за загрузочным отверстием, а другой перед выгрузным отверстием, при этом в каждом диске выполнен вырез в виде сектора с углом раскрытия а меньше 180° и сектора сдвинуты друг относительно друга на 180°.
Новые существенные признаки
1. На вертикальном валу привода жестко закреплены два горизонтальных диска: один за загрузочным отверстием, а другой перед выгрузным отверстием.
2. В каждом диске выполнен вырез в виде сектора с углом раскрытия α меньше 180°.
3. Сектора сдвинуты друг относительно друга на 180°.
b
4. Диски выполнены из материала коэффициент внешнего трения между ним и дозируемым материалом должен быть f>f,
где f - коэффициент внутреннего трения дозируемого материала;
b
f - коэффициент внешнего трения дозируемого материала при движении по рабочей поверхности нижнего диска.
Перечисленные новые существенные признаки необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Технический результат
1. На вертикальном валу привода жестко закреплены два горизонтальных диска: один за загрузочным отверстием, а другой перед выгрузным отверстием, что позволяет упростить конструкцию за счет минимизации конструктивных элементов и их конфигурации. Места крепления дисков расположены таким образом, что за загрузочным отверстием материал насыпается из загрузочного отверстия на нижний диск с формированием откоса до момента заполнения выреза в секторе, после чего заполнение прекращается. Затем с помощью привода приводится во вращение вертикальная ось с дисками, сформированная порция материала через секторный вырез диска, расположенный перед выгрузным отверстием, попадает в выгрузное отверстие.
2. В каждом диске выполнен вырез в виде сектора с углом раскрытия α меньше 180°, что позволяет формировать заданную порцию материала. Угол раскрытия α меньше 180° выполнен для предотвращения самопроизвольного истечения материала.
3. Сектора сдвинуты друг относительно друга на 180°, что позволяет формировать заданную порцию материала.
b
4. Выполнение, по крайней мере нижнего диска из такого материла, что коэффициент внешнего трения между ним и дозируемым материалом должен быть f>f,
где f - коэффициент внутреннего трения дозируемого материала;
b
f - коэффициент внешнего трения дозируемого материала при движении по рабочей поверхности нижнего диска;
и скорость вращения
где ω -угловая скорость вращения дисков;
r - радиус диска.
Это позволяет точно дозировать материал и снизить энергоемкость процесса. Вращение со скоростью ω позволяет «выдергивать» нижний диск из-под порции дозируемого материала, который проваливается в выгрузное отверстие, коэффициент трения между частицами материала выше, чем коэффициент трения между диском и сыпучим материалом.
На чертеже схематически изображен бункер для сыпучих материалов. Дозатор с бункером для сыпучих материалов содержит цилиндрический корпус 1, размещенный вертикально, и бункер (на фигуре не указан) для сыпучих материалов. Цилиндрический корпус 1 имеет верхнее загрузочное 2 и нижнее разгрузочное 3 отверстия, соосные с вертикальной осью вала 4 привода (на чертеже не указан). На вертикальном валу 4 привода жестко закреплены два горизонтальных диска 5, 6, один из которых размещен за загрузочным отверстием 2, а другой перед разгрузочным отверстием 3.
В каждом диске выполнен вырез в виде сектора с углом раскрытия α меньше 180° и сектора сдвинуты друг относительно друга на 180°, так что верхний диск 5 перекрывает сектор нижнего диска 6.
b
Работа устройства. Из бункера (на чертеже не указан) сыпучий материал через загрузочное отверстие 2 сектор с углом раскрытия α верхнего горизонтального диска 5 попадает на поверхность нижнего диска 6. Загрузка происходит до образования скоса и перекрытия дискового отверстия 5. После чего включается привод (на чертеже не указан) и через вертикальный вал 4 приводится во вращение диски 5 и 6. Задается скорость ω вращения дисков 5, 6 такой, которая обеспечивает вращение диска при неподвижном материале. После подвода к материалу выреза в виде сектора сформированный материал попадает в выгрузное отверстие 3 через сектор диска 6. При этом продолжается заполнение материала через диск 5 на диск 6. Процесс загрузки и выгрузки происходит непрерывно при вращении. Диск 6 должен быть выполнен из материала, при котором соблюдается соотношение f>f, где f - коэффициент внутреннего трения дозируемого материала;
b
f - коэффициент внешнего трения дозируемого материала при движении по рабочей поверхности нижнего диска;
а скорость вращения дисков 5, 6 равна
где ω - угловая скорость вращения дисков;
r - радиус диска.
Вращение со скоростью ω позволяет «выдергивать» нижний диск из-под порции дозируемого материала, который проваливается в выгрузное отверстие, коэффициент трения между частицами материала выше, чем коэффициент трения между диском и сыпучим материалом.