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 сварочных швов на бункере.
Известен вибрационный питатель сыпучих материалов, состоящий из загрузочной воронки, вибрационного транспортирующего лотка, закрепленного на подпружиненных подвесках, отсечного поворотного затвора с пневмоприводом и герметизирующего кожуха, выполненного в форме неподвижно закрепленной коробчатой конструкции и боковыми стенками, одна из которых оснащена загрузочным отверстием с уплотнением, при этом он дополнительно содержит сужающуюся по ходу движения материала распределительную воронку, соединенную с нижней частью герметизирующего кожуха и разделенную с помощью внутренней вертикальной перегородки на камеру грубой загрузки и камеру точной досыпки. [Патент №2402476, РФ, B65G 27/10, 2010 г.]
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится сложность конструкции вибрационного питателя, связанная с установкой вибрационного транспортирующего лотка, отсечного поворотного затвора с пневмоприводом, герметизирующего кожуха и уплотнения загрузочного отверстия. Кроме того вибрация к материалу передается через стенки лотка и отсеченного поворотного затвора, что увеличивает затраты энергии и уменьшает время эксплуатации из-за разрушения сварочных швов и нарушения герметизации.
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.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип относится 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 предается не непосредственно обрабатываемому материалу, а через поверхность гибкого упругого рабочего органа, что увеличивает затраты энергии и уменьшает время эксплуатации из-за потери герметичности сварочных швов на бункере.
Техническим результатом вибрационного устройства для выпуска связных, липких и слеживающихся материалов является упрощение конструкции за счет непосредственной передачи вибрации от упругого рабочего органа материалу.
Поставленный технический результат достигается тем, что вибрационное устройство для выпуска связных, липких и слеживающихся материалов включает упругий рабочий орган переменной кривизны, закрепленный на загрузочном участке и взаимодействующий с подвижным опорным элементом, при этом подвижный опорный элемент представляет собой шнек с неподвижно закрепленной на его валу втулкой с зубцами равномерно расположенными на ее боковой поверхности, а упругий рабочий орган выполнен в виде набора пластин.
Выполнение подвижного опорного элемента в виде шнека с неподвижно закрепленной на его валу втулкой с равномерно расположенными на ее боковой поверхности зубцами и упругого рабочего органа в виде набора пластин, взаимодействующих с зубцами элемента за счет приведения свободных концов пластин в зацепление с зубцами втулки, позволяет передавать упругие колебания от набора пластин непосредственно к материалу, находящемуся в загрузочном участке бункера. Установка набора пластин упругого элемента и равномерное распределение зубцов по боковой поверхности втулки позволяет за один оборот вала шнека создать число упругих колебаний каждой пластины, равное числу зубцов, то есть перевести режим одиночных колебаний в режим непрерывной вибрации этих пластин. Установка набора пластин позволяет также их закрепить на разных боковых поверхностях загрузочного участка бункера, что увеличивает их вибрационное воздействие на весь объем материала.
Кроме того, отказ от внешнего вибропривода упрощает конструкцию вибрационного устройства, уменьшает энергозатраты, снижает влияние вибрации на сварочные швы загрузочного участка бункера, что увеличивает срок службы вибрационного устройства.
На фиг.1 схематично представлен общий вид вибрационного устройства для выпуска связных, липких и слеживающихся материалов в разрезе, на фиг.2 - вид А на 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 валу 2 под выпускным отверстием бункера 5 неподвижно закреплена втулка 6, на боковой поверхности которой равномерно размещены зубцы 7. На загрузочном участке бункера 5 закреплен упругий рабочий орган переменной кривизны в виде набора пластин 8, свободный конец которых приведен в зацепление с зубцами 7 втулки 6.
Вибрационное устройство работает следующим образом.
Включают привод 4, который приводит во вращение вал 2 со шнеком 3 и подвижный опорный элемент - втулку 6.
Вместе с втулкой 6 приходят во вращение зубцы 7, которые отклоняют в сторону вращения пластины 8. После предельного отклонения пластины 8 выходят из зацепления с зубцами 7 и резко за счет упругих сил после нескольких колебаний возвращаются в исходное положение до зацепления со следующим зубцом 7 на втулке 6.
Под действием колебаний пластин 8 находящийся в загрузочном участке бункера 5 материал опускается вниз в корпус 1.
Таким образом, вибрация колеблющихся пластин 8 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.
Кроме того, отпадает необходимость в установке отдельного вибропривода, что уменьшает энергозатраты, передаваемые на стенки загрузочного участка бункера и увеличивает срок службы предлагаемого вибрационного устройства за счет уменьшения воздействия вибрации на сварочные швы.