БУНКЕР ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
HOPPER FOR LOOSE MATERIALS

Изобретение относится к области машиностроения, конкретнее к бункерным устройствам, используемым при транспортировке и хранении сводообразующих сыпучих материалов, и может быть использовано в различных областях промышленности, производстве строительных материалов и сельском хозяйстве с целью повышения скорости выгрузки сыпучего материала.
Известен бункер для сыпучих материалов, содержащий бочкообразной формы корпус, в котором установлена эластичная оболочка, которая верхним концом жестко соединена с корпусом, а нижним - с приводом возвратно-поступательного перемещения, причем корпус выполнен из винтовой пружины, на концах которой установлены кольца, соединенные с эластичной оболочкой [авторское свидетельство СССР №1518222. Бункер для трудносыпучих материалов МПК B65D 88/64, опубл. 30.10.1989, БИ №40, авторы Зарубишвили Г.Г. и др.].
Недостатком данного технического решения является низкая эффективность процесса разрушения сводообразований сыпучего материала и, следовательно, низкая скорость выгрузки хранящегося в бункере сыпучего материала в связи с тем, что эластичная оболочка препятствует непосредственному контакту сводоразрушающего устройства с сыпучим материалом, высокая энергоемкость процесса выгрузки материала из бункера, что вызвано необходимостью непрерывного изменения геометрических параметров бункера для стабилизации процесса выгрузки, а также возможность использования описанной конструкции в небольших по объему бункерах.
Известен бункер для сыпучих материалов, содержащий корпус, выполненный из винтовой пружины, установленные в нижней и верхней частях корпуса кольца, привод возвратно-поступательного перемещения и эластичную оболочку, расположенную снаружи корпуса [патент РФ №2031820 МПК B65D 88/64, опубл. 27.03.95, БИ №9, автор С.А.Головко «Бункер»].
Недостатком данного технического решения является высокая энергоемкость процесса выгрузки материала из бункера, что вызвано необходимостью непрерывного изменения геометрических параметров бункера для стабилизации процесса выгрузки, а также невозможность использования описанной конструкции в бункерах больших объемов.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом настоящего изобретения является снижение энергоемкости за счет ускорения процесса выгрузки сыпучего материала из бункера и расширение технологических возможностей бункера за счет использования данной конструкции в бункерах большего объема.
Технический результат достигается тем, что в бункер для сыпучих материалов, содержащий вертикальный корпус круглого поперечного сечения, плоское днище с выпускными отверстиями и сводоразрушающее устройство, выполненное в виде пружины круглого поперечного сечения, расположенной по высоте бункера в его пристенной части, дополнительно сверху на уровне загрузочного отверстия установлена и жестко закреплена к корпусу бункера резьбовая обечайка, которая удерживает сводоразрушающее устройство от самопроизвольного выхода за пределы полости бункера, сбоку корпуса бункера установлен штуцер подвода управляющего давления воздуха, напротив штуцера с внутренней стороны бункера предусмотрен уплотненный дифференциальный поршень с возможностью вертикального перемещения, фиксирующий пружину снизу, причем при снижении управляющего давления воздуха пружина частично разжимается и перемещает уплотненный дифференциальный поршень вниз на предусмотренную конструкцией величину хода до посадки в дно бункера. Для бункеров больших объемов сводоразрушающее устройство предпочтительно выполнять в виде блока из N пружин с соблюдением условия максимального заполнения пружинами проходной площади бункера, причем одна пружина располагается в центре бункера, а остальные - по периферии бункера.
Введение в бункер для сыпучих материалов уплотненного дифференциального поршня и штуцера подвода энергии возвратно-поступательного перемещения позволяет осуществлять работу конструкции в режиме вибратора за счет пульсирующей подачи этой энергии к штуцеру, что создает дополнительные колебательные смещения пружины, тем самым, предотвращая возникновение новых и способствуя разрушению ранее возникших сводообразований сыпучего материала, а этим сокращается время разгрузки. При снятии со штуцера энергии возвратно-поступательного и колебательного перемещения снимается усилие, развиваемое уплотненным дифференциальным поршнем, за счет этого срабатывает усилие предварительного поджатия пружины и пружина разжимается и перемещает уплотненный дифференциальный поршень до посадки в дно бункера, сопутствуя разрыхлению сыпучего материала по месту его контакта с витками пружины, не затрачивая при этом дополнительной энергии. Возникшие сопутствующие действия сокращают энергоемкость процесса выпуска сыпучего материала из бункера. В бункерах больших объемов вводятся сводоразрушающие устройства, выполненные в виде блоков из N пружин круглообразной формы, которые расположены по высоте бункера по его периферии и по крайней мере одна пружина круглообразной формы расположена в центре бункера. Такое размещение сводоразрушающего устройства в бункере позволяет расширить технологические возможности разрушения сводообразований, ускорить истечение сыпучих материалов, сократить его энергоемкость.
На фиг.1 показан бункер, на фиг.2 - структурная схема блочно-пружинного механизма бункера, на фиг.3 - структурная схема размещения в корпусе бункера пружинных блоков.
Бункер для сыпучих материалов с пружинно-поршневым механизмом устранения сводообразований сыпучих материалов состоит из: 1 - вертикальный корпус бункера круглого поперечного сечения; 2 - штуцер подвода энергии возвратно-поступательного перемещения; 3 - уплотненный дифференциальный поршень; 4 - пружина круглого поперечного сечения; 5 - обечайка; 6 - сыпучий материал; 7 - задвижка.
Бункер для сыпучих материалов с пружинно-поршневым механизмом устранения сводообразований сыпучих материалов работает следующим образом. К штуцеру 2 подведено управляющее давление воздуха, под действием которого уплотненный дифференциальный поршень 3 перемещается в крайнее верхнее положение, что обеспечивает сжатие пружины 4. Сверху пружина 4 закреплена к обечайке 5 и от разжимания удерживается ею. Выпускные отверстия в днище (не показаны) бункера 1 перекрыты задвижкой 7 и сыпучий материал 6 засыпают в полость бункера 1. При разгрузке бункера возможно образование сводов, которые препятствуют дальнейшему истечению сыпучего материала. В этом случае со штуцера 2 снимается управляющее давление воздуха и снимается усилие, действующее от уплотненного дифференциального поршня 3, которое обеспечивало сжатие пружины 4. Пружина 4 разжимается и перемещает поршень на ход до посадки в дно бункера. При таком перемещении пружины 4 сыпучий материал по месту его контакта с витками пружины разрыхляется, что способствует разрушению сводов и стимулирует истечение материала. После завершения процесса сводоразрушения и стабилизации процесса истечения пружина 4 находится в состоянии покоя до того времени, пока производительность бункерного устройства не начнет падать из-за вновь возникших сводов сыпучих материалов. При разгрузке пружина 4 может работать в режиме вибратора за счет пульсирующей подачи управляющего давления воздуха к штуцеру 2, что позволяет создавать дополнительные колебательные действия пружины 4, которая разрушает сводообразования сыпучего материала.
Для бункеров с большим поперечным сечением предпочтительно использование пружинно-поршневого механизма устранения сводообразований сыпучих материалов, который выполнен в виде блока из N пружин, заполняющих внутреннее пространство корпуса бункера (фиг.2 и 3). Количество и наружный диаметр пружин в блоке определяются величиной внутреннего диаметра корпуса бункера с соблюдением условия максимального заполнения пружинами проходной площади бункера. С технологической точки зрения наиболее рациональным представляется использование блока в составе N пружин, одна из которых должна располагаться в центре бункера, а остальные - по периферии бункера.
Предлагаемый бункер для сыпучих материалов позволяет сократить время разгрузки на 25-35% и снизить энергоемкость на 20-25%, используя различные виды энергии.