ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПУСКА СВЯЗНЫХ, ЛИПКИХ И СЛЕЖИВАЮЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ

Техническое решение относится к химической, нефтехимической, строительной, сельскохозяйственной, пищевой, фармацевтической, горноперерабатывающей, лакокрасочной и другим отраслям промышленности, где производится загрузка связных, липких и слеживающихся материалов из емкостей, баков, бункеров, цистерн в шнековые машины, грануляторы, экструдеры, смесители или не транспортеры.
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 малая амплитуда колебаний стенок бункера, а следовательно и прилипшего к стенкам материала, что приводит к снижению производительности, особенно при переработке высокозязких и неньютоновских материалов. Увеличение амплитуды колебаний приводит к потере герметичности сварных швов на бункере, что требует остановки оборудования на ремонт и также 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 невозможность создания колебаний высокой амплитуды, что снижает производительность из-за неполной очисткц поверхности бункера от сыпучих и связных материалов, особенно если они обладают хорошей адгезией к материалу стенки бункера (липкие) и являются высокозязкими неньютоновскими жидкостями.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявленному объекту и принятому за прототип является устройство дли выпуска связных, липких и слеживающихся материалов, включающее шнек, упругий рабочий орган переменной кривизны, закрепленный на загрузочном участке, при этом упругий рабочий орган выполнен в виде герметичной камеры из эластичного материала, загрузочный участок снабжен патрубком с установленным в нем поршнем. [Описание полезной модели к патенту №153117 РФ, B65G 27/10, 2015 г.]
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная производительность из-за того, что вибрация неравномерно охватывает весь материал, находящийся в загрузочном участке, поэтому остаются фрагменты связных, липких и слеживающихся материалов, особенно содержащих высоковязкие неньютоновские жидкости, которые снижают производительность вибрационного устройства.
Техническим результатом предлагаемой конструкции вибрационного устройства для выпуска связных, липких и слеживающихся материалов является увеличение производительности за счет дополнительного стимулирования движения материала в загрузочном участке.
Поставленный технический результат достигается тем, что в вибрационном устройстве для выпуска связных, липких и слеживающихся материалов, включающее шнек, упругий рабочий орган переменной кривизны, закрепленный на загрузочном участке, выполненный в виде камеры из эластичного материала, при этом загрузочный участок снабжен патрубком для подачи воздуха, причем патрубок герметично соединен с центробежным компрессором посредством золотника, а на боковой поверхности камеры равномерно в шахматном порядке расположены отверстия, снабженные клапанами, представляющими собой пружину с запорным диском.
Выполнение на боковой, поверхности камеры из эластичного материала равномерно в шахматном порядке расположенных отверстий, снабженных клапанами, представляющими собой пружины с запорным диском, позволяют выпускать из камеры сжатый воздух с изменением формы поверхности эластичного материала, что будет дополнительным стимулированием движения материала в загрузочном участке, уменьшит возможность каналообразования и пробкообразования и в целом повысит производительность.
Применение центробежного компрессора и золотника позволяем создавать колебательный режим на поверхности камеры из эластичного материала за счет периодического изменения объема воздуха внутри камеры. Вибрация поверхности и режим растяжения-сжатия в эластичной камере приводит к тиксотропному разжижению связных, липких и слеживающихся материалов, особенно высоковязких и неньютоновских, приводит к уменьшению их эффективной вязкости, адгезии к вибрирующей поверхности эластичного материала.
При такте работы золотника при соответствующей подаче воздуха в зазор между стенкой загрузочного участка и камерой из эластичной материала, запорный диск клапана под действием упругой силы пружины прижимается к поверхности камеры и не допускает выхода воздуха из камеры через отверстия. После полного распрямления пружины и при продолжении подачи воздуха в зазор между стенкой загрузочного участка и камерой из эластичного материала отверстия открываются, и воздух выходит через них внутрь загрузочного устройства. При следующем такте работы золотника подача воздуха в зазор между стенкой загрузочного бункера и камерой из эластичного материала прекращается, эластичный материал камеры прижимается к стенке загрузочного участка и сжимает пружины, а запорные диски закрывают отверстия. Такой колебательный режим движения стенок эластичного материала заставляет тиксотропно разжижаться связные, липкие и слеживающие материалы в бункере, уменьшать их эффективную вязкость и сбрасывать эти материалы со стенок бункера к шнеку, что значительно повышает производительность.
На чертеже схематично изображен общий вид предлагаемой конструкции вибрационного устройства для выпуска вязких, липких и слеживающихся материалов. Оно состоит из корпуса 1, вала 2 со шнеком 3, присоединенных к приводу (на схеме не показан) и загрузочного участка 4, герметично присоединенного на входе к корпусу 1. К стенкам загрузочного участка 4, выполняющем роль основания, присоединен упругий рабочий орган, выполненный в виде камеры 5 из эластичного материала, например резины, на боковой поверхности которой равномерно в шахматном порядке расположены отверстия 6, снабженные клапанами, представляющими собой пружины 7 с запорными дисками 8. На стенке загрузочного участка 4 установлен герметичный патрубок 9 для подачи сжатого воздуха от пневматора, состоящего из центробежного компрессора 10 и золотника 11.
Вибрационное устройство для выпуска связных, липких и слеживающихся материалов работает следующим образом.
Приводят во вращение вал 2 со шнеком 3 от привода. Из бункера в загрузочный участок 4 подают материал. Включают центробежный компрессор 10 и через золотник 11 подают по герметичному патрубку 9 между стенками загрузочного участка 4 и камерой 5 сжатый воздух. Так как клапан, состоящий из пружины 7 с запорным диском 8, периодически открывается, то сжатый воздух выходит через клапан, причем давление между стенками загрузочного участка 4 и камерой 5 периодически изменяется, что изменяет объем и саму форму поверхности эластичного материала камеры 5.
Таким образом, такой вибрационный режим приводит к уменьшению адгезии связных, липких и слеживающихся материалов к поверхности эластичного материала, тиксотропному разжижению особенно высоковязких и неньютоновских жидкостей, снижению их эффективной вязкости, ускорению течения по поверхности эластичного материала герметичной камеры 5. Размещение на боковой поверхности камеры 5 равномерно расположенных в шахматном порядке клапанов, представляющих собой пружины 7 с запорными дисками 8, приводит к стимулированию движения частиц материала вблизи поверхности камеры 5, уменьшая возможность каналообразования и пробкообразования, и повышению производительности предлагаемой конструкции вибрационного устройства.