ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТЁР ГРАВИТАЦИОННО-КАСКАДНОГО ТИПА ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ЗЕРНА, ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР И ГРАНУЛ ШРОТА В СИЛОС

Полезная модель относится к области загрузки сыпучих материалов, например, зерна и гранулированного шрота в силос.
Известно загрузочно-распределительное устройство для сыпучих материалов, включающее вертикальный транспортирующий канал и, по меньшей мере, две пересыпные полки, установленные под углом к горизонту на противолежащих внутренних стенках транспортирующего канала последовательно по его высоте, пересыпные полки установлены парами на одном горизонтальном уровне, непосредственно над ними в стенках
транспортирующего канала вертикально размещены разделяющие элементы с клиновидными просеивающими отверстиями, ширина которых увеличивается сверху вниз, по центру канала установлен подвижный несущий элемент в виде пластины, перемещающийся в направляющих посредством реечного регулирующего устройства, при этом к подвижному несущему элементу попарно и симметрично прикреплены направляющие полки, кроме того, питающий канал оборудован сборниками фракций, выделившихся через разделяющие элементы (см. Патент RU №2163846, МПК 7 В07В 13/04, Бюл. №7, 2001).
Недостатком известного устройства является неэффективное использование высоты рабочей части аппарата. Полнота выделения мелкого компонента в загрузочно-распределительном устройстве ограничена наличием пересыпных полок, которые предназначены только для изменения направления движения продукта, не выполняют полезной работы и увеличивают шаг установки по вертикали рабочих органов. Большая скорость движения через вертикальный транспортирующий канал приводит к нарушению целостности зерна, которое транспортируется.
Известен вертикальный сепаратор - транспортер, включающий вертикальный транспортирующий канал и, по меньшей мере, два ряда пересыпных полок (см. Пат. RU №2270062, В07В 13/04, оп. 2006.02.20).
Полки установлены парами на одном уровне под углом к горизонту на противолежащих внутренних стенках транспортирующего канала последовательно по высоте. Непосредственно над ними в стенках транспортирующего канала размещены вертикальные разделяющие элементы с клиновидными просеивающими отверстиями, ширина которых увеличивается сверху вниз. По центру канала установлен подвижный несущий элемент, перемещающийся в направляющих посредством реечного регулирующего устройства. Сепаратор оборудован полками и сборниками фракций, выделившихся через разделяющие элементы. Кроме того, сепаратор снабжен дополнительными направляющими полками, жестко закрепленными к подвижному несущему элементу и выполненными с шарнирно установленными на них перегородками-делителями. При этом дополнительные направляющие полки расположены с зазором по отношению друг к другу, направляющим полкам и подвижному несущему элементу с образованием верхних ярусов и каскадов. А в месте подачи смеси на стенках транспортирующего канала установлены два ограничителя.
Однако известное устройство имеет следующие недостатки: -сложность конструкции;
- высокая вероятность образования затора, так как в центральном канале несущий элемент перемещается за счет реечного устройства, которое часто заклинивается из-за зерновой пыли.
- нарушение целостности зерна из-за большой скорости его движения по центральному каналу.
Известно устройство для предотвращения пыли при перезагрузке сыпучих материалов, выполненное в виде рукава, внутри которого последовательно один под другим, под углом друг к другу расположен сплошной ряд пересыпных усеченных конусов http://www.clevelandcascades.co.uk/
Данное устройство выбрано в качестве прототипа.
Прототип и полезная модель имеют следующие общие признаки:
- содержат ряд усеченных конусов, расположенных друг под другом, и под углом друг к другу таким образом, что при их складывании друг в друга вдоль оси симметрии сохраняется сквозное отверстие.
Однако известное устройство является складным и используется только для перезагрузки сыпучих материалов при погрузочно-разгрузочных работах. Так как известное устройство используется для предотвращения пыли при перезагрузке сыпучих материалов за счет рукава, который эту пыль задерживает, поэтому скорость передвижения по пересыпным усеченным конусам сыпучих грузов является значительной. Если через известное устройство перегружать зерно, оно будет травмироваться, та как не предназначено для перезагрузки зерна с сохранением его целостности. В основу полезной модели поставлена задача создания устройства для уменьшения травмируемости и сохранения целостности зерновой культуры и гранул шрота при загрузке в силос, далее по тексту - зерна, которое отвечало бы таким требованиям:
- эффективность, т.е. уменьшало бы травмируемость зерна при загрузке в силос;
- небольшой вес, что бы минимизировать нагрузку на конструкцию силоса;
- простота, невысокая стоимость изготовления, монтажа, технического обслуживания и эксплуатационных расходов;
Поставленная задача решена вертикальным транспортером гравитационно-каскадного типа для загрузки зерна, зерновых культур и гранул шрота в силос, имеющий вертикальный транспортирующий канал образованный рядом усеченных конусов, расположенных друг под другом, и под углом по отношению друг к другу тем, что вертикальный транспортирующий канал выполнен с зазором между смежными конусами, каждый верхний усеченный конус установлен навстречу смежному к нему нижнему и развернут по отношению к нему относительно вертикальной оси на 180°, при этом каждый усеченный конус выполнен из линейного полиэтилена, а его внутренняя поверхность большей образующей имеет форму в виде вогнутого лотка. При этом угол наклона к линии горизонта рабочей поверхности каждого усеченного конуса транспортирующего канала равен, или максимально близок к углу естественного откоса зерна и составляет 10-55°, а каждый последующий усеченный конус установлен навстречу предыдущему и развернут по отношения к нему относительно вертикальной оси на 180°.
Новым в заявляемой полезной модели является то, что вертикальный транспортирующий канал выполнен с зазором между смежными конусами, каждый верхний усеченный конус установлен навстречу смежному к нему нижнему и развернут по отношению к нему относительно вертикальной оси на 180°, при этом каждый усеченный конус выполнен из линейного полиэтилена, а его внутренняя поверхность большей образующей имеет форму в виде вогнутого лотка.
Вертикальный транспортер гравитационно-каскадного типа для загрузки зерна, зерновых культур и гранул шрота в силос образован рядом усеченных конусов 1 (см. Фиг. 1). Усеченные конуса 1 расположены друг под другом, с зазором между смежными конусами и под углом по отношению друг к другу, при этом каждый последующий усеченный конус развернут по отношения к предыдущему усеченному конусу относительно вертикальной оси на 180°. Основные параметры усеченного конуса, такие как: диаметр основания конуса, угол между образующими конуса, длина большей и меньшей образующих конуса определяется характеристиками зерна, которое загружается в силос, производительностью загрузки зерна в силос. Внутренняя поверхность большей образующей усеченного конуса 2 (см. Фиг. 1) является рабочей поверхностью, так как по ней проходит поток зерна 3. Пространственная ориентация усеченных конусов 1 в вертикальном транспортере выбрана таким образом, чтобы угол наклона рабочей поверхности усеченного конуса 2 к линии горизонта, угол α был равен, или максимально близок к углу естественного откоса зерна и составляет 10-55°. Поток зерна, который проходит через вертикальный транспортер попадает с рабочей поверхности 2 верхнего усеченного конуса 1 на рабочую поверхность 2 последующего усеченного конуса 1. Усечение конуса 1 выполнено таким образом, что бы при складывании конусов нижний конус заходил на верхний, не перекрывая световой зазор для свободного прохода зерна. Для уменьшения боя зерна и его истирания усеченные конуса 1 выполнены из линейного полиэтилена высокого давления. Выбор материала для изготовления усеченных конусов 1 обусловлен еще и стремлением максимально облегчить вхождение конусов друг в друга при сборке, т.е. поднятии, вертикального транспортера, а также уменьшить общий вес вертикального транспортера и соответственно максимально снизить нагрузку на крышу силоса.
Вертикальный транспортер располагается внутри силоса под засыпной горловиной 5 (см. Фиг. 2) и приводится в рабочее или не рабочее состояние, то есть распускается или собирается подъемно-транспортным механизмом, состоящим из тросовой системы, набором наплавляющих колец и блоков, тяговой лебедки. Детально подъемно-транспортный механизм не рассматриваем, так как его особенности и конструкция существенно зависит от конструкции силоса, в котором монтируется вертикальный транспортер.
Заявляемое устройство работает следующим образом:
Зерно из надсилосного конвеера 4 через засыпную горловину 5 попадает на рабочую поверхность 2 (см. Фиг. 1) первого усеченного конуса №1 (см. Фиг. 2) вертикального транспортера, который расположен ниже засыпной горловины 5. При столкновении зерна с рабочей поверхностью первого усеченного конуса 2 зерно испытывает условно-упругий удар. При этом теряется часть кинетической энергии зерна на условно-упругий удар, изменение направления движения зерна и на преодоление силы трения зерна о рабочую поверхность усеченного конуса. Как следствие действия этих факторов уменьшается скорость зерна, приобретенное зерном при прохождении от засыпной горловины до первой рабочей поверхности, зерно меняет направление движения и продолжает движение до тех пор, пока не попадает на рабочую поверхность второго усеченного конуса и т.д. (см. Фиг. 1, Фиг. 2). Зерно на своем пути движения последовательно проходит по очереди все рабочие поверхности 2 усеченных конусов 1 вертикального транспортера. Количество усеченных конусов 1 в вертикальном транспортере определяется параметром H (Фиг. 2). Параметр H определяет высоту, с которой зерно попадает, при свободном падении, на дно силоса или слой зерна 7 (Фиг. 2) и не травмируется. Для разных зерновых культур и шрота параметр H может варьировать от 1 м. до 5 м. Параметр L определяет максимальную рабочую длину вертикального транспортера. По мере наполнения силоса зерном параметр H стремится к нулю. Для избежания засыпа зерном нижнего усеченного конуса №20 (см. Фиг. 2), вертикальный транспортер периодически собирают - поднимая на необходимую высоту при помощи подъемно-транспортного механизма. Необходимая высота-это такая высота, при которой параметр H находится в пределах величины, при которой при свободном падении зерно не травмируется. При этом нижний усеченный конус наползает на вышерасположенный усеченный конус. Происходит последовательное собирание усеченных конусов друг в друга. При частичном собирании вертикального транспортера из процесса работы исключаются только собранные усеченные конуса, в то время как не собранные - остаются в рабочем состоянии. Собранные усеченные конуса не уменьшают эффективность работы остальных, не собранных усеченных конусов. Это достигается сечением и геометрией конусов.
Заявляемое устройство позволяет уверенно контролировать параметр Н, за счет этого избежать нарушения целостности зерна, т.е. травмируемости зерна при загрузке. Зерно проходит по вертикальному транспортеру самотеком со скоростью соразмерной со скоростью зерна в надсилосном конвеере 4, но меньшей, если бы двигалось в свободном вертикальном потоке, при отсутствии вертикального транспортера, от засыпной горловины 5 до дна силоса 7 (см. Фиг. 2).
При этом производительность вертикального транспортера не меньше производительности конвейера для загрузки силоса, что не влияет на производительность загрузки силоса и исключает переполнение усеченных конусов зерном, так называемой запаковки.
Помимо основной задачи по снижению травмируемости зерна при загрузке в силос уменьшение параметра H приводит к положительному побочному эффекту, а именно к уменьшению самосортировки зерна при загрузке в силос, что позволяет загрузить силос более равномерно, благодаря чему загруженное зерно в силосе однородно по качеству.
Причинно-следственная связь между совокупностью заявляемых признаков и достигаемым техническим результатом в заявляемом устройстве заключается в следующем:
Зерно самотеком движется по рабочей поверхности первого усеченного конуса, и попадает на рабочую поверхность второго усеченного конуса, и т.д. пока не сходит с рабочей поверхности последнего усеченного конуса вертикального транспортера. Каждый усеченный конус установлен ниже предыдущего таким образом, что бы угол наклона рабочей поверхности каждого усеченного конуса в вертикальном транспортере был равен, или максимально близок к углу естественного откоса зерна. Предлагаемое расположение усеченных конусов, наличие в них скошенных выходных отверстий обеспечивает устойчивое движения зерна в вертикальном транспортере даже в частично или полностью собранном вертикальном транспортере. Совокупность указанных факторов позволяет добиться устойчивого потока зерна через вертикальный транспортер при загрузке в силос и при этом избежать или минимизировать травмируемость зерна. Выбор линейного полиэтилена высокого давления в качестве материала для изготовления усеченных конусов, применение текстильных лент для крепления усеченных конусов в вертикальном транспортере обеспечивают низкую стоимость вертикального транспортера, небольшой, порядка 300-500 кг, собственный вес, простоту в монтаже и техническом обслуживании.