БУНКЕР ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
HOPPER FOR BULK MATERIALS

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для накопления и подачи зерновых материалов, может быть использовано в сельскохозяйственном машиностроении, мукомольно-элеваторной, комбикормовой промышленности и других отраслях народного хозяйства в составе питателей, дозаторов и других подобных устройств.
Известен пневматический сепаратор СП-4У-Р, в котором приемный бункер зернового материала содержит вертикальные стенки, наклонное дно и выпускное отверстие прямоугольной формы, размещенное на торцевой стенке, причем к выпускному отверстию примыкает лопастной питающий валик, закрытый сверху заслонкой-вибратором [Григорьев Д.В. Повышение эффективности функционирования замкнутого малогабаритного пневмосепаратора вторичной очистки зерна оптимизацией его основных конструкционно-технологических параметров: дис. … канд. техн. наук: 05.20.01 / Григорьев Дмитрий Валерьевич. - Киров, 2014. - С. 22].
Применение в приемном бункере данной машины заслонки-вибратора исключает образование сводов и обеспечивает движение малосыпучих семян к питающему валику, обусловливающий предварительное расслоение зерновой смеси перед подачей в пневмосепарирующий канал, что существенно уменьшает вероятность столкновения и сцепления частиц разделяемых компонентов, влекущее в итоге повышение эффекта очистки зерна.
Однако использование активных устройств (заслонки-вибратора и лопастного питающего валика) значительно усложняет конструкцию приемного бункера, увеличивает энергопотребление и травмируемость зернового материала.
Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является бункер для сыпучих материалов, включающий вертикальные стенки, наклонное дно и выпускное отверстие прямоугольной формы, размещенное на торцевой стенке, по краям которая имеет срезы, при этом ширина среза составляет 1/8-1/16 от ширины выпускного отверстия, а высота 1/6-3/4 от высоты выпускного отверстия [Патент РФ №141943, B65D 88/26. Бункер для сыпучих материалов / B.C. Кунаков, Д.Н. Савенков, К.А. Тимолянов. - №2013159160/12; заявл. 30.12.2013; опубл. 20.06.2014, Бюл. №17] - прототип.
Использование свободного истечения зернового материала из накопительной части через выпускное отверстие без применения активных устройств, требующих привод и, соответственно, энергопотребление, значительно упрощает конструкцию бункера, а травмируемость зерна сводится к минимуму.
Однако истечение зернового материала из накопительной части бункера через его выпускное отверстие происходит без расслоения. При поступлении такого уплотненного материала в пневмосепарирующий канал сопротивление его неодинаково по глубине канала, оно имеет минимальную величину в центральной части и увеличивается по направлению к боковым стенкам канала. Вследствие этого статическое давление воздушного потока у стенок перед зерновой струей возрастает, а в центральной части падает. Вследствие этого согласно уравнению Бернулли появляется градиент давления, имеющий направление от стенок к центральной части канала. Соответственно изменяется и скорость воздушного потока, которая получает максимальное значение в центральной части канала и уменьшается по направлению к его стенкам. Следовательно, неравномерное распределение очищаемого зернового материала приводит к ухудшению качества очистки зерновой смеси [Сычугов Н.П., Саитов В.Е., Гатауллин Р.Г. Повышение эффективности функционирования семяочистительных машин путем совершенствования рабочих органов пневмосистем: монография. - Киров: ФГОУ ВПО Вятская ГСХА, 2006. - С. 32-33].
01
01
Кроме того, при истечении зернового материала через выпускное отверстие бункера непосредственно в пневмосепарирующий канал не обеспечивается требуемая скорость его ввода, что также является причиной снижения эффекта очистки зерна. Установлено, что вводить зерновой материал в вертикальный пневмосепарирующий канал целесообразно под углом α=0…+10° относительно горизонтали и со скоростью υ=0,2…0,5 м/с [Разработка и совершенствование малогабаритных пневмосепараторов с замкнутым циклом воздушного потока: монография / В.Е. Саитов, В.Г. Фарафонов, А.Н Суворов, Д.В. Григорьев. - Киров: ФГБОУ ВПО Вятская ГСХА, 2012. - С. 47].
Далее, применение в бункере наклонного дна с ассиметричным расположением приводит при выгрузке зернового материала к неравномерному его движению по всему объему из-за неодинакового давления столба данного материала на единицу площади дна. При этом свободная поверхность зернового материала представляет собой воронку, центр которой смещен ближе к торцевой стенке. В результате зерновой материал в зоне соприкосновения наклонного дна бункера и вертикальной задней стенки образует застойную зону. Это способствует слипанию компонентов зернового материала и ухудшает процесс равномерного опорожнения бункера.
Отсутствие регулировочной заслонки для изменения проходного сечения выпускного отверстия с целью задания требуемой удельной нагрузки истечения зернового материала в соответствующий рабочий орган применяемой машины также ограничивает функциональные возможности использования бункера.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что у известного бункера для сыпучих материалов, включающего вертикальные боковые, заднюю и торцевую стенки, наклонное дно и выпускное отверстие прямоугольной формы, размещенное на торцевой стенке, на уровне излома вертикальной задней стенки и наклонного дна торцевая стенка сопрягается с дополнительным наклонным дном, оснащенным выпускным отверстием и регулировочной заслонкой, причем наклонное дно от выпускного отверстия выполнено в виде скатной плоскости.
В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.
Применение в бункере дополнительного наклонного дна, сопрягаемого с торцевой стенкой на уровне излома вертикальной задней стенки и наклонного дна, обеспечивает осесимметричное образование дна бункера. В результате два наклонных дна, симметрично расположенных относительно друг друга, оказывают равномерное сопротивление движению зернового материала по всей ширине выпускного отверстия. Это приводит при выгрузке зернового материала к равномерному его движению по всему объему. При этом свободная поверхность зернового материала движется в одной плоскости и не представляет собой воронку. Застойная зона в этом виде истечения не образуется, что позволяет равномерно опорожнять весь зерновой материал, поступающий в бункер.
Выполнение наклонного дна от выпускного отверстия в виде скатной плоскости обусловливает при движении по ней расслоение и более равномерное растекание зернового материала по ширине рабочего органа. Это в свою очередь позволяет повысить надежность различных технологических процессов, повысить качество очистки зерновых культур в зерноочистительных машинах, а также уменьшить энергоемкость процесса сепарации сыпучих материалов.
Наличие регулировочной заслонки для изменения проходного сечения выпускного отверстия с целью задания требуемой удельной нагрузки истечения зернового материала в соответствующий рабочий орган применяемой машины расширяет функциональные возможности использования бункера.
В итоге, при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превосходящий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.
На фигуре 1 изображена конструктивно-технологическая схема бункера для сыпучих материалов.
Бункер для сыпучих материалов состоит из вертикальных боковых 1 и 2, задней 3 и торцевой 4 стенок, наклонного дна 5. Торцевая стенка 4 на уровне излома вертикальной задней стенки 3 и наклонного дна 5 сопрягается с дополнительным наклонным дном 6, оснащенным выпускным отверстием 7 и регулировочной заслонкой 8. Наклонное дно 5 от выпускного отверстия 7 выполнено в виде скатной плоскости 9.
Бункер для сыпучих материалов работает следующим образом.
Зерновой материал сверху потоком загружают в накопительную часть бункера. Материал под действием силы тяжести движется по поверхности вертикальных боковых 1 и 2, задней 3 и торцевой 4 стенок вниз, а затем по наклонному дну 5 и дополнительному наклонному дну 6 направляется в сторону выпускного отверстия 7. Два наклонных дна 5 и 6, симметрично расположенных относительно друг друга, оказывают равномерное сопротивление движению зернового материала по всей ширине выпускного отверстия 7. В результате зерновой материал из накопительной части бункера равномерно по ширине выпускного отверстия 7 поступает на скатную плоскость 9. Зерновой материал при движении по скатной плоскости 9 на выходе приобретает требуемую скорость поступления, например, в пневмосепарирующий канал для эффективной очистки зерна от примесей или в другой рабочий орган с целью надежного выполнения технологического процесса. Изменение удельной нагрузки истечения зернового материала из бункера осуществляется регулировочной заслонкой 8 изменением проходного сечения выпускного отверстия 7 бункера.
Преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом является обеспечение более равномерного истечения зерновых материалов из бункера и расслоения материалов при поступлении в рабочий орган машины, обусловливающее в конечном итоге повышение эффекта очистки зерна.