УСТАНОВКА ДЛЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ВЫГРУЗКИ И ПНЕВМОТРАНСПОРТА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к установкам для механизированной выгрузки и последующего пневмотранспорта сыпучих материалов и может быть использована при проведении работ с химически активными материалами: легковоспламеняющимися, самовозгораемыми, выделяющими воспламеняющие газы при взаимодействии с влагой атмосферы, окисляющими веществами, органическими пероксидами, едкими и коррозионными, а также гигроскопичными веществами в различных отраслях промышленности.
Заявляемая установка для механизированной выгрузки сыпучих материалов предполагает хранения вышеназванных материалов в гермотаре, горловина которой выполнена в виде жестко соединенных по малому диаметру двух усеченных конусов, а внутренняя поверхность верхнего конуса имеет резьбовой участок (Патент Российской Федерации RU №2355615 С1 кл. B65D 53/00, 2007, опубликовано 20.05.09 БИ№14 2009 г.).
Известна установка для непрерывного пневмотранспорта сыпучих материалов, содержащая камерный питатель с датчиком уровня материала, соединенную с камерным питателем шлюзовую камеру и расположенный между ними приводной запорный клапан, связанный с датчиком уровня (Патент Великобритании №1151548, Кл. B65G 53/04, 1969).
Перед каждой периодической загрузкой сыпучего материала из питающего бункера в шлюзовую камеру установки, давление воздуха в ней сбрасывается до величины атмосферного при закрытом запорном клапане.
Недостатки аналога: отсутствие автоматического контроля за давлением в питателе и шлюзовой камере; загрязнение окружающей среды периодическими выбросами газа с частицами материала (требует установки фильтров и их периодической очистки); питание шлюзовой камеры сыпучим материалом только посредством расположенного над ней бункера; использование в качестве рабочего тела только атмосферного воздуха.
Известна установка для непрерывного пневмотранспорта сыпучих материалов, содержащая камерный питатель с датчиком уровня материала, соединенную с камерным питателем шлюзовую камеру и расположенный между ними приводной запорный клапан, связанный с датчиком уровня материала, отличающаяся тем, что установка содержит датчик сравнения давлений по обеим сторонам запорного клапана и реле блокировки, выход которого подключен к приводу запорного клапана, а входы соединены с выходами датчика уровня материала и датчика сравнения давлений (Авторское свидетельство СССР №919960 кл. B65G 53/40, B65G 53/66, 1979, опубликовано 15.04.82 БИ№14).
Недостатками прототипа являются: отсутствие технической возможности механизированной выгрузки в шлюзовую камеру установки сыпучего материала из гермотары, горловина которой закрыта резьбовой крышкой, что сужает диапазон возможностей установки, так как питание ее шлюзовой камеры сыпучим материалом предусматривается только посредством расположенного над ней бункера; предполагает использование в качестве рабочего тела только атмосферный воздух, что не всегда приемлемо с учетом химических свойств сыпучего материала и также сужает диапазон возможностей установки; периодический выброс из шлюзовой камеры сжатого воздуха с взвешенными частицами сыпучего материала в атмосферу, что загрязняет окружающую среду и ухудшает условия работы обслуживающего персонала (требует установки фильтров и их очистки).
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение диапазона возможностей установки и улучшение условий работы обслуживающего персонала. Поставленная задача решается путем получения технической возможности механизированной выгрузки сыпучего материала из гермотары, горловина которой закрыта резьбовой крышкой, не допуская при этом выброса транспортирующего газа под давлением в атмосферу из внутреннего объема установки.
Сущность полезной модели заключается в том, что приводной запорный клапан представляет собой составной поршень, герметично установленный в разгрузочном окне в форме гильзы вершиной усеченного конуса вверх, состоящий из кольцеобразных наружной части с уплотнительными кольцами и, установленной посредством упорных роликовых подшипников, внутренней части, жестко соединенной со штоком основного цилиндра, поршень которого, в свою очередь, соединен посредством шлицевых вала и втулки со шлицевым концом вала реверсивного двигателя, при этом, внутренняя часть составного поршня имеет кинематическую связь с захватом, центральный шарнир которого жестко соединен со штоком исполнительного цилиндра, телескопически установленного в штоке основного цилиндра, корпус исполнительного цилиндра одновременно является штоком основного цилиндра.
Шток основного цилиндра, способен осуществлять реверсивное вращение посредством привода и совершать при этом, вместе с составным поршнем, возвратно-поступательное движение, необходимое для захвата крышки гермотары при отворачивании, отводе ее вниз при выгрузке, последующем подводе к резьбовому участку горловины гермотары и ее вворачивании.
Наличие управляемого посредством специального привода захвата цилиндрического хвостовика резьбовой крышки гермотары, обладающего двумя степенями свободы (реверсивное вращательное и возвратно-поступательное движение), обеспечивает техническую возможность механизированной выгрузки сыпучего материала из гермотары, горловина которой закрыта резьбовой крышкой, в шлюзовую камеру установки.
Для сброса давления газа с взвешенными в нем частицами материала из шлюзовой камеры (при закрытых загрузочном окне и запорном клапане) после ее опорожнения и перед загрузкой новой порции материала, газ отводится из этой камеры путем соединения ее объема посредством регулирующего органа и трубопровода с зоной разрежения эжектора, установленного в транспортном трубопроводе перед участком загрузки материала, что позволяет осуществить сброс избыточного давления газа из шлюзовой камеры в этот трубопровод (или с этой целью объем шлюзовой камеры может быть соединен с всасывающей линией пневмотранспортной установки с замкнутым циклом транспортирующего газа). После снижения давления в шлюзовой камере до атмосферного манипулятором производится замена порожней гермотары на заполненную. Это позволяет исключить выброс сжатого газа с взвешенными частицами материала в атмосферу, использовать для пневмотранспорта сыпучего материала отличный от атмосферного воздуха инертный газ и улучшить условия работы обслуживающего персонала.
Принципиальная схема предлагаемой установки изображена на фигуре. Установка состоит из камерного питателя 1, присоединенного к его выгрузному отверстию с затвором 2 транспортного трубопровода 3, шлюзовой камеры 4 с приемным окном 5 и гермоуплотнением 6, приводного запорного клапана, представляет собой составной поршень, герметично установленный в разгрузочном окне 7 в форме гильзы вершиной усеченного конуса вверх, состоящий из кольцеобразных наружной части 8 с уплотнительными кольцами 9 и, установленной посредством упорных роликовых подшипников 10, внутренней части 11, жестко соединенной со штоком 12 основного цилиндра 13, поршень 14 которого, в свою очередь, соединен посредством шлицевых вала 15 и втулки 16 со шлицевым концом вала 17 реверсивного двигателя 18, при этом, внутренняя часть 11 составного поршня имеет кинематическую связь с захватом 19, центральный шарнир 20 которого жестко соединен со штоком 21 исполнительного цилиндра, корпус которого одновременно является штоком 12 основного цилиндра 13. Шлюзовая камера 4 и камерный питатель 1 снабжены соответствующими каналами 22 и 23 для подачи в них транспортирующего газа. Шлюзовая камера 4 содержит выведенный из нее трубопровод 24, который может быть соединен через регулирующий орган 25 с зоной разрежения эжектора 26, установленного в транспортном трубопроводе 3 перед участком загрузки в него материала. Установка также содержит датчик уровня 27, датчик сравнения давлений 28, реле блокировки 29 и блок управления приводом 30. Для обеспечения рабочего цикла подсистемы "гермотара - разгрузочное устройство" предполагается наличие кантователя, служащего для установки на гермоуплотнение 6 приемного окна 5 шлюзовой камеры 4 и удержания гермотары в период ее разгрузки и освобождения указанного окна от порожней гермотары по окончании выгрузки из нее сыпучего материала.
Установка работает следующим образом.
Сжатый газ с рабочим давлением по каналу 23 подается в загерметизированную камеру питателя 1, в которой находится порция сыпучего материала. При этом составной поршень 8-11 герметично перекрывает разгрузочное окно 7 в форме гильзы, отделяя камерный питатель 1 с избыточным давлением газа в нем от шлюзовой камеры 4, то есть приводной запорный клапан закрыт.За счет подачи газа материал, находящийся в питателе 1, при открытом затворе 2 начинает транспортироваться по трубопроводу 3.
Под действием штока 21 исполнительного цилиндра 12 захват 19-20 осуществляет зажим крышки предварительно установленной на гермоуплотнение 6 приемного окна 5 гермотары за ее цилиндрический хвостовик. При включении реверсивного двигателя 18 вращение его вала 17 передается через шлицевую втулку 16 и вертикальный шлицевой вал 15 поршню 14 основного цилиндра 13, и, жестко соединенному с поршнем 14 штоку 12, который, в свою очередь, вращает жестко с ним соединенную внутреннюю часть 11 составного поршня вместе с захватом 19-20, осуществляя отворачивание резьбовой крышки гермотары.
После отворачивания крышки гермотары захват 19-20, осуществляя ее удерживание за цилиндрический хвостовик, опускается вниз по гильзе разгрузочного окна 7 вместе с составным поршнем 8-11 посредством штока 12 основного цилиндра 13. При этом составной поршень 8-11, находясь в постоянном сопряжении с гильзой разгрузочного окна 7, продолжает герметично разъединять шлюзовую камеру 4 и камерный питатель 1 установки на период выгрузки материала из гермотары.
По мере опорожнения гермотары происходят операции подвода и вворачивания резьбовой крышки в ее горловину посредством названных исполнительного, основного цилиндров и реверсивного двигателя 18. При этом на режиме подвода удерживаемой захватом 19-20 крышки гермотары происходит подъем составного поршня 8-11 по цилиндрической поверхности разгрузочной окна 7 при сохранении герметичности их сопряжения посредством уплотнительных колец 9. Под действием штока 21 исполнительного цилиндра 12 захват 19-20 освобождает крышку.
При достижении материалом в питателе установленного нижнего уровня датчик уровня 27 подает сигнал на реле блокировки 29. На это реле также подается сигнал от датчика сравнения давлений 28. От реле блокировки 29 сигнал поступает в блок управления приводом 30, который при закрытых приемном окне (с установленной в нем гермотарой) и приводном запорном клапане включает подачу газа под рабочим давлением по каналу 22 в полость загерметизированной шлюзовой камеры 4. При согласовании сигнала от датчика уровня 27 «В питателе недостаточно материала» с сигналом от датчика сравнения 28 «Давления в точках А и В равны» реле блокировки 29 подает сигнал блоку управления приводом 30 на открытие запорного клапана. Если же сигнал о равенстве давлений в точках А и В на реле блокировки не поступил, команда на открытие запорного клапана задерживается до момента выравнивания давления в них. При перегрузке сыпучего материала из шлюзовой камеры 4 в камерный питатель 1, с предварительным выравниванием давления в них, составной поршень 8-11 под действием штока 12 основного цилиндра 13 опускается по гильзе разгрузочного окна 7 вниз, соединяя их объемы, и материал из шлюзовой камеры пересыпается в камерный питатель до опорожнения шлюзовой камеры или до тех пор, пока от датчика уровня на реле блокировки не поступит сигнал «Питатель заполнен». При согласовании этого сигнала с сигналом от датчика сравнения давлений 28 «Давление в точках А и В равны» реле блокировки подает сигнал на закрытие запорного клапана. Если же сигнал о равенстве давлений в точках А и В на реле блокировки не поступил, команда на закрытие запорного клапана задерживается до момента выравнивания давления в них. По окончанию перегрузки материала, гильза 7 разгрузочного окна вновь перекрывается составным поршнем 8-11. После закрытия приводного запорного клапана, перед каждой разгерметизацией шлюзовой камеры 4 для установки в приемное окно 5 следующей гермотары, давление в этой камере сбрасывается до величины атмосферного, находящийся в ней газ под рабочим давлением с взвешенными в нем частицами материала отводится посредством регулирующего органа 25 по трубопроводу 24 в зону разрежения эжектора 26 (или во всасывающую линию пневмотранспортной установки с замкнутым циклом транспортирующего газа) для последующего использования.
При хранении транспортируемого сыпучего материала не в гермотаре, а в питающем гермобункере (на фигуре не показан), после закрытия приводного запорного клапана и сброса давления в шлюзовой камере до величины атмосферного, в нее из питающего гермобункера подается следующая порция сыпучего материала, и камера 4 вновь герметизируется. Затем цикл работы установки повторяется.
Таким образом, совокупность признаков полезной модели обеспечивает получение технического результата в виде расширения диапазона возможностей и улучшения условий работы обслуживающего персонала путем получения возможности механизированной выгрузки сыпучего материала из гермотары, горловина которой закрыта резьбовой крышкой, не допуская при этом выброса газа под давлением в атмосферу из шлюзовой камеры.