ГРАВИТАЦИОННЫЙ НАКОПИТЕЛЬ ДЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ТАРЫ
GRAVITY STORE FOR CYLINDRICAL CONTAINER

Изобретение относится к области накопления и транспортирования различных сыпучих материалов в таре цилиндрической формы, снабженной направляющими ребордами и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности при хранении, перевозке и выдаче химически активных сыпучих материалов.
Известна кассета-накопитель для предметов цилиндрической формы, состоящая из корпуса, разделенного вертикальными перегородками на ячейки, в каждой из которых установлены наклонные накопительные лотки (авторское свидетельство СССР №600038, B65D 85/02, 1976 г., опубликовано 30.03.78, БИ №12, 1978 г.), которая может быть принята за аналог.
Недостатками аналога являются: отсутствие каких-либо устройств, уменьшающих ускорение предметов цилиндрической формы, особенно в режиме поштучной загрузки, на участках транспортирования и перегрузки с лотка на лоток, что влечет за собой значительные динамические нагрузки на транспортируемые объекты в результате их соударения; значительные динамические нагрузки на конструкцию самой кассеты-накопителя в результате отсутствия строго направленного движения объектов транспортирования, особенно при их соударении; невозможность наращивания накопителей последовательно в складскую линию для создания значительных запасов накопленных предметов цилиндрической формы; не определен угол наклона лотков к горизонту, который обеспечивал бы необходимое ускорение объектов транспортирования с учетом сил трения, что снижает компактность и повышает динамичность кассеты-накопителя; низкая приспособленность для применения в автоматизированной линии накопления, транспортирования и выдачи предметов цилиндрической формы из-за отсутствия управления движением объектов в кассете-накопителе.
Наиболее близким техническим решением, которое может быть принято за прототип, является устройство для укладки в тару штучных изделии цилиндрической формы, содержащее питатель для изделий и расположенный под ним лоток, имеющий поворотные в вертикальной плоскости ярусные полки, шарнирно соединенные одна с другой, в котором с целью упрощения конструкции устройства полки подпружинены одна к другой, а на их верхней поверхности и на входном участке установлены ограничители поворота (авторское свидетельство СССР №797966, B65B 23/22, 1978 г., опубликовано 23.01.81, БИ №3, 1981 г.).
Недостатками прототипа являются: значительная амплитуда колебаний полки при протяженных линиях (значительной длине полки), что снижает компактность устройства; неравномерность движения изделий, связанная с изменением угла наклона полок, что вызывает дополнительные соударения изделий; наличие подвижных частей (шарнирно соединенных одна с другой, поворотных в вертикальной плоскости ярусных полок), что усложняет конструкцию.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение компактности конструкции и снижение динамических нагрузок, как на цилиндрическую тару, так и на конструкцию самого накопителя, создание лучших условий для применения гравитационного накопителя в автоматической линии накопления, транспортирования (в том числе посредством специализированного автомобиля-контейнеровоза) и выдачи цилиндрической тары, снабженной направляющими ребордами, а также получения возможности создавать малонаклонные складские линии из отдельных блоков - гравитационных накопителей.
Сущность изобретения заключается в том, что в известном устройстве для укладки штучных изделий цилиндрической формы (тары), содержащем питатель для тары и расположенный под ним лоток, имеющий однотипные ярусные наклонные направляющие полки с окнами для перехода тары с одной наклонной направляющей полки на другую, шарнирно соединенные одна с другой, наклонные направляющие полки гравитационного накопителя закреплены под постоянным углом α (значение которого находится экспериментально в зависимости, прежде всего, от физико-механических свойств сыпучего материала), обеспечивающим устойчивое качение тары с минимальным ускорением при транспортировании с учетом сил трения, и выполнены в виде двух шарнирно соединенных составных уголков, состоящих из начальных неподвижных и конечных, расположенных перед перегрузочными окнами, подвижных частей, причем последние имеют возможность сужаться на своем конце, а начальные части уголков снабжены группирующими гибкими стержнями с регулируемой жесткостью, поштучно пропускающими тару только тогда, когда стержень горизонтально прижат не менее чем двумя единицами тары, кроме того, в местах перехода тары установлены пружинные демпферы.
Для создания малонаклонных складских линий из отдельных блоков в правой вертикальной стенке рамы гравитационного накопителя на продолжении верхней полки имеется окно, соответствующее размеру изделия и служащее для соединения с входом следующего накопителя.
Жесткое закрепление наклонных направляющих полок гравитационного накопителя под постоянным углом α обеспечивает устойчивое качение цилиндрической тары с минимальным ускорением с учетом сил трения, упрощает конструкцию и повышает ее компактность.
Выполнение наклонных направляющих полок в виде пары двух шарнирно соединенных составных уголков, состоящих из начальных неподвижных и конечных, расположенных перед перегрузочными окнами, подвижных частей, причем последние имеют возможность сужаться на своем конце, позволяет снижать скорость движения тары перед перегрузочными окнами и осуществлять плавную перегрузку ее с полки на полку.
Установка в местах переходов полок пружинных демпферов снижает динамичность при переходе тары с полки на полку.
Снабжение начальных частей наклонных направляющих полок группирующими гибкими стержнями с регулируемой жесткостью, поштучно пропускающими цилиндрическую тару тогда, когда стержень горизонтально прижат не менее чем двумя единицами тары, лишает цилиндрическую тару участка разгона и снижает динамичность при работе гравитационного накопителя.
Снабжение правой вертикальной стенки рамы накопителя окном со съемной крышкой, выполненным на продолжении верхней полки и соответствующем размеру цилиндрической тары, позволяет создавать малонаклонные складские линии из отдельных гравитационных накопителей.
Изобретение поясняется следующим чертежом, где на фиг.1 представлен общий вид предлагаемого накопителя для цилиндрической тары.
Гравитационный накопитель для цилиндрической тары состоит из рамы 1 с установленными на ней однотипными ярусными наклонными направляющими полками 2. Каждая наклонная направляющая полка 2 имеет по два направляющих уголка 3, состоящих из шарнирно соединенных неподвижной 4 и подвижной 5 частей, причем, последние обладают возможностью сужаться на своем конце на расчетной длине при помощи механизма 6, приводимого от пневмокамеры, либо вручную, посредством регулировочной тяги 7. Для перехода цилиндрической тары с полки на полку предусмотрены перегрузочные окна 8, несколько превышающие размеры тары 9. Направляющие уголки 3, начинающиеся от пружинного демпфера 10, несколько расширены для свободной посадки на них реборд тары, прошедшей демпфер, а затем переходят в прямую линию. Начальные части 4 наклонных направляющих 3 снабжены группирующими гибкими стержнями 11 с регулируемой жесткостью, причем жесткость стержня регулируется изменением положения точки защемления гибкого стержня 12 по высоте. Гравитационный накопитель имеет в верхней части входное окно 13, соединенное с питателем 14 и выпускное 15 в нижней части с устройством 16 для поштучной выдачи цилиндрической тары. Угол наклона направляющих α к горизонту обеспечивает устойчивое качение цилиндрической тары 9 с минимальным ускорением с учетом сил трения качения и скольжения реборд тары о полки направляющих уголков 3, а также сил внутреннего трения в слоях сыпучего материала и трения сыпучего материала о стенки тары. Правая вертикальная стенка 17 рамы 1 накопителя на продолжении верхней полки 2 снабжено окном 18, закрытым крышкой 19, соответствующим размеру тары 9 и служащим для соединения, при удалении крышки, с входом следующего накопителя для образования складской линии. Кроме наращивания в складские линии последовательно по длине, накопители могут устанавливаться и взаимно укрепляться растяжками 20 в несколько секций по ширине с необходимым интервалом между ними для обеспечения возможности обслуживания каждой секции.
Работа гравитационного накопителя осуществляется в двух режимах: заполнения накопителя цилиндрической тарой и поштучной ее выдачи.
В режиме заполнения цилиндрическая тара с направляющими ребордами 9 подается от питателя 21 через входное окно 13 на наклонные направляющие полки (уголки) 3, имеющие сужение на концах перед перезагрузочными окнами 8. Для обеспечения сужения на концах направляющих полок 3 достаточно включения одной из пневмокамер 6, то есть перемещения одной из подвижных частей направляющих (левой или правой). Гибкие стержни 11 на начальной (неподвижной) части направляющих полок 2, рассредоточенные по ее длине, группируют цилиндрическую тару 9, лишая ее участка разгона, и пропускают поштучно в том случае, когда они горизонтально прижаты не менее чем двумя единицами тары. Это условие обеспечивается регулированием жесткости стержня 11 в зависимости от собственной массы цилиндрической тары и массы находящегося в ней хранимого вещества.
Попадая на вторую (подвижную) часть 5 наклонных направляющих полок 3, имеющих возможность сужаться, цилиндрическая тара с ребордами 9 теряет свою скорость движения за счет трения скольжения боковой поверхности реборд тары о поверхность суженного подвижного участка 5 направляющего уголка 3. При переходе с одной полки на другую кинетическая энергия движущейся тары 9 дополнительно гасится пружинными демпферами 10. При закрытом устройстве поштучной выдачи тары 16 гравитационный накопитель будет заполняться цилиндрической тарой 9.
Таким образом, в первом режиме за счет чередования участков разгона и торможения, а также подбора оптимального угла наклона направляющих полок α достигается сравнительно плавное заполнение накопителя цилиндрической тарой с соблюдением условий прочности конструкции накопителя и самой тары. Шаг чередования группирующих гибких стержней и характеристика демпферов определяются из условий допускаемых динамических нагрузок на тару и элементы конструкции накопителя.
В режиме поштучной выдачи устройство 16 периодически подает цилиндрическую тару 9, поступающую из выпускного окна 15 в линию ее дальнейшего транспортирования. При этом тара движется непрерывным потоком при отсутствии участков разгона, то есть без заметного ускорения. При данном режиме подвижные участки 5 направляющих уголков 3 возвращаются в исходное положение и занимают положение прямой линии с неподвижными участками 4 направляющих, что позволяет придать потоку движущейся тары равномерность и неразрывность. Роль группирующих гибких стержней 11 при этом снижается, они будут постоянно прижаты в нижнем положении потоком цилиндрической тары 9.