СПОСОБ ПОГРУЗКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ НАСЫПИ
METHOD FOR LOOSE MATERIAL LOADING FROM DUMP

Изобретение относится к погрузочным машинам и может быть использовано для погрузки сыпучих материалов в открытые транспортные средства (железнодорожные вагоны, автомобили) с последующим предотвращением выдувания материала при транспортировании.
Прототипом является способ погрузки сыпучих материалов в открытые транспортные средства, заполнение полости транспортной емкости мелкими фракциями, последующее покрытие их сверху крупными фракциями, образующими защитный слой, и удаление с него налипших мелких частиц материала в этом слое в его глубину или под него струями жидкости [Пат. РФ 2149133, МПК B65G 67/04, 2000].
Недостатками прототипа являются:
- сложность конструкции транспортирующего устройства, реализующего способ, обусловленная наличием разделительных решеток и бункеров для хранения фракций угля разных размеров;
- недостаточная надежность защитного слоя, так как после испарения воды мелкие частицы могут выдуваться при движении транспортного средства;
- потери угля, вызванные уносом мелких частиц (пыли) в процессе погрузки.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно, повышение эксплуатационных характеристик и упрощение конструкции, реализующей способ.
Задача решается тем, что в способе погрузки сыпучих материалов из насыпи, включающем подачу на установку материала и перемещение его последней на транспортное средство, установку помещают под насыпь, при этом перемещающийся материал и насыпной разделяют перегородкой.
Входную часть установки выполняют в форме бункера из основания насыпи. Перед окончанием погрузки перемещаемый материал покрывают связующим веществом. Перегородку выполняют в виде тоннеля. Часть бункера выполняют с механизмом, устраняющим своды из насыпного материала. Часть бункера выполняют с датчиками, фиксирующими образование сводов из насыпного материала. В тоннеле создают движение воздуха в направлении от выходной к входной части установки. Механизм для устранения сводов выполняют в виде эластичных камер, размещенных на противоположных стенках, в которые подают сжатый воздух, при этом изменение давления воздуха осуществляют одновременно в обеих камерах, причем трансформирование объема одной производят обратно пропорционально изменению объема другой камеры. Датчики выполняют из эластичного материала в виде камеры с рукавом, имеющим возможность взаимодействия с материалом, при этом в камеру подают сжатый воздух, по величине давления которого судят об отсутствии или образовании сводов. Объем камеры трансформируют обратно пропорционально расходу материала. Свод устраняют путем подачи сжатого воздуха в камеру до момента ее разрыва. Движение воздуха создают путем соединения тоннеля с вытяжной трубой. После погрузки вязкость связующего вещества увеличивают.
Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.
Помещение установки под насыпь и разделение перемещающегося материала и насыпного перегородкой позволяют, во-первых, сохранить материал сыпучим при низких температурах окружающего воздуха (при условии, что размер насыпи превышает глубину промерзания материала), благодаря чему снижаются энергетические затраты на погрузку. Во-вторых, уменьшаются потери из-за уноса мелких частиц при погрузке, а также улучшаются условия труда.
Выполнение входной части установки в форме бункера из основания насыпи упрощает конструкцию установки, реализующий способ. Кроме того, упрощается и облегчается процедура ссыпания (например, бульдозером) в бункер материала, находящегося за пределами последнего.
Покрывание перед окончанием погрузки перемещаемого материала связующим веществом позволяет удержать на материале оседающую на него пыль, которая всегда содержится в воздухе вокруг установки, а также обеспечить монолитность верхнего слоя материала на транспортном средстве, что сократит потери при перевозке.
Выполнение перегородки в виде тоннеля улучшает условия эксплуатации установки и уменьшает потери материала при его перемещении установкой.
Выполнение части бункера с механизмом, устраняющим своды из насыпного материала, сокращает простои при погрузке, вызванные образованием сводов, т.е. прекращением поступления материала на установку.
Выполнение части бункера с датчиками, фиксирующими образование сводов из насыпного материала, позволяет автоматизировать процесс погрузки материала, что повышает эксплуатационные характеристики.
Создание в тоннеле движения воздуха в направлении от выходной к входной части установки позволяет улавливать пыль вокруг и на выходе установки и возвращать ее на перемещаемый материал, что сокращает его потери при погрузке и не засоряет окружающую территорию.
Выполнение механизма для устранения сводов в виде эластичных камер со сжатым воздухом, размещение их на противоположных стенках и изменение давления воздуха одновременно в обеих камерах, причем осуществление трансформирования объема одной обратно пропорционально изменению объема другой камеры, упрощает конструкцию механизма, что повышает эксплуатационные характеристики.
Выполнение датчиков из эластичного материала в виде камеры с рукавом, имеющим возможность взаимодействия с материалом, и подача в камеру сжатого воздуха, по величине давления которого судят об отсутствии или образовании сводов, упрощает конструкцию, реализующую способ.
Трансформирование объема камеры обратно пропорционально расходу материала позволяет регулировать подачу (дозирование) материала на установку или полностью прекращать его поступление, например при ремонте.
Устранение свода путем подачи сжатого воздуха в камеру до момента ее разрыва упрощает конструкцию устройства.
Создание движения воздуха путем соединения тоннеля с вытяжной трубой упрощает конструкцию устройства.
Увеличение после погрузки вязкости связующего вещества позволяет изначально сформировать в транспортном средстве более тонкий и ровный поверхностный слой, на котором пленка после увеличения вязкости становится более прочной, чем изначально. При этом экономится связующее вещество.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 изображена схема устройства для погрузки сыпучих материалов с насыпи. На фиг.2 изображен бункер в момент образования свода из насыпного материала. На фиг.3 изображен бункер после ликвидации свода.
На основании 1 размещена насыпь 2, разделенная от перемещаемого материала 3, продуцирующего в воздухе 4 пыль 5, перегородкой 6, выполненной, например, в виде тоннеля 7, в котором для погрузки в транспортное средство (вагон) 8 установлено устройство погрузки, содержащее транспортер 9 и бункер 10. Бункер имеет механизм устранения сводов из насыпного материала, выполненный в виде эластичных камер 11, размещенных на противоположных стенках бункера, который может иметь датчики фиксации образования сводов из насыпного материала, выполненные в виде соединенных между собой камеры 12 и рукава 13. В тоннеле может быть установлена вытяжная труба 14 и форсунки 15, подающие связующее вещество 16.
Способ реализуют следующим образом.
Под насыпью 2 выполняют тоннель 7, в который помещают устройство погрузки так, чтобы бункер 10 оказался закрыт насыпаемым материалом. Заметим, что бункер непосредственно может быть выполнен в основании 1. После подачи вагона 8 под погрузку (например, каменного угля) включают транспортер 9, в результате чего высыпающийся на транспортер из бункера уголь будет поступать в вагон (фиг.1). Освобождающийся при этом в бункере объем будет пополняться за счет перемещающегося под действием силы гравитации материала внутри насыпи.
Перемещаемый по транспортеру 9 материал 3 продуцирует в воздухе 4 пыль 5, которая затягивается воздушным потоком, создаваемым вытяжной трубой 14, в тоннель (или не покидает его) и оседает на перемещаемом материале и других поверхностях, которые могут быть организованы таким образом, чтобы с них, в конечном счете, пыль переносилась на перемещаемый материал. Если, например, сообщать пыли электрический (электростатический) заряд, противоположный заряду на перемещаемом материале, то пыль будет оседать на последнем и удерживаться на нем, по крайней мере, до момента попадания в вагон.
Перед окончанием погрузки (перед началом формирования в вагоне верхнего слоя угля) из форсунки 15 на перемещаемый материал подают связующее вещество 16, например каменноугольную смолу (которая потом сгорает вместе с углем), соединяющую между собой отдельные куски угля и образующую впоследствии на поверхности угля в вагоне прочную пленку, не разрушаемую ветром при транспортировании. Если подаваемую из форсунки смолу предварительно разжижать растворителем, то последний слой будет укладываться более ровно, и может быть выполнен более тонким, что уменьшит расход смолы. По мере испарения растворителя вязкость смолы будет увеличиваться, что приведет к повышению прочности пленки. Возможно повышение вязкости смолы за счет изменения температуры. Например, форсункой распыляют горячую смолу, которая по мере охлаждения будет застывать. Следует также заметить, что при отрицательных температурах атмосферного воздуха вместо смолы можно подавать воду, которая при замерзании также образует на поверхности прочную ледяную пленку.
В процессе погрузки в бункере 10 может образоваться свод из насыпаемого материала, в результате чего последний перестанет поступать на транспортер (фиг.2). Образование свода фиксируют датчиком. Для этого предварительно соединяют камеру 12 с магистралью сжатого воздуха (не показана). При отсутствии материала внизу бункера рукав 13 датчика приподнимается под действием давления воздуха в камере 12, в результате чего воздух из камеры начнет выходить, а давление в ней и магистрали начнет падать, что будет свидетельствовать об образовании свода.
Для устранения образовавшегося свода уменьшают объем левой камеры 11 и увеличивают объем правой соответственно путем выпуска и впуска воздуха. При этом материал будет перемещаться в поперечном сечении бункера, и свод разрушится. При возобновлении прохождения материала через бункер рукав 13 окажется прижатым к камере 12, и выход воздуха из нее прекратится (фиг.3). Это приведет к росту давления в камере и магистрали, что будет свидетельствовать о восстановлении движения материала через бункер. Если описанную процедуру с камерами выполнять постоянно, а не периодически, то образование сводов практически исключается, что полезно делать с материалом, склонным к слеживанию.
Если свод по какой-то причине образовался в насыпи выше бункера, то для его разрушения подают в одну из камер 11 воздух до тех пор, пока не произойдет ее разрыв. При этом выброс из камеры воздуха с большой скоростью приведет к обрушению высоко расположенного свода. Заметим, что для такой процедуры могут быть использованы специальные камеры.
Внедрение изобретения позволит создать простое по конструкции и эффективное устройство для погрузки сыпучих материалов, при этом возможна автоматизация всего процесса погрузки.