РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПАТРУБОК ПОГРУЗКИ/РАЗГРУЗКИ
ADJUSTABLE LOADING/UNLOADING BRANCH PIPE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к регулируемому патрубку погрузки/разгрузки.
Регулируемый патрубок, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, в особенности практичен для загрузки и/или разгрузки архимедова винта.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известный уровень техники содержит регулируемые патрубки, известные также как универсальные патрубки, выполненные с возможностью приспособления к кожуху архимедова винта, смесителя, смешивающей машины, экстрактора, бункера или тому подобного, независимо от угла наклона, под которым конвейер расположен в пространстве.
Регулируемый патрубок известного типа содержит первую часть и вторую часть, соединенные друг с другом таким образом, что выступающий элемент второй части расположен внутри выступающего элемента первой части.
Выступающий элемент первой части является сферическим. Выступающий элемент второй части целиком занимает отверстие, выполненное в выступающем элементе первой части, и сцепляется с внутренней поверхностью выступающего элемента первой части, ограничивая сферический шарнир таким образом, что первая и вторая части могут быть расположены так, чтобы их продольные оси были наклонены относительно друг друга.
Регулируемые патрубки известного типа имеют некоторые недостатки.
Две части, составляющие патрубок, вставляются одна в другую путем постоянной деформации пластмассы. Этот тип сцепления часто приводит к деформации поверхностей (двух частей, составляющих шарнир), не являющихся идеально сферическими. Это может поставить под угрозу уплотнение между этими двумя составляющими шарнир частями. Кроме того, сферический шарнир, образованный между этими двумя частями, всегда представляет собой часть поверхности, которая находится вне досягаемости при операции покраски, то есть поверхности внешней части, расположенной над внутренней частью. Эта неокрашенная поверхность почти всегда выставлена наружу во время стадии регулирования шарнира для расположения машины в цеху и, таким образом, никак не защищена от атмосферных явлений. Патрубок также выполнен без возможности разборки. Еще одним недостатком регулируемых патрубков известного типа является их большая осевая масса, поскольку для того, чтобы сделать возможным достаточно большой угол наклона между этими двумя частями, у сферических поверхностей должен быть большой диаметр.
Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить регулируемый патрубок, который устраняет недостатки регулируемых патрубков известного типа.
С тем же самым максимальным достижимым наклоном регулируемый патрубок в соответствии с настоящим изобретением имеет более ограниченную массу относительно масс патрубков известного типа. Кроме того, патрубок легко монтируется и демонтируется. Меньшая общая масса патрубка делает возможным расположение архимедова конвейера с меньшим наклоном относительно горизонтали, приводя к более низкому потреблению энергии для приведения винта в действие. Поэтому транспортировка материала более продуктивна.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Дополнительные признаки и преимущества регулируемого патрубка, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, станут более явными из последующего подробного описания, приведенного ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, представленные в качестве не ограничивающего примера, и на которых:
Фиг.1 представляет собой вид в разрезе первого варианта выполнения регулируемого патрубка, выполненного в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 и 3 представляют собой виды в разрезе второго варианта выполнения регулируемого патрубка, выполненного в соответствии с изобретением, в двух отличающихся друг от друга формах.
Регулируемый патрубок, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, содержит первый трубчатый элемент 2, имеющий продольную ось x, и второй трубчатый элемент 3, имеющий продольную ось у. Первый и второй трубчатые элементы 2, 3 выполнены с возможностью соединения с отверстием снабжения или разгрузки в целом рабочего устройства, а конкретно - архимедова винта, смесителя, смешивающей машины, экстрактора, бункера или другого устройства. Патрубок также содержит средства 4, 5, 6 для соединения между первым и вторым трубчатыми элементами, которые ограничивают сферическую поверхность S, имеющую центр O. Предпочтительно, но не исключительно, продольные оси x, у первого и второго трубчатых элементов пересекаются в центре О. Средства для соединения обеспечивают возможность первому и второму трубчатым элементам 2, 3 поворачиваться в пространстве, один относительно другого, вокруг центра О.
Средства 4, 5, 6 для соединения содержат по меньшей мере первый соединительный элемент 4 и по меньшей мере второй соединительный элемент 5, которые выполнены с возможностью соединения друг с другом у соединительной плоскости P, проходящей через центр O сферической поверхности S. Первый и второй соединительные элементы 2, 3 могут поворачиваться друг относительно друга вокруг центра O на соединительной плоскости Р. Соединительная плоскость P расположена диагонально относительно продольных осей x, у первого и второго трубчатых элементов 2, 3 в регулируемой конфигурации регулируемого патрубка, в которой продольные оси x, у совмещены друг с другом. Наклон соединительной плоскости P относительно совмещенных продольных осей x, у делает возможным наклон шарнира в пространстве очень простым способом на заранее заданный угол.
В предпочтительном варианте выполнения регулируемого патрубка первый соединительный элемент 4 содержит трубчатый корпус, ограничивающий часть сферической поверхности S. Предпочтительно первый соединительный элемент 4 дополнительно снабжен элементом сцепления, например выступом 4a, для соединения со вторым соединительным элементом 5. Аналогично второй соединительный элемент 5 содержит трубчатый корпус, ограничивающий часть сферической поверхности S, и предпочтительно снабжен элементом сцепления, а конкретно выступом 5а, для соединения с первым соединительным элементом 4. Элементы сцепления или выступы 4a, 5a выполнены с возможностью соединения друг с другом у соединительной плоскости Р.
В первом варианте выполнения регулируемого патрубка, изображенном на Фиг.1, первый соединительный элемент 4 прочно удерживается на первом трубчатом элементе 2, тогда как второй соединительный элемент 5 прочно удерживается на втором трубчатом элементе 3. В первом варианте выполнения путем поворота первого и второго соединительных элементов 4, 5 друг относительно друга на соединительной плоскости P изменяется угол наклона между продольной осью x первого трубчатого элемента 2 и продольной осью у второго элемента 3. Предпочтительно, но не исключительно, трубчатые элементы 2, 3 имеют одинаковый внутренний диаметр и одинаковый внешний диаметр.
Со ссылкой на Фиг.1, изображающую конструкцию шарнира, в которой продольные оси x, у совмещены друг с другом, видно, что если α обозначает наклон соединительной плоскости P относительно диаметральной плоскости D сферической поверхности S, перпендикулярной к продольным осям x, y, то максимальный возможный угол αv наклона между продольными осями равен:
αv=2α
С конструктивной точки зрения наибольший угол αv наклона между продольными осями x, у находится в промежутке между приблизительно 6° и 30°. Это означает, что в шарнире, в котором желательный максимальный угол αv наклона равен 6°, наклон α шарнира P относительно диаметральной плоскости D сферической поверхности S, перпендикулярной к продольным осям x, y (конфигурация, изображенная на Фиг.1), равен 3°. Аналогично в шарнире, который должен достигнуть максимального угла αv наклона, равного 30°, наклон α соединительной плоскости P относительно диаметральной плоскости D сферической поверхности S, перпендикулярной к продольным осям x, y, равен 15°.
Если φ - угол, образованный между диаметральной плоскостью D и диаметральной плоскостью, проходящей через конец A части сферической поверхности S, ограниченной первым или вторым соединительным элементом 4, 5, и αg - угол, образованный между второй диаметральной плоскостью и соединительной плоскостью P, то:
φ=α+αg и, следовательно, α=φ-αg
Рассматривая прямоугольный треугольник, изображенный на Фиг.1, угол φ может быть выражен как:
Рассматривая три приведенных выше выражения систематически, мы получаем значение максимального угла αv наклона, который может быть выражен для шарнира как функция внешнего радиуса φeSf сферической поверхности S, внешнего диаметра φeTu трубчатого элемента и угла αg:
Поэтому возможно установить угол αv максимального наклона между продольными осями x, y путем специального задания размеров внешнего радиуса φeSf сферической поверхности S, внешнего диаметра φeTu трубчатого элемента и угла αg.
Максимальный общий осевой размер первого и второго соединительных элементов 4, 5, под которым подразумевается максимальная протяженность первого и второго соединительных элементов 4, 5, измеренных вместе по продольным осям x, y, совмещенных друг с другом в отношении конфигурации, изображенной на Фиг.1:
где φeSf - внешний радиус сферической поверхности S, а φeTu - внешний диаметр трубчатого элемента.
Для обеспечения легкой установки регулируемого патрубка первый и второй трубчатые элементы 2, 3 снабжены у своих свободных концов соединительным элементом, например выступом 2a, 3a. Каждый выступ 2а, 3а выполнен с возможностью соединения с выступом устройства, с которым должен быть соединен патрубок. Наличие выступов 2a, 3a делает возможным легкий поворот первого и второго трубчатого элемента 2, 3 относительно устройства, к которому они должны быть присоединены так, чтобы расположить продольные оси x, y на определенной плоскости. В случае если регулируемый патрубок должен быть соединен с архимедовым винтом, продольные оси x, y могут быть расположены с определенным взаимным наклоном, и одновременно оси x, y могут быть расположены на плоскости, также содержащей продольную ось конвейера архимедова винта. Выступы 2a, 3 могут иметь щели для того, чтобы сделать возможным соединение болтами.
Во втором варианте выполнения регулируемого патрубка, изображенного на Фиг.2 и 3, средства 4, 5, 6 для соединения содержат третий соединительный элемент 6, содержащий трубчатый корпус, ограничивающий часть сферической поверхности S, и прочно удерживаемый на втором трубчатом элементе 3. Первый, второй и третий соединительные элементы 4, 5, 6 выполнены так, чтобы ограничивать сферическое соединение около центра O сферической поверхности S, в которой третий соединительный элемент 6 расположен внутри первого и второго соединительных элементов 4, 5, соединенных друг с другом соответствующими выступами 4a, 5a. Внешний диаметр третьего соединительного элемента, измеренный относительно центра O, предпочтительно совпадает с внутренним диаметром первого и второго соединительных элементов 4, 5 так, что внешняя поверхность третьего соединительного элемента 6 выполнена с возможностью контактного скольжения относительно первого и второго соединительных элементов 4, 5. В качестве альтернативы между третьим соединительным элементом и внутренней поверхностью первого и второго соединительных элементов 4, 5 может быть размещена прослойка для скольжения и уплотнения, выполненная из подходящего материала.
Контактная поверхность между третьим соединительным элементом 6 и первым и вторым соединительными элементами 4, 5, соединенными у соединительной плоскости P, совпадает с по меньшей мере частью сферической поверхности S. Таким образом, первый и второй соединительные элементы 4, 5 могут поворачиваться в пространстве относительно третьего соединительного элемента 6, вокруг центра O сферической поверхности S. Предпочтительно, но не исключительно, третий соединительный элемент 6 на краю своего свободного конца имеет по меньшей мере диаметральную плоскость, лежащую на диаметральной плоскости D. Таким образом, со ссылкой на Фиг.2 и 3, видно, что третий соединительный элемент 6 предотвращен от любого смещения вверх, то есть направлен ко второму трубчатому элементу 2. Внешняя поверхность третьего соединительного элемента 6 не может быть отделена от внутренней поверхности первого и второго соединительных элементов 4, 5.
На Фиг.2 изображен в сечении регулируемый патрубок на плоскости, содержащей продольные оси x, y в конфигурации, в которой продольные оси x, y совмещены друг с другом, а первый трубчатый элемент 2 расположен выше относительно второго трубчатого элемента 3, несмотря на то что в условиях использования регулируемый патрубок может быть расположен иначе, чем показано на чертеже. Позиции A и F обозначают, соответственно, первую и вторую точку нижнего края второго соединительного элемента 5, позиции D и Е обозначают первую и вторую точку верхнего края третьего соединительного элемента 6, расположенного на диаметральной плоскости D; позиции B и H обозначают третью и четвертую точку на нижнем крае третьего соединительного элемента 6, которые расположены в соединительной области между третьим соединительным элементом 6 и вторым трубчатым элементом 3, позиция G обозначает первую точку на верхнем крае первого соединительного элемента 4, расположенного в соединительной области между первым соединительным элементом 4 и первым трубчатым элементом 2.
Рассмотрим поворот вокруг центра O первого и второго соединительных элементов 4, 5 в направлении по часовой стрелке. Предел поворота по часовой стрелке определен в конфигурации, в которой первая точка F второго соединительного элемента 5 накладывается на четвертую точку Н третьего соединительного элемента 6, причем точка Н расположена в соединительной области между третьим соединительным элементом 6 и вторым трубчатым элементом 3.
Путем поворота второго соединительного элемента 5 относительно первого соединительного элемента 4 на соединительной плоскости Р до тех пор, пока первая точка A второго соединительного элемента 5 не будет приведена к первой точке F, видно, что угловое расстояние между первой точкой A второго соединительного элемента 5 и четвертой точкой Н третьего соединительного элемента 6 увеличивается так, что поворот по часовой стрелке первого и второго соединительных элементов 4, 5 может быть увеличен.
Во втором варианте выполнения шарнира максимальный угол αv наклона между продольными осями x, y достигается в конфигурации шарнира, в которой первая точка A второго соединительного элемента 5 накладывается на третью точку B третьего соединительного элемента 6, или когда вторая точка E третьего соединительного элемента 6 накладывается на вторую точку F второго соединительного элемента 5, или когда первая точка D третьего соединительного элемента 6 накладывается на первую точку G первого соединительного элемента 4.
На Фиг.3 изображена конфигурация, в которой для заданного угла αv максимального наклона между продольными осями x, y получают минимальный диаметр для сферической поверхности S и, таким образом, также минимальный размер для регулируемого патрубка. Эта конфигурация достигается, если первая точка A второго соединительного элемента 5 совпадает с третьей точкой B третьего соединительного элемента 6, а первая точка D третьего соединительного элемента 6 совпадает с первой точкой G первого соединительного элемента 4.
Рассматривая треугольник АСО, изображенный на Фиг.3, следующее верно:
αv=2*α=φ
Диаметр сферической поверхности S, согласно максимальному углу наклона между продольными осями x, y, таким образом, равен:
Что касается эволюции в высоте сферической поверхности S, получаем следующее:
Для того чтобы увеличить часть сферической поверхности S, у которой второй соединительный элемент 5 соприкасается с третьим соединительным элементом 6, второй соединительный элемент 5 эффективно выполнен так, чтобы проходить на часть сферической поверхности S таким образом, чтобы вторая точка F второго соединительного элемента 5 накладывалась на четвертую точку Н третьего соединительного элемента 6.
Также во втором варианте выполнения трубчатые элементы 2, 3 могут быть снабжены выступами 2a, 3a для соединения с соответствующими выступами устройств, с которыми регулируемый патрубок должен быть связан.
Регулируемый патрубок настоящего изобретения дает важные преимущества. Наличие соединительной плоскости P, выполненной по диагонали относительно совмещенных продольных осей x, y, на которых первый и второй соединительные элементы 4, 5 могут поворачиваться друг относительно друга, обеспечивает очень простое регулирование наклона между продольными осями x, y первого и второго трубчатых элементов 2, 3. Тип регулирования может быть получен путем осевого удлинения нижнего первого и второго соединительных элементов 4, 5 относительно осевого удлинения регулируемых патрубков известного типа. Тот факт, что первый и второй соединительные элементы 4, 5 выполнены с возможностью соединения друг с другом на соединительной плоскости P, обеспечивает легкую сборку и разборку регулируемого патрубка, в отличие от регулируемых патрубков известного типа.