ПНЕВМОВИНТОВОЙ ВОРОШИТЕЛЬ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
PNEUMATIC SCREW AGITATOR OF LOOSE MATERIALS

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к устройствам для подъема сыпучих грузов, выравнивания слоя, перемешивания и охлаждения зернового вороха и других сыпучих материалов.
Известно устройство для транспортирования сыпучих грузов [1], содержащая корпус с загрузочным бункером, установленный в корпусе шнек с валом, связанный с приводом, источник для подачи воздуха и выгрузной трубопровод. Шнек имеет вертикальное расположение, вал которого проходит по длине всей установки, а корпус герметично соединен с цилиндрической пневмокамерой, которая герметично соединена с воздуховодом, связанным с источником для подачи воздуха, имеющим заслонку, регулирующую поток воздуха, причем пневмокамера закреплена с возможностью вращения вокруг оси шнека и снабжена скатной плоскостью, угол наклона которой совпадает с углом наклона выгрузного трубопровода, кроме того, в выгрузной трубопровод встроен шлюзовой разгрузитель, ось колеса которого смещена от центра трубопровода до его верхней стенки.
К недостаткам данной установки можно отнести то, что она не может перемещаться в пространстве, расход воздуха регулируется вручную, отсутствует система аспирации воздуха и контроля выноса материала в вентилятор.
Наиболее близким, прототипом предлагаемого изобретения является пневмовинтовая установка для подъема сыпучих грузов [2], содержащая корпус с загрузочным бункером, установленный внутри корпуса в вертикальном положении шнек с валом, связанным с приводом этого шнека, источник для подачи воздуха с заслонкой, регулирующей поток воздуха, пневмокамеру, герметично соединенную с корпусом и связанную через воздухопровод с источником для подачи воздуха. Зазор между стенкой корпуса и шнеком составляет 2-3 размера одной частицы сыпучего груза, а заслонка дополнительно снабжена механизмом автоматического регулирования, который содержит основание, выполненное в виде рамы с вертикально присоединенной к ней цилиндрической опорой, обвитой пружиной, к верхнему краю которой присоединен полый цилиндр с возможностью перемещения вдоль цилиндрической опоры при сжатии - разжимании пружины, на верхнюю кромку полого цилиндра опираются фасонные рычаги, шарнирно закрепленные на валу механизма заслонки, который вертикально закреплен в подшипниковой опоре с возможностью вращения вокруг своей оси, верхняя часть вала механизма заслонки соединена гибкой связью с приводом шнека, причем заслонка жестко прикреплена к полому цилиндру при помощи стержня, а фасонные рычаги направлены свободными концами вверх, на уровне которых перед подшипниковой опорой к валу упомянутого механизма заслонки прикреплены с возможностью воздействия при вращении вала на упомянутые фасонные рычаги шарообразные грузы для передачи усилия давления фасонными рычагами на полый цилиндр с возможностью перемещения последнего вниз.
Недостатком данной конструкции является узел автоматического регулирования воздушного потока, который при повышенных расходах воздуха не может отследить вынос зерна в вентилятор, при этом отсутствует система очистки воздуха, предотвращающая налипание пыли на лопатках вентилятора, а через выгрузное окно пневмокамеры возможен подсос воздуха, что снижает эффективность работы всего устройства.
Предлагаемое изобретение направлено на снижение травмирования зерна при его ворошении, повышение равномерности сушки и вентилирования зерна в сушилках, снижение металлоемкости конструкции, энергоемкости процесса и повышение надежности устройства, за счет внедрения системы автоматического контроля выноса материала, регулирования расхода воздуха, а также за счет применения пылеуловителя и гравитационной заслонки на выгрузном канале.
Поставленная задача решается тем, что пневмовинтовой ворошитель сыпучих материалов, содержащий корпус пневмовинтовой установки для подъема сыпучих грузов с вертикальным шнеком и приводом этого шнека, пневмокамеру, герметично соединенную с корпусом и вентилятором, отличающийся тем, что пневмокамера соединена посредством конфузора с пылеуловителем, а для поддержания необходимой порозности зернового слоя, обеспечивающей снижение травмируемости зернового вороха витками шнека, в конфузоре установлены ультразвуковые датчики системы автоматического регулирования расхода воздуха по контролю выноса материала в конфузор пылеуловителя. При попадании частиц в зону прохождения ультразвуковых волн от датчика 3 автоматика плавно снижает частоту вращения вентилятора и поддерживает оптимальное разряжение, при котором уровень зерна находится между датчиками 1 и 2.
Предлагаемая конструкция пневмовинтового ворошителя сыпучих материалов для подъема нижних слоев наверх, устранения застойных зон, уравнивания температуры перемешивающего материала, улавливания мелких частиц при перемешивании зернового вороха, солода и других сыпучих материалов за счет отличительных признаков обеспечивает решение поставленной задачи повышения качества ворошения материала и его охлаждения, уменьшение травмируемости зернового вороха и других сыпучих материалов, снижение металлоемкости конструкции.
Конструкция пневмовинтового ворошителя сыпучих материалов поясняется фигурами 1 и 2.
Устройство включает в себя (фиг. 1) пневмокамеру 6, образованную кожухом 1 шнека, стенками выгрузного окна 5 с клапаном 4, а также конфузором 12, соединенным с пылеуловителем 13. В конфузоре 12 установлены ультразвуковые датчики 15. Один конец шнека закреплен в подшипниковой опоре 9 и состоит из вала 3 и винта 2. Верхний конец вала 3 шнека соединен с помощью гибкой связи 8 с приводом 7. У пылеуловителя 13 в нижней части находится заслонка 14 для разгрузки материала, а в центральной части пылеуловитель 13 соединен с вентилятором 16 (фиг. 2), который будет создавать вакуум в устройстве. Данное устройство устанавливается на каретку 10 которая передвигается по монорельсу 11.
Пневмовинтовой ворошитель сыпучих материалов устанавливается на передвижную каретку напольной зерносушилки и работает следующим образом. Для ворошения зерна и других сыпучих материалов запускается вентилятор 16 и привод шнека 7. В результате в пневмокамере 6 создается разряжение, при этом закрывается клапан 4, исключающий подсос воздуха, происходит забор материала из нижних слоев за счет всасывания и вращения шнека, и его перемещение наверх в пневмокамеру 6. В конфузоре 12 установлены ультразвуковые датчики 15 для контроля выноса материала в пылеуловитель. Пылеуловитель 13 исключает попадание пылевидных частиц на лопасти вентилятора 16.
Работа системы основана на известном способе управления подачей материала и воздуха [3]. За изменениями структуры слоя зернового вороха следят ультразвуковые дальномеры. При их работе ультразвуковые волны проходят внутри слоя зернового вороха поперек его движения к приемникам и направляются на обработку в блок управления, где вычисляются средние значения длин путей ультразвуковых волн, полученных от каждого дальномера и происходит регулирование частоты вращения вентилятора.
В пневмовинтовом ворошителе уровень зернового вороха поддерживается автоматикой между ультразвуковыми датчиками 1 и 2. Если уровень достигает зоны действия третьего датчика, то автоматика плавно снижает частоту вращения вентилятора, а если уровень зернового вороха не доходит до 1 датчика, то частота вращения вентилятора повышается.
Использованная литература
1. Пат. 54579 Российская Федерация, МПК - B65G 53/48. Пневмовинтовая установка для транспортирования сыпучих грузов / Павлов П.И., Салихов А.Н.; заявитель и патентообладатель Павлов П.И., Салихов А.Н., опубл. 10.07.2006.
2. Пат. 2376233 Российская Федерация, МПК - B65G 53/48. Пневмовинтовая установка для подъема сыпучих грузов / Павлов П.И., Демин Е.Е., Салихов А.Н., Нестеров С.А., Кузнецов А.В.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова", опубл. 20.12.2009, бюл. №35.
3. Пат. 2654641 Российская Федерация, МПК - В07В 4/00. Способ управления подачей материала и воздуха в пневмосепарационный канал зерноочистительной машины / Волхонов М.С., Габалов С.Л., Бушуев И.В., Волхонов P.M., Зимин И.Б.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Костромская ГСХА, опубл. 21.05.2018.