ТРАНСПОРТИРУЮЩАЯ ВИНТОВАЯ МАШИНА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА
LOOSE MATERIAL SCREW CONVEYOR

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к транспортирующей винтовой машине для транспортировки сыпучего материала. Эти транспортирующие винтовые машины также известны как «порошковые насосы» в области техники.
В частности, настоящее изобретение, предпочтительно, но не исключительно, применяется при транспортировке сыпучих материалов, например цемента, извести и т.д., на что будет сделана прямая ссылка в нижеследующем описании, следовательно, без потери универсальности.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Транспортирующие винты для транспортировки сыпучего материала, в настоящее время имеющиеся на рынке, содержат:
- силовую установку, подходящую для вращения архимедова винта, толкающего сыпучий материал;
- загрузочный бункер для сыпучего материала в трубчатом корпусе, содержащем архимедов винт и сыпучий материал, по меньшей мере, для одной секции его направления подачи;
- подающий канал для сыпучего материала по направлению к пользователю; при этом подающий канал соединен последовательно с указанным трубчатым корпусом;
- пневматические толкающие элементы для сыпучего материала, при этом эти толкающие элементы обеспечены в указанном подающем канале; и
- предотвращающее обратный поток устройство, предотвращающее обратный поток толкающего воздуха; при этом такое устройство занимает переходную зону между трубчатым корпусом, содержащим архимедов винт, и подающим каналом.
Этот тип транспортировочных винтов должен быть способен непрерывно загружать сыпучий материал, подаваемый из бункера, не побуждая воздух, вводящийся в виде струи в подающий канал, проходить обратно в отверстие (ВС).
В действительности, в системах, использующихся в настоящее время, для предотвращения изменения направления потока и протекания обратно части транспортирующего воздуха из загрузочного отверстия бункера, таким образом, перенося часть сыпучего материала наружу, очень нежелательным образом для пользователей было предложено использовать сжатие самого сыпучего материала для предотвращения выбрасывания воздуха и порошка по направлению к отверстию бункера.
В известном решении обратный клапан применялся для предотвращения обратного потока воздуха и порошка по направлению к отверстию бункера. В этом случае диск, шарнирно соединенный на его периферийном крае, который, благодаря его весу, закрывает сквозную секцию между трубчатым корпусом, где содержится архимедов винт, и подающим каналом.
Одно из функциональных ограничений этого типа системы, однако, заключается в том, что для удовлетворительных результатов порошки, подлежащие транспортировке, должны быть мелкозернистыми и уплотняемыми, таким образом, пробки могут образовываться посредством уменьшения шага архимедова винта, причем пробки идут одна за другой для блокировки обратного потока воздуха по направлению к отверстию бункера.
Более того, транспортирование абразивных сыпучих продуктов с помощью этой системы является дополнительной проблемой, так как более высокое трение с витками архимедова винта подвергает риску допуски на соединение между самим винтом и трубчатым корпусом и, следовательно, уменьшает уплотняющее действие, оказываемое материалом, имеющимся между витками и внутренней стенкой самого трубчатого корпуса.
При использовании, как только пробкообразный материал подается в подающий канал, он снабжается, по меньшей мере, одной струей сжатого воздуха. Сначала такая струя разбивает пробку и затем прикладывает энергию, необходимую для подачи порошка, принадлежащего пробке, конечному пользователю.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следовательно, одна из основных целей настоящего изобретения заключается в обеспечении транспортирующей винтовой машины для транспортировки сыпучего материала, которая не имеет вышеописанных недостатков, при этом является легкой и рентабельной для осуществления.
В соответствии с настоящим изобретением транспортирующая винтовая машина для транспортировки сыпучего материала, таким образом, обеспечена в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение теперь будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показан его неограничивающий вариант осуществления, на которых:
- на фиг.1 показан сборочный чертеж транспортирующей винтовой машины для транспортировки объекта в виде сыпучего материала настоящего изобретения в первой конфигурации (закрытый клапан);
- на фиг.2 показан сборочный чертеж транспортирующей винтовой машины для транспортировки объекта в виде сыпучего материала настоящего изобретения во второй конфигурации (открытый клапан);
- на фиг.3 показан сборочный чертеж предотвращающего обратный поток устройства, предотвращающего обратный поток толкающего воздуха, причем устройство используется в машине на фиг.1, 2;
- на фиг.4 изображен клапан, принадлежащий предотвращающему обратный поток устройству, показанному на фиг.3;
- на фиг.5 показана металлическая вставка, встроенная в часть клапана, показанного на фиг.4;
- на фиг.6 показана втулка с фланцем, использующаяся в машине на фиг.1, 2; и
- на фиг.7 изображена прилегающая манжета пластины, использующаяся в предотвращающем обратный поток устройстве, показанном на фиг.3.
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг.1 и 2, позиция 10 обозначает в целом транспортирующую винтовую машину для транспортировки объекта в виде сыпучего материала настоящего изобретения.
Такая машина 10 содержит следующие устройства, расположенные последовательно:
- узел 20 редукторного электродвигателя, подходящий для вращения архимедова винта 21, который подает сыпучий материал в соответствии с первым направлением, заданным с помощью первой стрелки (F1), по существу, параллельным оси (Х) вращения самого архимедова винта 21;
- загрузочный бункер 30 для сыпучего материала (обеспеченный с загрузочным отверстием (ВС)) в соответствии со вторым направлением, заданным с помощью второй стрелки (F2), по существу, перпендикулярным относительно первого направления, заданного с помощью первой стрелки (F1), в трубчатом корпусе 31, содержащем архимедов винт 21 и сам сыпучий материал, по меньшей мере, для одной секции его направления подачи;
- подающий канал 40 для сыпучего материала по направлению к пользователю (не показан); подающий канал 40 расположен последовательно относительно указанного трубчатого корпуса 31; и
- пневматические толкающие наконечники (не показаны) для сыпучего материала, имеющиеся в подающем канале 40; эти наконечники направлены вдоль третьего направления, заданного с помощью третьей стрелки (F3), по существу, перпендикулярного относительно четвертого направления, заданного с помощью четвертой стрелки (F4), материала, подающегося из трубчатого корпуса 31 в подающий канал 40 (см. ниже).
Трубчатый корпус 31, предпочтительно, выполнен посредством использования резины, например полиуретана. Более того, витки архимедова винта 21, предпочтительно, также могут быть выполнены из полиуретана.
В этом случае трубчатый корпус 31 является упругим, так как выполнен из полиуретановой резины, и может приспосабливаться к витку архимедова винта 21. Уменьшение трения между витком и внутренней стенкой трубчатого корпуса 31 обеспечивает возможность более длительного использования машины, по сравнению с современными машинами, и получения, в итоге, таких же результатов при более низкой скорости вращения архимедова винта 21, по сравнению с обычными скоростями вращения; в настоящем изобретении уменьшение скорости подачи архимедова винта осуществляется посредством использования механизма понижения скорости. Более того, на 60-70% меньше энергии используется для вращения архимедова винта 21, по сравнению с традиционными системами.
Более того, минимальное и максимальное значения длины (L) архимедова винта 21 в соответствии с диаметром (D) соответствующего витка были теоретически рассчитаны для того, чтобы иметь подходящие расходы различных сыпучих материалов при более низких мощностях электродвигателя:
MIN
(L)= 4 (D);
MAX
(L)= 6 (D).
Эти теоретические результаты также были подтверждены многими экспериментами, выполненными заявителем.
Как показано на фиг.1, 2, в действительности, соединительная втулка 50 (фиг.6), также, предпочтительно, выполненная из полиуретана, расположена между трубчатым корпусом 31 и подающим каналом 40.
Пробки сжатого сыпучего материала, которые постепенно направляются к подающему каналу 40, образуются в последних витках архимедова винта 21, во втулке 50 и прилегающей манжете 60. Эти пробки, как будет понятным, предотвращают обратный поток воздуха в окружающую среду.
Более того, нелишне отметить, что со ссылкой на фиг.7, прилегающая манжета 60 содержит трубчатый участок 62, который представляет собой мысленное продолжение как трубчатого корпуса 31, так и втулки 50.
Из технических соображений, которые будут лучше объяснены ниже, трубчатый участок 62 обеспечен с острым периферическим краем 62*, подходящим для разбивания вероятных заторов сыпучего материала, возможно оседающего на него (см. ниже).
Как показано на фиг.1 и 2, втулка 50 с фланцем соединена с прилегающей манжетой 60, заключая между ними стенку (WL) коробкообразного корпуса 41, который является впускной частью упомянутого подающего канала 40.
Коробкообразный корпус 41 очевидно включает в себя отверстие (ОР) для обеспечения прохождения сыпучего материала по направлению к подающему каналу 40.
Более того, подающий канал 40 содержит воронку 42, которая заканчивается в трубке 43, продольная ось (Y) симметрии которой, по существу, является параллельной относительно третьего направления, заданного с помощью третьей стрелки (F3), при этом такая ось (Y), по существу, является перпендикулярной относительно четвертого направления, заданного с помощью четвертой стрелки (F4).
Как упомянуто ранее, наконечники для сжатого воздуха (не показано), которые выдувают сыпучий материал по направлению к месту использования (не показано), расположены в трубке 43 с осями, по существу, параллельными относительно третьего направления, заданного с помощью третьей стрелки (F3), и, таким образом, также параллельными относительно оси (Y) самой трубки 43.
Как более подробно показано на фиг.1, 2, 3, 7, предотвращающее обратный поток устройство (70) связано со сквозным отверстием 63 (имеющим упомянутый периферический край 62*), причем предотвращающее обратный поток устройство предотвращает прохождение воздуха, выдуваемого из наконечников, имеющихся в трубке 43, обратно к отверстию (ВС) бункера 30, несущего с собой частицы сыпучего материала, которые, таким образом, распределялись бы во внешнюю окружающую среду с серьезными наносящими вред последствиями для самой окружающей среды и для операторов, вероятно, находящихся рядом с загрузочным отверстием (ВС) для сыпучего материала.
Составляющие элементы предотвращающего обратный поток устройства 70 изображены более подробно на фиг.3.
На фиг.3 показано, что предотвращающее обратный поток устройство 70, во-первых, содержит дискообразный клапан 71 (фиг.4), предпочтительно, но не обязательно, выполненный из резины, например полиуретана.
К тому же, хотя дискообразный клапан 71 был описан, в частности, использующимся в предотвращающем обратный поток устройстве 70, являются возможными другие в равной степени вызывающие интерес применения в области транспортировки материала. Следовательно, клапан 71 предполагается для работы в ситуациях, отличных от описанных со ссылкой на прилагаемые фигуры.
Клапан 71 содержит, в свою очередь, пластину 71А с осью (Z), выполненную в виде одного целого с просверленной ступицей 71В, соосной с ней. Ось (Z), при использовании, также является мысленным продолжением упомянутой оси (X) вращения архимедова винта 21.
Просверленная ступица 71В выступает от поверхности (FC) пластины 71А и имеет центральное глухое отверстие 72, в которое вставлена манжета 73 равного диаметра. Манжета 73 выполнена из металлического материала и удерживается на месте в центральном глухом отверстии 72 посредством хомута (FSC), обеспеченного с зажимным винтом (не показан), который закрепляет участок 71В* просверленной ступицы 71В на самой манжете 73.
Множество канавок 75 обеспечено на внутренней поверхности 74 манжеты 73, причем канавки соединены при использовании с соответствующим множеством продольных выступов 76, расположенных на валу 77, который, в свою очередь, является одним целым с соосным резьбовым стержнем 78. Соединение продольных выступов 76 с канавками 75 предотвращает вращение вала 77 относительно манжеты 73, но обеспечивает возможность его скольжения в соответствии с двумя направлениями, заданными с помощью пятой двунаправленной стрелки (F5).
Предотвращающее обратный поток устройство 70 дополнительно содержит регулирующий диск 79, расположенный на противоположной стороне клапана 71 относительно вала 77.
Регулирующий диск 79 обеспечен центральным отверстием 80, в которое вставлен резьбовой стержень 78 при использовании (фигура 3).
Затем имеется цилиндрическая винтовая пружина 81, которая, при использовании, окружает своими витками манжету 73, вал 77 и часть резьбового стержня 78.
Как показано на фиг.3, при использовании, первый конец 81А цилиндрической винтовой пружины 81 опирается на выступ (SP), образованный промежутком, содержащимся между участком 71В* и внешней поверхностью манжеты 73. Второй конец 81В цилиндрической винтовой пружины 81 опирается, при использовании, на поверхность (SUR) регулирующего диска 79.
Более того, как снова показано на фиг.3, две гайки 82А, 82В накручены на резьбовой стержень 78 с противоположных сторон относительно регулирующего диска 79. Две гайки 82А, 82В, вместе с регулирующим диском 79, используются для регулирования предварительной нагрузки цилиндрической винтовой пружины 81 в соответствии с их положением посредством осевого перемещения самого регулирующего диска 79 в одном из двух направлений, заданных с помощью двунаправленной стрелки (F5) (фиг.1, 2).
Более того, свободный конец (EL) резьбового стержня 78 прикреплен, с помощью известных средств (не показано), к стенке (WL) коробкообразного корпуса 41.
Благодаря конкретному расположению вышеуказанных элементов, клапан 71 и манжета 73 могут смещаться относительно вала 77, резьбового стержня 78, в виде одного целого с ним, и регулирующего диска 79. Смещение клапана 71, очевидно, осуществляется в одном из двух направлений, заданных с помощью пятой двунаправленной стрелки (F5).
Другими словами, на любом этапе открывания/закрывания сквозного отверстия 63 клапан 71, подвергающийся воздействию цилиндрической винтовой пружины 81, всегда остается, по существу, перпендикулярным первому направлению, заданному с помощью стрелки (F1), сыпучего материала, подаваемого в трубчатый корпус 31.
При использовании сыпучий материал, подаваемый из бункера 30, толкается витками архимедова винта 21 по направлению к подающему каналу 40.
В последних витках архимедова винта во втулке 50 с фланцем и прилегающей манжете 60 образуется что-то вроде пробки, вызванной сжатием сыпучего материала против сопротивления, оказываемого передней поверхностью (FF) клапана 71 (фиг.3).
Пробка затем толкается против клапана 71 витками архимедова винта 21. Когда усилие, оказываемое витками архимедова винта 21 на пробку, превышает упругое усилие, оказываемое цилиндрической винтовой пружиной 81, клапан 71 перемещается вправо (по направлению, заданному с помощью пятой двунаправленной стрелки (F5), таким образом, открывая, по существу, цилиндрическую разгрузочную поверхность, которая формируется между периферическим краем 62* трубчатого участка 62 и периферическим краем 71* пластины 71А (фиг.3, 4).
Другими словами, материал разгружается из прилегающей манжеты 60 по направлению к подающему каналу 40 посредством своего рода «вентилятора» для подающегося сыпучего материала, причем «вентилятор» окружает весь полный угол.
Как более подробно показано на фиг.4, 5, имеется придающая жесткость фольга 90, предпочтительно, выполненная из гармоничной стали или другого материала, имеющего аналогичные признаки прочности и упругости, в пластине 71А, предпочтительно, выполненной, например, из полиуретана.
Более того, является известным, что пластина 71А, которая не включает в себя какие-либо придающие жесткость элементы, потеряла бы свою упругость и эластичность со временем вследствие естественного ухудшения механических свойств пластичных материалов.
В варианте осуществления, показанном на фиг.4, 5, придающая жесткость фольга 90 имеет центральное отверстие 91, из которого радиально отходят множество, по существу, трапецеидальных элементов 92. В готовой детали придающая жесткость фольга 90, по существу, расположена на той же плоскости расположения, что и пластина 71А, и может быть полностью намотана на обе поверхности посредством резины, из которой выполнена сама пластина 71А.
Такая придающая жесткость фольга 90, которая, по существу, представляет собой своего рода «тарельчатую пружину», предоставляет признаки упругости и эластичности пластине 71А, в которую она встроена, таким образом делая ее полностью совместимой с требующимся использованием. Более того, в силу того, что пластина 71А не теряет со временем ее упругие свойства, необходимые для полного закрывания сквозного отверстия 63 посредством опирания на периферический край 62* трубчатого участка 62 (фиг.7). Как упомянуто ранее, периферический край 62* является острым для того, чтобы быть пригодным для разбивания вероятных заторов сыпучего материала, оседающего на него. Отсутствие сыпучего материала на периферическом крае 62* обеспечивает возможность превосходного сцепления пластины 71А с самим периферическим краем 62*, посредством чего образуя улучшенное уплотнение, которое предотвращает обратные потоки смеси воздух/сыпучий материал по направлению к отверстию (ВС) бункера 30 в трубчатом корпусе 31.
Настоящее изобретение также относится к следующим предпочтительным вариантам, в соответствии с которыми:
- клапан 71 содержит пластину 71А, выполненную из резины, причем пластина 71А обеспечена придающей жесткость фольгой 90, выполненной в виде «тарельчатой пружины»;
- придающая жесткость фольга 90 имеет центральное отверстие 91, обеспеченное множеством радиальных элементов 92;
- элементы 92 имеют трапецеидальную форму;
- придающая жесткость фольга 90 выполнена из гармоничной стали и вставлена в слой резины, в частности в слой из полиуретановой резины;
- транспортирующая винтовая машина 10 для транспортировки сыпучего материала, содержащая:
- силовую установку 20, подходящую для вращения архимедова винта 21, обеспеченного, по меньшей мере, одним витком, толкающим сыпучий материал; и
- загрузочный бункер 30 для сыпучего материала в трубчатом корпусе 31, содержащем архимедов винт 21 и сыпучий материал, по меньшей мере, для секции его направления подачи; при этом сыпучий материал подается в соответствии с направлением, заданным с помощью стрелки F1, по существу, параллельным относительно оси X вращения архимедова винта 21;
причем минимальное и максимальное значения длины L архимедова винта 21 в соответствии с диаметром D соответствующего витка являются следующими:
MIN
(L)= 4 (D);
MAX
(L)= 6 (D).
- машина 10 дополнительно предусматривает, что предотвращающее обратный поток устройство 70 предотвращает обратный поток толкающего воздуха вместе с сыпучим материалом; при этом указанное устройство выполнено с возможностью закрывания сквозного отверстия 63 относительно подающего канала 40; и тем, что указанное предотвращающее обратный поток устройство 70 содержит клапан 71, обеспеченный пластиной 71А, подвергающейся воздействию упругих средств 81, 90, которая, на любом этапе открывания/закрывания указанного сквозного отверстия 63, всегда является, по существу, перпендикулярной относительно первого направления, заданного с помощью стрелки F1, подавая материал в указанный трубчатый корпус 31.
Главное преимущество транспортирующей винтовой машины для транспортировки объекта в виде сыпучего материала настоящего изобретения заключается в том, что нежелательный обратный поток смеси воздух/сыпучий материал от подающего канала к разгрузочному отверстию бункера очень эффективно предотвращен, таким образом, исключая вредные распространения частей сыпучего материала во внешнюю окружающую среду.