УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ГИГРОСКОПИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Техническое решение относится к устройствам для дозированной подачи гигроскопичных материалов в емкости для приготовления растворов и может быть использовано в производстве стекольной шихты и различных видов листового стекла с матированной поверхностью.
Такие высокогигроскопичные материалы, как селитра и поташ, применяемые для производства некоторых видов тарного стекла, иногда в процессе приготовления стекольной шихты предварительно растворяются в воде и в виде раствора вводятся в приготавливаемую смесь из других компонентов. А, например, бифторид аммония, также являющийся высокогигроскопичным материалом, применяется в приготовлении растворов, заменяющих плавиковую кислоту в производстве матированных стекол.
И в том и другом случае при дозированной подаче гигроскопичных материалов в расходные емкости или реакторы, в которых готовятся водные растворы подобных веществ, происходит процесс активного испарения приготавливаемых жидкостей и интенсивное осаждение конденсата на лопасти дозирующих шнеков в зоне выгрузки материала. Это приводит к тому, что после выключения дозирующего шнека, материал находящийся в нем в зоне выгрузки поглощает испаряющуюся влагу и сильно облепляет вал и лопасти винта, затрудняя прохождение материала в следующем цикле дозирования и приготовления очередной порции раствора.
Учитывая также то, что дозирующие шнеки, подающие гигроскопичные материалы в расходные баки и реакторы, часто из-за общих конструктивных решений выполняются наклонными и имеют длину 2-3 м, а конденсируемая влага постепенно стекает и проникает вглубь шнека на 40-50 см после остановок шнека, повторное его включение из-за налипшего материала в зоне его выгрузки сильно затруднено и без дополнительной очистки даже невозможно.
Известно устройство для дозирования высокогигроскопичных компонентов стекольной шихты [1], содержащее шнековый питатель с двумя винтами, лопасти которых имеют возможность захода в рабочее пространство друг друга по всей длине шнека.
Недостатком этого устройства является то, что двухвальный шнек имеет ограниченную длину и не может использоваться в установках, в которых требуется наклонный питатель загрузки с длиной 2-3 м. Это связано как с трудностью изготовления длинных двухвальных винтовых питателей, так и с повышенной мощностью требуемого электропривода питателя.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для дозирования комкующихся компонентов стекольной шихты [2], у которого шнековый питатель разгрузки в зоне выгрузки материала содержит дополнительный шнек меньшей длины с малым диаметром винта, связанный с основным шнеком большего диаметра посредством зубчатой подачи.
Подобное питающее устройство может иметь длину до 5 м и позволяет повысить точность дозирования комкующихся компонентов стекольной шихты, но оно не предназначено для подачи высокогигроскопичных материалов, так как шнек с малым диаметром винта быстро обрастает налипающим материалом и перестает его транспортировать, особенно после некоторой остановки процесса дозирования.
Решаемая задача - повышение эффективности работы устройства для подачи гигроскопичных материалов в емкости для приготовления растворов и исключение отрицательного влияния конденсата, активно воздействующего на элементы конструкции питателя и дозируемый материал в зоне его выгрузки.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для подачи гигроскопичных материалов, содержащее основной шнековый питатель, начальный участок которого находится в выходной горловине весовой загрузочной воронки, и вспомогательный шнековый питатель меньшей длины, связанный с основным шнековым питателем посредством зубчатой передачи и расположенный под ним в зоне выгрузки материала, отличается тем, что лопасти основного и вспомогательного шнековых питателей имеют одинаковый диаметр и находятся во взаимном зацеплении, причем навивка лопастей основного и вспомогательного шнековых питателей выполнена разнонаправленной, а шаг их навивки в зоне выгрузки материала в 1,5-2 раза больше шага навивки в начале зоны взаимного зацепления лопастей.
Отличием данного технического решения от известного уровня техники является то, что взаимное зацепление лопастей основного и вспомогательного шнеков происходит на небольшом участке, равном длине короткого вспомогательного шнека. Это упрощает конструкцию устройства, снижает мощность электропривода шнека и приводит к эффективной очистке лопастей особенно сильно облепляемых материалом в зоне выгрузки его в емкость, бак или реактор с раствором.
Другим отличием является увеличивающийся шаг навивки лопастей основного и вспомогательного шнековых питателей. Это облегчает работу питателей в условиях активного поглощения влаги дозируемым материалом в зоне подачи его в емкость с раствором, так как снижает количество налипшего материала непосредственно перед разгрузочным отверстием устройства. Кроме того уменьшающийся шаг навивки лопастей в направлении от разгрузочного отверстия к загрузочному препятствует проникновению испаряемой влаги вглубь основного шнекового питателя, что особенно важно если питатель установлен наклонно.
На Фиг.1 показан общий вид устройства;
На Фиг.2 показан разрез А-А Фиг.1.
Устройство для подачи гигроскопичных материалов содержит: весовую загрузочную воронку 1 с выходной горловиной 2; основной шнековый питатель 3, установленный наклонно; электропривод 4 основного шнекового питателя 3, имеющего участок 5 с меньшим шагом навивки лопастей 6 и участок 7 с большим шагом навивки лопастей; вспомогательный шнековый питатель 8, имеющий участок 9 с меньшим шагом навивки лопастей 10 и участок 11 с большим шагом навивки лопастей; зубчатую передачу 12, передающую вращение от вала питателя 3 к валу питателя 8; разгрузочное отверстие 13; бак 14 для приготовления раствора, оборудованный мешалкой 15, электромагнитным клапаном 16 подачи воды в бак и электромагнитным клапаном 17, установленным на расходном трубопроводе 18 раствора 19.
Устройство работает следующим образом. Гигроскопичный материал (селитра, поташ, бифторид аммония и пр.) из весовой загрузочной воронки 1 (система взвешивания воронки не показана) через выходную горловину 2 поступает в основной шнековый питатель 3, который после включения электропривода 4 (система управления не показана) начинает транспортировать порцию материала в бак 14. Бак 14 оборудован мешалкой 15, которая при вращении обеспечивает растворение подаваемого материала в воде, которая поступает в бак через электромагнитный клапан 16, установленный на трубопроводе воды. После приготовления раствора 19 в баке 14 включается электромагнитный клапан 17 и подает необходимую порцию раствора в дальнейшую технологию. Наклонный шнековый питатель 3 имеет два участка 5, 7 с разным шагом навивки лопастей 6. Основной транспортирующий участок 5 имеет в 1,5-2 раза меньше шаг навивки, чем шаг навивки лопастей в зоне выгрузки материала (участок 7). Поскольку из-за испарения раствора 19 в баке 14 гигроскопичный материал в зоне разгрузочной воронки 13 начинает интенсивно поглощать влагу, происходит налипание гигроскопичного материала на лопасти питателя. Это налипание со временем затвердевает и начинает препятствовать нормальному транспортированию материала. Наличие вспомогательного шнекового питателя 8, лопасти 10 которого находятся во взаимном зацеплении с лопастями 6 основного шнекового питателя 3, позволяет устранить отрицательное влияние налипшего на лопасти гигроскопичного материала. Поскольку зубчатая передача 12 передает противоположное вращение валу вспомогательного питателя 8 от вала питателя 3, для обеспечения однонаправленного движения транспортируемого материала в обоих питателях навивка их лопастей выполнена разнонаправленной. Разнонаправленность навивки лопастей 6 и 10 необходима и для их взаимной очистки в процессе вращения шнековых питателей 3 и 8, находящихся во взаимном зацеплении. Лопасти 10 вспомогательного шнекового питателя 8 также имеют два участка 9, 11 с разным шагом навивки. На начальном участке 9 шаг навивки в 1,5-2 раза меньше шага навивки на участке 11, находящемся в зоне выгрузки материала. При этом длина участка 11 совпадает с длиной участка 7 основного шнекового питателя 3.
Увеличение шага навивки лопастей в зоне выгрузки материала уменьшает коэффициент заполнения шнековых питателей, что способствует меньшему налипанию материала. А меньший шаг навивки лопастей в начале зоны взаимного зацепления шнековых питателей (начало участка 8 и конец участка 5) создает большую плотность материала и препятствует проникновению испаряемой влаги из бака 14 вглубь основного шнекового питателя 3.
Таким образом, наличие в зоне выгрузки вспомогательного шнекового питателя 8, лопасти которого находятся во взаимном зацеплении с лопастями основного шнекового питателя 3, позволяет предотвратить интенсивное налипание материала на лопасти и повысить надежность работы устройства. Разнонаправленная навивка лопастей позволяет осуществить взаимное зацепление шнековых питателей, а меняющийся шаг навивки в зоне взаимного зацепления основного и вспомогательного шнековых питателей облегчает выгрузку материала в бак с приготавливаемым раствором и снижает степень проникновения конденсируемой влаги вглубь основного шнекового питателя.
Источники информации, на которые следует обратить внимание при экспертизе:
1. Устройство для дозирования высокогигроскопичных компонентов стекольной шихты. Патент РФ №2105732, кл. СОЗВ 3/00
2. Устройство для дозирования комкующихся компонентов стекольной Шихты (прототип). Патент РФ №2117640, кл. СОЗВ 3/00