ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПУСКА СВЯЗНЫХ, ЛИПКИХ И СЛЕЖИВАЮЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ

Техническое решение относится к химической, нефтехимической, горноперерабатывающей, строительной, фармацевтической, лакокрасочной и другим отраслям промышленности, а так же к экологическим процессам переработки твердообразных материалов, где производят загрузку связных, липких и слеживающихся материалов из емкостей или бункеров в шнековые машины и экструдеры.
Известны вибрационные устройства в шнековых машинах и экструдерах, включающие загрузочный бункер с круглым сечением и плавным уменьшением диаметра и вибратор, присоединенный к загрузочному бункеру. [Раувендаль, К. Экструзия полимеров: пер. с англ./ К.Раувендаль; под ред. А.Я.Малкина.- СПб.: Профессия, 2008. 67-68 с.].
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность конструкции вибратора, требующая отдельного электрического, гидравлического или пневматического привода. Это приводит к дополнительным затратам энергии, и уменьшает время эксплуатации в связи с потерей герметичности сварочных швов на бункере, что в конечном итоге приводит к снижению производительности.
Известно вибрационное устройство для выпуска сыпучих и связных материалов, включающее упругий рабочий орган, установленный на раме, вибропривод и приспособление, регулирующее поток выпускаемого материала, при этом приспособление выполнено в виде ротора с лопастями. [Описание полезной модели к патенту №55752 РФ, B65G 27/10, 2006 г.]
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность конструкции, связанная с установкой вибропривода на раме. Кроме того, вибрация увеличивает затраты энергии и уменьшает время эксплуатации жестко закрепленного устройства из-за разрушения сварных швов и нарушения герметизации и в конечном счете уменьшает общую производительность вибрационного устройства.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков и принятому за прототип является вибрационное устройство для выпуска связных, липких и слеживающихся материалов, включающее упругий рабочий орган переменной кривизны, выполненный в виде пластин и взаимодействующий с подвижным опорным элементом, представляющим собой шнек с неподвижно закрепленной на его валу втулкой с зубцами, равномерно расположенными на ее боковой поверхности. [Описание полезной модели к патенту №108423, РФ, B65G 27/10, 2011 г.]
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная производительность устройства из-за недостаточной вибрации материала у стенок загрузочного участка и малой осевой подачи перерабатываемого материала в зоне установки втулки с зубцами.
Техническим результатом вибрационного устройства для выпуска связных, липких и слеживающихся материалов является увеличение производительности за счет усиления вибрации перерабатываемого материала у стенок загрузочного участка и осевой подачи материала на загрузочном участке к шнеку.
Поставленный технический результат достигается тем, что вибрационное устройство для выпуска связных, липких и слеживающихся материалов, включающее упругий рабочий орган переменной кривизны, выполненный в виде набора пластин и закрепленный на загрузочном участке подвижный опорный элемент, представляющим собой шнек с неподвижно закрепленной на валу шнека втулкой с зубцами, равномерно расположенными на ее боковой поверхности, при этом загрузочный участок герметично соединен с корпусом шнека манжетой, обеспечивающей возможность его колебаний относительно корпуса, втулка и пластины упругого, рабочего органа установлены с внешней стороны загрузочного участка, а внутри загрузочного участка по его периметру в зоне установки манжеты закреплены отражательные козырьки.
Герметичное соединение загрузочного участка с корпусом шнека манжетой, обеспечивающей возможность его колебаний относительно корпуса, предотвращает вытекание связных, липких и слеживающих материалов из загрузочного участка наружу и позволяет загрузочному участку совершать колебательные движения относительно корпуса.
Установка втулки и пластины упругого рабочего органа с внешней стороны корпуса и загрузочного участка позволяет передавать вибрацию на перерабатываемый материал у стенок корпуса и увеличивает осевую подачу материала на загрузочном участке к шнеку за счет динамического воздействия колебаний стенок загрузочного участка и тиксотропного разжижения материала, а кроме того уменьшает гидравлическое сопротивление на выходе материала из загрузочного участка в корпус шнека.
Закрепление внутри загрузочного участка по его периметру в зоне установки манжеты отражательных козырьков предотвращает затекание материала внутрь манжеты, что могло приводить к уменьшению вибрации загрузочного участка относительно корпуса шнека.
Все вышесказанное приводит к стабильной подаче материала из загрузочного участка в корпус шнека с высокой производительностью за счет усиления вибрации, передаваемой от стенок загрузочного участка к материалу, его тиксотропному разжижению и непрерывной осевой подачи материала на загрузочном участке к шнеку, а также снижению гидравлического сопротивления при колебательном течении материала внутри загрузочного участка, что также способствует увеличению производительности.
На фиг. схематично представлен общий вид вибрационного устройства для выпуска связных, липких и слеживающихся материалов.
Оно состоит из корпуса 1, вала 2 со шнеком 3, работающим от привода 4, и загрузочного участка 5, который герметично соединен с корпусом 1 манжетой 6, обеспечивающей возможность колебаний загрузочного участка 5 относительно корпуса 1. Манжета 6 выполнена из эластичного материала, например, резины. Внутри загрузочного участка 1 по его периметру в зоне установки манжеты 6 закреплены отражательные козырьки 7. С внешней стороны корпуса 1 на валу 2 установлена втулка 8 с зубцами, равномерно установленными на ее боковой поверхности. С внешней стороны загрузочного участка 5 установлены пластины 9 упругого рабочего органа переменной кривизны, взаимодействующие на свободном конце с зубцами втулки 8.
Вибрационное устройство работает следующим образом.
Включают привод 4, который приводит во вращение вал 2 со шнеком 3 и втулку 8. При вращении втулки 8, свободные концы пластин 9, находящиеся в зацеплении с зубцами втулки 8 отклоняются в сторону вращения, а затем быстро выходят из зацепления с этими зубцами, совершая колебательные движения, которые передаются загрузочному участку 5 и материалу в нем находящемуся. Этот материал под действием вибрации тиксотропно разжижается с уменьшением сил терния со стенками загрузочного участка 5 и свободно стекает под действие сил тяжести к гребням шнека 3. Манжета 6, выполненная из эластичного материала, обеспечивает свободные колебания загрузочного участка 5 относительно корпуса 1, а ее герметичное соединение с корпусом 1 и загрузочным участком 5 предотвращает вытекание материала наружу. Отражательные козырьки 7 при отекании материала из загрузочного участка 5 в корпус 1 предотвращает затекание материала внутрь манжеты 6 и направляют его к гребням шнека 3.
Таким образом, герметичное соединение корпуса 1 с загрузочным участком 5 манжетой 6, закрепление внутри загрузочного участка в зоне установки манжеты отражательных козырьков 7, а также установка с внешней стороны корпуса 1 на валу 2 втулки 8 с зубцами и с внешней стороны загрузочного участка - пластин 9 упругого рабочего органа, взаимодействующих с зубцами втулки, позволяет создавать вибрацию загрузочного участка без применения специальных вибрационных механизмов, под действием которой материал тиксотропно разжижается и стекает под действием сил тяжести к гребням шнека 3, что приводит к увеличению производительности за счет вибрации перерабатываемого материала у стенок загрузочного участка и интенсивной непрерывной его осевой подачи к шнеку.