СВОДОРАЗРУШАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУНКЕРОВ

Сводоразрушающее устройство для бункеров
Полезная модель относится к бункерным устройствам для хранения и выгрузки сыпучих материалов и может быть использована в различных отраслях народного хозяйства для интенсификации истечения.
Наиболее близким по выполнению является вибрационное бункерное устройство, содержащее корпус бункера с коническим днищем, расположенную в нем подвижную стенку и соединенный с ней вибропривод. В стенках конического бункера выполнены отверстия. Подвижная стенка в бункере имеет возможность перемещаться по ходу движения сыпучего материала, тем самым позволяя за счет направленных импульсов активировать движение сыпучего материала (патент СССР №SU 1779653 A1, МПК B65D 88/68, 2006 г.).
Недостатком известного вибрационного бункерного устройства является то, что весь столб сыпучего материала оказывает давление на рабочие органы сводоразрушающего устройства, что приводит к интенсивному износу и повышенным энергозатратам.
Известен бункер для сыпучих материалов, содержащий корпус, днище, сводоразрушающее устройство. Сводоразрушающее устройство, включающее в себя герметичный кожух с дном, штангу, рабочими элементами в виде ножей (RU №2170207 С1, МПК B65D88/68)
Недостатком данного устройства является сложность конструкции, также повреждение сыпучего материала при работе сводоразрушителя.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение эффективной разгрузки хранящегося в бункере сыпучего материала (склонного к сводообразованию), увеличение скорости истечения, обеспечение минимальных подач сыпучего материала из бункера.
Технический результат достигается с помощью устройства разрушения сводов в бункере для сыпучих материалов, включающего в себя переднюю стенку, состоящего из двух боковых стенок, имеющих вертикальное положение, наклонное дно и выпускное отверстие, торцевая стенка которого состоит из двух частей, одна из которых может совершать колебания в упругих элементах, закрепленных на неподвижной части бункера под действием сил, создаваемых вибратором.
Технический результат достигается тем, что часть торцевой стенки бункера закреплена в упругих элементах, позволяющих торцевой стенке совершать колебания под воздействием жестко закрепленного на ней вибратора.
Такая конструкция позволяет интенсифицировать истечение сыпучего материала из бункера в результате разрушения динамических и статических сводов.
На фиг. 1, представлен общий вид бункера со сводоразрушающим устройством, где 1 - вибратор, 2 - вибрирующая часть торцевой стенки, 3 - упругие элементы, 4 и 5 - вертикальные боковые стенки, 6 - вертикальная торцевая стенка, 7 - вертикальная задняя стенка, 8 - наклонное дно.
Бункер со сводоразрушителем работает следующим образом. Сыпучий материал загружают в накопительную часть. Материал под действием силы тяжести движется по поверхности боковых стенок 4, 5, задней и торцевой стенки 7, 6 и днища 8 в сторону выпускного отверстия. В результате образования сводов истечение зернового материала из бункера носит пульсирующий характер или вовсе прекращается. Далее включается вибратор 8, который жестко закреплен на части торцевой стенки 2, в результате чего вибрирующая торцевая стенка 2 начинает совершать колебания в упругих элементах 3. Создаваемая вибрация части торцевой стенки 2 разрушает образующиеся (или образованные) своды, тем самым интенсифицируя истечение.
Для определения ширины Ls вибрирующей части стенки 2 на фиг. 1а., предлагается использовать выражение (1).
(1)
где d - условный диаметр частицы сыпучего материала (м.);
15d - размер сечения из частиц сыпучего материала, на котором возможно образование сводов (для различных с/х культур это значение расположено в диапазоне 12d..20d, шт.);
h - высота выпускного отверстия бункера;
a - угол наклона днища 8 к горизонту.
Значение амплитуды вибрации части торцевой стенки А предлагается находить из выражения (2).
(2)
где a - угол наклона днища бункера к горизонтали;
n
S - расстояние между опорами свода, состоящего из n частиц, определяемое из выражения (3);
(3)
(n+1)
S- расстояние между опорами свода, состоящего из n+1 частиц, определяемое из выражения (4);
(4)
- коэффициент поправки формы частицы определяемый из выражения (5).
(5)
где n - число частиц в своде (n=3,4..15);
- угол укладки сыпучего материала в бункере.
Значение частоты вибраций торцевой стенки 2 выбирается равной частоте разрушения сводов (для различных с/х культур это значение расположено в диапазоне 10..35 Гц.);
Вибратор сводоразрушителя может быть механический, электромагнитный и др.
Ниже приведены примеры осуществления полезной модели.
Пример 1. Использование сводоразрушающего устройства для интенсификации истечения.
Высота выпускного отверстия бункера для подачи 25 т/ч зернового материала (пшеница, влажность 14%) составляет 35 мм., угол наклона днища составляет a=45 град., сыпучий материал имеет условный диаметр частицы d=0.0043 м., угол укладки сыпучего материала в бункере=62 град. Максимальный размер, на котором возможно образование сводов используемого сыпучего материала - 16,5d, частота разрушения сводов 26 Гц. Необходимо определить параметры и режимы работы сводоразрушающего устройства, при которых истечение (при неизменных конструктивных параметрах бункера) будет максимально интенсифицировано, в результате разрушения динамических сводов.
1. Определим ширину Ls от щели бункера, на которой возможно образования сводов, по формуле (1):
Таким образом, от верхней границы выпускного отверстия на 0,065 м вверх должна быть расположена вибрирующая часть торцевой стенки.
2. Определим амплитуду А, которой должна обладать вибрирующая часть торцевой стенки по формуле (2):
3. Выбор частоты работы сводоразрушающего устройства выбирается исходя из частоты разрушения сводов таким образом, чтобы частота вибрации стенки равнялась частоте разрушения сводов (26 Гц, в данном примере).
Ответ: Для максимально возможной интенсификации истечения (в результате разрушения сводов) при данной высоте выпускного отверстия необходимо, чтобы вибрирующая часть торцевой стенки бункера высотой (Ls=0,065 м) совершала колебания в упругих элементах с частотой разрушения сводов (26 Гц) и амплитудой А=0.00336 м.
Пример 2. Использование сводоразрушающего устройства для организации минимальной подачи зернового материала из бункера.
При высоте выпускного отверстия бункера равной 30 мм подача зернового материала из бункера равна 10 т/ч. Необходимо обеспечить подачу зернового материала из бункера 3 т/ч. Известно, что при высоте выпускного отверстия 15 мм подача зернового материала соответствует подаче 3 т/ч, но в результате образования статических сводов истечение не происходит; угол наклона днища a=60 град., используется сыпучий материал горох (влажность 15%), с условным диаметром частицы d=0.0055 м, углом укладки сыпучего материала =57 град., максимальный размер, на котором возможно образование сводов используемого сыпучего материала - 13,5d, частота образования сводов 16 Гц, частота разрушения сводов 22 Гц. Определить параметры и режимы сводоразрушающего устройства, позволяющего организовать требуемый режим истечения.
1. Определим ширину Ls от щели бункера, на которой возможно образования сводов, по формуле (1):
Таким образом, от начала выпускного отверстия на 0,0707 м вверх должна быть расположена вибрирующая часть торцевой стенки.
1. Определим амплитуду А, которой должна обладать вибрирующая часть торцевой стенки по формуле (2):
2. Выбор частоты работы сводоразрушающего устройства выбирается исходя из частоты разрушения сводов. Таким образом, чтобы частота вибрации стенки равнялась частоте разрушения сводов (22 Гц, в данном примере).
Ответ: для обеспечения подачи при выбранной высоте выпускного отверстия необходимо, чтобы вибрирующая часть торцевой стенки бункера высотой (Ls=0,0707 м) совершала колебания в упругих элементах с частотой разрушения сводов (22 Гц) и амплитудой А=0.00512 м.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить интенсификацию истечения зернового материала из бункера в результате разрушения динамических и статических сводов.