ВИБРАЦИОННЫЙ ДОЗАТОР
VIBRATING PROPORTIONER

Изобретение относится к дозирующим устройствам сыпучих материалов и может быть использовано в комбикормовой, химической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности.
Известно «Устройство для вибрационной обработки» (А.С. №1066788; B24B 31/06, 1984), содержащее упруго установленный на основании контейнер с установленным внутри него и выполненным в виде кассеты с набором пружин ворошителем, пружины образованы из отдельных элементов с расположенными между ними дополнительно введенными в устройство ворошителями с лопастями и валами, при этом валы надеты на свободные концы пружинных элементов.
Недостатками известного устройства является низкое качество дозирования, недостаточное разрыхление материала возле стенок контейнера, а также сложность конструкции ворошителей и их эксплуатации.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является вибрационный дозатор, содержащий разделенный на секции корпус коробчатой формы в виде клина с выпускными окнами, плиту с отверстиями, совпадающими с выпускными окнами секций корпуса, и направляющими пазами, в которых размещены регулируемые заслонки для выдачи доз компонентов, на внутренней скошенной стороне корпуса установлены активаторы, а с внешней стороны - вибропривод, представляющий собой установленный на раме вибрационного дозатора эксцентриковый вибровозбудитель с шатунами, имеющими разные эксцентриситеты, шатуны насажены на один вал и соединены с дном каждой секции корпуса, выполненным из упругого материала.
Недостатками известного устройства является затухание колебаний в верхних слоях материала, приводящее к сводообразованию, небольшой объем секций корпуса из-за ограниченной нагрузки на упругое дно и эксцентриковый привод, превышение нагрузки влечет к повышению энергоемкости процесса и применения дорогостоящих и высокопрочных материалов.
Цель изобретения - повышение эффективности процесса дозирования разных сыпучих компонентов одновременно в требуемых пропорциях, за счет исключения затухания колебаний в верхних слоях материала, приводящих к сводообразованию, снижению энергоемкости, улучшению равномерности истечения компонентов в зависимости от их физико-механических свойств и повышению надежности работы вибрационного дозатора.
Указанная цель достигается тем, что в вибрационном дозаторе, содержащем разделенный на секции корпус коробчатой формы в виде клина с выпускными окнами, плиту с отверстиями, совпадающими с выпускными окнами секций корпуса, и направляющими пазами, в которых размещены регулируемые заслонки для выдачи доз компонентов, на внутренней скошенной стороне корпуса установлены активаторы, а с внешней стороны - вибропривод, в отличие от прототипа внутри корпуса на подшипниковых опорах установлен вал, проходящий через все секции корпуса, на котором радиально внутри каждой секции одним концом установлены ворошители, длина которых не превышает расстояния от вала до стенок корпуса и активаторов, в противном случае будет происходить зацепление ворошителей, приводящее к нарушению работоспособности вибрационного дозатора. Ворошители выполнены в виде спиралевидных прутков, причем наружный диаметр и шаг прутков равны ширине выпускных окон, что позволяет интенсивно разрыхлять дозируемые компоненты перед выпускными окнами с меньшим сопротивлением. Ворошители в каждой секции корпуса установлены относительно друг друга со смещением по винтовой линии для равномерной нагрузки на привод при уменьшении количества сыпучего материала в секциях корпуса в конце выгрузки до уровня, меньшего высоты ворошителей по наружному диаметру их концов в вертикальной плоскости.
Установка ворошителей исключает сводообразование сыпучих материалов в корпусе, повышает их сыпучесть и положительно влияет на их равномерное истечение, способствует увеличению объема каждой секции, снижению энергоемкости процесса. Применение ворошителей в виде спиралевидных прутков, длина которых не превышает расстояние от вала до стенок корпуса и активаторов, позволяет эффективно разрыхлять трудно сыпучий материал, при этом наружный диаметр и шаг спиралевидных прутков равны ширине выпускных окон, которые меньше ширины секции корпуса, что позволяет им совместно с активаторами интенсивно разрыхлять и приводить в «псевдоожиженное» состояние дозируемые компоненты перед выпускными окнами с меньшим сопротивлением, что в итоге улучшает условия равномерного истечения материала из секций корпуса.
По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, гарантирующих сущность заявляемого изобретения, не известна и не следует явным образом для специалиста из уровня техники. В результате патентного поиска не выявлена известность влияния новой совокупности признаков на достижение заявляемого технического результата, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".
Совокупность существенных признаков, характеризующих изобретение, в принципе может быть многократно использована в сельском хозяйстве, комбикормовой, химической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности для дозирования сыпучих материалов и обеспечивает достижение поставленной цели - повышение эффективности процесса дозирования разных сыпучих компонентов одновременно в требуемых пропорциях, за счет исключения затухания колебаний в верхних слоях материала, приводящих к сводообразованию, снижению энергоемкости, улучшению равномерности истечения компонентов в зависимости от их физико-механических свойств и повышению надежности работы вибрационного дозатора, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость".
Сущность заявляемого решения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен вибрационный дозатор, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - вид В на фиг.2.
Вибрационный дозатор (фиг.1) состоит из корпуса 1 коробчатой формы в виде клина с секциями, установленного жестко на раме 2. На скошенной внутренней стороне корпуса 1 (фиг.2) установлены активаторы 13, а с внешней стороны (фиг.3) - эксцентриковый вибровозбудитель с шатунами 19. Шатуны 19 насажены на один эксцентриковый вал 20 в подшипниковых опорах 25 и соединены шарнирно посредством пальцев 14 и пластин 24 с проушинами 18 с дном 21 каждой секции корпуса 1, выполненным из упругого материала. На передней стенке корпуса 1 вертикально установлена плита 11 (фиг.1) с отверстиями 17 (фиг.2), совпадающими с выпускными окнами 16 секций корпуса 1, и направляющими пазами 12, в которых в вертикальной плоскости перемещаются регулируемые заслонки 10 и ползуны 8, имеющие зубчатые рейки 7 (фиг.1). Регулируемые заслонки 10, выполненные с режущими концами, установлены в направляющих пазах 12 с возможностью их перемещения в вертикальной плоскости и соединены с ползунами 8 посредством фиксаторов 9. Зубчатые рейки 7 ползунов 8 находятся в зацеплении с зубчатыми колесами 3, которые насажены на вал 6 ручного привода 4. Вал 6 зубчатых колес 3 установлен в подшипниковых опорах 5, прикрепленных к корпусу 1. Внутри корпуса на подшипниковых опорах 26 (фиг.4) установлен вал 27, проходящий через все секции корпуса, на котором радиально внутри каждой секции установлены относительно друг друга со смещением по винтовой линии ворошители 28, которые выполнены в виде спиралевидных прутков. Наружный диаметр и шаг спиралевидных прутков равны ширине выпускных окон, которые меньше ширины секции корпуса, длина ворошителей не превышает расстояние от вала до стенок корпуса и активаторов. Использование ворошителей позволяет снизить нагрузку на упругое дно корпуса и увеличить объем каждой секции.
Вибрационный дозатор работает следующим образом. Секции корпуса 1 (фиг.1) заполняются сыпучими компонентами в требуемом соотношении. В зависимости от требуемого соотношения компонентов до загрузки бункера сначала устанавливается величина открытия выпускных окон с помощью заслонок 10, которые регулируются в направляющих пазах 12 (фиг.2) плиты 11 на необходимый ход фиксаторами 9 в ползунах 8. Регулируемые заслонки 10 и ползуны 8 перемещаются совместно в одних и тех же направляющих пазах 12. Ползуны 8 находятся на одном горизонтальном уровне также, как и зубчатые колеса 3 на валу 6 ручного привода 4. При включении электродвигателя 22 (фиг.3) через гибкую передачу 23 передается крутящий момент на эксцентриковый вал 20, закрепленный в подшипниковых опорах 25, от которого осуществляется привод установленных ворошителей 28 (фиг.4) на валу 27, проходящего через все секции корпуса и установленного на подшипниковых опорах 26. Совершая вращательное движение, ворошители, выполненные в виде спиралевидных прутков, разрыхляют сыпучий материал над активаторами, тем самым улучшаются условия состояния «псевдоожижения». Шатуны 19 (фиг.3), насаженные на эксцентриковый вал 20 и имеющие разные эксцентриситеты, создают колебательные движения упругого дна 21 каждой секции корпуса 1. От вибрирующей поверхности упругого дна каждой секции корпуса передаются колебательные движения активаторам 13. Активаторы 13 приводят в состояние «псевдоожижения» сыпучие компоненты в секциях корпуса, особенно интенсивно на скошенной стороне. Состояние «псевдоожижения» исключает сводообразование сыпучих материалов в корпусе, повышается их сыпучесть, что положительно влияет на их равномерное истечение и этому способствует установка шатунов 19 с разными эксцентриситетами, шарнирно соединенными с дном каждой секции, что позволяет регулировать параметры вибрации: амплитуду и частоту колебаний упругого дна в зависимости от физико-механических свойств материала.
Применение ворошителей 28 в виде спиралевидных прутков, длина которых не превышает расстояние от вала 27 до стенок корпуса 1 и активаторов 13, позволяет эффективно разрыхлять трудносыпучий материал. Наружный диаметр и шаг спиралевидных прутков равны ширине выпускных окон, которые меньше ширины секции корпуса, что позволяет интенсивно разрыхлять дозируемые компоненты перед выпускными окнами 16 с меньшим сопротивлением. Установка ворошителей 28 относительно друг друга со смещением по винтовой линии обеспечивает снижение энергозатрат на привод ворошителя, который зависит от высоты заполнения каждой секции корпуса 1. Количество ворошителей 28 каждой секции выбирается в зависимости от физико-механических свойств материала.
Заслонки 10 открываются одновременно при движении вверх рукоятки ручного привода 4, которая соединена с валом колес 3. Зубчатые колеса 3 вращаются и поднимают зубчатую рейку 7 вместе с ползунами 8 и заслонками 10 в направляющих пазах 12 плиты 11. При открытии заслонок 10 происходит равномерное одновременное истечение сыпучих компонентов из секций корпуса 1 через выпускные окна 16. Для закрытия заслонок 10 необходимо рукоятку ручного привода 4, имеющего фиксатор хода, опустить вниз.
Установка регулируемых заслонок 10 в ползунах 8 и направляющих пазах 12 плиты 11 с возможностью их фиксации и перемещения в вертикальной плоскости позволяет регулировать подачу различных компонентов из каждой секции в требуемом соотношении, а также повысить производительность установки за счет увеличения размеров выпускных окон, которые могут ограничиваться размерами передней стенки с плитой 11. Регулируемые заслонки 10 выполнены с режущими концами для исключения заедания их в направляющих пазах 12, возникающего вследствие засорения их частицами материала. Вышеприведенные условия положительно влияют на надежность работы установки.
Технико-экономический эффект достигается повышением равномерности истечения сыпучих компонентов в зависимости от их физико-механических свойств сыпучего материала, увеличением производительности установки и снижением энергоемкости процесса, а также повышением надежности ее работы.