ВИБРАЦИОННЫЙ ПИТАТЕЛЬ
VIBRATORY FEEDER

Изобретение относится к области дозирования сыпучих материалов и может быть использовано в стекольной, химической, металлургической и других отраслях промышленности.
Известен вибрационный конвейер-питатель (1) подвесной конструкции со свободно колеблющейся одномассной системой, состоящей из транспортирующего желоба, свободно подвешенного на упругих связях к неподвижным конструкциям, дебалансного вибратора и герметизирующих загрузочного и разгрузочного патрубков, выполненных из гибкого гофрированного материала.
Недостатком этого вибрационного питателя является односкоростной режим подачи материала и возможность срыва его с транспортирующего лотка по окончании дозированной загрузки материала в весовой бункер, что снижает точность и производительность дозирования.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является вибрационный питатель (2), включающий загрузочную воронку, транспортирующий лоток, закрепленный на подпружиненных подвесках, дебалансный электровибратор, отсечной затвор, пневмопривод отсечного затвора, состоящий из двух пневмоцилиндров, и герметизирующий кожух, снижающий пыление при пересыпке материала с лотка вибропитателя в приемный бункер тензометрического весового дозатора.
Недостатком этого вибрационного питателя является то, что для изменения режима дозирования при переходе с грубой загрузки на точную досыпку необходимо использование частотного регулятора, изменяющего частоту переменного напряжения, питающего электропривод вибратора. Это в отдельных случаях приводит к резонансным явлениям, которые особенно сильно проявляются в виде срыва материала с транспортирующего лотка по окончании дозирования и выключения дебалансного вибратора. Для снижения влияния переходных резонансных явлений требуется дополнительная электрическая схема точного останова дебалансного вибратора, что усложняет общую схему регулирования.
Другим недостатком данного технического решения является то, что отсечной поворотный затвор, предназначенный для исключения просыпания материала после завершения дозирования, не всегда четко срабатывает из-за наличия двух пневмоцилиндров и колебаний давления сжатого воздуха в питающей сети.
Кроме того, установка пневмоцилиндров и поворотного отсечного затвора на вибрирующий лоток снижает механическую надежность затвора из-за постоянных вибраций, увеличивает габариты лотка и ухудшает обслуживание, если дополнительно используется герметизирующий кожух.
Также в связи с тем, что ширина фронта подачи материала при грубой и точной загрузке одинаковая и определяется шириной транспортирующего лотка, случайные срывы материала могут происходить и при точной досыпке, снижая точность дозирования.
Решаемая задача - увеличение точности дозирования за счет исключения влияния резонансных явлений, стабилизации режима точной досыпки материала и повышения механической надежности.
Этот технический результат достигается тем, что вибрационный питатель сыпучих материалов, состоящий из загрузочной воронки, виброприводного транспортирующего лотка, закрепленного на подпружиненных подвесках, отсечного поворотного затвора с пневмоприводом и герметизирующего кожуха, выполненного в форме неподвижно закрепленной коробчатой конструкции с верхней крышкой и боковыми стенками, одна из которых оснащена загрузочным отверстием с уплотнением, дополнительно содержит сужающуюся по ходу движения материала распределительную воронку, соединенную с нижней частью герметизирующего кожуха и разделенную с помощью внутренней вертикальной перегородки на камеру грубой загрузки и камеру точной досыпки, при этом верх камеры точной засыпки расположен в зоне выгрузки материала из виброприводного транспортирующего лотка, а отсечной поворотный затвор с пневмоприводом установлен на разгрузочном отверстии камеры точной досыпки, причем площадь сечения разгрузочного отверстия камеры точной досыпки в 10…20 раз меньше площади сечения разгрузочного отверстия камеры грубой загрузки, а площадь сечения разгрузочного отверстия камеры грубой загрузки равна площади поперечного сечения виброприводного транспортирующего лотка.
Отличием данного технического решения от известного уровня техники является наличие сужающейся по ходу движения материала распределительной воронки, соединенной с нижней частью герметизирующего кожуха и разделенной с помощью вертикальной перегородки на камеру грубой загрузки и камеру точной досыпки.
Наличие дополнительной распределяющей воронки с камерой точной досыпки, верх которой расположен в зоне выгрузки материала из виброприводного транспортирующего лотка, исключает частотное регулирование работой дебалансностью вибратора и схему его точного останова, а также позволяет с помощью односкоростного нерегулируемого привода вибратора осуществлять двухскоростной режим грубой загрузки и точной досыпки материала за счет предварительного заполнения камеры точной досыпки частью подаваемого материала в режиме грубой загрузки и последующей гравитационной разгрузки камеры точной досыпки при выключенном приводе дебалансного вибратора.
Другим отличием является установка отсечного поворотного затвора с одним пневмоцилиндром на неподверженной вибрациям камере точной досыпки, площадь сечения разгрузочного отверстия которой в 10…20 раз меньше площади сечения разгрузочного отверстия камеры грубой загрузки. При этом площадь сечения разгрузочного отверстия камеры грубой загрузки равна площади поперечного сечения виброприводного транспортирующего лотка.
Установка отсечного поворотного затвора на неподвижно закрепленной камере точной досыпки повышает механическую надежность затвора и пневмопривода, уменьшает сечение разгрузочного отверстия и снижает высоту столба падающего материала в режиме точной досыпки, что существенно повышает точность дозированной подачи материала.
На Фиг.1 показан вибрационный питатель в исходном состоянии;
На Фиг.2 - режим грубой загрузки;
На Фиг.3 - режим точной досыпки;
На Фиг.4 - случайные просыпи материала между циклами дозирования.
Вибрационный питатель содержит: загрузочную воронку 1 с уплотнением 2, транспортирующий лоток 3 с дебалансным вибратором 4; подпружиненные подвески 5; герметизирующий кожух 6 с загрузочным отверстием 7 и уплотнением 8; распределительную воронку 9 с вертикальной перегородкой 10; камеру грубой загрузки 11 с разгрузочным отверстием 12; камеру точной досыпки 13 с разгрузочным отверстием 14, отсечной поворотный затвор 15 с пневмоприводом 16. Загрузка материала осуществляется в приемный бункер тензометрического весового дозатора 17.
Вибрационный питатель работает следующим образом. В исходном состоянии дебалансный вибратор 4 выключен, а отсечной поворотный затвор 14 закрыт (Фиг.1). При этом материал с транспортирующего лотка 3 и материал из камеры точной досыпки 12 не поступает в приемный бункер тензометрического весового дозатора 17.
По команде системы управления (на чертежах не показана) включается дебалансный вибратор 4 и материал из загрузочной воронки 1 за счет колебаний транспортирующего лотка 3, связанного с воронкой 1 с помощью уплотнений 2 и подпружиненных подвесок 5, начинает продвигаться вперед и выгружаться (Фиг.2) через герметизирующий кожух 6; загрузочное отверстие 7 которого снабжено уплотнениями 8, снижающими пыление материала при работе вибрационного питателя, и распределительную воронку 9, разделенную с помощью вертикальной перегородки 10 на камеру грубой загрузки 11 и камеру точной досыпки 13. Основная часть материала (это определяется положением перегородки 10), ссыпаясь с лотка 3, проходит через камеру грубой загрузки 11 и попадает в приемный бункер тензометрического весового дозатора 17. Начинается режим интенсивной (грубой) загрузки. Одновременно часть материала отсекается перегородкой 10 и попадает в камеру точной досыпки 13, постепенно заполняя ее. При заполнении камеры точной досыпки 13 меньшая часть материала, которая отсекалась от основного потока, пересыпается в камеру грубой загрузки 11.
По окончании режима грубой загрузки (примерно 95% набранного веса в дозаторе 17) система управления процессом дозирования (на чертеже не показана) выключает вибратор 4 и материал с лотка 3 перестает выгружаться.
Часть материала с лотка 3 при выключении дебалансного вибратора 4 может ссыпаться за счет переходных резонансных явлений и попадает либо в весовой дозатор 17, либо в камеру точной досыпки 13, если она не полностью заполнена.
После успокоения весовой системы и вибрационного питателя (2-3 секунды) по сигналу системы управления включается пневмопривод 16 и отсечной поворотный затвор 15 открывается (Фиг.3). Начинается режим точной досыпки материала. Поскольку площадь сечения разгрузочного отверстия 14 камеры точной досыпки 13 в 10…20 раз меньше площади сечения разгрузочного отверстия 12 камеры грубой загрузки 11, гравитационное истечение материала происходит в 10…20 раз менее интенсивно, чем в режиме грубой загрузки.
По окончании режима точной досыпки система управления выключает пневмопривод 16 и отсечной поворотный затвор 15 закрывается. При этом в камере точной досыпки 13 остается небольшое количество материала.
Если между циклами дозирования за счет внешних вибраций небольшая часть материала ссыпается с транспортирующего лотка 3, то она попадает не в приемный бункер дозатора 17, а в камеру точной досыпки 13 и не ухудшает точность дозирования (Фиг.4).
Таким образом, наличие распределительной воронки, состоящей из камеры грубой загрузки и камеры точной досыпки, позволяет использовать односкоростной режим работы вибратора при двухскоростной подаче материала, исключает использование дорогостоящего частотного регулятора и схемы точного останова электродвигателя вибратора.
Поскольку режим точной досыпки осуществляется за счет гравитационного истечения материала из камеры точной досыпки, исключается влияние резонансных явлений при выключении вибратора, так как в режиме точной досыпки дебалансный вибратор не работает.
Кроме того, расположение отсечного поворотного затвора на конструкции, не подверженной вибрациям, повышает механическую надежность пневмопривода, а существенное уменьшение площади сечения разгрузочного отверстия снижает интенсивность истечения материала в режиме точной досыпки и повышает четкость срабатывания отсечного затвора.
Все это стабилизирует режим заполнения приемного бункера весового дозатора и повышает точность дозированной подачи материала.
Источники информации
1. Спивановский А.О., Дьячков В.Н. Транспортирующие машины. - М.: Машиностроение, 1968 - 378 с.
2. Ефременков В.В., Ручкин В.В. Вибрационные транспортно-технологические механизмы для производства стекольной шихты // Glass Russia. - 2009. - №6. - с.22-26 (прототип).