RU2161587C1

RU2161587C1 - Hopper for loose materials

Info

Publication number: RU2161587C1
Application number: RU99114903A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Буробин; Ю.И. Горбалетов; И.Н. Сажнев
Priority date: 1999-07-08
Filing date: 1999-07-08
Publication date: 2001-01-10

Abstract

FIELD: different industries; storage and dispensing of difficult-to-flow materials. SUBSTANCE: proposed hopper for loose materials is provided with bridge breaker made in form of horizontal shaft with disks secured on shaft with tilting. Each disk is made so that profile of its projection onto plane perpendicular to shaft has the form of equilateral curvilinear triangle with convex sides. Hollow shaft is connected with rotation drive by means of one-stage planetary reduction gear. EFFECT: facilitated unloading of material. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для хранения и последующей выдачи трудносыпучих материалов, например молотого мела, склонного к слеживанию и сводообразованию, и может найти применение в строительной и других отраслях народного хозяйства. The invention relates to devices for storage and subsequent issuance of bulk materials, such as ground chalk, prone to caking and arching, and may find application in the construction and other sectors of the economy.

Известно бункерное устройство для сыпучих материалов, содержащее корпус и вмонтированный в его стенки горизонтальный вал, снабженный сводообрушителем, выполненным в виде дисков, на поверхности которых имеются фигурные приливы (Патент ФРГ N 949936, кл. 81е 136, опублик. 1956). A bunker device for bulk materials is known, comprising a housing and a horizontal shaft mounted in its walls, equipped with a shredder made in the form of disks on the surface of which there are curly tides (German Patent No. 949936, class 81e 136, published. 1956).

Однако такое бункерное устройство обеспечивает ограниченную зону сводообрушения. However, such a bunker device provides a limited collapse zone.

Известен также бункер для сыпучих материалов, содержащий корпус и механизм для сводообрушения, включающий горизонтальный вал с закрепленными на нем дисками с отверстиями (Патент Германии N 700090, кл. 81е 136, опублик. 1940). Also known is a hopper for bulk materials, comprising a housing and a mechanism for collapse, including a horizontal shaft with disks mounted on it with holes (German Patent No. 700090, class 81e 136, published. 1940).

В данном устройстве зона рыхления материала расширена. Однако, вследствие того, что сводообрушитель установлен вблизи стенки корпуса, его воздействие на свод имеет местное значение. In this device, the loosening zone of the material is expanded. However, due to the fact that the demolition arm is installed near the wall of the body, its effect on the arch is of local importance.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является бункер для сыпучих материалов, содержащий корпус и размещенный в нем сводообрушитель, включающий приводной горизонтальный вал с наклонно закрепленными дисками, смежные из которых наклонены навстречу один другому (авт. свид. СССР N 1155512, кл. B 65 D 88/68, 1983). The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a hopper for bulk materials, comprising a housing and a collapsor located in it, including a horizontal drive shaft with inclined mounted disks, adjacent of which are inclined towards one another (ed. Certificate of the USSR N 1155512, class B 65 D 88/68, 1983).

Такое техническое решение бункера для сыпучих материалов направлено на повышение эффективности сводообрушения. This technical solution of the hopper for bulk materials is aimed at increasing the efficiency of collapse.

Однако, как показала практика его использования, схемно-конструктивные особенности сводообрушителя накладывают определенные условия на протекание процесса сводообрушения сыпучего материала и его выгрузки, причем он является глубоко зависимым от кинематики движения рабочих элементов сводообрушителя, физико-механических свойств перегружаемого материала и его фракционного состава. В частности, при круговом движении наклонных дисков горизонтального вала сводообрушителя значительно снижается эффективность их динамического воздействия на свод слежавшегося материала и его структурно-агрегатного состояния, при этом процесс перемещения материала в клиновидном междисковом пространстве характеризуется повышенной энергоемкостью. However, as shown by the practice of its use, the circuit-structural features of the demolisher impose certain conditions on the process of demolition of bulk material and its unloading, and it is deeply dependent on the kinematics of movement of the working elements of the demolition material, the physicomechanical properties of the material being overloaded, and its fractional composition. In particular, with the circular motion of the inclined disks of the horizontal shaft of the shaft breaker, the effectiveness of their dynamic effects on the arch of caked material and its structural-aggregate state is significantly reduced, while the process of moving the material in a wedge-shaped interdisc space is characterized by increased energy intensity.

Задача предлагаемого изобретения - повысить эффективность сводообрушения перегружаемого материала за счет изменения структурной схемы привода и годографа движения контурной поверхности наклонных дисков горизонтального вала сводообрушителя. The objective of the invention is to increase the efficiency of collapse of the overloaded material by changing the structural diagram of the drive and the travel time curve of the contour surface of the inclined discs of the horizontal shaft of the collapse breaker.

Поставленная задача достигается тем, что в бункере для сыпучих материалов, содержащий корпус и размещенный в нем сводообрушитель, включающий приводной горизонтальный вал с наклонно установленными дисками, смежные из которых наклонены навстречу один другому, согласно изобретению каждый диск горизонтального вала выполнен с профилем его проекции на перпендикулярную валу плоскость в форме равностороннего криволинейного треугольника с выпуклыми сторонами, при этом вал с наклонно закрепленными дисками соединен с приводом его вращения посредством одноступенчатого планетарного редуктора. This object is achieved in that in the hopper for bulk materials, comprising a housing and a casing demounter housed therein, including a horizontal drive shaft with inclined discs, adjacent of which are inclined towards one another, according to the invention, each horizontal shaft disc is made with a profile of its projection onto the perpendicular the shaft is a plane in the form of an equilateral curved triangle with convex sides, while the shaft with inclined mounted disks is connected to the drive of its rotation along redstvom single-stage planetary gear unit.

На фиг.1 показано предлагаемое бункерное устройство для сыпучих материалов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Figure 1 shows the proposed bunker device for bulk materials, General view; figure 2 is a section aa in figure 1.

Бункер содержит корпус 1 в форме усеченного конуса и размещенный в нем сводообрушитель, включающий приводной горизонтальный вал 2 с наклонно закрепленными дисками 3. Диски закреплены на валу 2 под углом к его продольной оси вращения, равным или больше угла естественного откоса сыпучего материала, причем смежные диски наклонены навстречу один другому. The hopper contains a housing 1 in the form of a truncated cone and a shredder placed in it, including a horizontal drive shaft 2 with inclined disks 3. The disks are mounted on the shaft 2 at an angle to its longitudinal axis of rotation equal to or greater than the angle of repose of the bulk material, and adjacent disks tilted towards one another.

Каждый наклонный диск 3 горизонтального вала выполнен с профилем его проекции на перпендикулярную валу плоскость в форме равностороннего криволинейного треугольника с выпуклыми сторонами. Стороны равностороннего криволинейного треугольника образованы путем попарного соединения вершин дугами окружностей с радиусом, равным расстоянию между вершинами, и центром в третьей вершине. Each inclined disk 3 of the horizontal shaft is made with a profile of its projection onto a plane perpendicular to the shaft in the form of an equilateral curved triangle with convex sides. The sides of an equilateral curved triangle are formed by pairwise connecting the vertices by arcs of circles with a radius equal to the distance between the vertices and the center at the third vertex.

Горизонтальный вал 2 с наклонно закрепленными дисками 3 соединен с приводом его вращения посредством одноступенчатого планетарного редуктора. Редуктор содержит эксцентриковое водило 4, расположенное в опорных узлах редуктора и корпуса бункера, установленный с возможностью вращения на водило сателлит 5 и кинематически связанное с сателлитом зубчатое колесо с внутренним зацеплением 6, закрепленное неподвижно в корпусе редуктора. При этом горизонтальный вал 2 сводообрушителя выполнен полым, размещен на эксцентриковом водиле 4 редуктора и жестко соединен с сателлитом 5. The horizontal shaft 2 with inclined mounted disks 3 is connected to the drive of its rotation by means of a single-stage planetary gearbox. The gearbox contains an eccentric carrier 4 located in the support nodes of the gearbox and the hopper body, mounted with a possibility of rotation on the satellite carrier 5 and a gear wheel kinematically connected to the satellite with internal gearing 6, fixed motionless in the gearbox housing. In this case, the horizontal shaft 2 of the shaft breaker is hollow, placed on the eccentric carrier 4 of the gearbox and rigidly connected to the satellite 5.

Наличие эксцентриситета (l>0) является обязательным условием работы устройства. Передаточное отношение в зубчатом зацеплении 5 и 6 редуктора составляет 3 : 4. The presence of eccentricity (l> 0) is a prerequisite for the operation of the device. The gear ratio in gearing 5 and 6 of the gearbox is 3: 4.

Закрепление дисков 3 на валу 2 под углом к его продольной оси вращения, равным или больше угла естественного откоса сыпучего материала, снижает коэффициент трения между материалом и поверхностью диска. The fastening of the disks 3 on the shaft 2 at an angle to its longitudinal axis of rotation equal to or greater than the angle of repose of the bulk material, reduces the coefficient of friction between the material and the surface of the disk.

В дисках 3 могут быть образованы отверстия 7. Сечение каждого отверстия обеспечивает пропускную способность материала. Holes can be formed in the disks 3. The cross section of each hole provides a material throughput.

В зависимости от физико-механических свойств конкретного сыпучего материала, формы и высоты бункера в последнем могут быть смонтированы несколько сводообрушителей. Depending on the physicomechanical properties of a particular bulk material, the shape and height of the hopper, several demolition shafts can be mounted in the latter.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Материал, загруженный через верхнюю часть бункера с помощью транспортера (не показан) либо иным способом в начальный период беспрепятственно проходит сводообрушитель и ссыпается через выгрузное окно. По мере увеличения слоя загружаемого в бункер материала происходит его уплотнение и сводообразование. Material loaded through the upper part of the hopper using a conveyor (not shown) or in any other way in the initial period freely passes the demolisher and is poured through the unloading window. As the layer of material loaded into the hopper increases, its compaction and arch formation occurs.

При прекращении поступления материала из бункера, что свидетельствует об образовании свода, включают привод (не показан). Вращательное движение от привода передается водилу 4 одноступенчатого планетарного редуктора, при этом шарнирно установленный на водиле сателлит 5, вращаясь совместно с водилом, совершает движение обкатки по внутренней поверхности неподвижного зубчатого колеса 6 и одновременно имеет обратное направление вращения по отношению к направлению вращения водила. Наличие этих двух движений (вращение сателлита вокруг своей оси и движение обкатки по зубчатому колесу) обеспечивает при соответствующем передаточном отношении зубчатой пары нужное планетарное движение жестко соединенного с сателлитом 5 горизонтального вала 2 с наклонно закрепленными дисками 3, при этом вершины дисков описывают гипоциклоидальную траекторию в виде квадрата со скругленными углами. Upon termination of the flow of material from the hopper, which indicates the formation of the arch, include a drive (not shown). Rotational movement from the drive is transmitted to the carrier 4 of the single-stage planetary gearbox, while the satellite 5 pivotally mounted on the carrier, rotating together with the carrier, makes a break-in movement along the inner surface of the stationary gear wheel 6 and at the same time has a reverse direction of rotation with respect to the direction of rotation of the carrier. The presence of these two movements (the rotation of the satellite around its axis and the movement of the running on the gear wheel) provides, with an appropriate gear ratio of the gear pair, the necessary planetary motion of the horizontal shaft 2 rigidly connected to the satellite 5 with inclined disks 3, while the tops of the disks describe a hypocycloidal trajectory in the form square with rounded corners.

Движение дисков горизонтального вала сводообрушителя происходит по строго определенному закону и не зависит от каких- либо факторов, характеризующих структурно - агрегатное состояние перегружаемого материала, или от режимных параметров устройства. The movement of the disks of the horizontal shaft of the shaft breaker occurs according to a strictly defined law and does not depend on any factors characterizing the structural - aggregate state of the material being overloaded, or on the operating parameters of the device.

В процессе вращения горизонтального вала 2 сводообрушителя наклонно закрепленные диски 3 совершают круговые движения по сложной пространственной траектории, в результате чего каждый из дисков торцовой и боковой поверхностями воздействуют на массу уплотненного или слежавшегося материала. При этом вершины дисков описывают периметр в виде квадрата со скругленными углами, тем самым расширяется зона их воздействия на структурно напряженное состояние сыпучего материала в области образования статических и динамических сводов и, следовательно, повышается эффективность сводообрушения перегружаемых материалов с высокой связанностью частиц и плотностью их упаковки. In the process of rotation of the horizontal shaft 2 demolition cantilevered discs 3 make circular movements along a complex spatial path, as a result of which each of the disks face and side surfaces act on the mass of compacted or packed material. At the same time, the tops of the disks describe the perimeter in the form of a square with rounded corners, thereby expanding the zone of their influence on the structurally stressed state of bulk material in the field of formation of static and dynamic arches and, therefore, increasing the efficiency of collapse of overloaded materials with high particle cohesion and packing density.

Поскольку смежные диски наклонены навстречу друг другу и образуют приближенные к форме воронки полости, они при вращении осуществляют одновременно подрезание свода, рыхление материала, захват его порциями и разбрасывание внутри бункера, увеличивая скорость высыпания материала через выгрузное отверстие. Движение вершин дисков по периметру квадрата исключает создание потока материала в междисковом пространстве закрученной структуры течения, при этом устраняется возможность налипания материала на боковые поверхности дисков и зарастания проходного сечения между смежными дисками вала на уровне их наименьшего углового раскрытия. Since adjacent disks are inclined towards each other and form cavities close to the shape of a funnel, they rotate simultaneously cutting the arch, loosening the material, grabbing it in portions and scattering inside the hopper, increasing the speed of the material pouring out through the discharge opening. The movement of the vertices of the disks along the perimeter of the square eliminates the creation of a material flow in the interdisk space of the swirling flow structure, which eliminates the possibility of material sticking to the side surfaces of the disks and the passage section overgrowing between adjacent disk disks at the level of their smallest angular opening.

Благодаря отверстиям 7 в дисках 3 осуществляется пересыпание сыпучего материала из полости в полость между дисками, способствуя интенсивному рыхлению материала и выталкиванию его из полости. Thanks to the holes 7 in the disks 3, granular material is poured from the cavity into the cavity between the disks, contributing to the intensive loosening of the material and its expulsion from the cavity.

Предлагаемое конструктивное решение бункера для сыпучих материалов по сравнению с известным устройством, принятым за прототип, обеспечивает эффективное сводообрушение материалов с низкой сыпучестью и высокой слеживаемостью, вследствие чего повышается производительность выгрузки из бункера при сравнительно небольшой энергоемкости привода. The proposed constructive solution of the hopper for bulk materials in comparison with the known device adopted for the prototype, provides effective collapse of materials with low flowability and high caking, resulting in increased discharge performance from the hopper with a relatively low drive energy consumption.

Claims

A hopper for bulk materials, comprising a housing and a casing demounter, comprising a horizontal shaft with inclined discs adjacent to which are inclined towards one another, and a drive, characterized in that each horizontal shaft disc is made with a profile of its projection onto a plane perpendicular to the shaft in the shape of an equilateral curved triangle with convex sides, while the shaft with inclined mounted disks is connected to the drive of its rotation by means of a single-stage planetary gear torus.