Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРУШЕНИЯ И РЫХЛЕНИЯ СЛЕЖАВШИХСЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В БУНКЕРАХ

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для обрушения и рыхления слежавшихся сыпучих материалов в бункерах и может найти применение в металлургической, строительной, горнодобывающей и других отраслях народного хозяйства.

Известно устройство для создания интенсивных импульсов волн давления, содержащее корпус, разделенный мембраной на форкамеру, рабочую камеру с патрубком отвода давления и снабженную по меньшей мере одной дополнительной мембраной, делящую камеру на полости, каждая из которых снабжена выхлопным патрубком (Авт. св. СССР №1460441, Кл. F 15 В 21/12, 23.02.89. Бюл. №7). Данное устройство повышает эффективность сводообрушения за счет суммирования нескольких выхлопов, но при малых давлениях используемого сжатого воздуха в пневмомагистрали оно малоэффективно.

Известно также устройство для сводообрушения материалов в бункерах, включающее заполняемую сжатым воздухом накопительную камеру с механизмом сброса воздуха в выхлопной патрубок, направленный на разрушаемые своды (Авт. св. СССР №1532797, Кл. F 28 G 1/16, 1987). Данное устройство достаточно надежно в работе и эффективно разрушает своды при использовании сжатого воздуха давлением не ниже 6-7 кгс/см². Однако вследствие того, что давление воздуха в подводящей пневмомагистрали на предприятиях обычно мало, эффективность сводообрушения и рыхления невелика.

Желаемым техническим результатом изобретения является повышение эффективности сводообрушения и рыхления слежавшихся материалов в бункерах.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для обрушения и рыхления слежавшихся сыпучих материалов, содержащее накопительную камеру, соединенную с пневмомагистралью подачи сжатого воздуха, выхлопной патрубок, клапан сброса воздуха, дополнительно снабжено устройством повышения давления сжатого воздуха в накопительной емкости, выполненным в виде трех соосно расположенных кольцевых фланцев, крайние из которых с внешней стороны снабжены жесткими днищами. Между фланцами закреплены эластичные диафрагмы, образующие с днищами две камеры. Одна из камер снабжена входным и выходным обратными клапанами, соединенными соответственно с пневмомагистралью и накопительной камерой, а вторая камера соединена с пневмомагистралью и атмосферой через управляющий механизм с клапанным устройством, связанный с камерой проходными каналами. Клапанное устройство выполнено в виде свободно перемещающегося вдоль оси кольцевых фланцев цилиндра со штоком. Диафрагма второй камеры снабжена нажимным элементом, обращенным к диафрагме первой камеры и связанным со штоком цилиндра клапанного устройства. При этом площадь диафрагмы второй камеры составляет 1,3-3 площади диафрагмы первой камеры.

На фиг.1 схематично изображен общий вид устройства для рыхления слежавшегося материала в бункерах, а на фиг.2 - устройство для повышения давления в накопительной камере.

Предлагаемое устройство для рыхления слежавшегося материала в бункере включает накопительную камеру 1 с механизмом сброса воздуха и выхлопным патрубком и устройство 2 для повышения давления в накопительной камере, выполненное в виде трех соосно расположенных кольцевых фланцев 3, 4. 5. Фланцы 3 и 5 с внешних сторон имеют жесткие днища 6 и 7, а между фланцами закреплены две эластичные диафрагмы 8 и 9, образующие с днищами 6 и 7 фланцев 3 и 5 камеры 10 и 11. Площадь диафрагмы 8 составляет 1,3-3 площади диафрагмы 9. Камера 11 снабжена входным 12 и выходным 13 обратными клапанами, соединенными соответственно с подводящей ветвью 14 пневмомагистрали и ее отводящей ветвью 15, идущей к накопительной камере устройства для рыхления.

К камере 10 примыкает управляющий механизм 16, содержащий проходные каналы 17, 18, 19, 20 и клапанное устройство. Через каналы 17 и 18 камера 10 соединена с подводящей ветвью 14 пневмомагистрали, а через каналы 19 и 20 - с атмосферой. Клапанное устройство выполнено в виде свободно перемещающегося вдоль оси кольцевых фланцев цилиндра 21 со штоком 22, прикрепленным к диафрагме 8. На другом конце цилиндра установлен винтовой упор 23 для регулировки величины хода штока 22. Концы цилиндра 21 при его перемещении могут поочередно открывать и закрывать каналы 18 и 20.

На подводящей ветви пневмомагистрали 14 в месте соединения с управляющим механизмом установлен запорный кран 24.

На внешней стороне диафрагмы 8, обращенной в сторону диафрагмы первой камеры, выполнен нажимной элемент 25 выпуклой формы, например, в виде шарового сегмента. Нажимной элемент 25 через диафрагму 8 связан со штоком 22 цилиндра 21 клапанного устройства.

Устройство для обрушения и рыхления слежавшегося материала в бункере работает следующим образом.

Воздух от компрессора по подводящей пневмомагистрали 14 заполняет камеру 11 устройства для повышения давления, отводящую ветвь 15 и накопительную камеру 1 устройства для рыхления под давлением, соответствующим давлению в пневмомагистрали. При этом объем камеры 11 увеличивается за счет вздутия диафрагмы 9, а объем камеры 10 уменьшается, так как диафрагма 9 через нажимной элемент 25 воздействует на диафрагму 8, вытесняя воздух из камеры 10 через каналы 19 и 20 в атмосферу. Диафрагма 8, прогибаясь, перемещает шток 22 до винтового упора 23, а вместе с тем и цилиндр 21 до закрытия канала 20.

Включение в работу устройства для повышения давления в накопительной камере осуществляется путем открывания крана 24 подводящей ветви 14 пневмомагистрали. Тогда воздух поступает в камеру 10 через каналы 17 и 18. При этом диафрагма 8 под воздействием сжатого воздуха нажимным элементом 25 продавливает диафрагму 9, что приводит к сокращению объема камеры 11, увеличению давления в ней и вытеснению порции воздуха через выходной обратный клапан 13 в отводящую ветвь 15, идущую к накопительной камере 1 устройства для рыхления.

В конце перемещения диафрагмы 8 шток 22 выберет установленную величину свободного хода внутри цилиндра 21, и при дальнейшем движении переместит его вдоль оси до закрытия канала 18 и открытия канала 20, что приведет к прекращению поступления сжатого воздуха в камеру 10, а находящийся в камере воздух выйдет в атмосферу через каналы 19 и 20.

После этого цикл повторяется. Многократное повторение цикла обеспечит повышение давления в накопительной камере устройства в зависимости от отношения диаметров диафрагм 8 и 9. Отношения площадей этих диафрагм в пределах 1,3-3 выбраны по следующим причинам. Давление сжатого воздуха в пневмомагистрали на большинстве предприятий колеблется от 2,5 до 6 кгс/см². Отношение площадей диафрагм в пределах 1,3 выбирается при давлении в пневмомагистрали около 6 кгс/см². Тогда подаваемое давление в накопительную емкость пневмоустройства составит около 8 кгс/см². При рабочем давлении в емкости не более 8 кгс/см² пневмоимпульсное устройство не подлежит регистрации в органах Госкотлонадзора. Верхнее отношение 3 площадей диафрагм выбирается при давлении в пневмомагистрали предприятия около 2,5 кгс/см². При давлении сжатого воздуха в накопительной камере устройства около 8 кгс/см² при выхлопе на срезе выходного патрубка генерируется мощная волна давления, формирующая в слежавшемся материале интенсивные знакопеременные напряжения, эффективно разрушающие свод и разрыхляющие слежавшийся сыпучий материал.