Результат интеллектуальной деятельности: Шлюзово-шнековый питатель

Изобретение относится к области пневматического транспорта, в частности к устройствам для подачи сыпучих материалов в нагнетающий материалопровод, и предназначено для использования в химической, пищевой в других отраслях промышленности, в строительстве, в сельскохозяйственном производстве в качестве питающего устройства нагнетающей пневмотранспортной установки для сыпучих материалов.

Известен вертикальный шлюзово-шнековый питатель, содержащий корпус шнека с помещенным в него винтом, соединенный выпускным патрубком с входным патрубком корпуса шлюзового затвора (Исследование гибких винтовых механизмов. Исследование и совершенствование систем транспорта сыпучих грузов по трубам: отчет о НИР (промежуточный): № ГР0182,2017402 Курского политехнического института. - Курск, 1984. - С 59, схема б).

Недостатками этого питателя являются его большие габариты и масса при высокой стоимости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является шлюзово-шнековый питатель пневмотранспортной установки, содержащий корпус шлюзового затвора с приемным окном, соединенным с входным патрубком, вращающийся барабан, разделенный последовательно установленными лопастями на ячейки, корпус шнека с приемным окном, помещенным в него винтом и смесительной камерой, жестко связанный с корпусом шлюзового затвора. Ячеистый барабан выполнен в виде протяженного цилиндра. Лопасти барабана выполнены наклонными относительно оси вращения и входящими в зацепление с витками шнека. Ячейки, образованные лопастями барабана, ограничены внутренней поверхностью последнего. Оси корпуса шлюзового затвора и корпуса шнека взаимно перпендикулярны (авторское свидетельство SU 437682, М. кл. B65g 53/48).

Недостатками этого питателя являются его большие габариты и масса при высокой стоимости.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении изобретения, заключается в создании шлюзово-шнекового питателя со сниженными габаритами и меньшей массой при повышении экономичности.

Решение этой технической проблемы достигается тем, что в шлюзово-шнековом питателе, содержащем корпус шлюзового затвора с приемным окном, соединенным с входным патрубком, вращающийся барабан, разделенный лопастями на ячейки, корпус шнека с приемным окном, помещенным в него винтом и смесительной камерой, жестко связанный с корпусом шлюзового затвора, согласно изобретению ячеистый барабан выполнен в виде вращающегося вокруг корпуса шнека кольца, ось которого совмещена с осью винта, ячейки кольцевого пространства барабана изготовлены сквозными, приемное окно корпуса шнека расположено таким образом, чтобы сыпучий материал полностью высыпался из ячеек в любом положении барабана, а ячейки не могли одновременно сообщаться с приемными окнами, расположенными в корпусе шлюзового затвора и корпусе шнека.

Выполнение ячеистого барабана в виде кольца со сквозными ячейками в кольцевом пространстве при соосном расположение шнека и барабана позволяют уменьшить габариты, массу питателя и упростить его конструкцию.

Сущность технического решения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана схема шлюзово-шнекового питателя, продольный разрез, а на фиг. 2 - то же, поперечный разрез. Кроме этого, на чертеже дополнительно обозначено следующее:

- вертикальными линиями со стрелками, обращенными сверху вниз, показано направление поступления транспортируемого материала;

- вертикальной линией с перечеркнутой стрелкой, обращенной сверху вниз, показано направление подачи сжатого воздуха в смесительную камеру питателя;

- горизонтальной линией с кругом, обращенной слева направо, показано движение аэросмеси, полученной в смесительной камере питателя в материалопровод;

- круговыми линиями со стрелками показаны направления вращения барабана шлюзового затвора и винта;

- υ₁ - скорость движения винта;

- υ₂ - скорость движения барабана;

- D₃ - диаметр барабана шлюзового затвора;

- β - угол наклона передней кромки приемного окна корпуса шнека к горизонтали;

- α_ш - угол от задней кромки приемного окна на корпусе шнека до передней кромки окна корпуса шлюзового затвора по направлению вращения барабана;

- α_з - угол раскрытия лопастей ячеек шлюзового затвора.

Шлюзово-шнековый питатель содержит корпус 1 шлюзового затвора с приемным окном 2, соединенным с входным патрубком 3. Во внутреннюю полость корпуса помещен барабан 4, выполненный в виде кольца, кольцевое пространство которого разделено лопастями 5 на сквозные ячейки 6. Барабан консольно опирается на двойной подшипниковый узел 7 в крышке 8 корпуса 1 шлюзового затвора и имеет возможность вращательного движения от пустотелого вала 9.

Во внутреннем пространстве барабана 4 соосно с ним расположен корпус 10 шнека, жестко соединенный с корпусом 1 шлюзового затвора через крышку 11. В корпус шнека помещен винт 12, также консольно опирающийся через вал 13 шнека на двойной подшипниковый узел 7. Ось барабана 4 совмещена с осью винта 12. В сопрягающейся с барабаном 4 части корпуса 10 шнека по длине барабана 4 вырезано приемное окно 14. С торцевого конца корпуса 10 шнека, со стороны крышки 11, к нему прикреплена смесительная камера 15 с воздухоподводящим патрубком 16.

Приемное окно 14 корпуса 10 шнека расположено таким образом, чтобы сыпучий материал полностью высыпался из ячеек 6 в любом положении барабана 4, а ячейки 6 не могли одновременно сообщаться с приемным окном 2, расположенным в корпусе 1 шлюзового затвора и приемным окном 14, расположенным в корпусе 10 шнека. Это обеспечивается, если угол β наклона передней кромки приемного окна 14 корпусе шнека к горизонтали больше угла ϕ естественного откоса транспортируемого материала, а угол α_ш от задней кромки приемного окна 14 корпуса шнека до передней кромки приемного окна 2 корпуса шлюзового затвора по направлению вращения барабана 4 был больше угла α_з раскрытия лопастей 5 ячеек шлюзового затвора:

β≥ϕ,

α_ш≥α_з,

или

α_ш≥2_π/n,

где n - число ячеек на барабане.

Шлюзово-шнековый питатель работает следующим образом. Транспортируемый материал поступает во входной патрубок 3, а затем через приемное окно 2 шлюзового затвора поступает в находящиеся в данный момент времени под ним ячейки 6 барабана 4. Захваченный ячейками 6 материал, вращаясь вместе с барабаном 4 вокруг корпуса 10 шнека, перемещается по круговой траектории до совмещения сквозных ячеек 6 с приемным окном 14 корпуса шнека, где пересыпается в межвитковое пространство винта 12. Здесь материал захватывается вращающимся винтом 12, транспортируется, уплотняясь по мере продвижения вдоль оси в сторону смесительной камеры 15. В смесительной камере 15 в поток материала через патрубок 16 подается сжатый воздух, и образующаяся аэросмесь поступает в соединенный со смесительной камерой 15 материалопровод (на фиг 1,2 не показан). Крутящий момент ячеистому барабану 4 шлюзового затвора и винту 12 шнека передается соответственно от пустотелого вала 9 и вала 13 шнека.

Таким образом, предлагаемая конструкция шлюзово-шнекового питателя по сравнению со шлюзово-шнековым питателем, выбранным в качестве прототипа, позволяет:

- уменьшить габаритные размеры питателя, следовательно, снизить его массу и стоимость;

- достичь реализации функции дозированной подачи материала в область повышенного давления без использования выпускного патрубка шлюзового затвора и входного патрубка шнека;

- упростить привод.