Устройство для дозирования сыпучих материалов

Устройство для дозирования сыпучих материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к дозирующим устройствам легкоуплотняющихся , слеживающихся материалов. Цель изобретения - повышение равномерности дозирования. При вращении диска 3 различное противодавление материала на верхнюю и нижнюю заточки клиновидного ножа (Н) 6 приводит к колебательному движению Н 6, установленного по оси 5 со смещением центра тяжести к острию Н 6, способствуя повышению равномерности дозирования материала через радиальные прорези и в диске 3. Количество Н 6 не кратно количеству прорезей 4. На задней стенке прорезей 4 установлены отогнутые под острым углом пластины 7, высота Ниц которых выбрана из соотношения Нцн с Нпл с НБН, где Ннн и НБЧ - соответственно высота нижней и верхней кромок Н 6. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК („)SU(„) А1 (51)5 0 F 1 00

$,(((,(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯЫ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 46946? 9/10 (22) 24,05,89 (46) 07,05,92. Бюл, Р 17 (71) Московский институт тонкой химической технологии (72) З,К.Волошин-Челпан и 0,Е,Попов (53) 66,028 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

" 401616, кл, G 01 V 13/00, 1 970, .(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ пОРИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ (57) ;носится к дозирующим устройствам легкоуплотняющихся, слеживающихся материалов.

Цель изобретения - повышение равномерности дозирования. При враще2 нии диска 3 различное противодавление материала Hcf верхнюю и нижнюю заточки клиновидного ножа (H) 6 приводит к колебательному движению Н 6, установленного по оси 5 со смещением центра тяжести к острию Н 6, способствуя повышению равномерности дозирования материала через радиальные прорези и в диске 3, Количество Н 6 не кратно количеству прорезей 4, На задней стенке прорезей 4 установлены отогнутые под острым углом пластины

7, высота Ннк которых выбрана из соотношения Нин с. Ня„< Н д, где Ня H и Нq - соответственно высота нижней

Ц и верхней кромок Н 6, 6 ил, 1732167

Изобретение относится к дозирующим устройствам непрерывного дейФ ствия и может использоваться в различных отраслях для дозирования легкоуплотняющихся, слеживающихся сыпучих материалов, Известен питатель, содержащий бункер, внутри которого установлен шнек с витками переменного шага,,яном бункера является вращающийся диск, имеющий выходные окна, в которых установлены с возможностью их регулировки наклонные ножи, Недостат.ком известного питателя является то, что различные зоны диска (близкие к окнам и далекие от них) оказывают различное противодавление шнеку — это приводит к неравномерному напрессовыванию материала на диск, а следовательно, при срезании ножами одинаковых объемов материала к неравномерному весовому дозированию, Известно также устройство, содержащее бункер, дно которого выполнено ь виде установленного на вертикальной оси вращения диска с равномерно размещенными радиальными прорезями, к задней по ходу вращения диска стенке которых..прикреплена отогнутая вверх под острым углом пластина, и тормозной узел, размещенный в бункере.

Недостатком данного устройства является недостаточная точность poçèрования легкоуплотняемых материалов, например, та ких ка к фторопласт-4, Легкоуплотняемые материалы зависают над выпускными отверстиями, образуя устойчивые своды, налипают Hd ножи, временно перекрывая отверстия и следовательно, нарушают равномерность его прохождения через отверстия, Легкоуплотняемы» сыпучие материалы, оказывая малое противодавление неподвижному относительно диска ножу предварительно уплотняются на нем до давления, при котором происходит его срезание, т,е, движение ножа можно рассмотреть как сумму 2 составляющих - холостого хода, при котором происходит сминание и уплотнение материалв (в это время подача материала через выпускное отверстие отсутствует) и рабочего хода, при котором осуществляется срезание материала (в это время и происходит подача материала), 4

Такой режим работы ножа приводит к неравномерности подачи сыпучего материала. Кроме того, на неравномерность весового дозирования материала оказывает влияние и колебания физико-механических характеристик (фракционного состава, гигроскопичности, электризуемости и т,п.) самого материала.

Цель изобретения - повышение равномерности дозирования.

На фиг,l изображено предложенное устройство, разрез", на фиг,2 - то же, l5 поперечный разрез, на фиг,3 — узел ножа, на фиг,4 - узел ножей, поперечное сечение, на фиг,5 — узел ножей, поперечное сечение другого варианта, на фиг.б - схема сил, действующих на нож.

Устройство состоит из бункера 1, на котором установлены тормозные узлы 2.,Оно бункера выполнено в виде вращающегося диска 3 с равномер-. но размещенными радиальными прорезя» ми 4. Вдоль прорезей на горизонтальной оси 5 вращения установлены клинообразные ножи 6,,Рля каждого ножа на диске 3 установлены .направляющая пластина 7, которая прикреплена к задней по ходу вращения диска стенке прорези и отогнута вверх под острым углом, На передней кромке ножей выполнены верхняя 8 и нижняя 9 заточки, Задняя кромка 10 может быть .вы35 полнена в двух вариантах: перекрывающей зазор между направляющей пластиной 7 и ножом (фиг. 4) и неперекрывающей зазор (фиг, 5), В последнем случае величину зазора между зад40 ней кромкой 10 ножа и направляющей пластиной выбирают из условия сводообразования, что обеспечивает непопадание материала через данный зазор, Размещение оси 5 вращения отно45 сительно центра тяжести ножа б к его острию и к верхней рабочей грани обеспечивает поднимание острия ножа вверх при отсутствии засыпанного в бункер материала, Высота пластин под

50 диском Н п выбрана из соотношения:

Н яс Нпис Нвя1 где Н„„, Н - высота расположения соответственно нижнего и верхнего ребер задней стенки ножа в рабочем положении, 55

Тормозные узлы 2 выполнены в виде равномерно закрепленных в бункере 1 радиальных пластин, число которых. не кратно числу ножей.

5 1

Устройство работает следующим образом.

Гиск приводится во вращение от мотор-редуктора (на фиг. не показан).

Засыпанный в бункер материал тормозится относительно вращающегося диска 3 тормозными узлами 2. В связи с тем, что проекции площадей заточек на плоскость, перпендикулярную направлению потока, различны за счет выполнения равноугловых заточек (для определенности рассмотрим случай, при котором нижняя заточка передней кромки ножа выполнена с большим углом t6 чем верхняя заточка ), противодавление на нижнюю заточку будет больше, следовательно, "набегающий" материал повернет нож вокруг оси подвижного шарнира на некоторый угол (данное утверждение правомерно и в момент "запуска", когда нож расположен острием вверх - в этом случае соотношение проекций площадей ниже и выше оси еще более значительно). Очевидно угол поворота определяется из условия равенства противодавления материала на верхнюю и нижнюю заточку и рассчитывается как полураэность из углов, Однако в связи с инерционностью любой системы поворот осуществляется на угол, больший чем указанный, Т,е. образовавшийся угол (P ) между верхней заточкой и направлением движения материала больше угла (g ) между нижней заточкой и направлением движения материала, Теперь уже большее противодавление со стороны материала на верхнюю заточку повернет нож в противоположную сторону (на фиг,4 против часовой стрелки), В связи с колебаниями физико-механических характеристик материала (фракционный состав, электризуе.мость, гигроскопичность и т.п.) и .инерционностью системы возникает автоколебательный процесс поворота ножей (no и против часовой стрелке) под действием самого материала °

Режущее острие ножа при этом также совершает колебания в вертикаль.ной плоскости, что приводит к уменьшению усилия срезания материала, Разрезанный материал делится на 2 потока, 732167 (2) 50

Рнализ выражения (2) показывает, что при е = с/2, т,е. при размещении подвижного шарнира в центре ножа (на оси симметрии) работоспособность

55 устройства обеспечивается при любых острых углах О(и (3 при условии ю(Ф (Ь, Однако необходимо отметить, что возможные теоретически любые острые углы М и Р должны быть orНижний поток, движущийся по соответствующей заточке, попадает на наклонную пластину и оттуда. в вы" пускную щель. При этом колебания ножа обеспечивают вибрирующую нагрузку на срезанный слой, нормальная составляющая которой предотвращает образование сводов, что также способствует повышению качества дозирования, Верхний поток проходит над верхним краем наклонной пластины, и не попадает в выпускную щель. Высота наклонной пластины (она характеризуется "верхним краем") выбирается из условия непопадания части верхнего потока в выпускную щель (соответственно попадание части верхнего потока приведет к погрешности дозирования) и попадания всего нижнего потока в выпускную щель, Это условие выполняется, если верхний край

20 наклонной пластины расположен выше нижнего края ножа, но ниже его верхнего края, для обоснования предложенной конструкции ножа на фиг,6 представлена д расчетная схема сил, действующих на нож, в которой (> - сила тяжести атериала; Н, 7к - горизонтальная вертикальная составляющие силы противодавления со стороны материа" ла на нижнюю заточку, Н, V — горизонтальная и вертикальная составляющие силы противодавления со стороны материала на верхнюю заточку, а, b, с, d, е, g, f — расстояния. (фиг, 6), 35

Из уравнения равновесия

Н f+V Ь-H g-V b+Gd=0, Ь 5 ь н (1) 4р. Очевидно, что уравнение равновесия является граничным условием, работо" способность устройства соблюдается при

HH 8+VH)b> He f +Ч Ь +С d

45 после несложных преобразований полу" чаем условие работоспособности. устройства бс(с/2-е) г

7 173 раничены по величине, исходя из следующих соображений, Угол Q определяет угол изменения направления движения потока материала, При больших < () 60 ) компонента отраженного от нижней заточки потока напраелена под углом против направления движения материала, что ухудшает условия прохождения материала через выпускную щель. Кроме того, увеличение силы трения может привести к возникновению прочной структуры над выпускной щелью и пульсационной работе дозатора, При углах g (15 (нож очень тонгo кий) для размещения шарнира на ноже последний должен иметь значительную длину,. т,е, с уменьшением угла увелИчивается расстояние от оси шарнира до .острия но>ка, а следовательно, (при одинаковых углах поворота ножа) в этом случае вместо колебаний острия ножа относительно среднего положения получим существенные перемещения острия но>ка в вертикальной плоскости„ -то приводит к ухудшению качества дозирования.

Исходя из условий наивыгоднейшего изменения направления потока мате. риала и возмо>кности располо>кения ножа на шарнире, следуе рекомендация о практическом использовании ножей с углами оС, заключенными >з пределах

30-45 .

При е ) с/2, т.е, при размещении оси подвижного шарнира влево от центра ножа, горизонтальная составляющая силы противодавления производит опрокидывание ножа относительно оси качания, указанная конструкция становится неработоспособной. Опрокидывание осуществляется в связи с тем,что при расположении шарнира влево от центра ножа, плечо (а следовательно, и соответствующая площадь ножа, испытываю.щая давление со стороны "набегающего" материала) от его острия до шарнира становится больше, чем плечо от шар" нира до задней кромки.

При расположении оси подвижного шарнира правее оси симметрии ножа устройство сохраняет работоспособ". ность, но при е (с/4, углы >х и ( принимают большие значения (исходя из конструктивных соображений - для размещения шарнира на ноже), при которых возникают негативные явления, что приводит к увеличению неравно-.

2167 В мерности подачи материала до 5-8В, При расположении оси подвижного шарнира в интервале 3С/8 - С/2 работоспособность и точность дозирования лишь незначительно уступает (менее

13) точности дозирования при центральном расположении шарнира. При этом соотношение углов выбирается из условия (2), Все сказанное относится к рабочему ходу (р,х,) ножа, т.е, к определенному взаиморасположению ножа и тормозных элементов, а именно ,> срезание материала начинается при о

15 достижении определенного (30 ) угла между ножом и тормозным элементом, Срезание, а следовательно, и подача материала прекращается (холостой ход — х,х,) в положении дис20 ка, когда ножи и тормозные элементы лежат на одной прямой и возобновляется только при достижении указанного угла, При этом х,х, складывается из двух составляющих; ход ножа под тормозным элементом (i P/18) и ход ножа, при котором срезание материала не происходит в результате малого противодавления материала, Вторую составляющую х.х. можно уменьшить, ЗО; увеличивая количество ножей, Пер Bóþ се ставляющую x,х,при кратном соотношении ножей и тормозных элементов устранить нельзя при любом их количсстве, Устранить первую составляющую х.х, возможно только при

35 некратном соотношении но>кей и тормозных элементов, причем количество ножей (пли тормозных элементов — равносильно по принципу обратимости дви>кения) должно быть четным, Количество ножей (или тормозных элементов), не влияя на точность дозирования, влияет на производительность устройства, Так, например, при количестве ножей (тормозных элементов), равном 4, и тормозных элементов (ножей), равном 6, р,х, составляет П/6, х,х, сос — àâëÿåò О,,навеска материала срезаемого в течение одного р.х,, равна удвоенной навеске, срезаемой о одним ножом за р„х, (для сравнения: при кратном соотношении ножей к тормозным элементам = 6/6 р,v, = П/6, х.х, = П/6, навеска равна шести навескам, срезаемым одним ножом).

Ы

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет повысить точность дозирования как за счет. устранения холостого хода, ножа, 9 сделав процесс подачи материала непрерывным, так и за счет уменьшения усилия резания материала в ре-. зультате автоколебательного движения ножа, что позволяет снизить неравномерность подачи легкоуплотняемых сыпучих материалов с 15-203 до менее 24.

Формула изобретения

Устройство для дозирования сыпучих материалов, содержащее бункер, дно которого выполнено в виде ус-тановленного на вертикальной оси вращения диска с равномерно размещенными радиальными прорезями, к задней по ходу вращения диска стенке которых прикреплена отогнутая вверх под острым углом пластина, и тормозной узел, размещенный в бункере, о ттт и ч а ю щ е е с я тем, что, с

1732167 1О целью повышения равномерности дозирования, в него введены клинообразные ножи, каждый из которых

5 установлен на поперечной оси вращения над соответствующей радиальной прорезью, причем поперечная ось вращения смещена относительно центра тяжести ножа к его острию и к верхней рабочей грани, высоту пласнад диском Н выбирают

ПЛ

COOTНОШЕНИЯ

H v

Риг. Ф

1732167

Составитель З.Крысанова

Редактор С, Патрушева Техред А. Кравчук Корректор М,Самборская

Заказ 15 75 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям лри ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Fm ород, ул. Гагарина, 10t