Устройство для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел

Устройство для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Устройство для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел относится к теплоэнергетике и может быть использовано в автоматизированных твердотопливных котлах, используемых при отоплении индивидуальных домов, а также небольших зданий производственного и общественного назначения.

Известно устройство для автоматической загрузки топлива в твердотопливный котел. Для автоматической подачи топлива используются шнековые транспортеры, расположенные под небольшим углом и имеющие загрузочную воронку на конце. В бункере, откуда подается топливо, имеются вращающиеся лопасти, которые перемешивают топливо для обеспечения равномерной подачи топлива в транспортер [ (дата доступа: 22.07.14)].

Данное устройство имеет большие габариты, что препятствует его использованию в небольших зданиях, а также имеет ограниченные функциональные возможности устройства, которые исключают возможность использования дров в качестве топлива.

Известно устройство автоматической загрузки топлива в твердотопливный котел. Турбина всасывает пеллеты из бункера через подающий шнек в накопитель. Система управления обеспечивает автоматическую загрузку накопителя благодаря устанавливаемому времени заполнения. С помощью датчика уровня наполненности при полном накопителе пневматическая турбина выключается. Через дозирующий барабан, который благодаря своей цельностальной конструкции является на 100 % противопожарным, пеллеты попадают в равном количестве в шнек подачи, откуда они транспортируются в котел [http://granuly.ru/tag/avtomaticheskaya-zagruzka (дата доступа: 22.07.14].

Данное устройство сложно конструктивно, имеет большие габариты, что препятствует его использованию в небольших зданиях, функциональные возможности устройства ограничены, поскольку исключают возможность использования поленьев дров в качестве топлива.

Наиболее близким техническим решением является устройство «Автоматизированный твердотопливный котел» по патенту RU 140631 от 05.11.2013, опубл. 20.05.2014, МПК⁵¹ F 24 H 1/00, содержащий бункер для твердого топлива, устройства подачи топлива в топку, блок управления, содержащий контроллер, датчики параметров, электрический привод.

Данное устройство сложно конструктивно, имеет большие габариты, поскольку до автоматической подачи угля в твердотопливный котел уголь перед подачей должен быть перемолот в дробилке до необходимой фракции, и только потом уголь винтовым шнеком подается в камеру сгорания, поэтому невозможно его использование в небольших зданиях и помещениях.

Задачей предлагаемого технического решения является снижение до минимума участия человека в работе твердотопливного котла на дровах, предназначенного для использования при отоплении небольших теплиц, индивидуальных домов, небольших зданий производственного и общественного назначения.

Задача решена за счет устройства для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел, включающего бункер для твердого топлива, контроллер, датчик температуры, электрический привод, поворотный элемент, снабженный механизмом для преобразования вращательного движения вала двигателя в поворот данного элемента, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено гильзами для группирования отдельных поленьев, поворотный элемент выполнен в виде расположенной под устьем бункера поворотной капсулы, перемещающей гильзы с дровами; поворотная капсула выполнена с вырезанным вдоль оси верхним сегментом и соединена с выталкивающим дрова в твердотопливный котел из гильзы и удаляющим пустые гильзы из поворотной капсулы штоком, оснащенным асинхронным двигателем, установленным с возможностью горизонтального перемещения.

Снабжение устройства дополнительно гильзами для группирования отдельных поленьев, выполнение поворотного элемента в виде расположенной под устьем бункера поворотной капсулы, перемещающей гильзы с дровами; выполнение поворотной капсулы с вырезанным вдоль оси верхним сегментом и соединение ее с выталкивающим дрова в твердотопливный котел из гильзы и удаляющим пустые гильзы из поворотной капсулы штоком, оснащенным асинхронным двигателем, установленным с возможностью горизонтального перемещения позволяет работать твердотопливному котлу на дровах, без предварительной их переработки, не обременять конструкцию дополнительными устройствами для предварительного, например щепы, измельчения дров и формирования, например, пеллет, обеспечить минимальные габариты всему устройству, а также позволяет функционировать в автоматическом режиме весь цикл, снизив участие человека до минимума, что предпочтительно для использования при отоплении теплиц, индивидуальных домов, небольших зданий производственного и общественного назначения.

Технический результат - автоматизация работы твердотопливного отопительного котла на дровах для небольших зданий.

Устройство для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема устройства для автоматической загрузки твердотопливного котла, на фиг. 2 показаны в аксонометрии гильза и поворотная капсула, на фиг. 3 показано в аксонометрии устройство для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел.

На фиг.1, 2, 3 изображены бункер 1, гильзы 2, поворотная капсула 3, винтовой шток 4, асинхронный двигатель 5, салазки 6, твердотопливный котел 7, датчик температуры 8, емкость для пустых гильз 9, дверца котла 10, контроллер 11, ведомая шестерня 12, ведущая шестерня 13, водяная рубашка 14, дрова 15, устье 16 бункера.

Устройство для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел выполнено следующим образом.

Бункер 1, в который складываются дрова 15, представляет собой сборную металлическую конструкцию. Нижние листы бункера наклонены к устью 16 под углом в 45 градусов, для лучшей выгрузки гильз 2 с дровами 15 из бункера 1. Устье 16 бункера представляет собой узкое щелевое отверстие, для пропуска гильзы 2 в поворотную капсулу поштучно. Небольшое расстояние между устьем 16 бункера и поворотной капсулой 3 позволяет исключить бесконтрольное выпадение гильз 2 при повороте поворотной капсулы 3 вокруг своей оси.

Механизм подачи дров в твердотопливный котел состоит из поворотной капсулы 3, винтового штока 4, выталкивающего дрова 15 из гильзы 2, и асинхронного двигателя 5, приводящего во вращение шток 4.

Поворотная капсула 3 выполнена в виде металлического цилиндра с вырезанным вдоль оси верхним сегментом, позволяющим беспрепятственное размещение в ней, поступающей из бункера 1 гильзы 2 с дровами 15 и удаление гильзы 2, после подачи дров в твердотопливный котел.

Во избежание падения самой гильзы 2 вместе с дровами в твердотопливный котел, на торце поворотной капсулы 3 предусмотрены ограничительные винты. Поворотная капсула 3 удерживается на корпусе емкости 9 для пустых гильз, расположенной под ней. Использованные гильзы 2 удаляются при возврате штока 4 в исходное положение.

Поворотная капсула с помощью зубчатой передачи поворачивается вокруг своей оси на 360 градусов, выбрасывая гильзу 2 в емкость 9, предназначенную для пустых гильз.

На внутренней поверхности глухого торца поворотной капсулы 3 жестко закреплена ведомая шестерня 12, которая входит в зацепление с ведущей шестерней 13, расположенной на конце винтового штока 4.

Для выталкивания дров из гильзы 2 в твердотопливный котел 7, винтовой шток 4 крепят к валу асинхронного двигателя 5, крепежные лапы которого располагаются в салазках 6, для возвратно-поступательного движения винтового штока 4 вместе с асинхронным двигателем 5, который, приводя во вращение винтовой шток 4, передвигается вместе с ним в салазках 6 по направлению к твердотопливному котлу 7 и при реверсивном режиме работы - от твердотопливного котла 7.

Датчик температуры 8 монтируется в верхней части котла в месте расположения водяной рубашки 14.

На фиг. 2 показаны в аксонометрии: гильза 2 и поворотная капсула 3. На фиг. 3 показаны в аксонометрии: бункер 1, поворотная капсула 3, асинхронный двигатель 5 и емкость для пустых гильз 9.

Устройство для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел работает следующим образом.

Перед началом работы твердотопливного котла 7 дрова вручную помещаются в гильзы 2, после чего гильзы 2 складываются в бункер 1. Работа твердотопливного котла 7 начинается с загрузки в него топлива. Для этого контроллером 11 работа устройства для загрузки дров переключается в ручной режим. В ручном режиме подача дров производится посредством нажатия кнопки на контроллере 11 на подачу дров в твердотопливный котел 7. Затем, после достижения в водяной рубашке 14 температуры воды, заданной предварительно в контроллере 11, установка начинает работать в автоматическом режиме. Автоматический режим осуществляется при постоянном опросе контроллером 11 датчика температуры 8. При понижении температуры воды в водяной рубашке 14 ниже заданного значения, контроллер 11 посылает сигнал на включение асинхронного двигателя 5. Асинхронный двигатель 5 приводит во вращение винтовой шток 4, который выталкивает дрова из гильзы 2 в твердотопливный котел 7. Дрова попадают в твердотопливный котел 7 через дверцу котла 10, которая открывается вовнутрь под действием движущихся дров. В контроллере 11 задается время, за которое винтовой шток 4 вытолкнет дрова из гильзы 2 в твердотопливный котел 7. По окончании этого времени с контроллера 11 подается сигнал на асинхронный двигатель 5, который начинает реверсивное вращение, в результате чего винтовой шток 4 возвращается в исходное положение. В то время, как винтовой шток 4 возвращается в исходное положение, ведущая шестерня 13 входит в зацепление с ведомой шестерней 12 в результате чего, поворотная капсула 3 поворачивается вокруг своей оси на 360 градусов. Пустая гильза 2 в результате поворота капсулы 3, падает в емкость для пустых гильз 9. Поворотная капсула 3, возвратившись в исходное положение, останавливается точно над (под) устьем бункера 1 за счет замыкания контактной пары. Новая гильза 2 падает из бункера 1 в поворотную капсулу 3. При опускании температуры воды в водяной рубашке 14 ниже заданного значения автоматический цикл повторяется.

Преимущества заявленного устройства для загрузки топлива в твердотопливный котел заключаются в том, что оно дает возможность осуществлять автоматическую загрузку дров в твердотопливный котел и благодаря малым габаритам позволяет использовать его в небольших зданиях и помещениях.

По сравнению с другими котлами подобного типа, предлагаемое устройство имеет полный автоматический цикл, обеспечивающий:

- автоматическую выгрузку дров из бункера;

- автоматическую загрузку дров в котел;

- автоматическое удаление пустых гильз.

Устройство для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел, включающее бункер для твердого топлива, контроллер, датчик температуры, электрический привод, поворотный элемент, снабженный механизмом для преобразования вращательного движения вала двигателя в поворот данного элемента, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено гильзами для группирования отдельных поленьев; поворотный элемент выполнен в виде расположенной под устьем бункера поворотной капсулы, перемещающей гильзы с дровами; поворотная капсула выполнена с вырезанным вдоль оси верхним сегментом и соединена с выталкивающим дрова в твердотопливный котел из гильзы и удаляющим пустые гильзы из поворотной капсулы штоком, оснащенным асинхронным двигателем, установленным с возможностью горизонтального перемещения.