Устройство для дозирования сыпучих материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 01)5 0 Р 1 00 1 1 Од ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ РГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯЫПРИ ГКНТ СССР(71) Московский институт тонкой химической технологии(56) Авторское свидетельство СССРГ 401616, кл, С 01 1 13/ОО, 1970.(5") УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛОРИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к дозирующим устройствам легкоуплотняющихся, слеживающихся материалов.Цель изобретения - повышение равномерности дозирования. При враще 2нии диска 3 различное противодавление материала на верхнюю и нижнююзаточки клиновидного ножа (Н) 6 приводит к колебательному движению Н 6,установленного по оси 5 со смещениемцентра тяжести к острию Н 6, способствуя повышению равномерности дозирования материала через радиальныепрорези и в диске 3, Количество Н 6не кратно количеству прорезей ч, Назадней стенке прорезей ч установленыотогнутые под острым углом пластины7, высота Ннн которых выбрана изсоотношения Нин с. НяН я, где Ннчи Н - соответственно высота нижнейЦи верхней кромок Н 6, 6 ил,1732167 3Изобретение относится к дозирующим устройствам непрерывного дейФствия и может использоваться в различных отраслях для дозирования легкоуплотняющихся, слеживающихся сыпучих материалов,Известен питатель содержащий бункер, внутри которого установлен шнекс витками переменного шагадном бункера является вращающийся диск, имеющий выходные окна, в которых установлены с возможностью их регулировки наклонные ножи,Недостатком известного питателяявляется то что разлицные зоны диска (близкие к окнам и далекие отних) оказывают различное противодавление шнеку - это приводит к неравномерному напрессовыванию материалана диск, а следовательно, при срезании ножами одинаковых объемов материала к неравномерному весовомудозированию,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 которыхприкреплена отогнутая вверх под острым углом пластина, и тормозной узел, размещенныйв бункере. Недостатком данного устройства является недостаточная точность розирования легкоуплотняемых материалов,например, таких как фторопласт, Легкоуплотняемые материалы зависают надвыпускными отверстиями, образуя устойчивые своды, налипают на ножи,временно перекрывая отверстия иследовательно, нарушают равномерность его прохождения через отверстия, Легкоуплотняемы сыпучие материалы, оказывая малое противодавление неподвижному относительно диска ножу предварительно уплотняютсяна нем до давления, при котором происходит его срезание, т,е, движениеножа можно рассмотреть как сумму 2составляющих - холостого хода, прикотором происходит сминание и уплотнение материала (в это время подачаматериала через выпускное отверстиеотсутствует) и рабочего хода, прикотором осуществляется срезание ма"териала (в это время и происходитподача материала),4Такой режим работы ножа приводитк неравномерности подачи сыпучегоматериала, 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,1 изображено предложенноеустройство, разрез", на Фиг,2 - то же,15поперецный разрез, на фиг,3 - узелножа, на фиг,4 - узел ножей, поперечное сечение, на фиг,5 - узел ножей,поперечное сечение другого варианта,на фиг,6 - схема сил, действующихна нож.Устройство состоит иэ бункера 1,на котором установлены тормозныеузлы 2.,дно бункера выполнено в виде вращающегося диска 3 с равномер-.но размещенными радиальными прорезями 4, Вдоль прорезей на горизонтальной оси 5 вращения установлены клинообразные ножи бдля каждого ножана диске 3 установлены .направляющаяпластина 7, которая поикреплена кзадней по ходу вращения диска стенкепрорези и отогнута вверх под острымуглом, На передней кромке ножей выполнены верхняя 8 и нижняя 9 заточки, Задняя кромка 10 может быть.вы 35 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 зад 40 ней кромкой 10 ножа и направляющейпластиной выбирают из условия сводообразования, цто обеспечивает непопадание материала через данный за"зор, Размещение оси 5 вращения отно 45 сительно центра тяжести ножа 6 к егоострию и к верхней рабоцей граниобеспечивает поднимание острия ножавверх при отсутствии засыпанного вбункер материала, Высота пластин под50 диском Н п выбрана из соотношения:ннсНпис Нья где Ннк Нвц - высотарасположения соответственно нижнегои верхнего ребер задней стенки ножав рабочем положении,55Тормозные узлы 2 выполнены в видеравномерно закрепленных в бункере 1радиальных пластин, число которых.не кратно числу ножей,5 1Устройство работает следующимобразом.Диск приводится во вращение отмотор-редуктора (на фиг. не показан),Засыпанный в бункер материал тормозится относительно вращающегося диска 3 тормозными узлами 2, В связис тем, цто проекции площадей затоцек на плоскость, перпендикулярнуюнаправлению потока, различны засчет выполнения равноугловых заточек (для определенности рассмотримслучай, при котором нижняя заточкапередней кромки ножа выполнена сбольшим углом 06 , цем верхняя заточка ), противодавление на нижнюю заточку будет больше, следовательно,"набегающий" материал повернет ножвокруг оси подвижного шарнира на некоторый угол (данное утверждениеправомерно и в момент "запуска", когда нож расположен острием вверх - вэтом случае соотношение проекций площадей ниже и выше оси еще более значительно). Очевидно угол поворотаопределяется из условия равенствапротиводавления материала на верхнюю. и нижнюю затоцку и рассцитываетсякак полураэность из углов, Однако всвязи с инерционностью любой систе-.мы поворот осуществляется на угол,больший чем указанный, Т,е, образовавшийся угол ( ) между верхнейзаточкой и направлением движения материала больше угла (К) между нижней заточкой и направлением движения материала, Теперь уже большеепротиводавление со стороны материала на верхнюю заточку повернет ножв противоположную сторону (на фиг,4против часовой стрелки),В связи с колебаниями физико-механических характеристик материала.инерционностьюсистемы возникает автоколебательный процесс поворота ножей (по и против часовой стрелке)под действием самого материалаРежущее острие ножа при этом так"же совершает колебания в вертикаль.ной плоскости, что приводит к уменьшению усилия срезания материала,Разрезанный материал делится на 2потока,732167(2) 50Рнализ 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 любыхострых углах 0( ипри условииЫ Ф, Однако необходимо отметить,что возможные теоретицески любыеострые углы М и / должны быть огНижний поток, движущийся по соответствующей заточке, попадает на наклонную пластину и оттуда, в вы" пускную щель. При этом колебания ножа обеспечивают вибрирующую нагрузкуна срезанный слой, нормальная составляющая которой предотвращает образование сводов, что также способствует повышению качества дозирования. Верхний поток проходит надверхним краем наклонной пластины, ине попадает в выпускную щель. Высота наклонной пластины (она характеризуется "верхним краем") выбираетсяиз условия непопадания части верхнего потока в выпускную щель (соответственно попадание цасти верхнегопотока приведет к погрешности дозирования) и попадания всего нижнегопотока в выпускную щель, Это условие выполняется, если верхний край 20 наклонной пластины расположен вышенижнего края ножа, но ниже его верхнего края,для обоснования предложенной конструкции ножа на фиг,6 представлена д расцетная схема сил, действующихна нож, в которой 5 - сила тяжестиатериала; Н, 7 к - горизонтальнаявертикальная составляющие силыпротиводавления со стороны материа" ла на нижнюю заточку , Н, Ч - горизонтальная и вертикальная составляющие силы противодавления состороны материала на верхнюю заточку, а, Ь, с, й, е, р Е - расстояния.(1) 49.Очевидно, что уравнение равновесия является граничным условием, работо" способность устройства соблюдается при НиВ+Чи)Ь Нэ й+7 Ь +С Й 45 после несложных преобразований полу" чаем условие работоспособности. устройства7 173раничены по велицине, исходя из следующих соображений,Угол 06 определяет угол изменениянаправления движения потока материала, При больших М, ( ) 60 ) компонентаотраженного от нижней затоцки потоканаправлена под углом против направления движения материала, цто ухудшает условия прохождения материалачерез выпускную щель, Кроме того,увеличение силы трения может привести к возникновению прочной структурынад выпускной щелью и пульсационнойработе дозатора.При углах 0 ( 15 (нож очень тонгцкий) для размещения шарнира на ножепоследний должен иметь значительнуюдлину,. т,е, с уменьшением угла увелИчивается расстояние от оси шарнирадо .острия ножа, а следовательно,(при одинаковых углах поворота ножа)в этом слуцае вместо колебаний острия ножа относительно среднего положения получим существенные перемещения острия нока в вертикальной плоскости то приводит к ухуршению качества дозирования.Исхоря из условий наивыгоднейшегоизменения направления потока материала и возможности расположения ножана шарнире, следуе рекомендация опрактическом использовании ножей суглами 0, заклюценными з пределах30-45 ,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, Опрокидыва ние осуществляется в связи с тем,что при расположении шарнира юево от центра ножа, плечо (а следовательно, и соответствующая площадь ножа, испытывающая давление со стороны "набегающего" материала) от его острия до шарнира становится больше, цем плецо от шар" нира до задней кромки.При расположении оси подвижного шарнира правее оси симметрии ножа устройство сохраняет работоспособ". ность, но при е(с/, углы х ипринимают большие значения (исходя из конструктивных соображений - для размещения шарнира на ноже), при которых возникают негативные явления, что приводит к увеличению неравно-. 2167 Вмерности подачи материала до 5-8,При расположении оси подвижногошарнира в интервале 3 С/8 - С/2 работоспособность и точность дозированиялишь незначительно уступает (менее1 Ф) точности дозирования при центральном расположении шарнира, Приэтом соотношение углов выбирается изусловия (2), Все сказанное относитсяк рабочему ходу (р,х,) ножа, т.е,к определенному взаиморасположениюножа и тормозных элементов, а именно,срезание материала нацинается прио 1 здостижении определенного ( -30 )угла между ножом и тормозным элементом, Срезание, а следовательно,и подача материала прекращается (холостой ход - х,х,) в положении дис ка, когда ножи и тормозные элементылежат на одной прямой и возобновляется только при достижении указанного угла, При этом х,х, скларываетсяиз двух составляющих; ход ножа подтормозным элементом ( - П/18) и ходножа, при котором срезание материалане происходит в результате малогопротиводавления материала, Вторуюсоставляющую х,х, можно уменьшить, .10;увеличивая количество ножей, Первую сс ставляющую х,х,при кратномсоотношении ножей и тормозных элементов устранить нельзя при любом ихколицсстве, Устранить первую составляющую х,х, возможно только при 35 некратном соотношении ножей и тормозных элелентов, причем колицествоножей (пли тормозных элементов - равносильно по принципу обратимостидвижения) должно бьть четным, Количество ножей (или тормозных элементов), не влияя на точность дозирования, влияет на производительностьустройства, Так, например, при количестве ножей (тормозных элементов), 4 равном Й, и тормозных элементов (ножей), равном 6, р,х, составляет П/6,х,х, составляет О, навеска материала срезаемого в течение одного р.хравна удвоенной навеске, срезаемой 50 одним ножом за рх, (для сравнения:при кратном соотношении ножей к тормозным элементам = 6/6 р,х, = П/6,х.х, = П/6, навеска равна шести навескам, срезаемым одним ножом), ЫТаким образом, предложенное техницеское решение позволяет повысить тоцность дозирования как засчет. устранения холостого хода, ножа,9сделав процесс подачи материала непрерывным, так и за счет уменьшения усилия резания материала в результате автоколебательного движения ножа, что позволяет снизить неравномерность подачи легкоуплотняемых сыпучих материалов с 15-20 до менее 24.Формула изобретенияУстройство 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 1 Оцелью повышения равномерности дозирования в него введены клинообразные ножи, каждый из которых5установлен на поперечной оси вращения над соответствующей радиальной прорезью, причем поперечная осьвращения смещена относительно центра тяжести ножа к его острию и кверхней рабочей грани, высоту пластины над дискОИ Н выбирают изСООТНОШЕНИЯНннН пас Нвнгде Н ни, Н б - высота расположениясоответственно нижнего и верхнего реберзадней стенки ножа врабочем положении,2 О причем тормозной узел выполнен ввиде равномерно закрепленных в бункере радиальных пластин, число которых не кратно числу ножей,17 З 2167 Составитель З.Крысановадактор С,Патрушева Техред А.Кравчук Коррект борская изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гага 101 РаВНИИПИ 75 Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям лри ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5