Способ очистки стенок бункеров от зависшего сыпучего материала и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к горнодобывающей и другим областям промышленности, где производится выгрузка (выпуск) сыпучих материалов из каких-либо емкостей. Способ включает локальное механическое воздействие на зависший материал со стороны свободной поверхности по сечению зависшего сыпучего материала. Механическое воздействие осуществляют путем нанесения ударов, при этом направление ударного воздействия на зависший материал регулируют за счет асимметричной подвески ударного узла относительно центра его тяжести. Устройство содержит ударный узел с рабочим органом и гибкую подвеску. На передней части ударного узла жестко монтирована насадка, имеющая форму тела вращения второго порядка, причем ее сила тяжести больше или равна силе отдачи, создаваемой ударным узлом. Повышается эффективность очистки боковых стенок бункеров от зависшего материала. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение предназначено к горнодобывающей и другим областям промышленности, где производится выгрузка (выпуск) сыпучих материалов из каких-либо емкостей, и предназначено для обрушения зависаний, возникающих в процессе выгрузки сыпучей слежавшейся массы из бункера.

Известен способ разгрузки плохо сыпучего материала из расходного бункера с сужающимся днищем (авт.св. 220145, кл. 81е, 133, 1968), сущность которого в разделении выпускаемого из бункера материала на два объема.

Недостатком этого способа является зависание материала на боковых стенках скважины, что уменьшает объем бункера и создает предпосылки для образования свода.

Известен способ очистки бункеров от зависшего сыпучего материала, реализуемый в различных устройствах (авт.св. 46186, кл. 18е, 136, 1935), сущность которого в ворошении слежавшегося материала в выпускной воронке, осуществляемом за счет приспособления в виде качающегося стержня. Дальнейшие разработки касались конструктивного выполнения приспособления, а именно: в виде пружинной тяги, присоединенной к стенке бункера, и привода (авт. св 236323); в виде двухплечевого рычага, взаимодействующего с валиком шнека (авт. св. 285608, кл. 81е, 136, 1970); стрелы с рычагом и с зубьями (авт. св 257341, кл. 81е, 136, 1969).

Недостатками рассматриваемых решений являются невозможность ворошения слежавшейся массы за пределами выпускной воронки на любой высоте бункера и небольшая эффективность при выпуске давно слежавшейся массы, что приводит к уменьшению емкости бункера и способствует в дальнейшем образованию свода.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является способ очистки стенок бункеров от зависшего материала устройством (авт.св. N 1747344 A1, кл. B 65 D 88/66), включающим механическое воздействие на зависший материал со стороны его свободной поверхности, при этом одновременно прижимают специальным грузом ударное устройство к поверхности зависшего материала и наносят локальное механическое воздействие под углом к стенке бункера.

Недостатком известного способа очистки стенок бункеров от зависшего материала является вибрационный режим работы, в связи с чем необходима операция по компенсированию вибрационной силы во время ее действия не направленного в направление обрушаемой среды (при использовании центробежного вибратора - в любые стороны по радиусу, а при осевом вибраторе - в обратную сторону).

Известны устройства для обрушения насыпного материала и очистки стенок бункеров (авт.св. 180136, кл. 81е, 133, 1964, БИ N 6, 1966), содержащее пневмоподушки с дифференциальным клапаном, распределительный пункт и воздухоприводы. При надуве подушек они меняют свою геометрию и тем самым разрушают слежавшийся материал.

Недостатком известной конструкции является низкая надежность работы, так как при выпуске абразивных кусков резиновая деталь рвется. Она же не работает и при низких температурах. И, самое главное, создаваемые силы малы и при работе с тяжелыми материалами (большими кусками) результата практически нет.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является устройство для ликвидации зависаний в горных выработках (авт. св. 242832), содержащее самоходный пневматический снаряд ударного действия, который снабжен захватом, выполненным в виде колодок, обхватывающих канат, одна из которых жестко соединена со снарядом, а вторая - через шток с мембранами пневматических камер и через пружины с винтовым механизмом.

Недостатком рассматриваемого устройства является необходимость предварительной установки каната, пропущенного в печи или в выпускной воронке перед началом работы.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением - повышение эффективности очистки боковых стенок бункеров от зависшего материала.

Эта задача решается за счет того, что осуществляют локальное механическое воздействие на зависший материал со стороны свободной поверхности по сечению на зависший материал, согласно изобретению, механическое воздействие осуществляют путем нанесения ударов, при этом направление ударного воздействия на зависший материал регулируют за счет асимметричной подвески ударного узла относительно центра его тяжести. Такая последовательность операций обеспечивает выборочное воздействие на зависший в бункере материал по всей поверхности зависания и позволяет наносить удары под углом к стенкам бункера, причем ударный режим воздействия повышает эффективность, так как прикладывается большее усилие на небольшую поверхность.

Целесообразно удары наносить снизу вверх вдоль стенки бункера под углом к последней. Этот позволяет выбрать максимально эффективный угол воздействия ударного импульса, при котором будут развиваться тангенциальные напряжения, способствующие отделению зависшего материала от стенки бункера. Ударное воздействие, наносимое вдоль поверхности стенки бункера сводит до минимума затраты энергии на разрушение зависшего слоя, так как она, в основном, направляется на небольшой слой материала, расположенного у стенки бункера.

Целесообразно удары наносить сверху вниз вдоль стенки бункера под углом к последней. Эта операция позволит наносить ударное воздействие вдоль поверхности бункера, сводя до минимума затраты энергии на разрушение зависшего слоя, ограничиваясь, в основном, пристеночным слоем, и, кроме того, отколовшиеся части материала будут свободно падать под действием силы тяжести.

Устройство для очистки стенок бункеров от зависшего сыпучего материала, содержащее ударный узел с рабочим органом, гибкую подвеску, согласно изобретению, на переднюю часть ударного узла жестко монтирована насадка, имеющая форму тела вращения второго порядка, причем ее сила тяжести больше или равна силе отдачи, создаваемой ударным узлом. Такая конструкция устройства обеспечивает реализацию способа очистки стенок бункера от зависшего сыпучего материала.

Целесообразно гибкую подвеску закреплять на насадке на расстоянии от центра тяжести ударного узла с насадкой в сторону поверхности зависшего сыпучего материала. Такое конструктивное исполнение устройства позволяет наклонять ударный узел таким образом, чтобы обеспечить нанесение ударов сверху вниз вдоль стенки бункера.

Целесообразно гибкую подвеску закреплять на насадке на расстоянии от центра тяжести ударного узла с насадкой в противоположную сторону от поверхности сыпучего материала. Такое выполнение конструкции устройства позволит наклонять ударный узел таким образом, чтобы обеспечить нанесение ударов снизу вверх вдоль стенки бункера.

На фиг. 1 показан бункер в поперечном разрезе с зависшим материалом на его стенке; на фиг. 2 - бункер в разрезе с устройством, имеющем салазки в виде тела вращения второго порядка; на фиг. 3 - бункер в разрезе с устройством, закрепленным на расстоянии l от центра тяжести в сторону от поверхности зависшего сыпучего материала; на фиг. 4 - бункер в разрезе с устройством, проходящим скважину в зависшем материале.

Сущность предлагаемого способа очистки стенок бункера от зависшего сыпучего материала проиллюстрируем на примере конкретного применения.

При зависании сыпучего материала на наклонной стенке бункера 1 с выпускающим отверстием 2 дневная поверхность сыпучего материала 3 имеет также наклон к горизонтальной поверхности. К гибкой тяге 4 прикреплен ударный узел 5, например, пневмопробойник, выполненный по авт. св. 236350, при этом он может быть прикреплен тремя способами: а) за хвостовую часть, когда пневмопробойник висит вертикально вдоль гибкой подвески (фиг. 1) за насадку на расстоянии l от центра тяжести системы (ударный узел - насадка) в сторону от зависшего материала 3 (фиг. 2);в) за насадку на расстоянии l от центра тяжести системы (ударный узел - насадка) в сторону к зависящему материалу (фиг. 3). В последних двух случаях ударный узел создает положительный или отрицательный угол с поверхностью зависшего материала. При включении ударного узла 5 подачей сжатого воздуха по шлангу 6 (при вертикальном положении ударного узла позиции 4 и 6 накладываются, т.е. шланг 6 и подвеска 4 на чертежах выглядят в виде одной линии) в рабочей камере, возникает ударный импульс, который наносит удары по заостренной наковальне (с внутреннего его торца) и через нее на зависший материал 3. Для эффективности передачи ударного импульса необходимо, чтобы сила тяжести устройства превышала силу его отдачи. Это может осуществляться за счет дополнительного груза 7, монтированного на ударном узле 5.

Для исключения скольжения ударного устройства по поверхности слежавшегося материала необходимо придать ударному импульсу требуемое направление, т. е. определенный угол встречи с поверхностью слежавшегося материала. Кроме того, при последующем перемещении ударного устройства в другое место для нанесения удара необходимы своего рода полозья, обеспечивающие "восхождение" на выступающий кусок зависшего материала (особенно, если после откола куска зависшего материала, заостренная передняя часть ударного узла находится в воронке). Для этих целей на переднюю часть ударного узла 5 может быть жестко закреплена насадка 8, выполненная в виде тела вращения второго порядка. Позицией 9 обозначен рабочий орган - пика, 10 - свод, 11 - полость (скважина). К - центр тяжести системы ударный узел - насадка.

Принцип работы способа очистки стенок бункеров от зависшего сыпучего материала. На гибкой тяге 4 отпускают ударное устройство сверху бункера 1 до момента, когда его передняя часть (рабочий орган 9, выполненный в виде заостренной пики) соприкасаются с поверхностью зависшего материала. В зависимости от способа крепления ударного устройства к гибкой подвеске оно может принимать к поверхности слежавшегося материала различный угол (фиг. 1 - 3). Под действием силы тяжести (своей и дополнительного груза 7 - насадки 8, выполняющей и эту функцию) устройство осуществляет требуемый контакт для эффективной передачи ударного импульса от устройства к зависшему материалу. При включении сжатого воздуха пневматический ударный узел 5 создает ударные импульсы, которыми и разрушается зависший сыпучий материал 3. Обычно наблюдается отделение от массива отдельных кусков, которые под действием собственной силы тяжести будут через выпускное отверстие 2 удаляться из бункера 1. Затем ударное устройство переставляют на другое место. Его можно поднять гибкой подвеской 4 и переместить на другое место. Можно же воспользоваться формой насадки 8, т. е. отпуская гибкую подвеску 4, устройство будет отпускаться вниз, т. к. ее форма в виде тела вращения обеспечивает взбирание устройства на выступающую поверхность зависшего материала в любом направлении перемещения.

Можно осуществить скол зависшего материала сверху вниз. Для этого ударное устройство 5 должно быть подвешено на гибкой подвеске 4 либо вертикально, либо под острым углом к поверхности стенки бункера, а, следовательно, и к поверхности зависшего материала (фиг. 1 и 2). В последнем случае гибкую подвеску 4 необходимо крепить к насадке 8 на расстоянии l от центра тяжести системы ударный узел - насадка в сторону к поверхности зависшего материала. Для очистки стенок бункера 1 снизу верх (фиг. 3) необходимо закрепить ударное устройство 5 к подвеске так, чтобы оно имело отрицательный угол со стенкой бункера 1, для чего точку подвеса крепят на расстоянии l от центра инерции системы ударный узел - насадка в сторону от поверхности зависшего материала.

В случае, если зависший материал образует полный свод 10 в бункере 1 (фиг. 4) необходимо сначала пройти скважины 11 ударным узлом типа пневмопробойника. При этом произойдет обрушение части свода 10, образуется сквозная полость (скважина) 11 и можно продолжить работу в соответствии с изложенным выше, т.е. продолжить разрушение сверху вниз или наоборот, снизу верх, в зависимости от слежавщегося сыпучего материала (его плотности и времени слежания) ударным локальным воздействием под оптимальным углом направления действия ударного импульса. Угол направления воздействия ударного импульса можно регулировать изменением расстояния l.

Применение предлагаемого способа очистки стенок бункера от зависшего сыпучего материала обладает универсальностью, т.к. обеспечивает локальное воздействие на сыпучую массу в месте ее зависания. Этот же фактор позволяет использовать как предлагаемый способ, так и устройство для его реализации, в бункерах любых конструкций. Ударный режим работы обеспечивает эффективность применения предлагаемых способа и устройства для очистки бункеров от зависшего материала на его стенках, т.е. очистка бункера осуществляется при любой прочности слежавшегося материала.

Формула изобретения

1. Способ очистки стенок бункеров от зависшего сыпучего материала, включающий локальное механическое воздействие на зависший материал со стороны свободной поверхности по сечению зависшего сыпучего материала, отличающийся тем, что механическое воздействие осуществляют путем нанесения ударов, при этом направление ударного воздействия на зависший сыпучий материал регулируют за счет асимметричной подвески ударного узла относительно центра его тяжести.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что удары наносят снизу вверх вдоль стенки бункера под углом к последней.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что удары наносят сверху вниз вдоль стенки бункера под углом к последней.

4. Устройство для очистки стенок бункеров от зависшего сыпучего материала, содержащее ударный узел с рабочим органом и гибкую подвеску, отличающееся тем, что на передней части ударного узла жестко монтирована насадка, имеющая форму тела вращения второго порядка, причем ее сила тяжести больше или равна силе отдачи, создаваемой ударным узлом.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что гибкая подвеска закреплена на насадке на расстоянии от центра тяжести ударного узла с насадкой в сторону поверхности зависшего сыпучего материала.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что гибкая подвеска закреплена на насадке на расстоянии от центра тяжести ударного узла с насадкой в противоположную сторону от поверхности сыпучего материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4