Винтовой конвейер

 

Изобретение относится к конвейерному транспорту, а именно к винтовым конвейерам, которые могут быть использованы как самостоятельные транспортные средства и как питатели. Винтовой конвейер содержит несущий корпус с полукруглым днищем, рабочий орган в виде гибкой спирали, включающей приводной и завершающий витки. Витки гибкой спирали выполнены с уменьшающейся по направлению к приводному витку деформацией при действии нагрузок или/и гибкая спираль снабжена, по крайней мере, одним стержнем, соединенным с внутренними сторонами ее витков. Конвейер снабжен опорным основанием, расположенным в полукруглом днище. Повышается надежность работы и срок службы конвейера. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к конвейерному транспорту, а именно к винтовым конвейерам, которые могут быть использованы как самостоятельные транспортные средства и как питатели.

Известен винтовой конвейер (прототип), включающий несущий корпус с полукруглым днищем, рабочий орган в виде гибкой спирали, включающей приводной и завершающий витки, узел крепления спирали с приводом в виде втулки с внутренней конической поверхностью (Спиральный конвейер, SU №1787885 А1, кл. В 65 G 33/16, 33/24, 15.01.1993, 4 с.).

Известный конвейер обладает следующими недостатками.

1. Ограниченный ресурс гибкой спирали, т.к. под действием сил сопротивления транспортируемой среды (нагрузки) в ней может появляться остаточная деформация. Например, при транспортировке среды в направлении от привода она укорачивается, а при транспортировке в направлении привода, наоборот удлиняется. Этот недостаток ограничивает область применения таких конвейеров транспортировкой веществ невысокой плотности и вязкости.

Кроме того, его ресурс уменьшается еще и за счет того, что последний виток, ввиду того, что рабочий орган является гибким, изнашивается раньше других (или истирает корпус).

2. Низкий ресурс корпуса, поскольку при транспортировке абразивных веществ будет наблюдаться износ его днища.

Задачей изобретения является увеличение ресурса винтового конвейера.

Поставленная задача решается за счет того, что витки гибкой спирали выполнены с уменьшающейся по направлению к приводному витку деформацией при действии нагрузок или/и гибкая спираль снабжена, по крайней мере, одним стержнем, соединенным с внутренними сторонами ее витков, при этом конвейер снабжен опорным основанием, расположенным в полукруглом днище.

При этом выполнение витков гибкой спирали с уменьшающейся по направлению к приводному витку деформацией при действии нагрузок достигается увеличением их толщины или/и применением материалов с более высокими упругими свойствами.

Кроме того, завершающий виток имеет радиус скругления кромки r=(0,15-0,3)R, где R - наружный радиус витков.

Отличительными признаками заявляемого винтового конвейера являются:

1. Выполнение витков гибкой спирали с уменьшающейся по направлению к приводному витку деформацией при действии нагрузок.

2. Снабжение гибкой спирали, по крайней мере, одним стержнем с высокими поперечными и низкими продольными деформациями.

3. Соединение стержня с внутренними сторонами витков гибкой спирали.

4. Выполнение витков гибкой спирали рабочего органа с увеличивающейся по направлению к приводному витку толщиной.

5. Выполнение витков гибкой спирали рабочего органа с увеличивающимися по направлению к приводу упругими свойствами.

6. Выполнение кромки завершающего витка с относительным радиусом скругления r=(0,15-0,3)R, где R - наружный радиус витков.

7. Снабжение конвейера опорным основанием, расположенным в полукруглом днище.

По сведениям, имеющимся у авторов, отличительный признак п. 7 в технической литературе известен, а остальные - нет. Однако совместное их применение в заявляемом устройстве позволяет получить два положительных эффекта.

Первый положительный эффект заключается в том, что увеличивается ресурс гибкой спирали. Благодаря тому, что витки спирали рабочего органа выполнены с уменьшающейся по направлению к приводному витку деформацией при действии нагрузок или/и рабочий орган дополнительно снабжен, по крайней мере, одним стержнем, соединенным с внутренними сторонами витков, деформации витков по направлению к приводному не будут нарастающими. По этой причине остаточных деформаций, приводящих к удлинению или укорачиванию рабочего органа, не будет наблюдаться.

Второй положительный эффект заключается в том, что увеличивается ресурс корпуса, поскольку за счет снабжения его опорным основанием, расположенным в полукруглом днище при транспортировке абразивных веществ, будет наблюдаться износ днища.

Таким образом, заявляемый винтовой конвейер отвечает критерию “изобретательский уровень”.

Предлагаемое авторами устройство отличается от прототипа конструктивно.

На фиг.1 представлен вариант общего вида винтового конвейера с одновременным применением двух способов увеличения продольной упругости рабочего органа: увеличением толщины витков и установкой стержней (на фиг.1 в качестве примера показан вариант с тремя стержнями), на фиг.2 - вид А при неработающем конвейере, на фиг.3 - то же, но при работающем конвейере, на фиг.4 - вариант общего вида винтового конвейера только с увеличением толщины витков и опорным основанием, выполненным в виде полос, на фиг.5 - вид В.

Винтовой конвейер содержит (см. фиг.1 - 5):

- несущий корпус 1 с полукруглым днищем 2;

- рабочий орган 3 в виде гибкой спирали;

- приводной виток 4 гибкой спирали;

- витки 5 гибкой спирали, толщины которых или/и упругие свойства применяемых материалов увеличиваются по направлению к приводному витку 4. Для наглядности на фиг.1 показан вариант с увеличением толщины витков 5. Понятно, что они могут изменяться не непрерывно, а ступенчато;

- стержни 6, соединенные с внутренними сторонами витков. Для наглядности на фиг.1 показан вариант одновременного применения двух способов увеличения продольной упругости рабочего органа: увеличением толщины витков 5 и установкой стержней 6;

- завершающий виток 7 гибкой спирали со скруглением кромки 8 с относительным радиусом скругления r=(0,15-0,3)R, где R - наружный радиус витков, см. фиг.3;

- опорное основание 9, расположенное в полукруглом днище 2, продленное в левую сторону для левой гибкой спирали и в правую сторону для правой гибкой спирали по внутренней стенке несущего корпуса на угол . На фиг.1-3 показана левая гибкая спираль (см. определение на стр. 281, Физическая энциклопедия, т.1, M., 1988), поэтому опорное основание 9 продлено в левую сторону. В данном случае в качестве материала для опорного основания 9 могут применяться, например, износостойкие пластики. В случае транспортирования не абразивных, а длинноволокнистых веществ (например, отбросы решеток при очистке сточных вод) опорное основание 9 может быть выполнено в виде полос, см. фиг.4 и 5. В стационарном состоянии, когда рабочий орган не вращается, транспортируемый материал 10 расположен в несущем корпусе так, что его верхняя граница 11 примерно горизонтальна. В зависимости от угла наклона винтового транспортера, степени его загрузки граница 11 может изменяться. На фиг.2 в качестве примера показаны два возможных варианта.

Винтовой конвейер работает следующим образом.

Транспортируемое вещество при вращении рабочего органа 3 в виде гибкой спирали продвигается по несущему корпусу 1 с полукруглым днищем 2 и разгружается в конце корпуса. Конструкции загрузочного и выгрузочного устройств могут быть любыми. Например, выгрузка может осуществляться как прямо по оси корпуса, так и через отверстие, дополнительно устроенное в нижней его части.

Благодаря тому, что рабочий орган 3 выполнен гибким в поперечном и жестким в продольной направлении, он способен при вращении описывать конфигурацию полукруглого днища несущего корпуса, а точнее опорного основания 9.

При этом каждый виток спирали преодолевает различное сопротивление по величине, т.е. на них действует различная нагрузка. Например, если среда транспортируется от приводного витка 4 гибкой спирали в направлении к завершающему витку 7, то нагрузка на витки спирали по мере приближения к последнему будет уменьшаться.

Опыт изготовления и испытания подобных устройств показывает, что, например, если гибкий рабочий орган винтового конвейера, выполненный по прототипу длиной 5 м из стали 09Г2С с толщиной витков 8 мм и наружным радиусом R=150 мм, то деформация витков в продольном направлении будет изменяться от 56 до 0,5 мм. Очевидно, что в начальных витках будет иметь место остаточная деформация.

В предлагаемом устройстве такого явления наблюдаться не будет, поскольку в нем внедряется один из двух (или два одновременно) предложенных способов уменьшения продольных деформаций.

Кроме того, в связи с выполнением завершающего витка 7 гибкой спирали с округлением кромки 8 работа предлагаемого устройства останется ровной и не будет сопровождаться ударами кромки завершающего витка о корпус транспортного средства, в котором оно применяется.

При вращении рабочего органа 3 с угловой скоростью транспортируемое вещество одновременно с поступательным совершает и вращательное движение. Учитывая, что на него дополнительно действуют силы тяжести, трения и сцепления между частицами, верхняя граница 11 транспортируемого материала буде наклонена на угол в направлении вектора скорости , см. фиг.3.

В указанной конструкции транспортировка абразивных веществ не будет приводить к износу несущего корпуса 1, поскольку он будет защищен опорным основанием 9. Для большей эффективности защиты корпуса опорное основание 9 продлено на угол в направлении вектора скорости , см. фиг.3.

При транспортировке длинноволокнистых неабразивных веществ в соответствии с предлагаемым изобретением опорное основание может быть выполнено в виде полос, см. фиг.4 и 5. В этом случае транспортируемый материал не будет вращаться.

Формула изобретения

1. Винтовой конвейер, содержащий несущий корпус с полукруглым днищем, рабочий орган в виде гибкой спирали, включающей приводной и завершающий витки, отличающийся тем, что витки гибкой спирали выполнены с уменьшающейся по направлению к приводному витку деформацией при действии нагрузок или/и гибкая спираль снабжена, по крайней мере, одним стержнем, соединенным с внутренними сторонами ее витков, при этом конвейер снабжен опорным основанием, расположенным в полукруглом днище.

2. Конвейер по п. 1, отличающийся тем, что выполнение витков гибкой спирали с уменьшающейся по направлению к приводному витку деформацией при действии нагрузок достигается увеличением их толщины или/и применением материалов с более высокими упругими свойствами.

3. Конвейер по п. 1 или 2, отличающийся тем, что завершающий виток имеет радиус скругления кромки r=(0,15-0,3)R, где R - наружный радиус витков.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5