RU2067960C1

RU2067960C1 - Powder material hopper feeder

Info

Publication number: RU2067960C1
Application number: RU94028463A
Authority: RU
Inventors: Р.С. Аипов; А.П. Казадаев; Р.А. Султанов
Original assignee: Уфимский государственный авиационный технический университет
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1994-07-27
Publication date: 1996-10-20
Also published as: RU94028463A

Abstract

FIELD: materials handling; controlled delivery of loose materials from hoppers to feeders or conveyors. SUBSTANCE: hopper feeder has frame 1 connected to hopper 2. Mounted on movable base 3 is inductor 4 of linear induction motor. Secondary element 5 of linear induction motor is connected through coupling 6 with rod 7 embracing the hopper. Streamlined plates 9 are hinge-mounted on frame 1 through trunnions 8. In initial position plates completely overlap the hole of hopper. Plates 9 are fixed on levers 10 through trunnions 8, levers being hinge-connected with common rod 7. Levers 10 are arranged at acute angle relative to plane of plates. Flexible members 11 and 12 are rigidly secured on hopper 2. Free ends of flexible members are fixed in cross rods 7. Control unit 13 controls operation of linear induction motor. EFFECT: enlarged operating range of hopper feeder, increased operation reliability. 4 dwg

Description

Изобретение относится к механизации транспорта, а именно, к регулируемой выдаче сыпучих материалов из бункеров на питатели или конвейеры. The invention relates to the mechanization of transport, namely, to the regulated delivery of bulk materials from silos to feeders or conveyors.

Известен бункерный питатель для выдачи порошкообразных материалов, содержащий раму с шарнирно закрепленными на ней планками и привод для сообщения возвратно-поступательного движения. Known bunker feeder for the issuance of powdered materials, containing a frame with pivotally mounted strips on it and a drive for communicating reciprocating motion.

Недостатком этого питателя является наличие неперекрываемых зазоров между планками, так как шарнирно закрепленные на раме концы планок имеют постоянное расстояние, с другой стороны Т-образный профиль планок способствует сводообразованию. The disadvantage of this feeder is the presence of non-overlapping gaps between the strips, since the ends of the strips pivotally mounted on the frame have a constant distance, on the other hand, the T-shaped profile of the strips contributes to arch formation.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является бункерный питатель для выдачи порошкообразных материалов, содержащий раму с шарнирно закрепленными на ней планками обтекаемого профиля и укрепленные на горизонтальных осях с возможностью поворота в вертикальной плоскости, при этом на осях планок установлены под острым углом к ним рычаги, свободные концы которых укреплены на общей штанге, связанной с приводом возвратно-поступательного движения через муфту. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a hopper feeder for the issuance of powdered materials, containing a frame with articulated strips of a streamlined profile and mounted on horizontal axes with the possibility of rotation in a vertical plane, while on the axes of the strips are installed at an acute angle to him levers, the free ends of which are mounted on a common rod associated with the drive of the reciprocating movement through the clutch.

Недостатком этого питателя является отсутствие возможности полного перекрывания отверстия бункера во всех режимах работы. Сказанное определяется тем, что полностью отверстия бункера могут быть перекрыты только при минимальной производительности, когда длина штанги максимальна и остановке привода в момент, когда планки в своем колебательном движении перекрывают выходное отверстие бункера. С другой стороны, известное техническое решение при неизменной длине штанги имеет ограниченные пределы регулирования производительности бункерного питателя, устройство имеет низкую надежность работы. The disadvantage of this feeder is the inability to completely overlap the hopper opening in all operating modes. The aforesaid is determined by the fact that the hopper openings can be completely blocked only at minimum productivity, when the rod length is maximal and the drive stops at the moment when the slats in their oscillating motion block the hopper outlet. On the other hand, the known technical solution with a constant rod length has limited limits for regulating the performance of the hopper feeder, the device has low reliability.

Задача изобретения обеспечение полного перекрывания отверстия бункера при остановке привода и расширение пределов регулирования производительности бункерного питателя с повышением надежности работы. The objective of the invention is to ensure complete overlap of the hole of the hopper when the drive is stopped and to expand the limits of regulation of the performance of the hopper feeder with increased reliability.

Поставленная задача решается следующим образом. В бункерном питателе для выдачи порошкообразных материалов, содержащем раму с шарнирно закрепленными в отверстии на ней планками обтекаемого профиля и укрепленные на горизонтальных осях с возможностью поворота в вертикальной плоскости, при этом на осях планок с одного конца установлены под острым углом к ним рычаги, свободные концы которых укреплены на общей штанге, связанной с приводом возвратно-поступательного движения через муфту, привод выполнен в виде линейного асинхронного двигателя, снабженного блоком управления, и упругих элементов, жестко закрепленных на бункере и связанных со штангой, охватывающей бункер так, что планки полностью перекрывают отверстие и снабжены дополнительными рычагами, установленными на осях с другого конца планок. The problem is solved as follows. In a hopper feeder for dispensing powdered materials, comprising a frame with streamline profile pivotally mounted in the hole on it and fastened on horizontal axes with the possibility of rotation in the vertical plane, while on the axis of the strips levers are mounted at one end at an acute angle to them, free ends which are mounted on a common rod associated with a reciprocating drive through the coupling, the drive is made in the form of a linear induction motor equipped with a control unit, and elastic elements ENTOV rigidly fastened to the hopper and associated with the rod embracing the hopper so that the strap completely cover the hole and the additional levers are provided, mounted on axes from the other end of the splines.

Сущность устройства поясняется чертежами. На фиг. 1 схематично изображен бункерный питатель, вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид сверху, разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 то же, поперечный разрез; на фиг. 4 то же, разрез по планкам. The essence of the device is illustrated by drawings. In FIG. 1 schematically shows a hopper feeder, side view; in FIG. 2 is the same, top view, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 the same, transverse section; in FIG. 4 the same, a cut along the slats.

Бункерный питатель включает раму 1, прикрепленную к бункеру 2 На подвижном основании 3 смонтирован индуктор 4 линейного асинхронного двигателя. Индуктор 4 имеет возможность поворачиваться в вертикальной плоскости относительно основания 3. Вторичный элемент 5 линейного асинхронного двигателя через муфту 6 связан со штангой 7 прямоугольной формы, охватывающей бункер. На раме 1 при помощи цапф 8 шарнирно закреплены планки 9 обтекаемого профиля. В исходном состоянии планки полностью перекрывают отверстие бункера. Цапфами 8 планки 9 неподвижно прикреплены к рычагам 10, которые шарнирно соединены с общей штангой 7. Рычаги 10 расположены относительно плоскости планок под острым углом. На бункере 2 жестко закреплены упругие элементы 11 и 12. Упругие элементы 11 и 12 свободными концами упираются в поперечины штанги 7. Работой индуктора 4 линейного асинхронного двигателя управляет блок управления 13. The hopper feeder includes a frame 1 attached to the hopper 2. An inductor 4 of a linear induction motor is mounted on the movable base 3. The inductor 4 has the ability to rotate in a vertical plane relative to the base 3. The secondary element 5 of the linear induction motor through the clutch 6 is connected with a rod 7 of a rectangular shape, covering the hopper. On the frame 1 with the help of pins 8, the strips 9 of the streamlined profile are pivotally fixed. In the initial state, the trims completely cover the hopper opening. The trunnions 8 of the bar 9 are fixedly attached to the levers 10, which are pivotally connected to a common rod 7. The levers 10 are located relative to the plane of the bars at an acute angle. The elastic elements 11 and 12 are rigidly fixed to the hopper 2. The elastic elements 11 and 12 rest against the cross members of the rod 7 with their free ends. The operation of the inductor 4 of the linear induction motor is controlled by the control unit 13.

Бункерный питатель работает следующим образом. Блок управления 13 подключает индуктор 4 линейного асинхронного двигателя к сети переменного тока. Вдоль оси индуктора создается бегущее магнитное поле, направленное в сторону бункера 2. Взаимодействие бегущего магнитного поля со вторичным элементом 5 приводит к появлению электромагнитной силы, направленной в сторону движения магнитного поля. Вторичный элемент 5 через муфту 13, 6 передает это усилие на штангу 7. Штанга 7 получает поступательное движение в сторону от индуктора 4. Рычаги 10, шарнирно соединенные со штангой 7, при движении штанги поворачивают планки 9. Отверстие бункера начинает открываться. Одновременно при движении штанга 7 сжимает упругие элементы 11. Через определенное время, заданное программой работы блока управления последний отключает индуктор 4 от источника электрической энергии переменного тока. Как следствие, устраняется электромагнитная сила, приложенная ко вторичному элементу 5 линейного асинхронного двигателя. Далее под действием потенциальной энергии, накопленной в сжатых упругих элементах 11 штанга 7 начинает движение в противоположную сторону по отношению к исходной сиороне движения. При обратном движении штанги 7 планки 9 возвращаются в исходное положение, закрывают отверстие бункера. Через определенное время, заданное блоком управления 13, последний повторно подключает индуктор 4 к сети переменного тока. Далее описанный процесс повторяется. Hopper feeder operates as follows. The control unit 13 connects the inductor 4 of the linear induction motor to an AC network. A traveling magnetic field is created along the axis of the inductor, directed towards the hopper 2. The interaction of the traveling magnetic field with the secondary element 5 leads to the appearance of an electromagnetic force directed towards the movement of the magnetic field. The secondary element 5 through the clutch 13, 6 transfers this force to the rod 7. The rod 7 receives a translational movement to the side of the inductor 4. The levers 10, pivotally connected to the rod 7, when the rod moves, turn the bars 9. The hole of the hopper begins to open. At the same time, during movement, the rod 7 compresses the elastic elements 11. After a certain time specified by the program of work of the control unit, the latter disconnects the inductor 4 from the AC electric energy source. As a result, the electromagnetic force applied to the secondary element 5 of the linear induction motor is eliminated. Further, under the action of potential energy accumulated in the compressed elastic elements 11, the rod 7 begins to move in the opposite direction with respect to the initial motion sioron. With the reverse movement of the rod 7 of the strap 9 returns to its original position, close the hole in the hopper. After a certain time set by the control unit 13, the latter reconnects the inductor 4 to the AC network. The following process is repeated.

В результате организации такой работы привода штанга 7 совершает возвратно-поступательное движение, а планки 9 совершают поворачивающее колебательное движение относительно своих осей от исходного, когда планки полностью перекрывают отверстие бункера, к какому-либо промежуточному, когда планки полностью или частично открывают отверстие бункера. Угол поворота планок от исходного положения определяется ходом штанги 7; чем больше ход штанги 7, тем больше угол поворота планок. В свою очередь ход штанги однозначно определяется временем подключения индуктора 4 к сети переменного тока. Чем больше время подключения, тем больше ход штанги, и наоборот. Колебательное поворачивающее движение планок 9 способствует предотвращению слеживания и сводообразования материала из-за ворошения нижнего слоя материала в бункере. От угла поворота планок зависит производительность бункерного питателя. Так при расположении планок вертикально (90^o к горизонту) обеспечивается наибольшая производительность.As a result of the organization of such work of the actuator, the rod 7 performs a reciprocating movement, and the strips 9 make a rotational oscillatory motion relative to their axes from the original, when the strips completely overlap the hole of the hopper, to some intermediate, when the strips fully or partially open the hole of the hopper. The angle of rotation of the strips from the starting position is determined by the stroke of the rod 7; the greater the stroke of the rod 7, the greater the angle of rotation of the bars. In turn, the stroke of the rod is uniquely determined by the time of connecting the inductor 4 to the AC network. The longer the connection time, the longer the bar travel, and vice versa. The oscillatory turning movement of the strips 9 helps to prevent caking and arching of the material due to the agitating of the lower layer of material in the hopper. The performance of the hopper feeder depends on the angle of rotation of the slats. So when placing the planks vertically (90 ^o to the horizon) provides the highest performance.

Кроме того, производительность бункерного питателя определяется частотой колебания планок. Частота колебаний планок определяется частотой включения в работу линейного асинхронного двигателя и параметрами собственной колебательной системы бункера, образованной движущимися массами механических элементов привода бункера и жесткостью упругих элементов. Частота и длительность включения линейного асинхронного двигателя устанавливается блоком управления 13. Таким образом, регулируя частоту и длительность включения линейного асинхронного двигателя, имеется возможность в широких пределах и бесступенчато регулировать производительность бункерного питателя. Причем, при выключении линейного асинхронного двигателя отверстие бункера однозначно закрывается. In addition, the performance of the hopper feeder is determined by the frequency of oscillation of the slats. The frequency of oscillations of the slats is determined by the frequency of inclusion in the operation of the linear induction motor and the parameters of the own oscillatory system of the hopper formed by the moving masses of the mechanical elements of the drive of the hopper and the stiffness of the elastic elements. The frequency and duration of the linear induction motor is set by the control unit 13. Thus, by adjusting the frequency and duration of the linear asynchronous motor, it is possible to regulate the performance of the hopper feeder over a wide range and steplessly. Moreover, when you turn off the linear induction motor, the hole of the hopper is uniquely closed.

Так как упругие элементы предлагаемого технического решения жестко укреплены на стенках бункера, имеется возможность передачи на стенки бункера вибрационных нагрузок, обусловленных колебательной работой упругих элементов, что способствует дополнительному уменьшению и предотвращению сводообразования. Since the elastic elements of the proposed technical solution are rigidly mounted on the walls of the hopper, it is possible to transfer vibrational loads to the walls of the hopper due to the oscillatory operation of the elastic elements, which contributes to an additional reduction and prevention of arch formation.

Кроме того, при работе любого линейного асинхронного двигателя имеются "краевые эффекты", которые появляются в виде вибраций большой частоты, близкой к частоте сети, которые передаваясь на стенки бункера дополнительно к ранее сказанному предотвращают слеживание и сводообразование. При необходимости краевые эффекты могут быть усилены применением линейного асинхронного двигателя с малым количеством пар полюсов. In addition, during the operation of any linear induction motor there are "edge effects" that appear in the form of high-frequency vibrations close to the frequency of the network, which, in addition to the foregoing, are transmitted to the walls of the hopper to prevent caking and arching. If necessary, edge effects can be enhanced by the use of a linear induction motor with a small number of pole pairs.

При работе линейного асинхронного двигателя часть электрической энергии выделяется в виде тепла, причем преимущественно на вторичном элементе, предотвращая замерзание влаги на элементах двигателя при работе под открытым небом или в неотапливаемых помещениях, что исключает сбои в работе бункера и повышает надежность его работы. Применение линейного асинхронного двигателя повышает надежность работы бункерного питателя и с точки зрения того, что линейный асинхронный двигатель не имеет редукторов и других элементов, не допускающих внезапных застреваний. Сила тяги линейного асинхронного двигателя должна устанавливаться большей, чем суммарная сила сопротивления движению потока, включая и силы сопротивления сжатия, растяжения упругих элементов бункерного питателя. Жесткость упругих элементов должна выбираться исходя из того, чтобы при выключенном состоянии линейного асинхронного двигателя планки располагались горизонтально и перекрывали выходное отверстие бункерного питателя. During the operation of a linear induction motor, part of the electric energy is released in the form of heat, mainly on the secondary element, preventing freezing of moisture on the motor elements when working in the open air or in unheated rooms, which eliminates malfunctioning of the hopper and increases its reliability. The use of a linear induction motor increases the reliability of the hopper feeder and from the point of view that the linear induction motor does not have gearboxes and other elements that do not allow sudden jams. The traction force of a linear induction motor should be set greater than the total resistance to flow movement, including the forces of compression resistance, tensile elastic elements of the hopper feeder. The stiffness of the elastic elements should be chosen based on the fact that when the linear asynchronous motor is off, the planks are horizontal and overlap the outlet of the hopper feeder.

Привод при работе потребляет минимальное количество электрической энергии; сказанное обусловлено тем, что обтекаемые планки в любом из своих положений, в том числе горизонтальном, воспринимают одинаковое давление материала, находящегося в бункере, на оба плеча относительно центральной горизонтальной оси вращения. В результате воздействия равных по величине, но противоположных по направлению крутящих моментов относительно этой оси, планки находятся в равновесном состоянии при любом угле поворота. Кроме того, в цикле колебаний планок останов их в крайнем положении осуществляется не путем расходования энергии, как у прототипа, а за счет перевода кинетической энергии в энергию потенциальную упругих элементов, которая затем возвращается упругими элементами на привод в движение планок в противоположную сторону. Привод в цикле колебаний потребляет энергию только на компенсацию сил вязкого и сухого трения. Отмеченный момент является еще одним достоинством предлагаемого технического решения. The drive during operation consumes a minimum amount of electrical energy; the aforesaid is due to the fact that streamlined strips in any of their positions, including horizontal, perceive the same pressure of the material in the hopper on both shoulders relative to the central horizontal axis of rotation. As a result of the action of equal in magnitude, but opposite in direction of torques relative to this axis, the planks are in equilibrium at any angle of rotation. In addition, in the cycle of oscillations of the bars, stopping them in the extreme position is not carried out by spending energy, as in the prototype, but by translating the kinetic energy into potential energy of the elastic elements, which is then returned by the elastic elements to the drive in the movement of the bars in the opposite direction. The drive in the oscillation cycle consumes energy only to compensate for the forces of viscous and dry friction. The noted moment is another advantage of the proposed technical solution.

Предлагаемое техническое решение, в отличие от прототипа имеет еще одно достоинство, заключающееся в том, что планки приводятся во вращение через рычаги, расположенные по обе стороны планок, что повышает надежность соединений за счет равномерного распределения крутящих моментов, передаваемых на планки. The proposed technical solution, in contrast to the prototype, has one more advantage, namely that the strips are rotated through levers located on both sides of the strips, which increases the reliability of the joints due to the uniform distribution of the torques transmitted to the strips.

В предлагаемом техническом решении муфта 6 выполняется как обычное подвижное соединение, которое вместе с подвижным основанием 3 обеспечивает работоспособность устройства при передаче усилия линейным асинхронным двигателем от вторичного элемента 5 по штанге 7, так как при своем движении штанга одновременно опускается или поднимается на рычагах 10, оставаясь своей плоскостью параллельной исходному положению. In the proposed technical solution, the clutch 6 is made as a normal movable connection, which together with the movable base 3 ensures the operability of the device when the force is transmitted by a linear induction motor from the secondary element 5 along the rod 7, since during its movement the rod simultaneously lowers or rises on the levers 10, remaining its plane parallel to the starting position.

Блок управления 13 может быть выполнен на базе тиристорных пускателей 3, управляемых генератором импульсов с регулируемой длительностью и частотой колебаний. The control unit 13 can be made on the basis of thyristor starters 3 controlled by a pulse generator with an adjustable duration and frequency of oscillations.

Расчет и построение линейного асинхронного двигателя может быть выполнено по 4. ЫЫЫ2 The calculation and construction of a linear induction motor can be performed according to 4.

Claims

A hopper feeder for dispensing powdered materials, comprising a housing, a frame with a window located beneath it, streamline profiles pivotally mounted therein, mounted on horizontal axes with the possibility of rotation in a vertical plane, a reciprocating drive connected to it via a coupling rod connected with the ends of the axes of the slats mounted at an acute angle to the rod by levers, characterized in that the drive is a linear induction motor and is equipped with a control unit and an elastic elements, rigidly fixed to the housing and associated with the rod, the free end of the rod includes a housing and strap are provided with further arms connected to the free ends of their axes for complete overlapping slats window frames.