RU2091717C1

RU2091717C1 - Loader for metering of loose materials

Info

Publication number: RU2091717C1
Application number: RU94025050A
Authority: RU
Inventors: О.И. Никонов; Е.П. Кошевой; Д.Э. Тихонов
Original assignee: Кубанский государственный технологический университет
Priority date: 1994-07-04
Filing date: 1994-07-04
Publication date: 1997-09-27
Also published as: RU94025050A

Abstract

FIELD: metering of loose materials in chemical, pharmaceutical, perfume-making and food-processing industries. SUBSTANCE: loader for metering of loose materials has loading and unloading windows made in side surface of cylindrical body where hollow piston is positioned. Loading chamber of cylindrical form is located in midpart of piston which length is equal to double distance between loading and unloading windows. Loading chamber is fitted with pivot of cylindrical shape which is mounted for axial movement inside loading chamber. Rod of loader is connected to rod of hydraulic cylinder through slot shaft where gear wheel of cylindrical transmission is installed. It engages gear wheel located on one shaft with Maltese cross. EFFECT: simplified design, expanded application field. 2 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям дозирующих устройств для подачи сыпучих материалов в аппараты, работающие под давлением, и может быть использовано в химической, фармацевтической, парфюмерной и пищевой промышленностях. The invention relates to designs of metering devices for feeding bulk materials into apparatuses operating under pressure, and can be used in the chemical, pharmaceutical, perfumery and food industries.

Известно устройство для дозировки сыпучих материалов (Плановский А.Н. и др. Процессы и аппараты химической промышленности. М. Химия, 1968, с. 843), состоящее из цилиндра, снабженного загрузочным и разгрузочными окнами, и помещенного шнека. Материал поступает через загрузочное окно в цилиндр и при вращении шнека перемещается вдоль цилиндра к разгрузочному окну. Для уменьшения утечки паров из аппарата шнек выполнен с уменьшающимся свободным объемом витков в направлении от загрузочного к разгрузочному окну. A device for dispensing bulk materials (Planovsky AN, etc. Processes and apparatuses of the chemical industry. M. Chemistry, 1968, p. 843), consisting of a cylinder equipped with loading and unloading windows, and placed auger. The material enters through the loading window into the cylinder and, as the screw rotates, moves along the cylinder to the discharge window. To reduce vapor leakage from the apparatus, the screw is made with a decreasing free volume of turns in the direction from the loading to the unloading window.

В данном устройстве герметичность аппарата достигается за счет запрессовки материала. Запрессовка материала приводит к тому, что полностью нарушается исходная структура материала, что, в свою очередь, затрудняет проведение дальнейших технологических процессов. In this device, the tightness of the apparatus is achieved by pressing the material. Pressing the material leads to the fact that the original structure of the material is completely violated, which, in turn, makes it difficult to conduct further technological processes.

Наиболее близким к предлагаемому является питатель для подачи сыпучих материалов в аппараты, работающие под давлением (авт.св. СССР N 74751, кл. G 01 F 11/04, 1946), содержащий два поршня с отдельными приводами, перемещающимися в цилиндре, снабженном загрузочным и разгрузочным окнами, загрузочную камеру цилиндрической формы, шток поршня и привод. Closest to the proposed one is a feeder for feeding bulk materials into apparatuses operating under pressure (ed. St. USSR N 74751, class G 01 F 11/04, 1946), containing two pistons with separate drives moving in a cylinder equipped with a loading and unloading windows, a cylindrical loading chamber, a piston rod and a drive.

Сыпучий материал подается в питатель через загрузочное окно и попадает в емкость, образованную промежутком между правым и левым поршнями. После засыпки материала приводится в движение левый поршень, в первые моменты движения поршня происходит уплотнение сыпучего материала, при котором он оказывается зажатым левым и правым поршнями. При последующем движении левого поршня вправо его давление передается через уплотнительный материал правому поршню, отчего правый поршень тоже начинает двигаться вправо. Левый поршень, дойдя до своего крайнего положения, останавливается, а правый продолжает двигаться вправо за счет индивидуального привода. Правый поршень, дойдя до своего крайнего положения, останавливается и зажатый между поршнями материал высыпается через загрузочное окно в аппарат. После материала в аппарат правый поршень меняет направление движения, подходит вплотную к торцу левого поршня и начинает толкать его влево. При этом газы или пары, находящиеся между торцами поршней, выдавливаются обратно в аппарат. Правый поршень, двигаясь вместе с левым поршнем влево, доходит до своего крайнего левого положения и останавливается, а левый продолжает двигаться влево за счет индивидуального привода. Левый поршень, дойдя до своего крайнего положения, останавливается и цикл повторяется. Bulk material is fed into the feeder through the loading window and enters the container formed by the gap between the right and left pistons. After filling the material, the left piston is set in motion, in the first moments of the piston movement, the bulk material is densified, in which it is clamped by the left and right pistons. With the subsequent movement of the left piston to the right, its pressure is transmitted through the sealing material to the right piston, which is why the right piston also begins to move to the right. The left piston, having reached its extreme position, stops, and the right continues to move to the right due to the individual drive. Having reached its extreme position, the right piston stops and the material sandwiched between the pistons pours out through the loading window into the apparatus. After the material into the apparatus, the right piston changes the direction of movement, comes close to the end of the left piston and begins to push it to the left. In this case, gases or vapors located between the ends of the pistons are squeezed back into the apparatus. The right piston, moving along with the left piston to the left, reaches its extreme left position and stops, and the left continues to move to the left due to the individual drive. The left piston, having reached its extreme position, stops and the cycle repeats.

Данное устройство обеспечивает герметичность аппарата при работе дозирующего устройства, однако из-за того, что в первые моменты движения левого поршня в начале рабочего хода, т.е. после заполнения объема между правым и левым поршнями сыпучим материалом, происходит уплотнение сыпучего материала, при котором он оказывается зажатым между левым и правым поршнями, давление, развиваемое левым поршнем, передается через сыпучий материал и только после этого начинается движение правого поршня. Таким образом, происходит значительное уплотнение сыпучего материала и нарушение его структуры и физико-химических свойств. This device ensures the integrity of the apparatus during operation of the metering device, however, due to the fact that in the first moments of the movement of the left piston at the beginning of the stroke, i.e. after filling the volume between the right and left pistons with bulk material, the bulk material is compressed, at which it is sandwiched between the left and right pistons, the pressure developed by the left piston is transmitted through the bulk material and only after that the movement of the right piston begins. Thus, there is a significant compaction of bulk material and a violation of its structure and physico-chemical properties.

Целью изобретения является предотвращение уплотнения сыпучего материала и нарушения его структуры и физико-химических свойств. The aim of the invention is to prevent compaction of bulk material and the violation of its structure and physico-chemical properties.

Цель достигается тем, что загрузочное устройство для дозирования сыпучего материала содержит загрузочную камеру цилиндрической формы, загрузочное и разгрузочное окна, выполненные на боковой поверхности цилиндрического корпуса, в котором размещен поршень со штоком и привод. Загрузочное устройство снабжено пятой цилиндрической формы, установленной с возможностью осевого перемещения в загрузочной камере, расположенной посередине поршня. Поршень выполнен полым, его длина равна удвоенному расстоянию между загрузочным и разгрузочным окнами, а привод выполнен в виде гидроцилиндра, шток которого соединен со штоком цилиндрического корпуса через шлицевой вал, на котором установлена шестерня цилиндрической передачи, зубчатое колесо которой расположено на одном валу с мальтийским крестом. The goal is achieved in that the loading device for dispensing bulk material contains a loading chamber of a cylindrical shape, loading and unloading windows made on the side surface of a cylindrical body in which a piston with a rod and a drive are located. The loading device is equipped with a fifth cylindrical shape, mounted with the possibility of axial movement in the loading chamber located in the middle of the piston. The piston is hollow, its length is twice the distance between the loading and unloading windows, and the drive is made in the form of a hydraulic cylinder, the rod of which is connected to the rod of the cylindrical body through a splined shaft, on which the gear of the cylindrical gear is installed, the gear wheel of which is located on the same shaft with the Maltese cross .

Загрузочная камера, установленная в полом поршне, имеет постоянный объем и при перемещении материала от загрузочного окна к разгрузочному его структура и физико-химические свойства не нарушаются. Пяти, предназначенная для принудительной выгрузки материала, за счет поворота поршня на 180^o оказывается вверху загрузочной камеры и надавливает на материал в тот момент, когда загрузочная камера соединяется с аппаратом, работающим под высоким давлением и при этом материал выгружается из загрузочной камеры, а уплотнения, нарушения структуры и физико-химических свойств материала не происходит.The loading chamber installed in the hollow piston has a constant volume, and when moving the material from the loading window to the unloading window, its structure and physicochemical properties are not violated. Five, designed for forced unloading of material by turning the piston through 180 ^o is at the top of the loading chamber and presses on the material at the moment when the loading chamber is connected to a device operating under high pressure and the material is unloaded from the loading chamber, and the seal, violation of the structure and physico-chemical properties of the material does not occur.

На фиг. 1 изображен аппарат, работающий под высоким давлением, предложенным загрузочным устройством; На фиг. 2 общий вид загрузочного устройства для дозирования сыпучего материала. In FIG. 1 shows a high pressure apparatus proposed by a loading device; In FIG. 2 is a general view of a loading device for dispensing bulk material.

Загрузочное устройство представляет собой цилиндрический корпус 1 с окнами для загрузки 2 и выгрузки 3 материала, закрытый с двух сторон крышками 4 и 5. Внутри цилиндра размещен поршень 6, внутри которого установлена загрузочная камера 7. Загрузочная камера имеет цилиндрическую форму и расположена в средней части поршня, длина которого равна удвоенному расстоянию между окнами 2 и 3. Поршень выполнен полым внутри для уменьшения веса конструкции и уравнивания давления в правой и левой частях загрузочного устройства. Загрузочная камера снабжена металлической пятой 8 цилиндрической формы, которая может перемещаться внутри камеры 7 и служит для принудительного выдавливания материала из загрузочной камеры. Для предотвращения выпадения пяты по краям в загрузочной камере вварены кольца 9. Поршень приводится в движение при помощи гидроцилиндра 10. Для того чтобы уравнять давления в загрузочной камере и вне ее, в загрузочное устройство подводится давление из аппарата через отверстие 11 в плоской крышке 4 цилиндра 1. The loading device is a cylindrical body 1 with windows for loading 2 and unloading 3 of material, closed on both sides by covers 4 and 5. A piston 6 is placed inside the cylinder, inside which a loading chamber 7 is installed. The loading chamber has a cylindrical shape and is located in the middle of the piston , the length of which is equal to twice the distance between the windows 2 and 3. The piston is hollow inside to reduce the weight of the structure and equalize the pressure in the right and left parts of the loading device. The loading chamber is equipped with a metal heel 8 of a cylindrical shape, which can be moved inside the chamber 7 and serves to force the extrusion of material from the loading chamber. To prevent the heel from falling out around the edges, rings 9 are welded into the loading chamber. The piston is driven by the hydraulic cylinder 10. In order to equalize the pressure in the loading chamber and outside it, pressure is supplied to the loading device from the apparatus through the hole 11 in the flat cover 4 of cylinder 1 .

Для освобождения загрузочной камеры 7 от избыточного давления перед соединением загрузочной камеры с загрузочным бункером служат отверстия 12 и 13. Во время работы необходимо за один цикл движения поршня поворачивать его на 180^o для того, чтобы пята выдавливала материал из загрузочной камеры. Это осуществляется при помощи цилиндрической зубчатой передачи, включающей шестерню 14, зубчатое колесо 15, и мальтийского креста 16. Шестерня 14 установлена на шлицевом валу 17, соединяющем шток загрузочного устройства 18 и шток гидроцилиндра 19, а зубчатое колесо 15 на одном валу с мальтийским крестом 16, имеющем четыре паза. Передаточное число зубчатой пары равно 0,5. При повороте мальтийского креста 16 на 90^o зубчатое колесо 15 поворачивается на 90^o, а шестерня 14 на 180^o, и, соответственно, поршень 6 поворачивается на 180^o. Шток загрузочного устройства 18 и шток гидроцилиндра 19 соединены при помощи муфты 20.To release the loading chamber 7 from excess pressure, the holes 12 and 13 are used before connecting the loading chamber to the loading hopper. During operation, it is necessary to rotate it 180 ^° in one cycle of the piston so that the heel squeezes the material out of the loading chamber. This is done using a cylindrical gear including a gear 14, a gear wheel 15, and a Maltese cross 16. The gear 14 is mounted on a spline shaft 17 connecting the loading device rod 18 and the hydraulic cylinder rod 19, and the gear wheel 15 is on the same shaft with the Maltese cross 16 having four grooves. The gear ratio of the gear pair is 0.5. When maltese cross 16 is rotated by 90 ^o gear 15 is rotated 90 ^o, and the gear 14 to 180 ^o, and accordingly, the piston 6 is rotated by 180 ^o. The rod of the boot device 18 and the rod of the hydraulic cylinder 19 are connected using the coupling 20.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В исходном положении шток 18 и поршень 6 находятся в крайнем правом положении. Пята 8 находится внизу загрузочной камеры 7. Через загрузочное окно 2 засыпается материал. Под действием выдвигающегося штока гидроцилиндра 19 поршень 6 начинает движение влево. Поршень 6 соединен со штоком гидроцилиндра 19 через шток загрузочного устройства 18, шлицевой вал 17 и муфту 20. В это время мальтийский крест 16 неподвижен. При достижении поршнем 6 крайнего левого положения мальтийский крест 16, расположенный на одном валу с зубчатым колесом 15, поворачивается на 90^o и, соответственно, поворачивается на 90^o зубчатое колесо 15. Зубчатое колесо 15 находится в зацеплении с шестерней 14. При повороте зубчатого колеса 15 на 90^o шестерня 14 поворачивается на 180^o, так как передаточное отношение зубчатой пары u 0,5. При повороте шестерни 14 поворачивается шток загрузочного устройства 18, жестко связанный со шлицевым валом 17, на котором расположена шестерня 14. Шток 18, жестко связанный с поршнем 6, поворачивает его на 180^o. Это происходит в тот момент, когда загрузочная камера находится под разгрузочным окном 3. Под действием опускающейся пяты 8 материал выгружается из загрузочной камеры 7 в аппарате, работающий под давлением. Пята 8 оказывается в нижнем положении, а ее выпадению препятствует кольцо 9. Затем под действием гидроцилиндра 10 поршень начинает двигаться вправо. Газ, который может быть в загрузочной камере, сбрасывается через отверстия 12 и 13. Поршень 6 занимает крайнее левое положение и цикл повторяется. Шлицевой вал, на котором расположена шестерня 14, жестко соединен со штоком загрузочного устройства 18. В то же время шлицевой вал 17 соединен со штоком гидроцилиндра 19 при помощи муфты 20, позволяющей штоку гидроцилиндра 19 не совершать вращательного движения при вращении вала 17.In the initial position, the rod 18 and the piston 6 are in the extreme right position. The heel 8 is located at the bottom of the loading chamber 7. Material is filled up through the loading window 2. Under the action of the retractable rod of the hydraulic cylinder 19, the piston 6 begins to move to the left. The piston 6 is connected to the rod of the hydraulic cylinder 19 through the rod of the loading device 18, the spline shaft 17 and the coupling 20. At this time, the Maltese cross 16 is stationary. When the piston 6 reaches its extreme left position, the Maltese cross 16, located on the same shaft with the gear wheel 15, rotates 90 ^° and, accordingly, rotates 90 ^{° the} gear wheel 15. The gear wheel 15 is meshed with the gear 14. When turning the gear wheel 15 to 90 ^o gear 14 is rotated 180 ^o , since the gear ratio of the gear pair is u 0.5. When the gear 14 is rotated, the rod of the loading device 18 is rotated, rigidly connected to the spline shaft 17, on which the gear is located 14. The rod 18, rigidly connected to the piston 6, rotates it by 180 ^o . This occurs at the moment when the loading chamber is located under the unloading window 3. Under the action of the lowering heel 8, the material is unloaded from the loading chamber 7 in the apparatus operating under pressure. The heel 8 is in the lower position, and the ring 9 prevents it from falling out. Then, under the action of the hydraulic cylinder 10, the piston begins to move to the right. Gas, which may be in the loading chamber, is discharged through openings 12 and 13. The piston 6 occupies the leftmost position and the cycle repeats. The spline shaft on which the gear 14 is located is rigidly connected to the rod of the loading device 18. At the same time, the spline shaft 17 is connected to the rod of the hydraulic cylinder 19 by means of a coupling 20, which allows the rod of the hydraulic cylinder 19 to not rotate when the shaft 17 rotates.

Claims

A loading device for dispensing bulk material containing a loading chamber of a cylindrical shape, loading and unloading windows made on the lateral surface of a cylindrical body in which a piston with a rod and a drive are arranged, characterized in that it is provided with a fifth cylindrical shape mounted with axial movement in a loading chamber located in the middle of the hollow piston, the length of which is equal to twice the distance between the loading and unloading windows, and the drive is ene as a hydraulic cylinder, the rod of which is connected to the stem of the cylindrical body via a splined shaft, on which the cylindrical gear wheel transmission the gear wheel which is arranged on one shaft with a Maltese cross.