一種用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置製造方法
2023-05-07 13:53:26 2
一種用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置製造方法
【專利摘要】本發明公布了一種用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置，屬於固體物料加料領域，適用於對摩擦、撞擊較敏感的固體物料的加料過程，使用導電高分子材料作為製造料鬥的材質，破拱軸在繞料鬥對稱軸方向轉動的同時帶動破拱輪沿破拱軸的軸向方向轉動，從而使料鬥壁的不同位置依次產生彈性形變，促進料鬥內物料的流動，消除料鬥內物料的結拱現象。由於破拱輪與物料之間無接觸，因此不會產生對物料的摩擦和撞擊，從而有效保證了加料過程的安全性。本發明具有安全性高、破拱效果好、使用方式靈活等優點。
【專利說明】一種用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置，適用於對摩擦、撞擊較敏感的固體物料的加料過程。
【背景技術】
[0002]傳統料鬥多採用不鏽鋼作為製作筒體的材質，對於存儲在料鬥中的固體物料來說，卸料過程中不通暢以致產生架橋、鼠洞(抽芯)、壓實等各種問題是很常見的，這會對加料的連續性、穩定性和精確性等帶來非常大的影響，從而影響到產品的一致性和質量。傳統的解決方式是對料鬥壁進行振打，但這種處理方式會對料鬥壁及與之相連的設備造成永久性的破壞。機械振打對料鬥的撞擊力較大，因此在工作的過程中會產生較大的噪音。由於存在較大的撞擊，此種方式也不適用於對撞擊較敏感的火炸藥等產品的破拱過程。發明專利流態化破拱裝置(申請號為200510023441.4)公開了一種利用壓縮空氣來破拱的裝置，包括灰鬥、流態化氣管、卸灰裝置、控制儀和高速脈衝電磁閥，但此裝置在使用過程中會出現粉塵飛揚的情況，因此只適用於惰性物料的破拱過程，不能用於粉塵易燃燒或爆炸物料的破拱過程。發明專利料倉破拱裝置(申請號為201010601621.7)公開了一種機械攪拌式破拱裝置，該裝置能夠對固體物料起到很好的破拱效果，但由於固定套筒和活動套筒之間存在較大的摩擦，因此不適用於對摩擦較敏感物料的破拱過程。
[0003]在火炸藥等特種化工領域常常遇到對摩擦、撞擊較敏感物料的加料過程，若加料過程中對物料產生較大的摩擦或撞擊力，物料會發生燃燒甚至爆炸的危險。
[0004]為解決上述問題，需要研製出一種用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置，從而有效解決摩擦、撞擊敏感物料在加料過程中的安全性、流暢性和均勻性，提高加料精度。
【發明內容】
[0005]為滿足對摩擦、撞擊較敏感的固體物料加料過程的安全性要求，並且消除該類物料加料過程的結拱現象，本發明公布了一種用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置。
[0006]一種用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置，包括料鬥、驅動裝置、減速機和支架，該破拱裝置還包括傳動機構、破拱軸和安裝在破拱軸上的破拱輪:
[0007]料鬥採用導電高分子材料製成，所述的支架設置在料鬥上方，驅動裝置安裝在料鬥軸心線上方的支架上，驅動裝置通過減速機和傳動機構連接破拱軸；破拱軸在料鬥側壁上的投影線與料鬥的軸心線在一個平面內，破拱輪的軸線與破拱軸平行，破拱輪的直徑大於破拱軸與料鬥側壁的距離；傳動機構採用雙軸輸出的疊加機構，使破拱軸在自轉的同時繞料鬥軸心線公轉。
[0008]本發明的其他技術特點是:
[0009]破拱輪採用圓餅狀偏心輪，破拱輪上沿破拱輪的直徑方向開設有貫穿破拱輪上下表面的條狀限位槽，限位槽的長度為破拱軸直徑的2?8倍，但小於破拱輪的半徑，且限位槽的兩端未超過破拱輪的圓心和破拱輪的邊緣。[0010]破拱輪在破拱軸上平行設置多個，且相鄰的兩個破拱輪的軸線不在一條直線上。
[0011]所述的破拱輪上距離破拱軸最遠一點的距離，與破拱軸距離料鬥側壁的距離之差為 10 ?200mm。
[0012]破拱軸上加工有螺紋，破拱軸穿過破拱輪上的限位槽，通過螺母將破拱輪緊固在破拱軸上。
[0013]破拱軸上相鄰兩個破拱輪之間的相位角為5°?45°。
[0014]所述的導電高分子材料為導電橡膠、聚乙烯導電材料、金屬錫導電材料或帶柔性襯底的導電膜。
[0015]所述的驅動裝置採用電機或氣動馬達。
[0016]所述的料鬥厚度的優選範圍為0.1?10mm，料鬥硬度的優選範圍為邵氏A40?85度，料鬥衝擊彈性的優選範圍為25?80%。
[0017]所述的破拱軸公轉速度的優選範圍為2?15rpm，破拱軸自轉速度的優選範圍為15 ?160rpmo
[0018]本發明具有以下有益效果:
[0019](I)在料鬥的外面對物料進行破拱，隨著破拱輪的運動而有效消除物料的結拱現象。
[0020]( 2 )破拱輪與物料無直接接觸，從而不會對物料產生摩擦和撞擊力，進而有效保證了加料過程的安全性。
[0021 ] (3)加料過程中產生的靜電可以通過導電高分子材料有效導出，避免了靜電積累所產生的安全隱患。
[0022]( 4 )本裝置適用於摩擦、撞擊較敏感的固體物料的加料過程，破拱效果好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0024]圖1為本裝置的整體結構示意圖；
[0025]圖2為氣動馬達驅動本裝置的結構示意圖；
[0026]圖3為破拱軸、破拱輪連接方式示意圖；
[0027]圖4為破拱輪示意圖；
[0028]圖5為雙軸輸出的疊加機構的示意圖；
[0029]圖6為橫杆傳動軸和自轉傳動機構配合的不意圖；
[0030]圖中標號代表:1 一電機，2—減速機，3—傳動機構，4一支架，5—破拱輪，6—破拱軸，7—料鬥，8—氣動馬達，9一限位槽，10—公轉機構，11 一主傳動機構，12—自轉傳動機構，13—橫杆傳動軸，14一自轉齒輪；
【具體實施方式】
[0031]本發明給出了一種用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置，該破拱裝置不會對火炸藥等化工領域的敏感物料產生摩擦和撞擊，具有本質安全、破拱效果好等優點。
[0032]本發明中使用導電高分子材料作為製作料鬥的材質，傳動機構採用雙軸輸出的疊加機構，使破拱軸在自轉的同時繞料鬥軸心線公轉。於是，破拱輪在破拱軸的帶動下，對料鬥的不同位置依次產生擠壓力，從而使料鬥壁產生不同程度的彈性形變，促進料鬥內物料的流動，消除料鬥內物料的結拱現象。並且，破拱輪對料鬥壁的擠壓作用比較輕緩，避免了對料鬥內物料的摩擦和撞擊，從而有效提高了破拱過程的本質安全程度。
[0033]如圖1所示，一種用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置，包括料鬥7、驅動裝置、減速機2和支架4，該破拱裝置還包括傳動機構3、破拱軸6和安裝在破拱軸6上的破拱輪5:
[0034]料鬥7採用導電高分子材料製成，所述的支架4設置在料鬥7上方，驅動裝置安裝在料鬥7軸心線上方的支架4上，驅動裝置通過減速機2和傳動機構3連接破拱軸6 ;破拱軸6在料鬥7側壁上的投影線與料鬥7的軸心線在一個平面內，破拱輪5的軸線與破拱軸6平行；相鄰的兩個破拱輪5的軸線不在一條直線上,且破拱輪5的直徑大於破拱軸6與料鬥7側壁的距離；傳動機構3採用雙軸輸出的疊加機構，使破拱軸6在自轉的同時以料鬥7軸心線為中心公轉。
[0035]本發明中料鬥7採用導電高分子材料製作，導電高分子材料為導電橡膠、聚乙烯導電材料、金屬錫導電材料或帶柔性襯底的導電膜，料鬥7厚度的優選範圍為0.1?10mm，料鬥7硬度的優選範圍為邵氏A40?85°，料鬥7衝擊彈性的優選範圍為25?80%。採用在優選範圍內的導電高分子材料製作的料鬥7具有較好的彈性，能夠在破拱輪5的作用下產生理想的彈性形變。並且，使用導電高分子材料製作的料鬥7使得料鬥7能夠具備一定的彈性，在與固體物料接觸的過程中能有效導出加料過程中因摩擦等原因產生的靜電，消除了因靜電積累所產生的安全隱患。
[0036]破拱軸6在料鬥7側壁上的投影線與料鬥7的軸心線在一個平面內；選取的破拱輪5的直徑大於破拱軸6與料鬥7側壁間的距離，在破拱輪5轉動過程中，破拱輪5的輪緣能與料鬥7側壁接觸並使其產生形變。
[0037]破拱輪5採用圓餅狀輪，如圖4所示；破拱輪5上沿破拱輪5的直徑方向開設有貫穿破拱輪5上下表面的條狀限位槽9，限位槽9的長度為破拱軸6直徑的2?8倍，但小於破拱輪5的半徑，限位槽9的兩端未超過破拱輪5的圓心和破拱輪5的邊緣；即，在破拱輪5上的一條半徑範圍內開設有限位槽9，限位槽9與破拱軸6配合以限定破拱輪5在破拱軸6上的位置；限位槽9不超過破拱輪5的圓心處，使得破拱輪5構成偏心輪結構，其重心始終處於遠離破拱軸6的一側。圓餅狀輪製作簡單，條狀限位槽9的設置可以保證破拱輪5在破拱軸6的徑向方向有一定的活動空間，從而可以根據料鬥7內物料的變化而調整破拱輪5的安裝位置。
[0038]破拱軸6的外面加工有螺紋，破拱軸6穿過破拱輪5上的限位槽9，通過螺母將破拱輪5緊固在破拱軸6上。螺紋在破拱軸6上可分段設置，每一段螺紋對應一個破拱輪5，且一段螺紋的長度應大於破拱輪5和螺母的厚度，這樣使得每個破拱輪5在破拱軸6的軸向方向有一定的活動範圍，從而可以根據料鬥7內物料的變化而調節破拱輪5在破拱軸6上的軸向位置；而限位槽9的長度大於破拱軸6的直徑，這樣破拱軸6可以在限位槽9內的任意位置被固定；於是，破拱輪5在破拱軸6徑向和軸向均有一定的活動範圍，可以根據物料的物理性質(如含水率、粘度、密度等)來調節破拱輪5的位置。
[0039]如圖3所示，破拱輪5在破拱軸6上設置時須保證破拱輪5的軸線與破拱軸6平行；相鄰的破拱輪5之間存在相位角，相位角的度數為5°?45° ;即，相鄰的兩個破拱輪5的軸線不重合。經相鄰的兩個破拱輪5的圓心分別向破拱軸6做垂線，兩個垂線之間的夾角度數為5°?45°。這種結構使得在破拱軸6自轉的過程中，不同的破拱輪5依次與料鬥7側壁接觸，使料鬥7側壁不同位置、不同時間依次產生形變。相鄰兩個破拱輪5之間距離的優選範圍為5?40cm，破拱輪5直徑的優選範圍為10?35cm，破拱輪5厚度的優選範圍為5?25mm，在優選範圍內設置的破拱輪5能夠使料鬥7側壁由上至下均勻地產生形變，從而消除料鬥7內部物料的結拱現象。
[0040]破拱輪5上距離破拱軸6最遠一點的距離，與破拱軸6距離料鬥7側壁的距離之差為10?200mm，S卩，由於破拱輪5在自轉時，破拱輪5上距離破拱軸6最遠的一點對料鬥7壁產生的形變最大,最大形變深度為破拱輪5上距離破拱軸6最遠一點的距離和破拱軸6與料鬥7側壁的距離差；而當料鬥7壁產生形變深度為10?200mm時，可使料鬥7產生比較理想的彈性形變，從而促進料鬥7內部物料的流動。
[0041]破拱軸6公轉速度的優選範圍為2?15rpm,自轉速度的優選範圍為15?160rpm。破拱輪5在優選速度範圍內的轉動對料鬥7側壁的擠壓力比較輕緩，因此破拱輪5在與料鬥7接觸的過程中不會產生火花，這也保證了加料過程的安全。破拱輪5可以採用不鏽鋼等硬質材料，也可以採用銅等有色金屬。
[0042]本發明中，驅動裝置採用電機I或氣動馬達8，對於不同的防爆等級，採用不同的驅動裝置，由於氣動馬達8工作過程中不會產生火花、過熱或短路等危險因素，因此更適用於防爆等級要求較高的場合。一些實驗或生產場所不配置氣源(產生供儀器、儀表或設備使用的壓縮空氣)，在這種工況下，採用電機I較為合理，如圖1所示；可以根據工況的要求選擇不同等級的防爆電機。在一些場合(如較敏感物料乾燥過程)中不允許使用用電設備，此時，驅動裝置就需要選用氣動馬達8,如圖2所示,為氣動馬達8驅動的裝置結構圖。
[0043]傳動機構3採用雙軸輸出的疊加機構，將驅動裝置的動力傳遞給破拱軸6，使破拱軸6在自轉的同時繞料鬥7軸心線公轉，傳動機構3設置有外殼。如圖5所示，為傳動機構3的一種結構示意圖；如圖所示，主傳動機構11為帶有鍵槽的齒輪，公轉機構10為帶有內齒輪的圓筒。主傳動機構11的齒輪與公轉機構10的內齒輪相互配合，而公轉機構10的外部通過法蘭與該傳動機構3的外殼連接。減速機2的輸出軸與主傳動機構11通過鍵和鍵槽連接，從而使破拱軸6可以繞A-A軸做公轉運動。
[0044]自轉傳動機構12帶有外齒輪和鍵槽(圖5中標註的121)，自轉傳動機構12通過鍵槽與主傳動機構11下部的鍵(圖5中標註的111)配合連接；自轉傳動機構12的外齒輪為斜齒輪。橫杆傳動軸13實現自轉傳動機構12的動力傳輸，如圖所不，橫杆傳動軸13兩端均安裝有斜齒輪，一端的斜齒輪(圖5、圖6中標註的131)與自轉傳動機構12的外齒輪(圖
5、圖6中標註的122)配合，將豎直方向的扭矩轉化為水平方向的扭矩，如圖6所示。而橫杆傳動軸13另一端的斜齒輪，則與自轉齒輪14配合，使自轉齒輪14旋轉。自轉齒輪14也為斜齒輪，其下方通過鍵和鍵槽與破拱軸6連接，這樣就實現破拱軸6可以繞B-B軸做自轉運動。
[0045]實施例:
[0046]用本發明所設計的電機驅動型摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置進行二硝基五亞甲基四胺(DPT)加料，電機防爆等級為Exd Il BT4，料鬥筒體全容積為50L，料鬥材質為導電橡膠。破拱軸繞料鬥對稱軸方向轉動速度為3.8rpm，繞自身軸向方向轉動的速度為65rpm。破拱輪直徑為20cm,使料鬥產生的最大形變深度為5cm。在破拱軸上等間距設置三個破拱輪，相鄰破拱輪之間的相位角為12°。在使用過程中加料速度波動範圍在5%以內，未出現架橋、鼠洞(抽芯)、壓實等不良現象。
【權利要求】
1.一種用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置，包括料鬥(7)、驅動裝置、減速機(2)和支架(4)，其特徵在於，該破拱裝置還包括傳動機構(3 )、破拱軸(6 )和安裝在破拱軸(6 )上的破拱輪(5): 料鬥(7)採用導電高分子材料製成，所述的支架(4)設置在料鬥(7)上方，驅動裝置安裝在料鬥(7 )軸心線上方的支架(4)上，驅動裝置通過減速機(2 )和傳動機構(3 )連接破拱軸(6);破拱軸(6)在料鬥(7)側壁上的投影線與料鬥(7)的軸心線在一個平面內，破拱輪(5)的軸線與破拱軸(6)平行，破拱輪(5)的直徑大於破拱軸(6)與料鬥(7)側壁的距離；傳動機構(3)採用雙軸輸出的疊加機構，使破拱軸(6)在自轉的同時繞料鬥(7)軸心線公轉。
2.如權利要求1所述的用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置，其特徵在於，所述的破拱輪(5)採用圓餅狀偏心輪，破拱輪(5)上沿破拱輪(5)的直徑方向開設有貫穿破拱輪(5)上下表面的條狀限位槽(9)，限位槽(9)的長度為破拱軸(6)直徑的2?8倍，但小於破拱輪(5)的半徑，且限位槽(9)的兩端未超過破拱輪(5)的圓心和破拱輪(5)的邊緣。
3.如權利要求2所述的用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置，其特徵在於，破拱輪(5)在破拱軸(6)上平行設置多個，且相鄰的兩個破拱輪(5)的軸線不在一條直線上。
4.如權利要求2所述的用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置，其特徵在於，破拱輪(5)上距離破拱軸(6)最遠一點的距離，與破拱軸(6)距離料鬥(7)側壁的距離之差為10?200mmo
5.如權利要求2所述的用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置，其特徵在於，所述的破拱軸(6)上加工有螺紋，破拱軸(6)穿過破拱輪(5)上的限位槽(9)，通過螺母將破拱輪(5)緊固在破拱軸(6)上。
6.如權利要求3所述的用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置，其特徵在於，破拱軸(6)上相鄰兩個破拱輪(5)之間的相位角為5°?45°。
7.如權利要求1至6中任一權利要求所述的用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置，其特徵在於，所述的導電高分子材料為導電橡膠、聚乙烯導電材料、金屬錫導電材料或帶柔性襯底的導電膜。
8.如權利要求1至6中任一權利要求所述的用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置，其特徵在於，所述的驅動裝置採用電機(I)或氣動馬達(8)。
9.如權利要求1至6中任一權利要求所述的用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置，其特徵在於，所述的料鬥(7)厚度的優選範圍為0.1?10mm，料鬥(7)硬度的優選範圍為邵氏A40?85度，料鬥(7)衝擊彈性的優選範圍為25?80%。
10.如權利要求1至6中任一權利要求所述的用於摩擦、撞擊敏感物料的料鬥破拱裝置，其特徵在於，破拱軸(6)公轉速度的優選範圍為2?15rpm，破拱軸(6)自轉速度的優選範圍為15?160rpm。
【文檔編號】B65D88/68GK103693320SQ201310561641
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月11日 優先權日:2013年11月11日
【發明者】鄒高興, 景青, 羅志龍, 陳松, 李萌, 楊毅, 康超, 蘇楊, 盧栓倉, 王曉東, 商硯冰, 程楊波, 王勇 申請人:西安近代化學研究所