Вибрационные питатели. 
Оборудование подготовительных процессов заводов пластмасс

В вибрационных питателях (см. рис. 7.1, е) на материал дополнительно воздействуют вибрацией. Под воздействием вибрации существенно уменьшается коэффициент внутреннего трения, что способствует лучшему истеканию материала из бункера. Производительность регулируется амплитудой и частотой вибрации, а также размерами и конструктивными особенностями вибрирующего элемента. Незначительность механических нагрузок на материал делают вибрационные питатели пригодными для организации непрерывной подачи практически всех зернистых материалов. Точность дозировки, правда, в пределах сравнительно небольшой области регулировки массового потока является удовлетворительной почти для всех продуктов [4].

Вибрационные питатели имеют меньшую металлоемкость, а их удельные энергозатраты практически не зависят от производительности.

Конструкция вибрационных питателей проста и надежна, отличается небольшими габаритами и отсутствием вращающихся частей. Базовая схема вибрационного питателя показана на рис. 7.32.

Рис. 7.32. Вибрационный питатель.

Питатель состоит из бункера 1, лотка 2, вибратора 3, задвижки 4 и основания 5. При вибрации лотка 2 сыпучий материал из бункера 1 вытекает на этот лоток и выгружается из питателя в виде непрерывного потока. Производительность регулируется частотой, амплитудой и направлением вибрации, а также геометрическими размерами лотка.

2 и положением задвижки 4. Существуют различные модификации вибрационных питателей, которые позволяют повысить точность дозирования и учесть специфические особенности сыпучего материала [2].

Широкое применение находят вибрационные питатели, основным рабочим органом которых является опорный либо подвесной лоток. От приводного эксцентриково-шатунного механизма или шарикового пневмовибродвигателя лоток получает колебательные движения, что позволяет легко регулировать подачу, изменяя амплитуду колебаний питателя. Материал перемещается с помощью возвратно-поступательных движений лотка (повторяющихся серий сбросов и захватов). Длину лотка подбирают с учетом угла естественного откоса дозируемого материала. Чем меньше угол естественного откоса материала, тем большую длину должен иметь лоток. При таком соотношении в нерабочем положении (при отключении питателя) обеспечивается необходимый подпор, препятствующий самопроизвольному высыпанию материала.

Питатель крепится к бункеру при помощи амортизаторов (пружины, резинового буфера), позволяющих в определенных пределах изменять угол наклона лотка. На основании опытных данных можно считать, что изменение угла наклона лотка на 1° приводит к изменению подачи примерно на 2%.

В последнее время получили распространение электровибрационные питатели. На рис. 7.33 показан электровибрационный питатель, у которого под лотком расположен вибратор [5].

Рис. 7.33. Электровибрационный лотковый питатель.

На рис. 7.34 показана схема вибрационного дозатора, у которого лоток 2 выполнен в виде круглой пластины [13].

Сыпучий материал, высыпаясь из бункера 1, образует конус на пластине 2. Если пластина 2 совершает колебания, то материал высыпается из бункера непрерывным потоком. При неподвижной пластине 2 высыпание не происходит, поскольку расстояние между бункером и пластиной выбирается таким, чтобы угол наклона образующей конуса к горизонту был меньше угла естественного откоса. Колебания пластины осуществляются за счет вибратора 3. Для дозирования материалов с разными углами естественного откоса используется подвижная манжета 4. Для расширения диапазона регулирования производительности дозатора между выходным отверстием и пластиной 2 устанавливают ряд колец, соединенных с этой пластиной [2]. В данном случае при выключенном вибраторе образуется ряд усеченных конусов из сыпучего материала. Расстояния между кольцами выбираются из условий, описанных выше.

Рис. 7.34. Схема вибрационного питателя:

пояснения в тексте Механические вибрационные устройства, так называемые «активаторы» или «побудители», можно устанавливать как снаружи бункера, так и внутри его и включать в работу только во время истечения материала: в противном случае происходит лишь дополнительное уплотнение материала. Вибраторы, создающие колебание стенок бункера, предельно просты, экономичны, безопасны в работе при относительно низкой стоимости. Однако они менее эффективны, чем вибрационные устройства, расположенные внутри материала в выходной зоне бункера.

Примером устройства, расположенного в выходной зоне бункера, могут служить пневмовибраторы. Их устройство достаточно простое: внутрь конических днищ бункеров вложены и закреплены специальные резиновые оболочки, повторяющие их форму. В зазор между днищем и резиновой оболочкой с определенной частотой подается порция сжатого воздуха, затем этот воздух выпускается в атмосферу. Резиновая оболочка то деформируется, как бы проталкивая материал, то возвращается в исходное состояние. Иногда вместо пневмовибраторов устанавливают вибраторы с электромагнитным или механическим приводом, но опыт показывает их меньшую эффективность в сравнении с пневмовибраторами описанной выше конструкции.

Еще один вид пневмовибраторов, так называемых вибрационных вентиляторов, представлен на рис. 7.35 [14]. Они сочетают аэрацию материала при давлении вплоть до 0,6 МПа с легкой вибрацией стенки бункера.

Рис. 7.35. Установка вибрационного вентилятора на коническом днище.

Сжатый воздух поступает в материал напрямую через силиконовый фланец, прилегающий к внешней стенке силоса. Интенсивность вибрации регулируется рабочим давлением от 2 до 6 бар. Благодаря периодическому рабочему циклу и максимальной длительности струи воздуха в 5 с, потребление воздуха небольшое. Вибрационные вентиляторы устанавливаются на конической части бункера по 3—4 шт. в одном поперечном сечении. На больших бункерах иногда приходится их устанавливать в два ряда: один ряд внизу конического днища, а второй — в его верхней части.

Показанное на рис. 7.36 [3] разгрузочное вибрационное устройство представляет собой конический элемент 5, закрепленный стяжками 6 через виброизоляционные прокладки 8 на выходном конусе бункера 1. Герметичность соединения обеспечивает гибкое соединение 7. Конический переходник 5 и соединенный с ним обратный конус 4 получают колебательное движение or вибратора 2. Материал выгружается через выходную трубу, соединенную с переходником гибким соединением 3.

Рис. 7.36. Схема разгрузочного устройства с двойным вибрационным конусом:

пояснения в тексте Характерной особенностью данной конструкции является использование довольно широкого разгрузочного отверстия в бункере. При работе вибратора колебания совершаются в горизонтальной плоскости, поэтому материал не зависает в выходном конусе бункера, ликвидируется его уплотнение и создаются хорошие условия для равномерного движения сыпучего материала по поверхности обратного конуса от его центра к периферии и равномерного вытекания по всей площади поперечного сечения разгрузочного отверстия в бункере.

Вибратор может иметь механический, гидравлический или электрический привод; частота колебаний — до 500 Гц при амплитуде до 10 мм.

Основным недостатком вибрационных дозаторов является сравнительно небольшой диапазон регулирования производительности при обеспечении требуемой точности [4].

Конструкция дозирующих устройств с вибрационным питателем проста и надежна, отличается небольшими габаритами и отсутствием вращающихся частей.