15. Оборудование хранения и раздачи материалов и смесей

15.1. Бункеры для хранения сыпучих материалов 8.12.11.

Для хранения и раздачи формовочных материалов применяют бункеры различной емкости (от 23 до 50100 м³) в зави­симости от назначения.

Бункеры бывают прямоугольной, цилиндрической и конической формы с вертикальными или наклонными стенками. Для нормального опорожнения бун­кера угол наклона стенок бункеров к горизонту  должен быть на 510° больше угла естествен­ного откоса материала.

Для исключения зависания в бункерах материала принимают следующие меры:

а) на бункерах устанавливают вибраторы (на 1/3 высоты бункера, считая от нижнего основания);

б) стенки бункеров выполняют вертикальными;

в) внутренние поверхности бункеров покрывают специальными лаками или облицовывают синтетическими или нержавеющими ма­териалами;

г) применяют бункеры с эластичными стенками. Материал бун­керов в этом случае – прорезиненная или синтетическая ткань, обла­дающая высокой прочностью и эластичностью;

д) между стенками бункеров и материалом вдувают слой воздуха, уменьшая тем самым внешнее трение материала о стенку бункера.

Наилучшим образом на практике зарекомендовали себя бункеры с вертикальными стенками, у которых зависание материала полностью отсутствует.

Производительность бункеров, м³/ч

,

(136)

где F – площадь горловины бункера, м2;

v – скорость истечения материала из бункера, м/с.

Для бункеров с большим углом 

,

(137)

где  – коэффициент истечения;

h – высота слоя материала в бун­кере, м.

Для бункеров с относительно малым углом 

,

(138)

где R – гидравлический радиус отверстия истечения, м;

L – периметр горловины бункера, м.

.

(139)

Объем пирамидального бункера, м³

,

(140)

где A, B, a, b – размеры соответственно верхнего и нижнего основа­ний усеченной пирамиды, м;

h – высота бункера, м.

Давление материала (Па) на горизонтальную площадку (рис. 70)

,

(141)

где  – плотность материала, кг/м³;

y – расстояние до площадки от уровня поверхности материала, м.

Давление материала (в Па) на вертикальные стенки бункера

,

(142)

где m – коэффициент сыпучести материала (коэффициент Ренкина)

,

(143)

здесь  – угол естественного откоса материала в покое.

Нормальное давление (в Па) на наклонную стенку бункера

,

(144)

Толщину листов обшивки бункеров определяют расчетным путем. При этом исходят из площади стенки бункера, давления материала на стенку и допускаемого напряжения материала обшивки.

На практике с учетом жесткости бункера и коррозии металла толщину листа обшивки бункера принимают в пределах 48 мм. Материал – стали Ст2, Ст3. Конструкция бункеров – сварная.

15.2. Затворы

Затвор – устройство для периодической выдачи материла из бункера в необходимом количестве. Затворы бывают секторные, челюстные и шиберные.

15.2.1. Секторный затвор

Секторный затвор (рис. 71) представляет собой цилиндри­ческую секторную задвижку 1, вращающуюся в шарнире 2 вокруг нижней части коробки 3 затвора. Открывается и закрывается затвор либо вручную за рычаг 4, укрепленный на щеке секторной задвижки, либо с помощью пневматического цилиндра. Для облегчения открывания затвора на рычаг 4 закрепляют противовес 5. Недостаток секторного затвора – смещение выпускаемой из бункера струи материала при открывании или закрытии. Усилие F на рычаге при открывании затвора не должно быть более 200 Н. Необхо­димая длина рычагов a, b и масса груза противовеса m_г определяется из уравнения моментов сил, действующих в затворе относительно оси вращения сектора (без учета угла наклона рычага).

,

(145)

где PRf₁ – момент силы трения материала по секторной задвижке, Нм;

(P + m₀g)df₂/2 – момент силы трения в цапфах сектора, Нм;

m_гgb – момент, создаваемый противовесом, Нм;

P – вертикальное давление столба материала на затвор, Н;

m₀ – масса сектора, кг;

m_г – масса груза противовеса, кг;

R – плечо силы трения, м;

a, b – плечи рычага управления и противовеса, м;

d – диаметр цапфы сектора, м;

f₁ – коэффициент трения сектора по материалу (f₁ = 0,61,2);

f₂ – коэффициент трения в цапфах сектора (f₂ = 0,25);

g – ускорение свободного падения, м/с².

Подставив в уравнение (145) значение F = 200 Н и другие извест­ные значения, определяют силу тяжести (Н) груза противовеса. Зна­чения величин a, b, R, d, m₀ задаются конструктивно.