Устройство для управляемой загрузки вредного порошкообразного материала в контейнер - RU2243927C2

Описание

Настоящее изобретение относится к устройству для управляемой загрузки вредного порошкообразного материала в контейнер.

Уровень техники

В некоторых отраслях промышленности производятся порошкообразные материалы, которые подлежат упаковке в контейнеры. Такие материалы часто являются вредными агентами, поскольку, с одной стороны, они могут создавать опасность для окружающей среды, а с другой - представляют собой тонкий абразивный порошок.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в обеспечении устройства, позволяющего осуществлять управляемую загрузку порошкообразного материала в емкость, т.е. в контейнер, для упаковки, и, кроме того, в разработке технологической операции, т.е. процесса, для заполнения указанного контейнера в условиях, пригодных с точки зрения техники безопасности.

Устройство согласно изобретению характеризуется тем, что оно содержит:

- корпус, по существу, цилиндрической формы, открытая нижняя часть которого заканчивается герметизирующим окаймляющим узлом (так называемом фартуком), при этом указанный корпус присоединен к входной трубе, предназначенной для ввода порошкообразного материала, к трубе для удаления газа и к верхней трубе, содержащей магнитное устройство, управляющее подвижным клапаном, установленным с возможностью перемещения в указанном корпусе и выполненным с возможностью взаимодействия с указанным герметичным фартуком,

- кожух, закрепленный на нижней части указанного корпуса, открытый в своей центральной части для обеспечения прохода контейнера и содержащий отводимое передвижное устройство, обеспечивающее захват и перенос крышки контейнера,

- средства для определения количества порошкообразного материала в контейнере и

- по меньшей мере, один вентиляционный контур, обеспечивающий на уровне периметра отверстия указанного кожуха и/или на уровне указанного герметичного фартука удаление той части указанного порошкообразного материала, которая может находиться на этих уровнях.

Указанные средства для определения количества порошкообразного материала могут содержать средства для взвешивания указанного контейнера, например, типа устройств из группы рычажных весов.

Средства для определения количества порошкообразного материала могут дополнительно содержать датчик, определяющий уровень порошкообразного материала.

Вентиляционный контур, предпочтительно, содержит средства для откачивания, присоединенные к блоку для обработки указанного порошкообразного материала.

Устройство может дополнительно содержать средства, создающие пониженное давление внутри корпуса относительно окружающего пространства.

Сущность изобретения будет вполне понятна при рассмотрении следующего описания со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором изображено устройство согласно изобретению в продольном сечении.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На чертеже представлены и обозначены следующие компоненты:

корпус 1 аппарата, имеющий, по существу, цилиндрическую форму с диаметром в его нижней части, достаточным для загрузки туда контейнера. Вокруг нижней части 2 корпуса выполнен фартук 3, обеспечивающий достаточную герметизацию, с одной стороны, при взаимодействии с верхней частью принимающего контейнера, а с другой - при взаимодействии с подвижным клапаном;

труба 4, через которую загружается порошкообразный материал. Очевидно, что наклон указанной трубы относительно горизонтали должен выбираться таким образом, чтобы обеспечить регулярный поток порошкообразного материала;

труба 5 для удаления газа путем откачивания; внутренняя часть этой трубы снабжена фильтрующим элементом 15, а на своем конце она переходит в выпускной трубопровод 5а, присоединенный к средствам удаления газа и обработки газа и порошка;

закрытая верхняя труба 6, расположенная над корпусом 1 и закрепленная на нем;

подвижный клапан 7, установленный с возможностью скользящего перемещения в корпусе 1 и, с помощью соединительного стержня, вмонтированного в клапан, скрепленный с магнитным сердечником 9, скользящим в трубе 6 и позволяющим управлять положением указанного клапана 7 внутри корпуса 1 под действием магнита 8 на наружной стороне указанной трубы 6. Нижняя поверхность подвижного клапана состоит из кольцевого фрагмента сферы (или тора) и граничной плоской поверхности; размеры указанного фрагмента таковы, чтобы точно соответствовать внутренней поверхности фартука 3, образующего седло для обеспечения хорошей герметизации на этом уровне. При этом на уровне вышеуказанного фрагмента сферы клапан 7 имеет максимальный диаметр, превышающий диаметр отверстия фартука 3, который, в свою очередь, несколько меньше отверстия контейнера, обеспечивая таким образом скольжение порошкообразного материала по внутренней поверхности фартука с попаданием в контейнер (кольцеобразный свободный конец фартука 3 находится в контакте со свободным краем внутренней стенки контейнера 19 и/или примыкает к ней);

кожух 10, прикрепленный к нижней части корпуса 1. Этот кожух имеет, например, по существу прямоугольную форму, с шириной, которая больше диаметра контейнера. В своей центральной части кожух имеет отверстие с размером, достаточным для прохождения контейнера. Внутри этого кожуха расположено передвижное устройство 11, которое можно смещать по всей длине кожуха путем его поступательного перемещения; смещение указанного передвижного устройства 11 задается устройством, не показанным детально и находящимся вне кожуха. Это передвижное устройство 11 имеет полость для размещения в ней крышки 12 контейнера. Захват крышки обеспечивается откачкой посредством трубы 16. Указанное передвижное устройство имеет также отверстие 17, диаметр которого, по меньшей мере, равен отверстию контейнера;

два вентиляционных контура 14: один из них (14₁) имеет входное отверстие для воздуха, совмещаемое с периферийной частью контейнера, когда последний установлен в рабочем положении. При этом указанный воздух поступает из пространства, окружающего устройство, например, из защитного ограждения типа бокса, в котором устройство установлено. Второй контур (14₂) содержит входное отверстие для воздуха, расположенное выше фартука 3. При этом воздух в него также поступает из окружающего пространства. Эти два контура имеют также выходные отверстия для воздуха (их можно объединить в одно общее отверстие, обозначенное индексом 18), которые целесообразно присоединить к средствам для откачивания и обработки удаленных газов, которые могут содержаться в порошкообразном материале;

отводящийся датчик 13, известный как таковой (per sе), для определения уровня порошкообразного материала, вводимого в контейнер, когда этот уровень достигает предварительно заданной высоты.

Устройство согласно изобретению применяется при проведении процесса, основные этапы которого заключаются в следующем.

На первом этапе при подвижном клапане 7, сидящем на седле фартука 3, поднятом (отведенном) датчике 13 и крышке 12, зафиксированной под передвижным устройством 11, контейнер 19 устанавливается в рабочее положение. Такая установка осуществляется вводом верхней части указанного контейнера через отверстие кожуха (в котором соответствующим образом установлено передвижное устройство 11) до тех пор, пока верхний край указанного контейнера 19 не войдет в соприкосновение с внешней поверхностью фартука 3 и не сожмет пружину 20. В этом положении контейнер 19 и фартук 3 примыкают к нижней части 2 корпуса 1 и участвуют в динамической локализации устройства относительно защитного ограждения, как более детально будет описано ниже.

На втором этапе подвижный клапан 7 поднимается выше входного уровня трубы 4.

На третьем этапе датчик 13 опускается в корпус 1 и через указанную трубу 4 в контейнер 19 загружается порошкообразный материал.

Когда датчик 13, реагирующий на загрузку порошкообразного материала, показывает, что заполнение контейнера 19 закончено, введение порошкообразного материала через трубу 4 прекращается, датчик 13 отводится перемещением вдоль своей оси, подвижный клапан 7 снова опускается на фартук 3, чтобы замкнуть внутренний объем корпуса 1, затем указанный контейнер опускается вниз до вывода его верхнего края на уровень нижней плоскости кожуха 10. Далее передвижное устройство 11, размещенное внутри кожуха, приводится в поступательное перемещение, благодаря чему крышка 12 размещается над контейнером. Затем эта крышка отсоединяется от передвижного устройства 11 для установки ее на контейнер. После этого контейнер вместе со своей крышкой удаляется.

Совершенно очевидно, что в течение всех этих операций, чтобы обеспечить максимальную безопасность, непрерывно функционирует вентиляционный контур. На своем конце указанный вентиляционный контур содержит упомянутые выше средства (5а, 18) откачивания, присоединенные к блоку для обработки газов, которые могут содержать порошкообразный материал. При этом для устройства согласно изобретению предпочтительно, чтобы указанный обрабатывающий блок дополнительно включал в себя средства, создающие внутри указанного корпуса 1 пониженное давление относительно окружающего пространства.

Очевидно, что возможны три следующие ситуации.

Клапан 7 закрывает корпус 1, находясь в соприкосновении с фартуком 3 (этот момент не изображен). При этом на уровне зазоров, существующих, во-первых, между фартуком 3 и нижней частью корпуса 1, и во-вторых, между передвижным устройством 11 (закрывающее положение не показано) и нижним отверстием кожуха 10, обеспечивается динамическая герметизация благодаря непрерывно поддерживаемому пониженному давлению во внутреннем объеме устройства относительно окружающего его пространства за счет откачивания через трубы 5а и 18 воздушного потока, циркулирующего от входных отверстий 14₁ и 14₂ для воздуха при локализации вышеуказанных зазоров для удаления через них любого порошкообразного материала, который может там оказаться.

Контейнер 19 сопрягается с отверстием кожуха 10 и фартуком 3, когда клапан 7 еще находится в нижнем положении (первый этап, упомянутый выше). В этом случае входное отверстие 14₁ для воздуха позволяет избежать любого выброса порошкообразного материала из устройства на уровне отверстия кожуха благодаря явлению динамической герметизации, которая была только что описана.

Контейнер 19 установлен на фартук 3 (второй и третий этапы, упомянутые выше), тогда как клапан 7 находится в верхнем положении (см. чертеж). При этом во избежание любого загрязнения за счет неконтролируемого выброса порошкообразного материала из устройства устанавливается вышеуказанная динамическая защита. Фактически вентиляционный узел, сформированный входными контурами (14₁ и 14₂) для воздуха, зазорами, существующими между фартуком 3 и нижней частью 2 корпуса 1 (см. пунктирные стрелки, показывающие прохождение вентилирующего воздуха на уровне этих зазоров) и выходными трубами (5а и 18), создает пониженное давление во внутреннем объеме корпуса 1 и контейнере 19 относительно окружающего пространства для минимизации опасности утечек порошкообразного материала в направлении указанной внешней среды.

Разумеется, загрузка порошкообразного материала в трубу 4 предпочтительно имеет прерывистый характер, т.е. происходит только тогда, когда контейнер 19 находится в положении для заполнения.

Согласно конкретному варианту осуществления изобретения для поддерживания контейнера и его перемещения используется устройство 22 типа рычажных весов, которое образует взвешивающие средства, измеряющие известным образом вес указанного контейнера 19, содержащего различные количества порошкообразного материала.

В этом варианте датчик 13, определяющий уровень, работает только в случае дрейфа показаний взвешивающего устройства и гарантирует, что контейнер не переполнится.

Следует отметить, что взвешивающее устройство 22 типа рычажных весов и датчик 13 уровня представляют собой средства для определения количества порошкообразного материала, содержащегося в контейнере, или путем измерения веса, или с помощью оценки уровня, достигаемого порошкообразным материалом.

Реферат

Изобретение относится к устройству для загрузки порошкообразного материала в контейнер в разных отраслях промышленности. Оно содержит корпус, открытая нижняя часть которого заканчивается в герметичном фартуке, при этом указанный корпус присоединен к входной трубе для ввода порошкообразного материала и трубе для удаления газа. Подвижный клапан в корпусе адаптирован для взаимодействия с указанным герметичным фартуком и управляется посредством магнитного устройства. Закрепленный на нижней части указанного корпуса кожух, открытый в своей центральной части для прохода контейнера, содержит отводимое передвижное устройство, обеспечивающее захват и перенос крышки контейнера. Предусмотрены также средства для определения количества порошкообразного материала в контейнере и, по меньшей мере, один вентиляционный контур, на уровне периметра отверстия указанного кожуха и/или на уровне указанного герметичного фартука, обеспечивающий удаление той части указанного порошкообразного материала, которая может находиться на этих уровнях, в направлении обрабатывающего блока. Изобретение обеспечивает надежную и безопасную загрузку тонких абразивных порошков. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула