Питатель кроме равномерной регулируемой подачи сыпучих гру-
зов из емкостей может являться также запорным устройством и вы-
полнять роль бункерного затвора, но он отличается от них возможно-
стью более тонкого регулирования потока сыпучего груза.
Важнейшие требования, предъявляемые к питателям, – это рав-
номерность подачи груза и возможность регулирования производи-
тельности устройства. В некоторых производственных процессах пи-
татели используют как простые, надежные и дешевые объемные до-
заторы небольшой точности.
Исходя из того, что масса единицы объема сыпучих грузов в не-
которых технологических процессах может изменяться в широких
пределах (иногда до 15%), в случае необходимости высокой точно-
сти дозирования, объемные питатели оснащают автоматическими
устройствами и приспособлениями.
Классификация основных типов питателей приведена в табл.2.7.
Рассмотрим перечисленные типы питателей более подробно.
Питатель без движущегося рабочего органа (гравитаци-
онный) представляет собой одно- или двухсекторный, либо шибер-
ный затвор с тонкой регулировкой положения секторов или шибера.
Гравитационные питатели просты, надежны, не боятся засоре-
ний, однако из всех типов питателей дают наименьшую равномер-
ность потока, поэтому почти не применяются в дозаторах непрерывно-
го действия. Чаще их используют для подачи груза в последующие
емкости (расходный бункер дозатора). Довольно широко применяются
в качестве отсекающих затворов в различных порционных дозаторах.
Питатели с поступательным движением рабочего органа.
Ленточный питатель, представленный на рис. 2.76, предназначен
для подачи сухих, дробленых, молотых и кусковых материалов. Он
представляет собой натянутую между двумя барабанами под нижним
срезом бункера 1 бесконечную транспортерную ленту. Такие питатели
применяют в процессах непрерывного дозирования. Их производи-
тельность достигает 300 м3/ч и более.
118
Таблица 2.7
Классификация основных типов питателей
Производительность питателя
регулируется либо скоростью лен-
ты транспортера 3, либо слоем на-
ходящегося на ленте груза с помо-
щью шиберного затвора 2. Уста-
навливая ленточный питатель под
бункером, между воронкой бункера
и питателем оставляют зазор (в
пределах 10…40 мм, так как при
больших зазорах трудно управлять
потоком); неподвижные борта пре-
дохраняют груз от растекания в сто-
роны. Размер выпуклого отверстия
бункера 1 над питателем опреде-
ляется условиями истечения данно-
го груза, а также условиями, исклю-
чающими сводообразование. Пита-
тель должен забирать груз по всему
Тип питателя Движение рабочих
органов Материалы
Гравитационный Без движущегося
рабочего органа Порошковые
Ленточный Поступательное Порошковые тяжелые материалы и
кусковые со средней массой
Пластинчатый Поступательное Преимущественно крупнокусковые
Барабанный
Вращательное во-
круг горизонталь-
ной оси
Пылевидные, порошковые, зернистые
и мелкокусковые
Лопастной Вращательное Порошковые, зернистые, кусковые
Шнековый Винтовое Порошковые, мелкозернистые
Тарельчатый
Вращательное во-
круг
вертикальной оси
Порошковые, мелкозернистые
Маятниковый Колебательное Зернистые, мелкокусковые
Лотковый Колебательное Крупнозернистые, кусковые
Плунжерный Возвратно-
поступательное Порошковые, зернистые
Вибрационный Вибрационное Порошковые, зернистые, кусковые
Аэрационный --- Пылевидные, порошковые
Рис.2.76.Схема ленточного
питателя:
1-бункер; 2- шиберный затвор;
3- ленточный транспортер;
4- приемный лоток;
движение груза
1
2
3 4
119
сечению выпускного отверстия воронки бункера, поэтому в направле-
нии движения груза его производительность должна возрастать. Что-
бы сохранить равномерное истечение материала, выпускную щель
над питателем располагают под углом 3…5°, что уменьшает крутящий
момент при установившемся режиме работы. Производительность и
расход мощности ленточного питателя определяют по формулам:
Q 60 D nbh б = π , (2.10)
где Dб – диаметр барабана транспортера, м;
n – частота вращения барабана, об/мин;
b,h – ширина и высота слоя груза на ленте, м.
[( )( )] 1 п 1 п N = 0,0108Lυ 2,1G = G f cosα + G cоsα , (2.11)
где L – длина транспортера, м;
υ – скорость ленты, м/c;
αп - угол наклона питателя к горизонту, град;
G – вес метра ленты, кгс;
G1 – вес транспортируемого груза, приходящийся на метр ленты,
кгс;
ƒ- коэффициент трения (около 0,12).
Ленточные питатели имеют небольшую мощность привода и яв-
ляются экономически выгодными.
Пластинчатый питатель (рис.2.77) представляет собой бес-
конечную цепь 3 под нижним срезом бункера 1, набранную из плоских
пластинчатых металлических звеньев (наподобие тракторной гусени-
цы). Такие питатели применяют в тех случаях, когда условия удара и
размер кусков или температура материала препятствуют применению
ленточных питателей. Расход энергии у пластинчатых питателей по
сравнению с ленточными почти в два раза выше. Производительность
пластинчатых питателей достигает 1000 м3/ч. Применяют также скреб-
ковые конвейеры, у которых в зависимости от свойств материала (по-
рошковых, зернистых, мелкокусковых) форма скребков различная.
Питатели с вращательным движением рабочего органа.
Барабанные и лопастные питатели применяют для подачи и дозиро-
вания пылевидных хорошосыпучих и мелкокусковых грузов. Их конст-
рукции отличаются большим разнообразием: гладкие (для пылевид-
ных материалов), ребристые и граненые (для крупнокусковых).
На рис.2.78 показаны некоторые типы барабанных питателей.
Довольно часто встречаются барабанные питатели секторного типа, у
которых барабан разделен радиальными лопастями на ряд ячеек
(шлюзов) числом от 3 до 12. При вращении барабана секции в верх-
ней части равномерно заполняются грузом, поступающим через во-
ронку бункера, а при повороте на 1800 груз высыпается в разгрузоч-
120
ный патрубок. В состоянии покоя барабана лопасти не дают грузу вы-
сыпаться из отверстия воронки. Производительность барабанных пи-
тателей регулируется изменением частоты вращения барабана.
Рис.2.77. Схема пластинчатого
питателя:
1- бункер; 2- шиберный затвор; 3-
пластинчатый транспортер; 4-
приемный лоток; движение груза
1
2
3 4
Рис.2.78. Схема барабанных питателей:
1- бункер; 2- шиберный затвор; 3-
барабан; движение груза
1
2
3
1
2
3
Производительность барабанного питателя рассчитывают по
формуле
Q = 60Vi nсγ я , (2.12)
где V – объем ячейки, м3;
iя – число ячеек;
n – частота вращения барабана, об/мин;
с - коэффициент разрыхления;
γ - насыпная плотность груза, т/м3.
К питателям с вращающимся рабочим органом можно также от-
нести большую группу шнековых питателей. Рабочий орган – шнек -
выполняется разнообразной формы в зависимости от транспортируе-
мого сыпучего груза
(рис.2.79).
На рис.2.80
изображен шнеко-
вый питатель. Он
состоит из заклю-
ченного под корпу-
сом бункера 1 в ко-
жух 2 шнека 3. Та-
кие питатели при-
меняют в основном
для подачи порош-
ковых и зернистых грузов, не боящихся крошения. Шнековые питатели
Рис.2.80. Схема питателя
с одним шнеком:
1 - корпус бункера; 2 -
кожух; 3 - шнек;
движение груза
1
3
2
Рис.2.79. Типы винтов
шнековых питателей:
а - сплошной; б - ленточный;
в – лопастной
а
б
в
121
можно устанавливать горизонтально и наклонно. Производительность
шнековых питателей регулируют, изменяя частоту вращения шнека.
К достоинствам таких питателей можно отнести компактность и
герметичность, поэтому они особенно удобны при работе с тонкодис-
персными грузами (цемент, гипс и т.д.). Чтобы увеличить выпускное
отверстие, в ряде случаев устанавливаются несколько шнеков в од-
ном кожухе. Для сохранения однородности состава груза применяют
шнеки с переменным шагом, убывающим в сторону разгрузки. В таких
случаях наибольший размер куска должен быть меньше шага винта
(минимального). В том случае, если есть опасность спрессовывания
груза, используют шнеки с переменным шагом, увеличивающимся в
направлении движения.
Производительность шнекового питателя рассчитывают по фор-
муле:
Q =1,5πD snKγ 2
ш , (2.13)
где Dш – диаметр шнека, м;
s – шаг винта, м;
n – частота вращения шнека, об/мин;
К – коэффициент наполнения (0,25…0,4);
γ - насыпная плотность груза, т/м3.
На рис.2.81 представлен питатель для сыпучих материалов А1-
ДРВ, основанный на совместном действии четырех соосных шнеков,
расположенных в нижней части бункера. Он имеет производитель-
ность при разгрузке отрубей 68 т/ч, шрота - 70 т/ч и отходов 40 т/ч.
Размер приемного отверстия 1827×860 мм, выпускного 430×430 мм.
Для выгрузки зерновых грузов и продуктов их переработки ус-
пешно применяются пружинные питатели. Эффективнее использовать
питатели длиной не более 5…8 мет-
ров. В учебно-опытном хозяйстве
Ульяновской сельскохозяйственной
академии в качестве погрузчика
применяют пружинный питатель с
регулировкой производительности за
счет перемещения шибера
(рис.2.82).
Тарельчатый дисковый пи-
татель, представленный на
рис.2.83, предназначен в основном
для подачи мелкозернистых и по-
рошковых грузов.
Рабочим органом тарельчатого питателя является вращающий-
Рис.2.81. Схема питателя с
четырьмя шнеками:
1 - корпус бункера; 2 - шнек; 3 -
двигатель
1 2
3
122
ся диск 3, с которого продукт сбрасывается неподвижным ножом 5.
Толщина слоя материала на диске регулируется с помощью надетой
на выходной патрубок бункера 1 манжеты 2 (ее поднимают или опус-
кают по принципу телескопической трубы). Производительность та-
рельчатых питателей достигает 100 м3/ч.
Производительность питателя регулируют изменением частоты
вращения диска, изменением зазора кольцевой щели (между манже-
той и диском), что определяет высоту слоя материала на диске, поло-
жением ножа, снимающего то или иное количество материала с диска.
Вертикальный вал 4 с укрепленным диском приводится во вра-
щение электродвигателем через передаточный механизм. По сравне-
нию с ленточными и барабанными питателями тарельчатые имеют
более плавную регулировку производительности и большую точность
дозирования. Следует иметь в виду, что под влиянием центробежной
силы при большой частоте вращения диска груз может разбрасывать-
ся в стороны. Поэтому критическую частоту вращения определяют из
условий равенства центробежной силы и силы трения:
m R mgf к ω = ; ω =πn/30 , (2.14)
где ω - угловая скорость, рад/с;
т - масса груза на диске, кг;
Rк - средний радиус круга груза, расположенного на диске, м;
f - коэффициент внешнего трения;
g - ускорение свободного падения, м/c2.
б
3
2
1 А С
В
φ
h
r'
1
2
3
4
5
Рис. 2.83. Тарельчатый питатель с
прямым ножом:
1- корпус бункера; 2- подъемная
манжета; 3- вращающийся диск;
4- вращающийся вал; 5- скребок
а
Рис.2.82. Схема
пружинного питателя:
1 - корпус бункера;
2 - шиберный затвор;
3 - пружина; 4-
разгрузочный лоток
1 2
3
4
Производительность тарельчатого питателя определяют по
123
формуле:
α
γπ ′ =
60tg
Q nh r
2
, (2.15)
где γ - насыпная плотность, т/м3;
n - частота вращения диска, об/мин;
h - высота подъема телескопа, м;
r’ - расстояние от центра тяжести треугольника АВС до оси вра-
щения, м (см. рис.2.83, б);
α - угол естественного откоса.
Тарельчатый питатель, разработанный в ФРГ, со спиральным
ножом для принудительной выгрузки плохосыпучих и слипающихся
грузов представлен на рис.2.84,а. Силосы и бункера, оборудованные
такими питателями, имеют горизонтальное дно с центральным выпу-
скным отверстием круглой формы. Над выпускным отверстием верти-
кально смонтирован конический рассекатель потока, который прикры-
вает отверстие. В зазоре между основанием конуса и днищем бункера
закреплен лопастной скребок, плотно прижимающийся к днищу.
Скребок приводится во вращение от специального привода. Диаметр
конуса и зазор между основанием конуса и днищем бункера выбирают
с таким расчетом, чтобы поступающий в бункер материал не мог вы-
ходить самотеком через выпускное отверстие. Выгрузка материала
производится с помощью вращающегося лопастного скребка, который
захватывает нижние слои материала, перемещая его в радиальном
направлении к отверстию.
Конструкция такого питателя обеспечивает равномерную и не-
прерывную выгрузку по всему поперечному сечению бункера правиль-
ными горизонтальными слоями. В таких условиях практически устра-
няются явления сегрегации. Производительность питателя (от 300 до
530 т/ч) регулируется изменением частоты
вращения лопастного скребка (от 3 до 4,5
об/мин).
На рис.2.84,б показан питатель неболь-
шой производительности для плохосыпучих
влажных грузов, который одновременно яв-
ляется дозирующим органом. Производи-
тельность питателя может меняться от 2 до 8
т/ч вследствие изменения частоты вращения
спирального ножа, который имеет бесступен-
чатую регулировку скорости. При производи-
тельности 2 т/ч спиральный нож совершает
один оборот за 30 мин. В зоне выпускного от-
верстия бункера быстро вращаются (с посто-
янной скоростью) три дополнительных скребка, расположенных на-
Рис.2.84. Схемы
конструкций тарельчатых
питателей:
а - со спиральным ножом;
б - с возможностью
дозирования
а б
124
клонно к горизонтали. Эти скребки осуществляют непрерывную, рав-
номерную подачу материала в проем между конусом и днищем. Такая
конструкция питателя обеспечивает выгрузку материала при неболь-
шой производительности и большом диаметре емкости. Дополнитель-
ные скребки перемешивают материал перед выходом его из отвер-
стия, что удобно для выгрузки материала из бункера после длительно-
го хранения.
Широкое применение нашли также более простые конструкции
тарельчатых питателей с вращающейся тарелью и неподвижным спи-
ральным ножом.
Питатели с возвратно-поступательным движением или
вибрацией рабочего органа. Эти питатели работают в импульсном
режиме. Дозирование мелких материалов при небольшой производи-
тельности осуществляют маятниковыми питателями. Показанный на
рис.2.85,а маятниковый питатель имеет секторный затвор, который
поворачивается на шарнире с помощью кривошипно-шатунного меха-
низма. Производительность питателя регулируют изменением эксцен-
триситета приводного механизма, изменением угла крепления сектора
на валу и специальным шибером.
Лотковые (рис. 2.85,б) питатели применяют главным образом
для дозирования кусковых материалов. По конструктивному исполне-
нию их разделяют на подвесные и кареточные. Подвесные лотковые
питатели используют для легких грузов с насыпной плотностью до 1
т/м3. Лоток, подвешенный под воронкой на тягах, получает колеба-
тельное движение от эксцентрикового механизма через шатун. При-
вод питателя осуществляют с помощью электродвигателя через ре-
дуктор и кривошипно-шатунный механизм. Колебания лотка препятст-
вуют образованию заторов и обеспечивают равномерную подачу ма-
териала.
Для абразивных грузов с насыпной плотностью до 2,5 т/м3 ис-
пользуют кареточные питатели, производительность которых достига-
ет 300 м3/ч. Они имеют аналогичный привод и конструктивно отлича-
ются только тем,
что лоток с на-
правляющими ус-
танавливают под
выпускным отвер-
стием бункера на
роликовых опо-
рах. Производи-
тельность питате-
ля регулируют,
изменяя высоту
слоя материала с
помощью секторной заслонки, а также изменяя величину хода лотка.
1
3 5
4
2
1
5 3
2
4
Рис.2.85. Схемы маятникового секторного (а) и лоткового
(б) питателей:
1- корпус бункера; 2-отпускная труба; 3- шиберный
затвор; 4- кривошипно-шатунный механизм; 5- шарнир
а б
125
Выгрузку материала осуществляют в конце лотка. Такие питатели на-
дежны в работе и просты по конструкции.
Находит также применение лотковый питатель с комбинирован-
ной подвеской лотка.
Производительность (т/ч) лоткового питателя определяется по
формуле:
Q = 60b hl ⋅ nKγ ж , (2.16)
где bж – ширина несущей части (расстояние между стенками жело-
ба), м;
h – высота желоба, м;
l – ход столба (удвоенная амплитуда качания), равный диаметру
кривошипа, м;
n – частота вращения эксцентрика, об/мин;
γ - насыпная плотность груза, т/м3;
K – коэффициент подачи (0,7…0,9).
На рис.2.86 изображен плунжерный питатель, предназначенный
для работы с порошковыми и зернистыми грузами, перемещение ко-
торых осуществляется вследствие поступательного движения гори-
зонтального плунжера. Последний приводится в движение кривошип-
но-шатунным механизмом. Производительность питателя регулируют,
изменяя величину хода плунжера и число ходов. Производительность
питателей такого типа обычно достигает 3…5 м3/ч.
Широкое применение находят вибрационные питатели, основ-
ным рабочим органом которых является опорный либо подвесной ло-
ток. От приводного эксцентриково-шатунного механизма или шарико-
вого пневмовибродвигателя лоток получает колебательные движения,
что позволяет легко регулировать подачу материала, изменяя ампли-
туду колебаний питателя. Груз перемещается с помощью возвратно-
поступательных движений лотка (повторяющихся серий сбросов и за-
хватов). Длину лотка подбирают с учетом угла естественного откоса
дозируемого материала. Чем меньше угол естественного откоса мате-
риала, тем большую длину должен иметь лоток. При таком соотноше-
нии в нерабочем положении (при отключении питателя) обеспечива-
ется необходимый подпор, препятствующий самопроизвольному вы-
сыпанию материала.
Питатель крепится к бункеру при помощи амортизаторов (пружи-
ны, резинового буфера), позволяющих в определенных пределах из-
менять угол наклона лотка. На основании опытных данных можно
сделать вывод, что изменение угла наклона лотка на 10 приводит к
изменению подачи на 2%.
В последнее время получили распространение электровибраци-
онные питатели.
На рис.2.87 показан электровибрационный питатель, у которого
126
под лотком расположен вибратор.
1
2
3
4
5
Рис.2.86. Схема плунжерного
питателя:
1 - корпус бункера; 2 - выпускной
патрубок; 3 - горизонтальный
плунжер; 4 - кривошипно-
шатунный механизм; 5 - шарнир
1
2
3
Рис.2.87. Электровибрационный
питатель: 1- бункер; 2- наклонный
лоток; 3- двигатель
Производительность питателя существенно зависит от амплиту-
ды колебаний и угла наклона лотка (обычно около 200) и может быть
вычислена по формуле:
Q = 3600Bhυγ , (2.17)
где В – ширина лотка, м;
h – высота слоя груза в лотке, м;
υ – средняя скорость перемещения груза, м/c;
γ - насыпная плотность груза.
Электровибрационные питатели обеспечивают
надежное дозирование материалов с различной на-
сыпной плотностью от порошковых плохосыпучих до
кусковых. Для подачи влажных и вязких материалов
эти питатели в обычном исполнении не пригодны. На
рис.2.88 представлена конструкция вибрационного пи-
тателя. Питатель представляет собой электромагнит-
ный вибратор, состоящий из круглой пластины, распо-
ложенной на косолежащих листовых рессорах, в кожу-
хе из алюминия и специального стекла. Под тарелкой
помещен магнитный якорь, притягиваемый лежащими
внизу электромагнитами соответственно частоте пе-
ременного тока. Листовые рессоры расположены та-
ким образом, что пластина движется не только вниз и
вверх, но и слегка вращается. При этом, находящийся
на ней материал движется спиралеобразно и сбрасы-
вается через край. Производительность питателя за-
висит от расстояния между подводящей трубой и пластиной, высоты
Рис.2.88.
Вибрационный
питатель (ФРГ)
127
кольца на вибрационной пластине и амплитуды вибрационной пла-
стины.
Питатели с аэрирующей струей. Аэрационные питатели
предназначены для подачи тонкодисперсных материалов. Через по-
ристое дно питателя пропускают воздух, вследствие чего уменьшает-
ся связность частиц, и материал легче движется. На рис.2.89 показан
аэрационный питатель, в нижнюю удлиненную камеру которого пода-
ется воздух. Камера состоит из отделений, и,
чтобы обеспечить эффективную подачу, воз-
дух направляют в каждое отделение. Воздух
проходит через пористую диафрагму, аэриру-
ет сыпучий материал, перемещает его из вы-
пускной воронки на подвесной конвейер. Та-
кой питатель одновременно является и побу-
дителем.
На рис.2.90,а показано питающее уст-
ройство, где транспортирующей средой явля-
ется воздух. Под конической частью емкости
проходит трубопровод, куда через сопло по-
дают сжатый воздух. В результате под выпу-
скным отверстием воронки создается пони-
женное давление, что способствует выходу
продукта из бункера. К трубопроводу снизу
присоединен патрубок, по которому идет
встречный поток воздуха, регулируемый вен-
тилем. Этот поток обеспечивает большее или
меньшее поступление материала из отвер-
стия воронки.
Устройство для подачи пылевидных и
зернистых грузов из бункера с помощью воз-
духа показано также на рис.2.90,б. В горизон-
тальную трубу входит вертикальный подвиж-
ной штуцер воронки. Один конец горизон-
тальной трубы соединен (под углом) с транс-
портирующим материалопроводом, второй ее
конец заглушен. Груз из воронки через шту-
цер попадает в горизонтальную трубу и рас-
полагается в ней под углом естественного от-
коса, затем стекает в наклонный материало-
провод, куда подают воздух. Производитель-
ность регулируется с помощью вертикально
перемещаемого штуцера воронки.
