PL247679B1

PL247679B1 - Device for self-regulation of the tank outlet

Info

Publication number: PL247679B1
Application number: PL448177A
Authority: PL
Inventors: Bernard Połednik; Maciej Nowicki; Wojciech Franus; Joanna Fronczyk
Original assignee: Lubelska Polt; Szkola Glowna Gospodarstwa Wiejskiego W Warszawie
Priority date: 2024-04-02
Filing date: 2024-04-02
Publication date: 2025-08-18
Also published as: PL448177A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie do samoregulacji otworu wylotowego zbiornika posiadające zasuwę. Charakteryzuje się ono tym, że w dnie zbiornika (1) w otworze wylotowym (1.1) zamocowana jest zasuwa (2) za pomocą pary pierwszych prowadnic ułożonych równolegle do płaszczyzny otworu wylotowego (1.1). Zasuwa (2) zamocowana jest do zbiornika (1) za pomocą pary drugich prowadnic (4) ułożonych do płaszczyzny otworu wylotowego (1.1) pod kątem większym od 0° i mniejszym od 180°. Pomiędzy zasuwą (2), a dnem zbiornika (1) znajduje się ściskany element sprężysty (5).The subject of the application is a device for self-regulating the outlet opening of a tank having a valve. It is characterized in that a valve (2) is mounted in the bottom of the tank (1) in the outlet opening (1.1) by means of a pair of first guides arranged parallel to the plane of the outlet opening (1.1). The valve (2) is mounted to the tank (1) by means of a pair of second guides (4) arranged to the plane of the outlet opening (1.1) at an angle greater than 0° and less than 180°. A compressible spring element (5) is located between the valve (2) and the bottom of the tank (1).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do samoregulacji otworu wylotowego zbiornika z materiałem sypkim albo cieczą, które stabilizuje ich strumień odprowadzany ze zbiornika.The subject of the invention is a device for self-regulation of the outlet opening of a tank with bulk material or liquid, which stabilizes the flow thereof discharged from the tank.

Dotychczas znane są różnego rodzaju rozwiązania urządzeń wykorzystywanych do odprowadzania materiałów sypkich albo cieczy ze zbiorników. Zazwyczaj są to urządzenia ręczne, które wymagają stałego nadzoru ich pracy. Tego typu niedogodności nie dotyczą urządzeń automatycznych, które dodatkowo cechują się ciągłym, szybszym i efektywniejszym działaniem.Various types of devices used to discharge bulk materials or liquids from tanks have been developed. These are typically manual devices that require constant supervision. These drawbacks are not present in automatic devices, which additionally operate continuously, faster, and more efficiently.

Z opisu zgłoszenia patentowego JP2005104510A znane jest rozwiązanie urządzenia do odprowadzania materiału ziarnistego ze zbiornika, które umożliwia szybkie udostępnianie tego materiału w żądanej ilości. Urządzenie to zamontowane jest w przenośnym zbiorniku, w którym otwór wylotowy wyposażony jest w sterowany zawór w postaci podnoszonego elementu otwierającego albo zamykającego otwór wylotowy.Patent application JP2005104510A describes a device for discharging granular material from a tank, enabling the material to be quickly made available in the desired quantity. This device is mounted in a portable tank, where the outlet opening is equipped with a controlled valve in the form of a lifting element that opens or closes the outlet opening.

Opis zgłoszenia patentowego WO2006109839A1 przedstawia urządzenie do rozładowywania zbiorników, w których gromadzone są materiały sproszkowane lub granulowane. W wylocie zbiornika zamontowany jest zawór motylkowy, którego obracany dysk wprawiany jest w drgania ułatwiające opróżnianie zbiornika. Dodatkowo do wylotu doprowadzany jest pulsacyjnie strumień powietrza, który rozluźnia materiał odprowadzany przez ten wylot.Patent application WO2006109839A1 describes a device for unloading containers containing powdered or granular materials. A butterfly valve is mounted at the container outlet, whose rotating disc vibrates to facilitate emptying the container. Additionally, a pulsating airflow is supplied to the outlet, loosening the material being discharged through the outlet.

Urządzenie dozujące granulowany materiał zawierające pojemnik z zaworem przedstawione jest w opisie patentowym US10935144B2. Zgodnie z tym opisem na obwodzie korpusu pojemnika wykonany jest kanał, którym przemieszczany jest granulowany materiał do jego odbiornika.A granular material dispensing device comprising a container with a valve is described in patent description US10935144B2. According to this description, a channel is formed around the circumference of the container body through which the granular material is transferred to its receiver.

Opis zgłoszenia wzoru użytkowego CN201932447U ujawnia konstrukcję urządzenia zamykającego wylot zbiornika, w którym gromadzony jest materiał ziarnisty. Urządzenie to wyposażone jest w kanał z obrotowo osadzonym wygarniaczem tego materiału.The description of utility model application CN201932447U discloses the design of a device for closing the outlet of a container in which granular material is collected. This device is equipped with a channel with a rotatably mounted material scraper.

Rozwiązanie, w którym dozownik umieszczony jest w dolnej części zbiornika z sypkim materiałem znane jest między innymi z opisu patentowego PL214967B1. W korpusie dozownika wykonane są dwa przesunięte względem siebie otwory do wprowadzania i odprowadzania materiału - górny otwór wlotowy oraz dolny otwór wylotowy, a wewnątrz korpusu umieszczony jest element obrotowy zawierający co najmniej jedną komorę dozującą.The solution in which the dispenser is placed in the lower part of the bulk material container is known, among others, from patent description PL214967B1. The dispenser body has two offset openings for the input and output of material - an upper inlet opening and a lower outlet opening, and inside the body is a rotating element containing at least one dispensing chamber.

Sposób i urządzenie do grawimetrycznego dozowania materiału sypkiego przedstawione są w opisie patentu US7175048B2. Materiał sypki ze zbiornika zasobnikowego kieruje się najpierw do zbiornika wstępnego, w którym się go waży, a następnie doprowadza do grawimetrycznego urządzenia dozującego. Znamienne przy tym jest to, że materiał sypki przed ważeniem w zbiorniku wstępnym jest gromadzony w zbiorniku pośrednim i podaje się go do urządzenia dozującego dopiero po osiągnięciu wartości ciśnienia wyrównawczego między zbiornikiem wstępnym i zbiornikiem pośrednim.A method and device for gravimetric dosing of bulk material are described in patent US7175048B2. Bulk material from the storage tank is first directed to a pre-tank, where it is weighed, and then fed to a gravimetric dosing device. Characteristically, the bulk material is collected in an intermediate tank before being weighed in the pre-tank and is fed to the dosing device only after reaching the equalizing pressure between the pre-tank and intermediate tank.

Z opisu zgłoszenia patentowego WO2016206684A1 znany jest układ hydrauliczny ze zbiornikiem, w którym kompensowane są zmiany ciśnienia. W przedstawionym rozwiązaniu zastosowany jest zawór nadmiarowego ciśnienia, który poprzez odpowiednią zmianę objętości w elemencie kompensującym doprowadza do równowagi występujących w układzie ciśnień.Patent application WO2016206684A1 describes a hydraulic system with a reservoir that compensates for pressure changes. The presented solution utilizes a pressure relief valve that, by appropriately changing the volume in the compensating element, balances the pressures occurring in the system.

Konstrukcję pojemnika, z którego można dozować określoną objętość materiałów sypkich albo cieczy przedstawia opis zgłoszenia patentowego US2021231480A1.The design of a container from which a specific volume of bulk materials or liquids can be dispensed is presented in the description of patent application US2021231480A1.

Urządzenie dostarczające ciecz ze zbiornika, np. wodę do podłoża roślin, które zawiera nastawny zawór w wylocie zbiornika przedstawione jest w opisie zgłoszenia patentowego JPH09252671A.A device for supplying liquid from a tank, e.g. water to a plant substrate, which includes an adjustable valve at the tank outlet is described in patent application JPH09252671A.

Rozwiązanie wylotu zbiornika, w którym regulowana jest prędkość wypływającej z niego cieczy poprzez zmianę stopnia otwarcia wylotu przedstawia opis zgłoszenia patentowego JP2019131199A.The solution of the tank outlet in which the speed of the liquid flowing out of it is regulated by changing the degree of opening of the outlet is presented in the description of patent application JP2019131199A.

Celem wynalazku jest samoczynna regulacja otworu wylotowego w zbiorniku z materiałem sypkim albo cieczą, która zapewni stabilne ich odprowadzanie niezależnie od stopnia wypełnienia zbiornika.The aim of the invention is to automatically regulate the outlet opening in a tank with bulk material or liquid, which will ensure stable discharge regardless of the degree of filling of the tank.

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do samoregulacji otworu wylotowego zbiornika posiadające zasuwę. Jego istotą jest to, że w dnie zbiornika w otworze wylotowym zamocowana jest zasuwa za pomocą pary pierwszych prowadnic ułożonych równolegle do płaszczyzny otworu wylotowego. Zasuwa zamocowana jest do zbiornika za pomocą pary drugich prowadnic ułożonych do płaszczyzny otworu wylotowego pod kątem większym od 0° i mniejszym od 180°. Pomiędzy zasuwą a dnem zbiornika znajduje się ściskany element sprężysty.The invention is a device for self-regulating a tank outlet opening that incorporates a valve. The valve is mounted in the bottom of the tank at the outlet opening using a pair of first guides arranged parallel to the outlet opening. The valve is attached to the tank using a pair of second guides arranged at an angle greater than 0° and less than 180° to the outlet opening. A compression spring is placed between the valve and the tank bottom.

Korzystnie do zasuwy zamocowany jest mechanizm przesuwający krawędź zasuwy w kierunku równoległym do pierwszych prowadnic.Preferably, a mechanism is attached to the latch to move the edge of the latch in a direction parallel to the first guides.

Alternatywnie wewnątrz zbiornika z materiałem ziarnistym nad otworem wylotowym znajduje się mechanizm do rozluźniania klinujących się ziarn.Alternatively, inside the granular material container above the outlet opening there is a mechanism to loosen stuck grains.

Wskazane jest aby mechanizmem do rozluźniania klinujących się ziarn był mechanizm do wibroseparacji ziarn albo mechanizm wirnikowy.It is advisable that the mechanism for loosening the stuck grains be a grain vibroseparation mechanism or a rotor mechanism.

Dodatkowo poniżej otworu wylotowego zbiornika w jego zabudowie znajduje się druga zasuwa albo podajnik.Additionally, below the outlet opening of the tank, there is a second valve or feeder in its construction.

Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest to, że przy wypełnieniu zbiornika materiałem sypkim albo cieczą powyżej określonego minimalnego poziomu stała ich ilość jest w sposób ciągły odprowadzana ze zbiornika. Ilość ta nie jest zależna od stopnia wypełnienia zbiornika. W przypadku materiału ziarnistego niwelowany jest też efekt sklepienia, który może blokować otwór wylotowy zbiornika.A beneficial effect of the invention is that when a tank is filled with bulk material or liquid above a specified minimum level, a constant amount is continuously discharged from the tank. This amount is independent of the tank's fill level. In the case of granular material, the effect of the vault, which can block the tank's outlet, is also reduced.

Urządzenie według wynalazku w przykładach wykonania pokazane jest na rysunku, na którym poszczególne figury przedstawiają:The device according to the invention in embodiment examples is shown in the drawing, in which the individual figures represent:

Fig. 1 - widok perspektywiczny urządzenia w pierwszym przykładzie wykonania,Fig. 1 - perspective view of the device in the first embodiment,

Fig. 2 - widok perspektywiczny urządzenia w drugim przykładzie wykonania, Fig. 3 - widok perspektywiczny urządzenia w trzecim przykładzie wykonania. Urządzenie do samoregulacji otworu wylotowego zbiornika posiadające zasuwę w przykładach wykonania zamontowane jest w zbiorniku 1 drobno uziarnionego kruszywa bazaltowego. Kruszywo to jest wykorzystywane przy produkcji betonu o podwyższonej wytrzymałości na ściskanie i ścieranie. W pierwszym przykładzie wykonania zasadnicza część zbiornika 1 jest prostopadłościenna, a jego dno z otworem wylotowym 1.1 ma kształt ostrosłupa ściętego. W otworze wylotowym 1.1 zamocowana jest ruchomo prostokątna zasuwa 2 dopasowana do wymiarów tego otworu. Końce boku zasuwy 2 znajdującego się na płaszczyźnie otworu wylotowego 1.1 zamocowane są przesuwnie w pierwszych prowadnicach 3 ułożonych na prostopadłych do tego boku krawędziach otworu wylotowego 1.1. Końce przeciwległego, wyżej usytuowanego boku zasuwy 2 zamocowane są przesuwnie w drugich prowadnicach 4 ułożonych na prostopadłych do tego boku krawędziach zbiornika 1. Do środka wyżej usytuowanego boku zasuwy 2 od jego dołu przytwierdzony jest jednym końcem ściskany element sprężysty 5, którego drugi koniec przymocowany jest do nieruchomej podpory stałej umieszczonej w płaszczyźnie otworu wylotowego 1.1 przy ścianie zbiornika 1. Ściskanym elementem sprężystym 5 jest śrubowa sprężyna naciskowa. Do ściany zbiornika na wysokości dolnej krawędzi zasuwy 2 zamocowany jest mechanizm przesuwający krawędź zasuwy 2 w kierunku równoległym do pierwszych prowadnic 3. Mechanizmem tym jest siłownik tłokowy.Fig. 2 - perspective view of the device in the second embodiment, Fig. 3 - perspective view of the device in the third embodiment. The device for self-regulation of the tank outlet opening, having a gate valve in the embodiment examples, is mounted in a tank 1 of fine-grained basalt aggregate. This aggregate is used in the production of concrete with increased compressive and abrasion resistance. In the first embodiment, the main part of the tank 1 is cuboidal, and its bottom with the outlet opening 1.1 has the shape of a truncated pyramid. A rectangular gate valve 2 adapted to the dimensions of this opening is movably mounted in the outlet opening 1.1. The ends of the side of the gate valve 2 located on the plane of the outlet opening 1.1 are slidably mounted in the first guides 3 arranged on the edges of the outlet opening 1.1 perpendicular to this side. The ends of the opposite, higher side of the gate valve 2 are slidably mounted in second guides 4 arranged on the edges of the tank 1 perpendicular to this side. One end of a compressed spring element 5 is attached to the center of the higher side of the gate valve 2 from its bottom, the other end of which is attached to a stationary fixed support placed in the plane of the outlet opening 1.1 at the wall of the tank 1. The compressed spring element 5 is a helical compression spring. A mechanism moving the edge of the gate valve 2 in a direction parallel to the first guides 3 is attached to the tank wall at the height of the lower edge of the gate valve 2. This mechanism is a piston actuator.

W drugim i trzecim przykładzie wykonania wewnątrz zbiornika 1 nad otworem wylotowym 1.1 zamontowany jest mechanizm do rozluźniania klinujących się ziarn kruszywa. W drugim przykładzie wykonania jest nim mechanizm do wibroseparacji ziarn 6.1 w postaci wibratora wgłębnego z buławą, a w trzecim przykładzie wykonania jest nim mechanizm wirnikowy 6.2 z rotorem zaopatrzonym w łopatki. Ponadto w drugim przykładzie wykonania poniżej otworu wylotowego 1.1 zbiornika 1 w jego zabudowie znajduje się sterowana druga zasuwa 7, a w trzecim przykładzie wykonania zamontowany jest podajnik 8, którym jest podajnik o regulowanych obrotach z łopatkami.In the second and third embodiments, a mechanism for loosening stuck aggregate grains is mounted inside the tank 1 above the outlet opening 1.1. In the second embodiment, this is a grain vibroseparation mechanism 6.1 in the form of an immersion vibrator with a head, and in the third embodiment, it is a rotor mechanism 6.2 with a rotor equipped with blades. Furthermore, in the second embodiment, a controlled second gate valve 7 is located below the outlet opening 1.1 of the tank 1, and in the third embodiment, a feeder 8 is mounted, which is a feeder with adjustable speed and blades.

Działanie urządzenia do samoregulacji otworu wylotowego zbiornika posiadającego zasuwę według wynalazku przedstawionego w przykładach wykonania polega na tym, że prześwit otworu wylotowego 1.1 jest samoczynnie zmieniany w zależności od stopnia wypełnienia zbiornika 1 kruszywem. Prześwit ten jest największy, gdy w zbiorniku 1 nie ma kruszywa. Wprowadzanie kruszywa do zbiornika 1 w ilości większej niż ilość odprowadzana otworem wylotowym 1.1 powoduje, że gromadzi się coraz więcej kruszywa w zbiorniku 1. W pierwszym przykładzie wykonania ze wzrostem poziomu kruszywa w zbiorniku 1 zmniejsza się prześwit otworu wylotowego 1.1. Prześwit ten zależny jest od usytuowania zasuwy 2 w otworze wylotowym 1.1, które determinowane jest wielkością nacisku kruszywa na zasuwę 2, a ten nacisk z kolei jest funkcją wysokości słupa kruszywa w zbiorniku 1. Zasuwa 2 może zmieniać swoją pozycję w otworze wylotowym 1.1 dzięki jej przesuwnemu zamocowaniu w pierwszych prowadnicach 3 i w drugich prowadnicach 4.The operation of the device for self-regulating the tank outlet opening having a gate valve according to the invention presented in the embodiment examples consists in that the clearance of the outlet opening 1.1 is automatically changed depending on the degree to which the tank 1 is filled with aggregate. This clearance is greatest when there is no aggregate in the tank 1. Introducing aggregate into the tank 1 in an amount greater than the amount discharged through the outlet opening 1.1 causes more and more aggregate to accumulate in the tank 1. In the first embodiment, as the level of aggregate in the tank 1 increases, the clearance of the outlet opening 1.1 decreases. This clearance depends on the position of the gate valve 2 in the outlet opening 1.1, which is determined by the pressure of the aggregate on the gate valve 2, and this pressure in turn is a function of the height of the aggregate column in the tank 1. The gate valve 2 can change its position in the outlet opening 1.1 thanks to its slidable mounting in the first guides 3 and in the second guides 4.

Generalnie, zbiornik napełniony medium z otworem wylotowym o stałym prześwicie może być traktowany jako element inercyjny pierwszego rzędu. Ilość odprowadzanego medium z takiego zbiornika jest zależna od ciśnienia wewnątrz zbiornika. Im jest ono większe, tym w jednostce czasu eksponencjalnie większa ilość medium jest odprowadzana ze zbiornika.Generally, a tank filled with a medium and with a constant outlet opening can be treated as a first-order inertial element. The amount of medium discharged from such a tank depends on the pressure inside the tank. The higher the pressure, the greater the exponentially greater amount of medium discharged from the tank per unit of time.

Otwór wylotowy 1.1 jest zamykany zasuwą 2, gdy zwiększa się nacisk kruszywa na zasuwę 2 oraz zwiększany jest jego prześwit, gdy ten nacisk się zmniejsza. W przypadku zamykania otworu wylotowego 1.1 zasuwa 2 ściska przymocowany do niej element sprężysty 5, a przy zwiększaniu prześwitu otworu wylotowego 1.1 zasuwa 2 zmniejsza swoje oddziaływanie na element sprężysty 5. To powiększanie prześwitu otworu wylotowego 1.1 jest możliwe dzięki siłom sprężystości elementu sprężystego 5. Tak działające urządzenie sprawia, że ilość odprowadzanego kruszywa ze zbiornika 1 jest praktycznie stała w czasie. Gdy zbiornik 1 jest pusty albo za mało jest w nim kruszywa aby odpowiednio przestawić zasuwę 2, to otwór wylotowy 1.1 ma największy prześwit. Po przekroczeniu pewnego określonego poziomu kruszywa w zbiorniku 1 otwór wylotowy 1.1 może zostać zamknięty zasuwą 2. Przekroczenie maksymalnego wypełnienia zbiornika 1, przy którym otwór wylotowy 1.1 zostaje całkowicie zamknięty może być sygnalizowane za pomocą czujnika poziomu kruszywa zainstalowanego w zbiorniku 1. Odbiór kruszywa z tak napełnionego zbiornika 1 jest możliwy dzięki mechanizmowi przesuwającemu krawędź zasuwy 2. Mechanizm ten poszerza wówczas prześwit otworu wylotowego 1.1.Outlet opening 1.1 is closed by gate valve 2 when the aggregate pressure on gate valve 2 increases, and its clearance increases when this pressure decreases. When outlet opening 1.1 is closed, gate valve 2 compresses the elastic element 5 attached to it, and when the outlet opening 1.1 clearance is increased, gate valve 2 reduces its effect on elastic element 5. This increase in outlet opening 1.1 clearance is possible thanks to the elastic forces of elastic element 5. This device ensures that the amount of aggregate discharged from tank 1 is practically constant over time. When tank 1 is empty or there is not enough aggregate to properly adjust gate valve 2, outlet opening 1.1 has the greatest clearance. After exceeding a certain specified level of aggregate in the tank 1, the outlet opening 1.1 can be closed with the gate valve 2. Exceeding the maximum filling level of the tank 1, at which the outlet opening 1.1 is completely closed, can be signalled by means of an aggregate level sensor installed in the tank 1. Removal of aggregate from the tank 1 thus filled is possible thanks to a mechanism moving the edge of the gate valve 2. This mechanism then widens the clearance of the outlet opening 1.1.

Gromadzące się jeden na drugim ziarna kruszywa mogą się samoczynnie blokować na skutek występującego efektu sklepienia, który zatrzymuje proces ich przemieszczania. W drugim oraz trzecim przykładzie wykonania ewentualnie klinujące się w otworze wylotowym 1.1 ziarna kruszywa są rozluźniane za pomocą mechanizmu do rozluźniania klinujących się ziarn, którym jest odpowiednio mechanizm do wibroseparacji ziarn 6.1 oraz mechanizm wirnikowy 6.2. Zastosowane rozluźnianie ziarn jest pomocne w udrażnianiu otworu wylotowego 1.1. Wykorzystana w drugim przykładzie wykonania druga zasuwa 7 znajdująca się w zabudowie otworu wylotowego 1.1 przyczynia się do stabilniejszego odprowadzania kruszywa ze zbiornika 1. Zamontowany podajnik 8 w trzecim przykładzie wykonania spełnia również rolę dodatkowego stabilizatora ilości dozowanego ze zbiornika 1 kruszywa.Aggregate grains accumulating on top of each other may self-block due to the vaulting effect, which stops their movement. In the second and third embodiments, any aggregate grains that become stuck in the outlet opening 1.1 are loosened by a mechanism for loosening the stuck grains, which is a grain vibroseparation mechanism 6.1 and a rotor mechanism 6.2, respectively. This grain loosening helps to unclog the outlet opening 1.1. The second gate valve 7 used in the outlet opening 1.1 enclosure in the second embodiment contributes to a more stable discharge of aggregate from the container 1. The feeder 8 installed in the third embodiment also serves as an additional stabilizer of the amount of aggregate dispensed from the container 1.

Samoczynnie i równomierne odprowadzanie kruszywa ze zbiornika 1 jest gwarantem sprawnego przebiegu procesu technologicznego i ma istotny wpływ na jakość produkowanego betonu.Automatic and uniform discharge of aggregate from tank 1 guarantees the smooth running of the technological process and has a significant impact on the quality of the produced concrete.

Claims

Patent claims

1. A device for self-regulation of a tank outlet opening having a valve, characterized in that a valve (2) is mounted in the bottom of the tank (1) in the outlet opening (1.1) by means of a pair of first guides (3) arranged parallel to the plane of the outlet opening (1.1) and the valve (2) is mounted to the tank (1) by means of a pair of second guides (4) arranged to the plane of the outlet opening (1.1) at an angle (α) greater than 0° and less than 180°, wherein a compressible elastic element (5) is located between the valve (2) and the bottom of the tank (1).

2. A device according to claim 1, characterized in that a mechanism is attached to the latch (2) to move the edge of the latch (2) in a direction parallel to the first guides (3).

3. A device according to claim 1, characterized in that inside the container (1) with granular material, above the outlet opening (1.1) there is a mechanism for loosening the stuck grains.

4. A device according to claim 3, characterized in that the mechanism for loosening the stuck grains is a grain vibroseparation mechanism (6.1).

5. A device according to claim 3, characterized in that the mechanism for loosening the stuck grains is a rotor mechanism (6.2).

6. A device according to claim 1, characterized in that a second gate valve (7) is located below the outlet opening (1.1) of the tank (1) in its housing.

7. A device according to claim 1, characterized in that a feeder (8) is located in the tank (1) below the outlet opening (1.1).