专利名称：统装材料的泵给料机的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种材料处理设备，特别是，一种供给统装材料的材料处理设备的泵给料机。
背景技术：
在某些统装材料处理设备(bulk material handling equipment)中，如在美国专利5,051,041和5,355,993号中所描述和说明的设备，泵给料机通过转动具有二个或多个安装到回转轴上或与之成为一体的驱动转轮(drive rotor)来移动统装材料从进口到出口而通过壳体(housing)。过去，这种类型的设备用于给煤或其它具有相同或不同等级的可破碎材料。典型地，用于这种设备的驱动系统在低速下传递大扭矩。
因为这样的设备适用于处理以不同的尺寸供给的不同材料，以前尚未遇到的问题发生了。这样的主要问题之一是更小尺寸的设备，处理更硬、更小尺寸的材料如塑料的趋势，当被处理材料楔入在转动的驱动转轮和壳体或安装到壳体上的固定部件之间时而停机，有时仅临时停机。这种材料楔入可以发生在例如驱动转轮的驱动转盘(drive disks)和壳体的内壁(inner wall)之间或在驱动转轮的回转轴和安装到壳体的内壁的材料刮板(materials scraper)之间。
在很多情况下，简单地增加驱动功率(即，提供大的驱动电动机)以克服楔入并不足以或令人满意地解决问题。成本和空间的限制是在简单地提供增加驱动功率方面的二个约束。某些要处理的材料不易破碎，因此大的驱动电动机不过增加了材料楔入在转动的驱动转轮和壳体或安装到壳体上的固定部件之间的作用。因此，大的驱动电动机可能使问题加剧，导致运行的完全中断，并且损坏设备。对于易碎材料来说，如煤，驱动扭矩足以将材料破碎或粉碎成小块，而不楔入在转动的驱动转轮和壳体或安装到壳体上的固定部件之间。
虽然这种不利的楔入影响不会规则发生，并且很可能处理不同类型的材料也有所区别，但是当楔入发生甚至是临时发生时，它影响准确性和给料机性能达到不可接受的程度。由于设备运行速度越高而由这种楔入而造成临时或长期设备停机的趋势越严重，减慢设备运行会减少材料楔入的可能性，尽管可能减小楔入的可能性，但也是不可接受的。
为了克服现有设备的缺点，提供一种新型统装材料的泵给料机。本发明的目的是提供改进的统装材料泵给料机，其最小化转盘堵塞。所述的目的是防止因要处理的材料楔入在转动的驱动转轮和壳体或安装到壳体上的固定部件之间而引起的停机，甚至是临时停机。另一个目的是避免不得不增加驱动功率以便克服楔入的问题。在成本和空间所限的范围内实现这些优点仍是本发明的另一个目的，然而，本发明的另一个目的是提供适合于处理以不同尺寸供给的广泛种类的不同材料的统装材料泵给料机。附加目的是实现准确性和保证最优化给料机性能。
发明内容
为了实现这些和其它目的，并且考虑到它的用途，本发明提供一种统装材料泵给料机。如根据本发明构造的统装材料泵给料机包括壳体，其具有进口、出口和从壳体的进口到壳体的出口延伸的内壁。该统装材料泵给料机还包括驱动转轮，其具有关于转动轴可转动的轮毂和离开轮毂朝着壳体内壁延伸的多个驱动转盘(图解了二个，但是可以更多)。
三种结构的实施例或统装材料泵给料机的特征减少了材料挤入在驱动转轮和壳体或安装在壳体上的其它固定部件之间的趋势。第一，从进口到出口在驱动转轮的转动方向上增加在驱动盘的圆周边缘和壳体内壁之间的距离。第二，设置在驱动转盘周边和内壁之间的低摩擦刷密封用于密封驱动转盘周边和内壁之间的区域。最后，具有柔性末端的材料刮板安装在壳体上，并且延伸到在驱动转盘之间的驱动转轮中。壳体的内壁、驱动转盘和轮毂界定了材料传输的通道，通过该通道，材料从壳体的进口传输到壳体的出口。
本发明的三个实施例可以独立地结合于根据本发明的统装材料泵给料机。作为选择，任何二个或者甚至所有三个实施例可以结合成单独的统装材料泵给料机。至少为了一定的应用，这样的结合可以期望取得相互促进的作用。
应该理解的是，本发明的前面的总体描述和下面的详细描述都是示范性的，而不是限制性的。
当结合附图来读下述详细说明时，很好理解本发明。需要强调的是，根据惯例，附图的各功能部件不是按比例画出。恰恰相反，为了清楚起见各功能部件的尺寸任意扩大或缩小。附图中包括的图纸如下图1是根据本发明第一实施例构造的统装材料泵给料机的分解透视图；图2是如图1所示的统装材料泵给料机的侧视图；图3是如图1和2所示的统装材料泵给料机在驱动转盘和壳体的内壁之间的关系的示意图；图4是表示在图1中所图解的驱动转轮轮毂和材料刮板的关系的侧视图；图5是表示在图1中所图解的驱动转轮轮毂和第二材料刮板的关系的侧视图；图6是根据本发明第二实施例构造的统装材料泵给料机的分解透视图；图7是在图6中所示统装材料泵给料机的驱动转盘的分解透视图；图8是根据本发明第三实施例构造的统装材料泵给料机的第三材料刮板的透视图；和图9是根据本发明第三实施例构造的统装材料泵给料机的分解透视图。
具体实施例方式
参照图1和2，根据本发明构造的统装材料泵给料机包括壳体10，其具有进口12、出口14和从进口12到出口14延伸的内壁16。根据本发明构造的统装材料泵给料机总体上类似于美国专利5,051,041和5,355,993号中所描述和图解的机组的结构和操作，通过引用将其内容加入到本文件中。
图1和2的统装材料泵给料机还具有驱动转轮18，其具有关于转动轴22转动的轮毂20；和一对驱动转盘24，其从轮毂20朝着壳体10的内壁16延伸出来。对于本发明正在描述的实施例来说，轮毂20和驱动转盘24形成为单一的、整体的和单片的装置。驱动转盘24可以形成为如美国专利5,051,041和5,355,993号中所描述和图解的径向延伸在内表面上不连续的形式，以利于从壳体10的进口12到出口14传输材料。优选地，每个驱动转盘24的外表面在驱动转盘的周边上具有倾斜面24a，下面解释其理由。
驱动转轮18安装在壳体10中，关于转动轴22转动，并且由(例如)螺钉25固定。就本发明在图中图解和正在描述的实施例而言，驱动转轮18具有二个驱动转盘24。然而，驱动转轮18可以设置为具有多于二个的驱动转盘24。包括在驱动转轮18中的驱动转盘24的数量取决于统装材料泵给料机的具体应用(例如，传输的材料，性能要求等)。
A、第一实施例如图3所示很清楚，其为驱动转盘24和壳体10的内壁16之间关系示意图，在驱动转盘24的圆周边缘和壳体10的内壁16之间的距离从壳体10的进口12到壳体10的出口14在驱动转轮18的旋转方向上增加，就在图中图解和正在描述的本发明的实施例而言，旋转方向为如箭头所示的顺时针方向。驱动转盘24和壳体10的内壁16可以以不同的形式成形以提供二个部件之间的要求空间。就在图中图解和正在描述的本发明的实施例而言，驱动转盘24是圆形，并且从轮毂20垂直于轮毂20的转动轴延伸出来，而壳体10的内壁16是螺旋线形。螺旋线形的壳体10的内壁16可以由阿基米德螺旋线方程确定R＝θ*a其中“R”是半径；“θ”是极坐标角；“a”是半径增加率，给出每单位角的测量单位值，如毫米/度。为了图解的目的，在图3中驱动转盘24和壳体10的内壁16之间的距离夸大了。
就图3表示的本发明的实施例而言，驱动转盘24的圆周边缘和壳体10的内壁16之间要求增加的距离由壳体10的内壁16的螺旋形状实现。驱动转盘24的圆周边缘和壳体10的内壁16之间的该要求增加的距离，通过替换部件的设计与提供，或者这种替换部件的设计和壳体10的内壁16的设计的结合也会取得。
壳体10的内壁16、驱动转盘24的内表面和轮毂20界定了材料的传输通道，通过它将材料从壳体10的进口12传输到壳体10的出口14。驱动转轮18由通过适合的机构连接到驱动转轮18上的电动机(未示出)转动。当驱动转轮转动时，驱动转盘24使得通过壳体10的进口12引入到统装材料泵给料机中的材料传输到壳体10的出口14，在这里材料从统装材料泵给料机排出。
通过统装材料泵给料机从进口12传输到出口14趋向于楔入壳体10的内壁16和驱动转盘24之间的部分材料，在驱动转轮18的转动方向上运动到驱动转盘24的圆周边缘和壳体10的内壁16之间的较大的空间，由于增大了驱动转盘24的圆周边缘和壳体10的内壁16之间的空间而不会楔入。由于驱动转盘24在圆周边缘的外表面切削成倾斜面，驱动转盘24的圆周边缘的表面积最小化，因此减小了材料楔入驱动转盘24和壳体10的内壁16之间的趋势。
参照图1、2和4，根据本发明构造的统装材料泵给料机，优选包括材料刮板26，其安装在出口14下游和进口12上游的壳体10的内壁16中的凹进部分28中。材料刮板26延伸进入驱动转轮18，介于驱动转盘24的内表面之间的空间中，几乎接触到轮毂20。
在一定的条件下，传输通过统装材料泵给料机的某些材料将粘到驱动转轮18上。这样的粘性材料不能通过出口14排出。材料刮板26从驱动转轮18上刮掉粘性材料，并且通常情况下这种材料掉下返回，成功地通过出口14排出。
材料刮板26具有二个表面30(在图1中仅图解一个表面)，它们面对着驱动转盘24的圆周边缘。材料刮板26的表面30与驱动转盘24的圆周边缘之间的距离，在驱动转轮18的转动方向上，从在壳体10的出口14处壳体10的内壁16与驱动转盘24的圆周边缘的距离，增加到在壳体10的进口12处壳体10的内壁16与驱动转盘24的圆周边缘的距离。特别是，材料刮板26的表面30是壳体10的内壁16的有效的附加部分，因此，没有在出口14排出趋向于楔入材料刮板26和驱动转盘24圆周边缘的材料，在驱动转轮18的转动方向上，运动到驱动转盘24和材料刮板26之间的更大的空间，要么掉下返回，通过出口14排出；要么掉进在进口12处引入的材料中。从出口14到进口12，在材料刮板26和驱动转盘24的圆周边缘之间增加空间图解在图3中。
在图1和4中图解的材料刮板26具有多个刮板顶端26a、26b和26c，它们刮掉在出口14没有排出去的材料。如图4中所图解的，在材料刮板26和轮毂20之间的间隔，从出口14到进口12在驱动转轮18的转动方向上增加，以减少或甚至消除材料楔入材料刮板26和轮毂20之间的趋势。刮板顶端26a、26b和26c可以是螺旋线上的点或者只是与轮毂20隔开要求距离的点。
第二种形式的材料刮板36图解在图5中。图5中的材料刮板36具有连续刮板表面40，而不是如图4所示的材料刮板26的多个刮板顶端26a、26b和26c。材料刮板36的刮板表面40和轮毂20之间的间隔从出口14到进口12在驱动转轮18的转动方向上增加，以减少或甚至消除材料楔入材料刮板36和轮毂20之间的趋势。材料刮板36的刮板表面40可以是螺旋线形状。
上述描述的在本发明第一实施例中，驱动转盘24的圆周边缘和壳体10的内壁16之间的距离在驱动转轮18的转动方向上从壳体10的进口12到壳体10的出口14增加。通过统装材料泵给料机的材料由于增加了驱动转盘24的圆周边缘和壳体10的内壁16之间间距而不楔入。本发明其它二个实施例也减少了当统装材料泵给料机运行时材料挤入驱动转盘24的可能性。
B、第二实施例如图6和7所图解，在本发明第二实施例中，低摩擦刷密封50设置在驱动转盘24的周边上。刷密封50可以由包括(例如)管道清洗器和绳索的很多不同的材料制造。刷密封50也可以通过金属，如碳钢、不锈钢或铝，制造的基座与自然或合成纤维制造的非金属刷相结合构造而成。
刷密封50形成为在驱动转盘24的周边和壳体10的内壁16之间的完美密封是没有必要的。尽管在刷密封50和壳体10的内壁16之间产生小量的接触，但是刷密封50在驱动转盘24和壳体10的内壁16之间包括很小或没有摩擦。低摩擦密封对于避免在驱动电动机上产生额外负荷是重要的。然而，刷密封50的增加不给统装材料泵给料机的设计带来公差问题。
刷密封50可以以多种方法固定到驱动转盘24上。例如，刷密封50可以使用如胶一样的粘合剂粘到驱动转盘24上。固定刷密封50到驱动转盘24上的当前的优选方法是在形成驱动转盘24的周边的驱动转盘24的边缘上提供凹槽或沟道52。刷密封50捆扎(例如，楔入)在每个驱动转盘24的周边的沟道52当中。当然，各种方法都可以结合到固定刷密封50到驱动转盘24上。因此，例如，刷密封50可以捆扎和胶合到沟道52上。
刷密封50防止或至少最小化足够大的导致问题的颗粒进入驱动转盘24的周边和壳体之间的可能性。足够小的通过刷密封50的颗粒不太可能导致问题。刷密封50对于小球或粉末材料发挥了良好性能。就用于粉末材料而言，刷密封50发挥明显优势的是该材料在驱动转盘24的周边和壳体10的内壁16之间不堵塞或者碾碎。
刷密封50防止或者至少最小化颗粒楔入驱动转盘24的周边和壳体10的内壁16之间的可能性。刷密封50也防止或者至少最小化颗粒通过形成在驱动转盘24和壳体10的内壁16之间的缝隙的可能性。因此，刷密封50帮助返回颗粒在由壳体10的内壁16、驱动转盘24的内表面和轮毂20界定的材料传输通道中，防止颗粒通过妨碍材料传输通道外面的统装材料泵给料机的部件导致的问题。这样的保持力也取得清洁统装材料泵给料机的优点，最小化统装材料泵给料机的清洗和促进美观要求的需求。
如上所述，驱动转盘24可以如美国专利5,355,993号所描述和图解的那样在内表面上形成有径向延伸的不连续物，以便有利于从进口12传输材料到出口14。如图6和7所图解，驱动转盘24的内表面可以具有给定这样面结构的其它特征。凹痕54表示在图6和7中。
如凹痕54的结构特征增加了驱动转盘24和由统装材料泵给料机传输的材料之间的摩擦。这样的摩擦有利于通过材料传输通道的材料的移动。因为材料传输通道的最佳性能取决于材料供给速率和统装材料泵给料机的速度之间的相容的、线性关系，所以必须避免滑动。驱动转盘24和由统装材料泵给料机处理的材料之间的一定的摩擦力避免滑动，并且帮助保证材料运送的线速度。
如本领域的普通技术人员会理解的，本发明上述二个实施例可以独立地并入根据本发明的统装材料泵给料机。作为选择，该二个实施例可以结合成单独统装材料泵给料机。至少为了一定的应用，这样的结合可以期望取得相互促进的作用。
C、第三实施例如图8和9所图解，在本发明的第三实施例中，提供了第三种形式的材料刮板56。如图8所图解，材料刮板56可以具有如图5所示材料刮板36一样的连续刮板表面40。作为选择，如图9所图解，材料刮板56可以具有如图4所示的材料刮板26所具有的刮板顶端26a、26b和26c。
材料刮板56的功能是从驱动转盘24和轮毂20上刮掉由统装材料泵给料机处理的材料，以便材料退出统装材料泵给料机。就很多材料而言，这样刮是不必要的。材料刮板56特别适合于要求没有或者仅有很小刮量的应用。具体地讲，相对于图4中的材料刮板26和图5中的材料刮板36，形成材料刮板56的多半结构已经消除(如图8所示很清楚)。另外，材料刮板56已经提供带有柔性尖端58。柔性尖端58可以由任何适合的材料制造；人造橡胶或者透明塑料是可接受的。优选地，柔性尖端58是导体，以便驱散电荷。电荷可以建立或源自于通过介质或由基本上非导体材料构成的管道的带电粒子的经过。
柔性尖端58允许材料以通常的方式通过进口12进入统装材料泵给料机，但是防止材料倒流到接近出口14的排出点。假如柔性尖端58从材料刮板56上完全取消，材料就会通过统装材料泵给料机倒向漏掉。另外，当统装材料泵给料机运行给料时，某些材料趋向于由驱动转盘24和轮毂20携带通过排出点—主要是由于材料的静电。粘到驱动转盘24和轮毂20上的材料趋向于捕获或楔入驱动转盘24和材料刮板之间，堵塞统装材料泵给料机。柔性尖端58解决了这个问题绕过排出点行进的材料由柔性尖端58使其转向并进入出口14，或者在柔性尖端58旁通过重新进入导向出口的材料流中。具有柔性尖端58的材料刮板56也防止材料堵塞在驱动转盘24的侧面和材料刮板之间。
材料刮板56还提供另一个优点。上面讨论的是通过构成带有如图6和7所示凹痕54这样特征的驱动转盘24的内表面提供的好处。如图7所示，除了构造驱动转盘24的内表面以外，给轮毂20以结构60会同样有益。然而，在轮毂20上的构造60具有缺点，因为很多材料趋向于楔进轮毂20的构造区域(例如，凹痕)和材料刮板26，36之间。因此，就很多由统装材料泵给料机处理的材料而言，不能构造轮毂20，并且失去了这样构造的好处。然而，因为具有柔性尖端58的材料刮板56最小化材料楔入轮毂20的构造60和材料刮板56之间的趋势，所以材料刮板56与统装材料泵给料机的结合允许轮毂20具有结构60。这样就取得了构造轮毂20的优点。
如本领域的普通技术人员所理解，以上描述的本发明的三个实施例可以独立地并入根据本发明的统装材料泵给料机。作为选择，任何二个或者甚至全部三个实施例可以结合成单独的统装材料泵给料机。至少为了某些应用，这样的结合可以期望取得相互促进的作用。
尽管以上参照一定的具体的实施例进行了图解和描述，但是本发明不局限于该具体表述。相反，可以在所附权利的等同物的范围内进行各种具体的修改，而不脱离本发明的精神。
权利要求
1.一种统装材料泵给料机，包括壳体，其具有(a)进口，(b)出口，和(c)从该进口到该出口延伸的内壁；和驱动转轮，其具有(a)关于转动轴可转动的轮毂，(b)具有圆周并且从该轮毂朝着该壳体的该内壁延伸的多个驱动转盘，和(c)设置在该驱动转盘的该圆周上用于密封在该驱动转盘的该圆周和该壳体的该内壁之间的区域的装置；该壳体的该内壁、该驱动转盘和该轮毂界定了材料传输的通道，通过它材料从该壳体的该进口传输到该壳体的该出口。
2.根据权利要求1所述的统装材料泵给料机，其中该驱动转盘的该圆周边缘和该壳体的该内壁之间的距离在该驱动转轮的该转动方向上从该壳体的该进口到该壳体的该出口增加。
3.根据权利要求2所述的统装材料泵给料机，还包括材料刮板(a)安装在该壳体上，(b)在该驱动转盘之间延伸到该驱动转轮中，并且(c)具有柔性尖端，其防止由该统装材料泵给料机处理的材料倒流到接近该壳体的该出口的排出点，或者堵塞在该驱动转盘和该材料刮板之间。
4.根据权利要求1所述的统装材料泵给料机，还包括材料刮板(a)安装在该壳体上，(b)在该驱动转盘之间延伸到该驱动转轮中，并且(c)具有柔性尖端，其防止由该统装材料泵给料机处理的材料倒流到接近该壳体的该出口的排出点，或者堵塞在该驱动转盘和该材料刮板之间。
5.根据权利要求1所述的统装材料泵给料机，其中该密封装置包括低摩擦刷密封。
6.根据权利要求5所述的统装材料泵给料机，其中该刷密封由管清洁器制造。
7.根据权利要求1所述的统装材料泵给料机，其中该密封装置采用粘合剂固定到该驱动转盘上。
8.根据权利要求1所述的统装材料泵给料机，其中该驱动转盘具有形成在它们的圆周中的沟道和设置在该沟道中的该密封装置。
9.根据权利要求1所述的统装材料泵给料机，其中该驱动转盘具有构造的内表面。
10.一种统装材料泵给料机，包括壳体，其具有(a)进口，(b)出口，和(c)从该进口到该出口延伸的内壁；驱动转轮，其具有(a)关于转动轴可转动的轮毂，和(b)具有圆周并且从该轮毂朝着该壳体的该内壁延伸的多个驱动转盘，和材料刮板(a)安装在该壳体上，(b)在该驱动转盘之间延伸到该驱动转轮中，并且(c)具有柔性尖端，其防止由该统装材料泵给料机处理的材料倒流到接近该壳体的该出口的排出点，或者堵塞在该驱动转盘和该材料刮板之间；该壳体的该内壁、该驱动转盘和该轮毂界定了材料传输的通道，通过它材料从该壳体的该进口传输到该壳体的该出口。
11.根据权利要求10所述的统装材料泵给料机，其中该驱动转盘的该圆周边缘和该壳体的该内壁之间的该距离在该驱动转轮的该转动方向上从该壳体的该进口到该壳体的该出口增加。
12.根据权利要求10所述的统装材料泵给料机，其中该壳体在该内壁中具有凹槽，其相对于该驱动转轮的该转动方向自该壳体的该出口下游至该壳体的该进口的上游设置，并且该材料刮板安装在该凹槽中。
13.根据权利要求10所述的统装材料泵给料机，其中该材料刮板还具有多个刮板尖端。
14.根据权利要求10所述的统装材料泵给料机，其中该材料刮板还具有连续刮板表面。
15.根据权利要求10所述的统装材料泵给料机，其中该轮毂具有构造的表面。
16.根据权利要求10所述的统装材料泵给料机，其中该驱动转盘具有构造的内面。
17.一种统装材料泵给料机，包括壳体，其具有(a)进口，(b)出口，和(c)从该进口到该出口延伸的内壁；驱动转轮，其具有(a)关于转动轴可转动的轮毂，(b)具有圆周并且从该轮毂朝着该壳体的该内壁延伸的多个驱动转盘，该驱动转盘的该圆周边缘和该壳体的该内壁之间的该距离在该驱动转轮的该转动方向上从该壳体的该进口到该壳体的该出口增加，和(c)设置在该驱动转盘的该圆周上用于密封该驱动转盘的该圆周和该壳体的该内壁之间的该区域的低摩擦刷密封；和材料刮板(a)安装在该壳体上，(b)在该驱动转盘之间延伸到该驱动转轮中，并且(c)具有柔性尖端，其防止由该统装材料泵给料机处理的材料倒流到接近该壳体的该出口的排出点，或者堵塞在该驱动转盘和该材料刮板之间；该壳体的该内壁、该驱动转盘和该轮毂界定了材料传输的通道，通过它材料从该壳体的该进口传输到该壳体的该出口。
18.根据权利要求17所述的统装材料泵给料机，其中该驱动转盘具有在它们的圆周中形成的沟道，并且该刷密封设置在该沟道中。
19.根据权利要求17所述的统装材料泵给料机，其中该轮毂具有构造的表面。
20.根据权利要求17所述的统装材料泵给料机，其中该驱动转盘具有构造的内面。
全文摘要
一种统装材料封给料机，具有壳体(10)和转动的驱动转轮(18)，用于从壳体进口(12)到出口(14)传输材料。该驱动转轮具有轮毂(20)。驱动转盘(24)从该轮毂朝着壳体内壁(1)6延伸。该给料机三种结构的特征减少了材料堵塞在驱动转轮和壳体或其它静止部件之间的趋势。第一，驱动转盘(24)的圆周边缘和壳体内壁(16)之间的距离在驱动转轮(18)的转动方向上从进口(12)增加到出口(14)。第二，设置在驱动转盘(24)圆周上的低摩擦刷密封(50)密封了驱动转盘(24)的圆周和内壁(16)之间的区域。最后，具有柔性尖端(26a、26b和26c)的材料刮板(26)安装在壳体(10)中，并且延伸到驱动转盘(24)之间驱动转轮(18)中。
文档编号F04D5/00GK1826274SQ200480021295
公开日2006年8月30日 申请日期2004年6月3日 优先权日2003年7月23日
发明者蒂莫西·R·贝尔, 詹姆斯·T·福利 申请人:克特朗技术公司