крутонаклонный ленточный конвейер

Формула изобретения

Крутонаклонный ленточный конвейер, содержащий грузовую и прижимную ленты, огибающие приводные, натяжные и два ряда отклоняющих барабанов, закрепленных на шарнирно установленных на раме конвейера наклонных рычагах с обводными элементами, связанными между собой гибким элементом с грузом на одном конце, связь обводных элементов выполнена путем поочередного огибания гибким элементом обводных элементов наклонных рычагов одного ряда отклоняющих барабанов и обводных элементов наклонных рычагов другого ряда отклоняющих барабанов, при этом обводные элементы установлены на наклонных рычагах с возможностью перемещения по ним, наклонные рычаги отклоняющих барабанов одного ряда выполнены с плечевыми рычажными элементами на верхних своих концах, которые шарнирно связаны посредством тяги с наклонными рычагами смежных отклоняющих барабанов другого ряда, при этом тяга расположена перпендикулярно к плечевому рычажному элементу и смежному наклонному рычагу, а шарниры связи их с тягой размещены на одинаковом расстоянии от оси шарнира подвески наклонных рычагов, отличающийся тем, что каждый наклонный рычаг с плечевым рычажным элементом снабжен индивидуальным механизмом изменения силового воздействия отклоняющих барабанов на грузовую и прижимную ленты конвейера, включающим трос и устройство для регулирования усилия его натяжения, при этом один конец троса связан с шарниром соединения плечевого рычажного элемента и тяги, а другой конец - с пружиной растяжения упомянутого устройства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к конвейерам для вертикального и крутонаклонного транспортирования сыпучих материалов.

Известен крутонаклонный ленточный конвейер для транспортирования сыпучих материалов, состоящий из грузовой и прижимной бесконечных лент, приводных, натяжных и отклоняющих барабанов. Бесконечные ленты образуют замкнутую полость при зигзагообразном огибании отклоняющих барабанов, которые смонтированы на раме конвейера в два вертикальных ряда. Каждый из отклоняющих барабанов представляет собой эластичную цилиндрическую оболочку, выполненную из материала, подобного материалу ленты конвейера, и закрепленную на торцевых дисках, которые установлены в подшипниковых опорах на раздвижных полуосях, связанных между собой пружиной. Эластичные рабочие поверхности у отклоняющих барабанов позволяют грузовой и прижимной лентам образовывать замкнутую автоматически устанавливающуюся полость, заполненную транспортируемым материалом (авт. свид. СССР № 439445, кл. В 65 G 15/16, 1972).

Однако крутонаклонные ленточные конвейеры подобной конструкции имеют большую энергоемкость, повышенные нагрузки на отклоняющие барабаны и ленты конвейера и, как следствие, ускоренный износ последних.

Известен также крутонаклонный ленточный конвейер, содержащий грузовую и прижимную ленты, огибающие приводные, натяжные и два ряда отклоняющих барабанов, закрепленных на шарнирно установленных на раме конвейера рычагах с обводными элементами, связанными между собой гибким элементом с грузом на одном конце. Обводные элементы выполнены в виде шарниров, к которым прикреплены отрезки цепей, соединенных между собой вертикально расположенным контактом, имеющим на нижнем конце груз (Патент Германии № 511629, кл. 81 е, 8, опублик. 1930 г.).

Однако данная конструкция не позволяет регулировать усилие поджатия отклоняющих барабанов к грузовой и прижимной лентам, поскольку обводные элементы размещены на рычагах неподвижно.

Известен также крутонаклонный ленточный конвейер, содержащий грузовую и прижимную ленты, огибающие приводные, натяжные и два ряда отклоняющих барабанов, закрепленных на шарнирно установленных на раме конвейера наклонных рычагах с обводными элементами, связанными между собой гибким элементом с грузом на одном конце. Связь обводных элементов выполнена путем поочередного огибания гибким элементом обводных элементов наклонных рычагов одного ряда отклоняющих барабанов и обводных элементов наклонных рычагов другого ряда отклоняющих барабанов, при этом обводные элементы установлены на рычагах с возможностью перемещения по ним (авт. свид. СССР № 1142372, кл. В 65 G 15/16, 1983).

Конструкция конвейера обеспечивает хорошую приспосабливаемость к изменениям режима работы и снижает нагрузки, действующие на элементы конвейера, за счет сохранения силового воздействия со стороны отклоняющих барабанов на поджатие лент друг к другу постоянным на минимально возможном уровне по всей трассе конвейера.

Однако при протяженных трассах крутонаклонного ленточного конвейера такой конструкции и переменном массовом расходе транспортируемого сыпучего материала имеют место случаи самопроизвольных поперечных перемещений и колебаний отдельных отклоняющих барабанов, причем составляющая этих колебаний носит нестационарный характер. В результате чего трасса конвейера на отдельных участках теряет вертикальное направление, при этом контурные перемещения лент на этих участках не имеют устойчивого равновесного положения, что вызывает дополнительные динамические нагрузки на элементы конвейера и снижает верхний предел допустимой скорости транспортирования.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является крутонаклонный ленточный конвейер, содержащий грузовую и прижимную ленты, огибающие приводные, натяжные и два ряда отклоняющих барабанов, закрепленных на шарнирно установленных на раме конвейера наклонных рычагах с обводными элементами, связанными между собой гибким элементом с грузом на одном конце, связь обводных элементов выполнена путем поочередного огибания гибким элементом обводных элементов наклонных рычагов одного ряда отклоняющих барабанов и обводных элементов наклонных рычагов другого ряда отклоняющих барабанов, при этом обводные элементы установлены на наклонных рычагах с возможностью перемещения по ним. Наклонные рычаги отклоняющих барабанов одного ряда выполнены с плечевыми рычажными элементами на верхних своих концах, которые шарнирно связаны посредством тяги с наклонными рычагами смежных отклоняющих барабанов другого ряда, при этом тяга расположена перпендикулярно к плечевому рычажному элементу и смежному наклонному рычагу, а шарниры связи их с тягой размещены на одинаковом расстоянии от оси шарнира подвески наклонных рычагов. Тяга снабжена гасителем колебаний двустороннего действия (патент RU № 2152342, кл. В 65 G 15/16, 1998).

Схемно-конструктивное решение конвейера повышает надежность его работы и расширяет диапазон использования.

Однако при использовании ленточного конвейера в технологической линии подачи и распределения сыпучих материалов с различными физико-механическими свойствами и частой смене номенклатуры груза, например при перегрузке различных видов минеральных удобрений из железнодорожных вагонов бункерного типа по отсекам склада, требуется и соответствующая переналадка зигзагообразного участка трассы конвейера. Переналадка данного участка трассы проводится (в частности, путем перестановки блоков трособлочной системы по ряду отверстий наклонных рычагов отклоняющих барабанов) с целью приведения в соответствие формируемого объемного расхода и свойств сыпучей массы конкретного вида перегружаемого материала и регламентируемых при этом параметров силового поля воздействия отклоняющих барабанов на грузовую и прижимную ленты по контуру трассы конвейера в направлении транспортирования груза. Причем такая переналадка проводится при неработающем конвейере и предусматривает одновременно остановку всего комплекса технологического оборудования приема, подачи-распределения сыпучих материалов в отсеки склада, что снижает эксплуатационные и технологические параметры рассматриваемого типа конвейера.

Задача предлагаемого изобретения - улучшение эксплуатационно-технологических характеристик конвейера.

Поставленная задача достигается тем, что в крутонаклонном ленточном конвейере, содержащем грузовую и прижимную ленты, огибающие приводные, натяжные и два ряда отклоняющих барабанов, закрепленных на шарнирно установленных на раме конвейера наклонных рычагах с обводными элементами, связанными между собой гибким элементом с грузом на одном конце, связь обводных элементов выполнена путем поочередного огибания гибким элементом обводных элементов наклонных рычагов одного ряда отклоняющих барабанов и обводных элементов наклонных рычагов другого ряда отклоняющих барабанов, при этом обводные элементы установлены на наклонных рычагах с возможностью перемещения по ним, наклонные рычаги отклоняющих барабанов одного ряда выполнены с плечевыми рычажными элементами на верхних своих концах, которые шарнирно связаны посредством тяги с наклонными рычагами смежных отклоняющих барабанов другого ряда, при этом тяга расположена перпендикулярно к плечевому рычажному элементу и смежному наклонному рычагу, а шарниры связи их с тягой размещены на одинаковом расстоянии от оси шарнира подвески наклонных рычагов, согласно изобретению каждый наклонный рычаг с плечевым рычажным элементом снабжен индивидуальным механизмом изменения силового воздействия отклоняющих барабанов на ленты конвейера, включающим трос и устройство для регулирования усилия его натяжения, при этом один конец троса связан с шарниром соединения плечевого рычажного элемента и тяги, а другой конец - с пружиной растяжения упомянутого устройства.

На фиг.1 изображен крутонаклонный ленточный конвейер в технологической линии подачи сыпучих материалов от транспортного средства в склад; на фиг.2 - крутонаклонный ленточный конвейер, общий вид; на фиг.3 - кинематическая схема механизма подвески смежных отклоняющих барабанов; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.5 - тяга с гасителем колебаний двустороннего действия, поз.24 фиг.2.

Технологическая линия подачи сыпучих материалов из транспортного средства в склад содержит приемный бункер 1 для разгрузки железнодорожных вагонов, крутонаклонный ленточный конвейер 2 и расположенный в верхней части галереи 3 продольный ленточный конвейер 4 со сбрасывающей тележкой для распределения сыпучих материалов в отсеки склада 5.

Крутонаклонный ленточный конвейер для транспортирования сыпучих материалов содержит грузовую 6 и прижимную 7 приводные замкнутые гладкие конвейерные ленты, загрузочную часть, представляющую собой бункер 8 и амортизирующие ролики 9, приводные 10, поворотные 11 и концевые 12 барабаны.

По всей трассе конвейера в два вертикальных ряда смонтированы отклоняющие барабаны 13. Посредством отклоняющих барабанов производится смыкание грузовой и прижимной лент для создания объема замкнутой полости 14 между ними и исключения просыпи транспортируемого материала.

Отклоняющие барабаны 13 установлены на наклонных рычагах 15, 16 посредством пальцев 17, шарнирно закрепленных на раме 18 конвейера. Каждый из отклоняющих барабанов содержит эластичную рабочую оболочку 19, выполненную, например, из материала, подобного материалу ленты конвейера, и закрепленную на торцовых дисках 20, установленных на оси 21. Ось барабана смонтирована в подшипниковых опорах 22, которые закреплены на концах наклонных рычагов.

Оба ряда рычагов установлены с наклоном, причем один ряд рычагов с отклоняющими барабанами закреплен на раме конвейера со смещением по отношению к рычагам другого ряда в вертикальном направлении на половину шага. Наклонные рычаги 16 отклоняющих барабанов одного ряда выполнены с плечевыми рычажными элементами 23 на верхнем своем конце. Плечевой рычажный элемент жестко связан с наклонной частью рычага, расположен под углом к ней и заканчивается шарниром А. В шарнире А плечевого элемента закреплена тяга 24, другой конец которой шарниром В связан с наклонным рычагом 15 смежного отклоняющего барабана другого ряда. При этом расстояния от шарниров А и В закрепления тяги до осей шарниров подвесок С и Д у смежных наклонных рычагов равны, т.е. АС=ВД. А тяга в исходном положении расположена перпендикулярно как к плечевому рычажному элементу 23 наклонного рычага 16, так и к смежному наклонному рычагу 15. У попарно связанных наклонных рычагов расстояния от оси шарнира подвески С и Д до оси вращения Е и F отклоняющих барабанов равны, т.е. СЕ=ДF. В результате наклонные рычаги, попарно связанные тягой, кинематически образуют четырехзвенный шарнирно-рычажный механизм, который обеспечивает равные по величине и противоположные по направлению перемещения смежных отклоняющих барабанов.

Для компенсации неточностей изготовления элементов конвейера тяга 24 выполнена регулируемой длины и снабжена гасителем колебаний двустороннего действия. Регулировка длины тяги обеспечивается посредством винтовой пары - резьбового стержня 25 и резьбовой втулки 26.

Гаситель колебаний состоит из корпуса 27, в котором на оси 28 установлены эластичные элементы 29, стягиваемые с внешних сторон подвижными шайбами 30. Корпус заканчивается проушинами с отверстиями для шарнирного соединения с наклонным рычагом.

Каждый наклонный рычаг 16 с плечевым рычажным элементом 23 снабжен индивидуальным механизмом изменения силового воздействия отклоняющих барабанов 13 на грузовую 6 и прижимную 7 ленты конвейера.

Механизм изменения силового воздействия отклоняющих барабанов на ленты конвейера включает трос 31, огибающий блок 32, и устройство для регулирования натяжения троса. При этом один конец троса 31 через проушину 33 связан с шарниром А соединения плечевого рычажного элемента 23 наклонного рычага 16 и тяги 24, а другой конец - с пружиной растяжения 34 устройства, которое выполнено, например, в виде винтовой кинематической пары: ходового винта 35 и гайки 36. Ходовой винт устройства для регулирования усилия натяжения троса снабжен указателем положения 37 со шкалой 38, а гайка снабжена торцовыми упорами 39, закрепленными на раме конвейера, и штурвалом 40.

Каждый наклонный рычаг 15, 16 имеет опору 41, на которой установлены обводные элементы, выполненные в виде блоков 42. При необходимости последние имеют возможность перемещения вдоль рычагов, например, за счет перестановки опор 41 по ряду отверстий 43, выполненных в рычагах.

Блоки 42 рычагов 15, 16 кинематически связаны друг с другом гибким элементом, выполненным, например, в виде троса 44, который, охватывая блоки с внешней стороны, поочередно переходит с блока отклоняющего барабана одного ряда на блок смежного отклоняющего барабана другого ряда.

Верхний конец троса закреплен на раме конвейера, а нижний конец снабжен натяжным устройством, в качестве которого может быть использовано любое известное для этих целей техническое решение, например натяжной груз 45.

Под действием массы груза 45 происходит натяжение троса 44, усилие от которого передается через блоки 42 на шарнирно закрепленные на раме конвейера рычаги с отклоняющими барабанами. Так как трос поочередно с внешних сторон охватывает блоки рычагов обоих рядов отклоняющих барабанов, то усилие от натяжения троса стягивает отклоняющие барабаны, смещая их, за счет углового поворота рычагов, навстречу друг другу. При этом отклоняющие барабаны с обеих сторон поджимают грузовую и прижимную ленты друг к другу и за счет установки одного ряда отклоняющих барабанов со смещением на половину шага по отношению к другому ряду отклоняющих барабанов крутонаклонный участок трассы конвейера принимает зигзагообразную форму. Смещение отклоняющих барабанов обоих рядов при формировании зигзагообразного участка трассы происходит до тех пор, пока барабаны и ленты не займут равновесного положения, при котором сумма составляющих от сил натяжения троса, приложенная к каждой паре смежных отклоняющих барабанов, связанные тягой в единый шарнирно-рычажный механизм, будет уравновешена суммарной реакцией обоих изогнутых участков лент конвейера, примыкающих к этим отклоняющим барабанам.

Подбором величины груза можно задавать требуемое усилие на поджатие отклоняющих барабанов к грузовой и прижимной лентам по всей трассе конвейера. Кроме того, величина усилия на поджатие отклоняющих барабанов к лентам на отдельных участках трассы конвейера зависит и от расположения блоков на наклонных рычагах, а именно от соотношения плеч от оси шарнира подвески рычагов соответственно до оси блоков l₁ к оси отклоняющих барабанов l₂. Таким образом, у подготовленного к работе крутонаклонного ленточного конвейера на вертикальном участке его трассы отклоняющие барабаны располагаются в два параллельных равноудаленных друг от друга ряда. Причем структурно-динамический параметр воздействия отклоняющих барабанов на грузовую и прижимную ленты конвейера устанавливается на минимально возможном уровне, при котором обеспечивается устойчивое перемещение конвейером хотя бы одного вида сыпучего материала из всей номенклатуры перегружаемых грузов. При этом указатель положения усилия натяжения троса 31 каждого из индивидуальных механизмов силового воздействия отклоняющих барабанов на ленты конвейера должен находиться на начальной отметке шкалы 38.

Крутонаклонный ленточный конвейер работает следующим образом.

Сыпучий материал из бункера 8 поступает равномерным потоком на грузовую ленту 6, имеющую лотковую форму в загрузочной части, благодаря ее движению по амортизирующим роликам 9.

Груз, получив скорость, равную скорости грузовой ленты на ее загрузочной части, входит в замкнутую полость 14, образованную лентами 6 и 7 и нижним отклоняющим барабаном на переходном участке конвейера. Далее обе ленты с грузом движутся вместе вверх, поочередно с разных сторон огибая отклоняющие барабаны 13 и образуя в центре между лентами замкнутую полость с транспортируемым материалом. При этом форма и объем замкнутой полости в зависимости от количества поступающего сыпучего материала автоматически самоустанавливается за счет прогиба упругих эластичных оболочек отклоняющих барабанов.

В самой верхней части конвейера ленты 6 и 7 разделяются и направляются в разные стороны, причем материал перемещается по грузовой ленте 6, с которой производится пересыпка материала на последующие механизмы технологической цепи - продольный ленточный конвейер со сбрасывающей тележкой для отсыпки в отсеки склада.

При включении конвейера и начала движения грузовой и прижимной лент 6 и 7 величина усилия продольного натяжения последних сразу же изменяется, т.е. к усилию предварительного натяжения лент добавляется сумма сосредоточенных и распределенных сил сопротивления перемещению этих лент. При этом силы сопротивления возрастают по контуру трассы конвейера в направлении транспортирования материала. Сила продольного натяжения грузовой и прижимной лент конвейера становится величиной переменной и также возрастает в направлении транспортирования материала, т.е. от нижнего отклоняющего барабана к верхнему. При этом силовое воздействие отклоняющих барабанов на ленту практически не изменяется и остается прежним, как и у неработающего конвейера. Объясняется это тем, что величина силового воздействия отклоняющих барабанов на ленты конвейера зависит только от массы натяжного груза и соотношения плеч на наклонном рычаге.

Поскольку это соотношение плеч и массы натяжного груза остается постоянным, то и величина усилия каждого отклоняющего барабана на ленты конвейера остается неизменной. Так как отклоняющие барабаны и примыкающие к ним изогнутые участки лент конвейера всегда находятся в состоянии равновесия, то и величина реакций отдельных изогнутых участков лент остается также неизменной.

В свою очередь величина реакции изогнутого участка лент зависит от величины усилия продольного натяжения лент и кривизны данного изогнутого участка. Увеличение или уменьшение усилия продольного натяжения лент изменяет один из двух факторов, определяющих величину реакции изогнутого участка грузовой и прижимной лент конвейера. В таком случае величина реакций этого изогнутого участка может остаться неизменной только при условии соответствующего изменения другого фактора, а именно уменьшения или увеличения кривизны примыкающего участка лент.

Во время работы этот процесс происходит автоматически, и в ответ на любое изменение силы продольного натяжения на каждом участке лент мгновенно происходит соответствующее уменьшение или увеличение их кривизны, при этом ленты смещают отклоняющие барабаны за счет из углового поворота на наклонных рычагах. Это смещение происходит до тех пор, пока ленты и отклоняющие барабаны не займут новое равновесное положение, при котором векторная сумма составляющих от силы натяжения троса, приложенная к каждой паре кинематически связанных между собой отклоняющих барабанов, будет уравновешена суммой реакций обеих изогнутых участков лент конвейера, примыкающих к этим отклоняющим барабанам, но с меньшим или с большим их прогибом из-за изменения усилий продольного натяжения грузовой и прижимной лент. В виду того, что усилие продольного натяжения лент возрастает в направлении транспортирования материала, то и величина прогиба лент у каждого последующего отклоняющего барабана меньше, чем у предыдущего. В результате крутонаклонный участок трассы конвейера принимает зигзагообразную форму с уменьшающейся в направлении транспортирования материала кривизной огибания лентами отклоняющих барабанов, и последние располагаются в два расходящихся кверху ряда.

При любом изменении режима работы конвейера отклоняющие барабаны и примыкающие к ним участки лент, приспосабливаясь к новым условиям, каждый раз автоматически самоустанавливаются до нового равновесного положения за счет углового поворота наклонных рычагов. Поскольку у наклонных рычагов 15, 16 смежных отклоняющих барабанов 13 расстояния от оси шарнира их подвески до шарнира закрепления тяги равны, то и поворот этих рычагов происходит на одинаковый угол, при этом равенство длин наклонных рычагов от оси шарнира подвески до оси вращения отклоняющих барабанов обуславливает равные по величине линейные перемещения последних. Наличие у одного из смежных рычагов рычажного плечевого элемента 23, направленного во внешнюю сторону относительно оси шарнира подвески, обеспечивает взаимно противоположное направление этих перемещений, в результате чего смежные отклоняющие барабаны симметрично сходятся или расходятся на одинаковую величину, и трасса конвейера остается постоянно вертикальной несмотря на любые изменения режима работы конвейера. Размещенный на тяге гаситель колебаний двустороннего действия исключает передачу упругих колебаний на кинематически связанные между собой отклоняющие барабаны.

Благодаря плавающей установке отклоняющих барабанов, кинематически связанных между собой единым трособлочным натяжным устройством, принятое у нижнего отклоняющего барабана минимально возможное усилие на поджатие лент не возрастает, а значение его на всем крутонаклонном участке трассы конвейера близко к постоянной величине.

Сохранение усилия со стороны отклоняющих барабанов на поджатие лент друг к другу постоянным на минимально возможном уровне по всей трассе конвейера обеспечивает значительное снижение нагрузок, действующих на элементы конвейера.

Плавающая установка отклоняющих барабанов при динамическом равновесии их с примыкающими участками грузовой и прижимной лент обеспечивает хорошую приспосабливаемость конвейера к изменениям режима работы, при этом симметричность относительных перемещений смежных отклоняющих барабанов гарантирует сохранение вертикального направления транспортирования материала. Гаситель колебаний двустороннего действия исключает возможность передачи упругих колебаний от одного отклоняющего барабана к другому. Это позволяет использовать конвейер с повышенным скоростным режимом его работы в широком диапазоне изменений объемного расхода транспортируемого сыпучего материала, в том числе, и при попадании крупнокусковых включений.

При смене одного вида перегружаемого сыпучего материала на другой необходимо провести и соответствующую переналадку крутонаклонного участка трассы конвейера, поскольку другой вид материала требует, исходя из объемной массы груза, физико-механических свойств и его агрегатного состояния, то или иное увеличение усилий поджатия отклоняющих барабанов к лентам конвейера, при этом переналадка крутонаклонного участка трассы выполняется за счет использования индивидуальных механизмов изменения силового воздействия отклоняющих барабанов на грузовую и прижимную ленты конвейера.

Для приведения в соответствие динамики движения сыпучей массы конкретного вида перегружаемого материала и регламентируемых при этом параметров силового поджатая отклоняющих барабанов к лентам конвейера оператор вращением штурвала 40 устройства для регулирования усилия натяжения троса 31 (передача винт-гайка) перемещает ходовой винт 35 до совмещения указателя 37 усилия натяжения пружины 34 троса 31 с соответствующим числовым значением шкалы 38. Сила натяжения троса, шарнирно связанного с плечевым рычажным элементом 23 наклонных рычагов 16, обуславливает и увеличение усилия поджатия смежных пар отклоняющих барабанов к грузовой и прижимной лентам конвейера до расчетной величины, при которой обеспечивается устойчивый режим перемещения данного вида сыпучего материала. При этом переналадка крутонаклонного участка трассы конвейера индивидуальными механизмами проводится избирательно, исходя из оптимально допустимого значения структурно-динамического параметра воздействия каждой смежной пары отклоняющих барабанов на грузовую и прижимную ленты конвейера в направлении транспортирования материала.

Показатель шкалы по усилию поджатия отклоняющих барабанов к лентам конвейера рассчитывается теоретически, исходя из физико-механических свойств конкретного вида материала и его агрегатного состояния с последующим уточнением значений показателей шкалы опытным путем.

Переналадка крутонаклонного участка трассы конвейера осуществляется дистанционно с единого места оператора и может производиться без остановки работы ленточного конвейера и всего технологического оборудования по приему и распределению сыпучих материалов в отсеки склада.

Конструктивные особенности конвейера позволяют до минимума сократить время на подготовительные и вспомогательные операции при транспортировке различных видов сыпучих материалов, что значительно повышает эксплуатационную производительность конвейера и связанного с ним технологического оборудования.