BR102016023744A2 - MECHANICAL ENERGY DRIVE MECHANICAL DEVICE FOR SECONDARY SCRAPERS IN CARRIER BELTS - Google Patents
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Abstract
dispositivo mecânico de acionamento autocompensador de energia para acionamento de raspadores secundários, totalmente mecânico, sem dependência de ação de energia externa, fornecendo pressão constante ao raspador após o acionamento, uma vez que à medida que as lâminas vão sofrendo desgaste e reduzem o seu tamanho, há o equilíbrio em função da força exercida pela mola do acionamento. pelo fato de a pressão das lâminas contra a correia transportadora ser constante, a eficiência de raspagem é garantida até o final da vida útil das lâminas. o dispositivo de acionamento (2) é constituído de tensor (2.1), contra-porca (2.2), porca (2.3), bucha guia (2.4), suporte do tensor (2.5), mola (2.6), pino de fixação (2.7), bucha de fixação (2.8), pino de articulação (2.9), hastes (2.10), limitador do acionamento (2.11), olhal (2.12), pino de articulação (2.13), bucha (2.14) e pino de travamento do eixo (2.15).self-compensating mechanical drive mechanism for secondary scraper drive, fully mechanical, without dependence on external power action, providing constant pressure to the scraper after actuation, as as the blades wear out and reduce in size, there is balance as a function of the force exerted by the drive spring. Because the pressure of the blades against the conveyor belt is constant, the scraping efficiency is guaranteed until the end of the blade life. The drive device (2) consists of tensioner (2.1), lock nut (2.2), nut (2.3), guide bushing (2.4), tensioner bracket (2.5), spring (2.6), clamping pin (2.7 ), adapter sleeve (2.8), pivot pin (2.9), rods (2.10), drive limiter (2.11), eye (2.12), pivot pin (2.13), bushing (2.14) and shaft locking pin (2.15).
Description
(54) Título: DISPOSITIVO MECÂNICO DE ACIONAMENTO AUTOCOMPENSADOR DE ENERGIA PARA RASPADORES SECUNDÁRIOS EM CORREIAS TRANSPORTADORAS (51) Int. Cl.: B65G 45/12; B65G 45/14 (73) Titular(es): PUR EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS LTDA (72) Inventor(es): FRANKLIN ROOSEVELT MOIA AGUIAR (74) Procurador(es): SÂMIA BATISTA AMIN ( NOME ANTERIOR SÂMIA AMIN SANTOS) (57) Resumo: Dispositivo mecânico de acionamento autocompensador de energia para acionamento de raspadores secundários, totalmente mecânico, sem dependência de ação de energia externa, fornecendo pressão constante ao raspador após o acionamento, uma vez que à medida que as lâminas vão sofrendo desgaste e reduzem o seu tamanho, há o equilíbrio em função da força exercida pela mola do acionamento. Pelo fato de a pressão das lâminas contra a correia transportadora ser constante, a eficiência de raspagem é garantida até o final da vida útil das lâminas. O dispositivo de acionamento (2) é constituído de tensor (2.1), contra-porca (2.2), porca (2.3), bucha guia (2.4), suporte do tensor (2.5), mola (2.6), pino de fixação (2.7), bucha de fixação (2.8), pino de articulação (2.9), hastes (2.10), limitador do acionamento (2.11), olhai (2.12), pino de articulação (2.13), bucha (2.14) e pino de travamento do eixo (2.15).(54) Title: MECHANICAL POWER SUPPLY DEVICE FOR SECONDARY SCRAPERS ON CONVEYOR BELTS (51) Int. Cl .: B65G 45/12; B65G 45/14 (73) Owner (s): PUR EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS LTDA (72) Inventor (s): FRANKLIN ROOSEVELT MOIA AGUIAR (74) Attorney (s): SÂMIA BATISTA AMIN (PREVIOUS NAME SÂMIA AMIN SANTOS) (57) Summary : Mechanical self-compensating energy drive device for driving secondary scrapers, totally mechanical, without dependence on external energy action, providing constant pressure to the scrapers after being activated, since as the blades suffer wear and reduce their size , there is balance depending on the force exerted by the drive spring. Because the pressure of the blades against the conveyor belt is constant, the scraping efficiency is guaranteed until the end of the blade life. The drive device (2) consists of tensioner (2.1), counter nut (2.2), nut (2.3), guide bushing (2.4), tensioner support (2.5), spring (2.6), fixing pin (2.7 ), adapter sleeve (2.8), hinge pin (2.9), rods (2.10), drive limiter (2.11), eyebolt (2.12), hinge pin (2.13), bushing (2.14) and shaft locking pin (2.15).
1/6 “DISPOSITIVO MECÂNICO DE ACIONAMENTO AUTOCOMPENSADOR DE ENERGIA PARA RASPADORES SECUNDÁRIOS EM CORREIAS TRANSPORTADORAS” [01] A presente patente de invenção refere-se a dispositivo mecânico de acionamento autocompensador de energia para acionamento de raspadores secundários, sendo aplicado nos setores de mineração, siderurgia, fertilizantes, entre outros que utilizam correias transportadoras para o deslocamento de materiais a granel, para limpeza através de raspagem das correias transportadoras.1/6 “MECHANICAL DEVICE FOR SELF-COMPENSATING ENERGY FOR SECONDARY SCRAPERS ON CONVEYOR BELTS” [01] The present invention patent refers to a mechanical energy self-compensating device for driving secondary scrapers, being applied in the mining sectors, steel, fertilizers, among others that use conveyor belts to move bulk materials, for cleaning by scraping conveyor belts.
[02] O dispositivo ora descrito é totalmente mecânico, sem dependência de ação de energia externa, fornecendo pressão constante ao raspador após o acionamento, uma vez que à medida que as lâminas vão sofrendo desgaste e reduzem o seu tamanho, há o equilíbrio em função da força exercida pela mola do acionamento.[02] The device described here is completely mechanical, without dependence on the action of external energy, providing constant pressure to the scraper after activation, since as the blades suffer wear and reduce their size, there is balance in function the force exerted by the drive spring.
[03] Pelo fato de a pressão das lâminas contra a correia transportadora ser constante, a eficiência de raspagem é garantida até o final da vida útil das lâminas. Por isto, o curso de trabalho é pré-definido e o acionamento é ativado somente no momento da instalação ou troca das lâminas de raspagem. Por conseguinte, o emprego do presente dispositivo resulta na redução do trânsito de pessoas na área de trabalho, pois não há necessidade de regulagens constantes, evitando possíveis acidentes.[03] Because the pressure of the blades against the conveyor belt is constant, the scraping efficiency is guaranteed until the end of the blade life. For this reason, the working stroke is predefined and the drive is activated only when the scraper blades are installed or changed. Consequently, the use of this device results in a reduction in the traffic of people in the work area, as there is no need for constant adjustments, avoiding possible accidents.
[04] Os raspadores são equipamentos de mecânica simples, para limpeza das correias transportadoras através de raspagem e são considerados secundários quando operam na área livre da correia, ou seja, na região em que a correia não possui contato direto com o tambor. São constituídos por lâminas de desgaste encaixadas e/ou fixadas em uma estrutura metálica, na função de suporte e acionamento do sistema de raspagem.[04] Scrapers are simple mechanical equipment for cleaning conveyor belts by scraping and are considered secondary when operating in the free area of the belt, that is, in the region where the belt does not have direct contact with the drum. They consist of wear blades fitted and / or fixed in a metallic structure, in function of support and activation of the scraping system.
[05] No atual estado da técnica, nos raspadores secundários com dispositivo mecânico acionado por molas o acionamento faz com que as lâminas raspadoras estejam pressionadas contra a correia transportadora. Além da substituição destas, á constante necessidade da regulagem do[05] In the current state of the art, in secondary scrapers with a spring-loaded mechanical device, the actuation causes the scrapers to be pressed against the conveyor belt. In addition to replacing these, the constant need to adjust the
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2/6 acionamento, portanto, elevado custo com mão de obra e a exposição aos riscos de acidente em razão da circulação na área de trabalho são inevitáveis.2/6 therefore high cost of labor and exposure to the risks of accidents due to circulation in the work area are inevitable.
[06] Existem raspadores secundários em que as molas do acionamento são substituídas por atuadores pneumáticos, hidráulicos e elétricos que dispensam a regulagem, exigindo, teoricamente, a intervenção humana apenas na substituição das lâminas raspadoras secundárias. Na prática, um dos problemas apresentados em soluções que utilizam sistemas auxiliares de energia, é que os mesmos se apresentam como um item adicional para inspeção e manutenção. Outro problema é que ao acrescentar sistemas auxiliares de energia, além do custo adicional do próprio sistema agregado ao raspador secundário, existe o custo da alimentação da energia auxiliar. Mas até o momento eram os únicos recursos que reduziam, parcialmente, a presença humana em áreas consideradas de risco.[06] There are secondary scrapers in which the actuation springs are replaced by pneumatic, hydraulic and electric actuators that do not require adjustment, theoretically requiring human intervention only when replacing the secondary scrapers. In practice, one of the problems presented in solutions that use auxiliary energy systems, is that they are presented as an additional item for inspection and maintenance. Another problem is that when adding auxiliary energy systems, in addition to the additional cost of the system itself added to the secondary scraper, there is the cost of supplying auxiliary energy. But until now, they were the only resources that partially reduced human presence in areas considered at risk.
[07] A presente patente apresenta um dispositivo de acionamento autocompesador de energia para raspadores secundários, totalmente mecânico, baseado no mesmo mecanismo de elevadores pantográficos, sem dependência de ação de energia externa, fornecendo força constante ao raspador após o acionamento do dispositivo. À medida que as lâminas vão sofrendo desgaste e apresentam redução de seu tamanho, a força exercida pela mola gera uma força resultante que irá garantir pressão constante da lâmina contra a correia.[07] The present patent features a self-weighing drive device for secondary scrapers, totally mechanical, based on the same pantographic elevator mechanism, without relying on external energy action, providing constant strength to the scraper after the device is activated. As the blades wear out and decrease in size, the force exerted by the spring generates a resulting force that will ensure constant pressure of the blade against the belt.
[08] O presente invento foi desenvolvido a partir de conceitos físicos expressos pela mecânica clássica, sendo eles, Lei de Hook, tensão mecânica e conceitos de decomposição de forças. Antes de aplicar estes conceitos no elevador pantográfico, normalmente utilizado para elevação de veículos, fez-se o embasamento no comportamento natural da forma em losango, que do início até a metade de seu curso, executa pequenos deslocamentos de fechamento horizontal promovendo grandes deslocamentos de abertura vertical. Pela aplicação da mola nas articulações horizontais, perde-se pouca pressão da mesma quando a lâmina se desgasta no sentido das articulações verticais. Sendo assim,[08] The present invention was developed from physical concepts expressed by classical mechanics, being Hook's Law, mechanical tension and concepts of decomposition of forces. Before applying these concepts to the pantographic elevator, normally used for lifting vehicles, the rhombus shape was based on the natural behavior of the diamond shape, which from the beginning to the middle of its course, performs small horizontal closing movements promoting large opening movements. vertical. By applying the spring to the horizontal joints, little pressure is lost when the blade wears out in the direction of the vertical joints. Thus,
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3/6 para compensar este pequeno deslocamento da mola, os ajustes foram dados a partir do conceito de decomposição de forças em função do ângulo formado entre o corpo do acionamento com uma reta horizontal. [09] O dispositivo mecânico descrito na presente patente apresenta as seguintes vantagens:3/6 To compensate for this small displacement of the spring, the adjustments were made based on the concept of decomposition of forces as a function of the angle formed between the drive body with a horizontal line. [09] The mechanical device described in this patent has the following advantages:
[010] - mantém de forma eficiente todo o controle de limpeza da correia transportadora, sem exigir ação externa de energia;[010] - efficiently maintains all cleaning control of the conveyor belt, without requiring external energy action;
[011] - custo de implantação é o mesmo de raspadores convencionais de regulagem manual, além de não haver o custo com alimentação externa;[011] - implantation cost is the same as conventional manual adjustment scrapers, in addition to the cost of external power;
[012] - redução efetiva de inspeção e manutenção, pois não existem outros acessórios necessários para o acionamento;[012] - effective reduction of inspection and maintenance, as there are no other accessories necessary for the drive;
[013] - redução efetiva do trânsito de pessoas na área, evitando possíveis acidentes, pois elimina a regulagem dos sistemas manuais e a inspeção de sistemas auxiliares, inexistentes neste dispositivo.[013] - effective reduction of the traffic of people in the area, avoiding possible accidents, as it eliminates the regulation of manual systems and the inspection of auxiliary systems, nonexistent in this device.
[014] - ajuste único das lâminas secundárias, feito no momento da instalação ou substituição das lâminas;[014] - single adjustment of the secondary blades, made at the time of installation or replacement of the blades;
[015] - a vida útil das lâminas é aumentada favorecendo a eficiência de raspagem, considerando que a pressão das lâminas contra a correia transportadora é constante;[015] - the useful life of the blades is increased favoring the scraping efficiency, considering that the pressure of the blades against the conveyor belt is constant;
[016] - acionamento puramente mecânico projetado a partir dos princípios da física clássica, para eliminar a necessidade de regulagens durante a vida útil das lâminas raspadoras, mantendo sobre estas pressão constante, sem necessidade de recursos adicionais de energia;[016] - purely mechanical drive designed based on the principles of classical physics, to eliminate the need for adjustments during the life of the scraper blades, maintaining constant pressure on these, without the need for additional energy resources;
[017] O dispositivo mecânico de acionamento autocompensador de energia para acionamento de raspadores secundários em correias transportadoras poderá ser melhor compreendido de acordo com as figuras anexas, onde:[017] The mechanical energy self-compensating drive device for driving secondary scrapers on conveyor belts can be better understood according to the attached figures, where:
[018] A Figura 1 ilustra vista em perspectiva do raspador secundário com o dispositivo instalado em suas extremidades.[018] Figure 1 illustrates a perspective view of the secondary scraper with the device installed at its ends.
[019] A Figura 2 ilustra o dispositivo com seus componentes.[019] Figure 2 illustrates the device with its components.
[020] A Figura 3 ilustra vista de uma das extremidades do raspador com o suporte e o dispositivo.[020] Figure 3 shows a view of one end of the scraper with the support and the device.
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4/6 [021] As figuras 4, 5, 6 e 7 ilustram vistas em corte do dispositivo.4/6 [021] Figures 4, 5, 6 and 7 illustrate sectional views of the device.
[022] De acordo com a Figura 1, o conjunto raspador (1) onde será instalado o dispositivo de acionamento (2) é constituído de suportes (1.1 e 1.2), lâminas (1.3) e eixo (1.4); cada suporte (1.1, 1.2) é fixado na região externa dos chutes de transferência da correia transportadora (1.5) por solda, parafusos ou sapatas distanciadoras.[022] According to Figure 1, the scraper assembly (1) where the drive device (2) will be installed consists of supports (1.1 and 1.2), blades (1.3) and shaft (1.4); each support (1.1, 1.2) is fixed in the external region of the transfer chutes of the conveyor belt (1.5) by welding, screws or spacer shoes.
[023] De acordo com a Figura 2, o dispositivo de acionamento (2) é constituído de tensor (2.1), contra-porca (2.2), porca (2.3), bucha guia (2.4), suporte do tensor (2.5), mola (2.6), pino de fixação (2.7), bucha de fixação (2.8), pino de articulação (2.9), hastes (2.10), limitador do acionamento (2.11), olhal (2.12), pino de articulação (2.13), bucha (2.14) e pino de travamento do eixo (2.15).[023] According to Figure 2, the drive device (2) consists of tensioner (2.1), counter nut (2.2), nut (2.3), guide bushing (2.4), tensioner support (2.5), spring (2.6), fixing pin (2.7), adapter sleeve (2.8), hinge pin (2.9), rods (2.10), drive limiter (2.11), eye (2.12), hinge pin (2.13), bushing (2.14) and shaft locking pin (2.15).
[024] Ainda de acordo com a Figura 2, o dispositivo de acionamento (2) é constituído por quatro hastes (2.10) de mesmo tamanho que formam a figura de um losango. O tensor (2.1), instalado de forma horizontal, fica posicionado no centro do dispositivo de acionamento (2) passando pelo suporte do tensor (2.5) e fixado através do pino de articulação (2.9) que passa pelo olhal (2.12) soldado no tensor (2.1). O suporte do tensor (2.5) tem uma de suas extremidades fixa através do pino de articulação (2.13) e a outra extremidade está livre com uma bucha (2.14) soldada ao suporte tensor (2.5). Esta bucha (2.14) estará em contato com uma das extremidades da mola (2.6). A outra extremidade da mola (2.6) é presa através de uma bucha guia (2.4) que recebe o aperto da porca (2.3) e, após o acionamento da mola (2.6), o aperto de uma contra-porca (2.2). Esse acionamento da mola (2.6) é pré-estabelecido para que a pressão exercida pelas lâminas (1.3) contra a correia não seja diferente da pressão ideal calculada previamente. Para isto, o limitador do acionamento (2.11) é soldado no tensor (2.5) e o acionamento da mola (2.6) é finalizado quando a bucha guia (2.4) encosta no limitador do acionamento (2.11), que por sua vez, não permite maior compressão da mola (2.6).[024] Also according to Figure 2, the drive device (2) consists of four rods (2.10) of the same size that form the figure of a rhombus. The tensioner (2.1), installed horizontally, is positioned in the center of the drive device (2) passing through the tensioner support (2.5) and fixed through the articulation pin (2.9) that passes through the eye (2.12) welded on the tensioner (2.1). The tensioner support (2.5) has one end fixed via the articulation pin (2.13) and the other end is free with a bushing (2.14) welded to the tensioner support (2.5). This bushing (2.14) will be in contact with one end of the spring (2.6). The other end of the spring (2.6) is secured using a guide bushing (2.4) that receives the nut tightening (2.3) and, after the spring is activated (2.6), the tightening of a counter nut (2.2). This spring actuation (2.6) is pre-established so that the pressure exerted by the blades (1.3) against the belt is not different from the ideal pressure previously calculated. For this, the drive limiter (2.11) is welded to the tensioner (2.5) and the spring drive (2.6) is terminated when the guide bushing (2.4) touches the drive limiter (2.11), which in turn does not allow greater compression of the spring (2.6).
[025] De acordo com a Figura 3, o dispositivo de acionamento (2) localizado no suporte (1.1) do raspador (1) apresenta-se totalmente livre,[025] According to Figure 3, the drive device (2) located on the support (1.1) of the scraper (1) is totally free,
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5/6 sem tensionamento da mola (2.6), sendo que o acionamento é prédefinido entre as duas buchas guia de mola (2.4), responsável por gerar a pressão das lâminas (1.3) contra a correia (1.5).5/6 without tensioning the spring (2.6), and the drive is pre-defined between the two spring guide bushings (2.4), responsible for generating the pressure of the blades (1.3) against the belt (1.5).
[026] De acordo com a Figura 4, o raspador (1) é posicionado com a lâmina (1.3) exercendo pressão contra a correia (1.5) no início de vida útil dessa, com a menor distância vertical (“D”) entre os eixos e ângulo (β) pós acionamento.[026] According to Figure 4, the scraper (1) is positioned with the blade (1.3) exerting pressure against the belt (1.5) at the beginning of its life, with the shortest vertical distance (“D”) between the axes and angle (β) after activation.
[027] De acordo com as Figuras 5 e 6, o raspador (1) é posicionado com a lâmina (1.3) exercendo pressão contra a correia (1.5) destacando o percurso do desgaste da lâmina (1.3) através da distância vertical (“D”) entre os eixos, que vai aumentando gradativamente em função da força exercida pela mola (2.6) e variação do ângulo (β).[027] According to Figures 5 and 6, the scraper (1) is positioned with the blade (1.3) exerting pressure against the belt (1.5) highlighting the blade wear path (1.3) through the vertical distance (“D ”) Between the axes, which gradually increases as a function of the force exerted by the spring (2.6) and the angle variation (β).
[028] De acordo com as Figuras 4, 5, 6, o posicionamento do raspador (1) em relação à correia representa o comportamento do dispositivo (2) através das distâncias (“A” e “D”) e ângulo (β) e o desgaste das lâminas (1.3) através da medida (“C”). O pequeno curso (“C”), correspondente à vida útil das lâminas (1.3), sendo ilustrado o seu início na Figura 4 e seu final na Figura 6. A variação da medida (“A”), que é a medida da variação do comprimento da mola (2.6), pode-se compreender o efeito da compensação de energia quando em decorrência do desgaste das lâminas (1.3), a mola (2.6) se distenderá perdendo força até o final de vida útil das lâminas (1.3). Porém, esta perda de força da mola (2.6) é compensada pela variação crescente no valor do ângulo (β), ou seja, perde-se força da mola (2.6), mas ganha-se força vertical.[028] According to Figures 4, 5, 6, the position of the scraper (1) in relation to the belt represents the behavior of the device (2) through the distances (“A” and “D”) and angle (β) and the wear of the blades (1.3) through the measure (“C”). The small stroke (“C”), corresponding to the life of the blades (1.3), the beginning of which is illustrated in Figure 4 and its end in Figure 6. The measurement variation (“A”), which is the measurement of the variation of the length of the spring (2.6), it is possible to understand the effect of energy compensation when due to the wear of the blades (1.3), the spring (2.6) will stretch and lose strength until the end of the blades' life (1.3). However, this loss of spring force (2.6) is compensated by the increasing variation in the angle value (β), that is, the spring force is lost (2.6), but vertical force is gained.
[029] De acordo com a figura 6, o acionamento da mola (2.6) é definido pelo momento de compressão da mola (2.6) onde a bucha guia (2.4) encosta no limitador do acionamento (2.11), que por sua vez não permite maior compressão da mola (2.6), pois o limitador (2.11) está soldado no tensor (2.1).[029] According to figure 6, the spring drive (2.6) is defined by the compression moment of the spring (2.6) where the guide bushing (2.4) touches the drive limiter (2.11), which in turn does not allow greater compression of the spring (2.6), since the limiter (2.11) is welded to the tensioner (2.1).
[030] De acordo com a Figura 7, a força exercida pela mola (2.6) nas buchas guias (2.4 e 2.14) desloca o suporte do tensor (2.5), que por estar fixo em uma das extremidades horizontais, indicadas pelos pinos de articulação (2.9 e 2.13), faz com que a extremidade oposta se aproxime, e[030] According to Figure 7, the force exerted by the spring (2.6) on the guide bushings (2.4 and 2.14) displaces the tensioner support (2.5), which, because it is fixed at one of the horizontal ends, indicated by the articulation pins (2.9 and 2.13), causes the opposite end to come closer, and
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6/6 uma vez que o pino de fixação (2.7) está fixo no suporte (1.1 e 1.2), o pino de travamento do eixo (2.15) é deslocado para cima juntamente com as lâminas (1.3), mantendo a pressão constante contra a correia (1.5) em função da variação crescente no valor do ângulo (β) e a redução na compressão da mola (2.6).6/6 once the fixing pin (2.7) is fixed to the support (1.1 and 1.2), the axle locking pin (2.15) is moved upwards along with the blades (1.3), maintaining constant pressure against the belt (1.5) due to the increasing variation in the angle value (β) and the reduction in spring compression (2.6).
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