BR112014019039B1

BR112014019039B1 - método para operar uma instalação de transportador

Info

Publication number: BR112014019039B1
Application number: BR112014019039-9A
Authority: BR
Inventors: Wolf-Martin Rosenack
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2020-10-27
Also published as: EP2623440A1; AU2012369323A1; MX2014009474A; US9499350B2; CA2863604A1; BR112014019039A8; AU2012369323B2; CN104066662A; RU2014124336A; PL2623440T3; WO2013117260A1; CA2863604C; BR112014019039A2; ZA201403630B; CL2014001166A1; PE20141689A1; CN104066662B; MX345703B; HRP20160840T1; RS54856B1

Abstract

MÉTODO PARA OPERAR UMA INSTALAÇÃO DE TRANSPORTADOR. A presente invenção refere-se a um método para operar uma instalação de transportador (2) que compreende uma correia (4) e pelo menos um tambor de acionamento (6) para acionar a dita correia (4), no qual o torque (M) que atua sobre o tambor de acionamento (6) é controlado, de modo a alterar a velocidade da correia (4), dentro de uma janela de tempo (?t) que é definida por uma primeira velocidade rotacional (nl) do tambor de acionamento (6) e uma segunda velocidade rotacional (n2) do tambor de acionamento (6).

Description

[001] A presente invenção refere-se a um método para operar uma instalação de transportador que compreende uma correia e pelo menos um tambor de acionamento para acionar a dita correia.

[002] As instalações de transportador, como exemplo através de transportadores ou transportadores de correia tubular, incluem uma correia, a qual é utilizada para transportar o material a ser transportado, e pelo menos um tambor de acionamento, com o auxílio do qual a correia pode ser acionada. As instalações de transportador também incluem tambores de deflexão e um sistema de acionamento para acionar o tambor de acionamento. Este sistema de acionamento por sua vez inclui uma engrenagem e um motor. Um ou mais conversores de frequência são utilizados para acionar e controlar o motor ou motores especificamente no caso de correias transportadoras relativamente longas.

[003] Se a velocidade da correia deve ser alterada, como exemplo quando ligando ou parando a instalação de transportador então o objetivo é trazer a correia de um nível de velocidade para outro nível de velocidade, isto é, para desacelerar ou acelerar o tambor de acionamento de uma primeira velocidade rotacional para uma segunda velocidade rotacional, de modo a ser tão livre de tensão quanto possível. É desejável especificamente quando parando a instalação de transportador tensionar a correia tão pouco quanto possível. A operação da instalação de transportador deste modo poupa a correia e então também simplifica a repartida.

[004] Para alterar a velocidade da correia, as velocidades rotaci- onais e os seus tempos com os quais o motor e o tambor de acionamento acionado por meio deste devem girar, são especificadas por meio do conversor de frequência. O curso de uma curva característica de velocidade rotacional correspondente é uniformizado e ajustado por um gerador de função de rampa de modo que somente baixos impactos torsionais ou de força atuem sobre o material, isto é, especificamente o tambor de acionamento e a correia. Os tempos de subida de rampa e descida de rampa e os tempos de arredondamento de rampa da curva característica de velocidade rotacional para limitação de solavanco podem ser dados para este propósito. O arredondamento de rampa da curva característica de velocidade rotacional é feito significar que as velocidades rotacionais do tambor de acionamento alteram uni-formemente ao invés de subitamente. Durante um processo de acele-ração como exemplo, portanto a curva característica de velocidade rotacional não tem uma verdadeira forma de rampa e é ao invés arre-dondada no início e no final, de modo que esta é uma curva em S. Apesar de tal projeto da curva característica de velocidade rotacional a correia é indesejavelmente tensionada no caso de uma alteração em velocidade. O torque aumenta massivamente logo antes da correia chegar a uma imobilização e até o tempo quando o conversor é desli-gado, especificamente quando a instalação de transportador é parada. O torque é subitamente ajustado em zero no tempo de desligamento. O aumento em torque precedente somente tensiona a correia, no entanto, e não tem nenhum efeito positivo sobre o processo de parada. Após o conversor ter sido desligado a correia salta para trás como um resultado de seu tensionamento e a velocidade ganha um momento apreciável na direção negativa. A correia relaxa ligeiramente como um resultado deste salto para trás. Os tempos de descida de rampa e arredondamento de rampa foram previamente ajustados para evitar um tensionamento deste tipo e o subsequente salto para trás da correia. No entanto, isto também conduz a somente um ligeiro aperfeiçoamento.

[005] Um método para controlar a partida de uma instalação de transportador que compreende uma correia e pelo menos um tambor de acionamento para acionar a correia é conhecido da WO 01/53174 A1, na qual o valor desejado da velocidade da correia é aumentado em um primeiro período com aceleração crescente e em um segundo período com aceleração decrescente. Os efeitos acima mencionados também ocorrem como um resultado de tal alteração na velocidade, no entanto.

[006] É, portanto, o objeto da presente invenção propor um método com o qual o tensionamento de uma correia é grandemente evitado durante uma alternação na sua velocidade.

[007] De acordo com a invenção o objeto é conseguido com um método para operar uma instalação de transportador que tem as características da invenção.

[008] De acordo com a invenção quando operando uma instalação de transportador que compreende uma correia e pelo menos um tambor de acionamento para acionar a dita correia, o torque que atua sobre o tambor de acionamento é controlado, de modo a alterar a velocidade da correia, dentro de uma janela de tempo que é definida por uma primeira velocidade de rotação do tambor de acionamento e uma segunda velocidade rotacional do tambor de acionamento.

[009] Portanto, de acordo com a invenção não é mais a velocidade rotacional do tambor de acionamento a qual é especificada, como é conhecido da técnica anterior, mas o torque que atua sobre o tambor de acionamento. Isto tem a vantagem que a força que atua sobre a correia por meio do rolo de acionamento é também especificada por meio do torque explicitamente especificado e esta força pode, portanto, ser mudada tão suavemente que a correia pode ser trazida de um nível de velocidade para outro nível de velocidade especificamente suavemente, por meio disto evitando o tensionamento da correia. A escolha da janela de tempo definida pela primeira velocidade rotacio- nal e a segunda velocidade rotacional é utilizada especificamente para este propósito. Esta janela de tempo é escolhida de modo que a sua extensão não cause uma mudança excessivamente abrupta no torque, de modo que a mudança em torque, portanto, permite uma suave aceleração ou desaceleração dos tambores de acionamento e, portanto, da correia.

[0010] Comparado com a especificação da velocidade rotacional, fatores imprevisíveis, tais como dependência de temperatura, estado de carregamento ou idade da correia, não desempenham tal papel significativo também na especificação inventiva do torque no caso de controle de torque. O torque é, portanto, forçado pela especificação de torque a aceitar o valor especificado, isto é, no caso de parada da correia como exemplo para tornar-se continuamente menor. Em um caso deste tipo o torque não pode aumentar mais como um resultado de outras influências também. Quando a correia está imobilizada o torque é igual a zero, eliminando o salto de volta da correia. A correia é, portanto, movida tão suavemente quanto possível por meio disto.

[0011] Em uma modalidade preferida da invenção a primeira velocidade rotacional é mais baixa do que a segunda velocidade rotacional e o torque é controlado dentro da janela de tempo de modo que este esteja de modo monótono aumentando. A velocidade do tambor de acionamento ou da correia é, portanto, aumentada em que uma rampa de torque explicitamente de modo monótono crescente seja passada.

[0012] Ao contrário, a velocidade da correia pode ser suavemente reduzida em que a primeira velocidade rotacional é maior do que a se-gunda velocidade rotacional e o torque é controlado dentro da janela de tempo de modo que este esteja de modo monótono diminuindo.

[0013] Se a segunda velocidade rotacional for igual a zero então uma correia pode ser parada no modo inventivo sem um tensionamento ocorrer já que um aumento no torque antes da correia ficar imobilizada é impedido pela impressão de um torque continuamente decrescente. O tensionamento e o salto para trás da correia uma vez que o torque zero foi atingido são, portanto, impedidos.

[0014] Após a correia ter sido parada, isto é, uma vez que a correia ficou imobilizada, esta é de preferência fixada por meio de um freio de fixação de modo a não ser acelerada novamente devido ao seu próprio peso ou do material carregado.

[0015] Uma aceleração ou frenagem da correia especificamente suave é conseguida se o torque opera uniformemente dentro da janela de tempo. Se a correia for parada como exemplo, uma rampa de torque negativamente crescente pode, portanto, ser passada, de modo que o tempo de parada definido pela janela de tempo é pelo menos tão longo quanto o tempo de costeagem da instalação de transportador, isto é, o tempo que a correia requer de seu estado de operação para uma imobilização se esta for desacelerada devido ao seu próprio atrito. A janela de tempo é de preferência o dobro, especificamente 3 vezes, tão longa quanto o tempo de costeagem, o que tipicamente tem uma duração de aproximadamente 3 s a 20 s.

[0016] Se o torque tiver um curso linear então este método pode ser implementado especialmente facilmente, especificamente mais fa-cilmente do que a especificação de uma velocidade rotacional, conhe-cida da técnica anterior, com uma curva característica específica.

[0017] As propriedades, características e vantagens desta invenção acima descritas e o modo no qual estas são alcançadas ficarão mais claramente e mais compreensíveis em conexão com a descrição seguinte das modalidades exemplares as quais são descritas em mais detalhes em conjunto com os desenhos.

[0018] Para uma descrição adicional da invenção referência é feita às modalidades exemplares dos desenhos, nos quais em um diagrama esquemático:

[0019] Figura 1 mostra uma instalação de transportador;

[0020] Figura 2 mostra uma característica de velocidade rotacional de um tambor de acionamento durante uma fase de parada de acordo com a técnica anterior;

[0021] Figura 3 mostra a característica de torque durante a fase de parada ilustrada na Figura 2;

[0022] Figura 4 mostra a característica inventiva do torque durante uma fase de parada;

[0023] Figura 5 mostra a característica de velocidade rotacional que corresponde à Figura 4.

[0024] A Figura 1 mostra uma instalação de transportador 2 que compreende uma correia 4 e um total de quatro tambores de aciona-mento 6 para acionar a correia 4. Assim a correia 4 apoia sobre os tambores de acionamento 6 na extensão apropriada, a instalação de transportador 2 compreende uma pluralidade de rolos de deflexão 8. Para conseguir o tensionamento adequado da correia mesmo em dife-rentes temperaturas e com diferentes carregamentos da correia 4, um carro de tensionamento 10 está disposto ao longo da correia 4, e este pode ser movido de tal modo que um tensionamento adequado da cor-reia 4 seja conseguido. Um motor 12, o qual está conectado com um conversor 14 a um controlador 16, está indicado como exemplo na Figura 2 sobre um tambor de acionamento 6. O motor 12 faz com que o tambor de acionamento 6 gire, de modo que este exerça uma força sobre a correia 4. No estado de operação a correia 4 portanto gira na direção das setas indicadas a uma velocidade predefinida v. Esta velocidade v é ajustada utilizando a velocidade rotacional n dos tambores de acionamento 6.

[0025] Se a velocidade v da correia 4 deve ser alterada então pre-viamente o motor 12 foi influenciado com o auxílio do conversor 14 de modo que a velocidade rotacional n dos tambores de acionamento 6 é alterada. Uma característica da velocidade rotacional n dos tambores de acionamento 6 é portanto especificada por meio do controlador 16. Referência será feita abaixo a apenas um tambor de acionamento 6 respectivamente. Onde uma pluralidade de tambores de acionamento 6 existe as respectivas declarações aplicam-se a estes consequente-mente, no entanto.

[0026] Uma característica, especificada deste modo, da velocidade rotacional do tambor de acionamento 6 está ilustrada na Figura 2 como exemplo para a fase de parada da correia 4. A característica de torque correspondente está mostrada na Figura 3. Até o tempo ti, o tambor de acionamento 6 gira em uma primeira velocidade rotacional ni. A correia 4 está no seu estado de operação e é movida na velocidade v.

[0027] Para mudar a velocidade v da correia 4, neste caso para parar, a velocidade n do tambor de acionamento 6 é reduzida de acordo com uma curva característica de velocidade rotacional predefinida, quase como rampa por meio do conversor 14 e do motor 12. Neste caso, a segunda velocidade rotacional n2 é igual a zero. A curva característica de velocidade rotacional tem arredondamentos de rampa no início e no final da rampa respectivamente de modo nenhum impacto de força, o qual teria um efeito adverso sobre a correia 4, é exercido sobre esta. Reduzindo a velocidade rotacional n entre os tempos ti e Í2 simultaneamente reduz o torque M também. No entanto, uma vez que o tempo Í2 foi excedido o torque M aumenta, e isto leva ao tensionamento da correia. Após a correia 4 ficar imobilizada e após o desligamento associado do conversor 14, o torque M é ajustado para zero, apesar disto significar que à velocidade rotacional n é dado um breve momento negativo devido à energia de tensionamento armazenada na correia 4. Tal comportamento da correia pode levar a um rápido desgaste de material, no entanto.

[0028] De acordo com a invenção não é, portanto, a velocidade rotacional n do tambor de acionamento 6 que é especificada mas o torque M que atua sobre o tambor de acionamento 6 que é controlado e portanto especificado.

[0029] A Figura 4 consequentemente ilustra uma curva característica de torque durante a aplicação do método inventivo. O torque M que atua sobre o tambor de acionamento 6 é controlado de modo a alterar a velocidade v da correia 4, neste caso para parar a correia 4 novamente, durante uma janela de tempo Δt definida por uma primeira velocidade rotacional m do tambor de acionamento 6. Este controle ocorre por meio do controlador 16 implementado no conversor de frequência 14, de modo que o motor 12 seja acionado de tal modo que o torque M especificado atue sobre o tambor de acionamento 6 e isto por sua vez exerce uma força sobre a correia 4. O controlador 16 não precisa ser implementado dentro do conversor 14 e pode ao invés também estar localizado fora deste.

[0030] Uma curva característica de torque deste tipo deve conse-quentemente ser projetada de tal modo que uma desaceleração espe-cificamente suave da correia 4 resulte de modo que esta não se torne tensionada. Por um lado, a duração da janela de tempo Δt desempenha um papel significativo. Isto é geralmente definido pelo tempo ti, no qual o tambor de acionamento 6 tem uma primeira velocidade rotacional ni, e o tempo t2, no qual o tambor de acionamento tem uma segunda velocidade rotacional, por exemplo n2=0. Esta janela de tempo Δt deve ser escolhida para ser grande o bastante para o torque M não exibir um curso aos solavancos, também. No exemplo esta é muito mais longa do que o tempo de costeagem da instalação de transportador, de modo que os motores 12 suavemente freiam a correia 4 e não a param com um solavanco. Por outro lado, a forma da curva característica de torque é especificamente importante. De modo a conseguir uma desaceleração livre de tensões da correia 4 o torque M que atua sobre a correia 4 por meio do tambor de acionamento 6 é controlado de tal modo que este diminui de modo monótono. No exemplo o torque M corre linearmente de um valor inicial até zero. Esta redução no torque M causa uma diminuição na velocidade rotacional n de uma primeira velocidade rotacional m para uma segunda velocidade rotacional n2=0, como está ilustrado na Figura 5. Uma vez que o tambor de acionamento 6 atingiu a segunda velocidade rotacional n2, neste caso uma imobilização da correia 4 portanto, a correia é fixada por meio de um freio de fixação 18 de modo que esta não seja acelerada novamente devido ao seu próprio peso ou ao material carregado.

[0031] De acordo com o método inventivo, portanto, a velocidade v da correia é alterada explicitamente pela especificação de um torque M e não, como acima mostrado na técnica anterior, pela especificação de uma velocidade rotacional. O tensionamento da correia 4 é evitado como um resultado. Quando o conversor 14 é desligado, e isto ocorre após o final da janela de tempo Δt, isto é, quando a segunda velocidade rotacional n2=0 é alcançada, a correia não salta para trás, portanto.

[0032] Nas instalações de transportador é possível executar este método com base na característica de velocidade - torque já que o torque M requerido está em um nível muito alto mesmo em baixas velocidades rotacionais n, baixos momentos de aceleração precisam ser aplicados em contraste à potência de acionamento, e em altas velocidades v os torques M requeridos não aumentam linearmente com a velocidade v, mas são muito mais baixos.

[0033] Apesar da invenção ter sido ilustrada e descrita em mais detalhes pela modalidade exemplar preferida, esta não está limitada pelos exemplos descritos e uma pessoa versada na técnica pode derivar outras variações da mesma sem afastar do escopo da invenção.

Claims

1. Método para operar uma instalação de transportador (2), com uma correia (4) e pelo menos um tambor de acionamento (6) para acionar a correia (4), caracterizado pelo fato de que o torque (M) que atua sobre o tambor de acionamento (6) é controlado para alterar a velocidade da correia (4) dentro de uma janela de tempo (Δt) que é definida por uma primeira velocidade rotacional (m) do tambor de acionamento (6) e uma segunda velocidade rotacional (n2) do tambor de acionamento (6), sendo que o torque (M) decorre uniformemente dentro da janela de tempo (Δt) e sendo que a janela de tempo (Δt) é pelo menos tão longa quanto o tempo de costeagem da instalação de transportador (2).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira velocidade rotacional (m) é mais baixa do que a segunda velocidade rotacional (n?) e o torque (M) é controlado dentro da janela de tempo (Δt) de modo que este esteja aumentando de modo monótono.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira velocidade rotacional (m) é maior do que a se-gunda velocidade rotacional (n2) e o torque (M) é controlado dentro da janela de tempo (Δt) de modo que este esteja diminuindo de modo monó-tono.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a segunda velocidade rotacional (n2) é zero.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que, após atingir a segunda velocidade rotacional (n2) do tambor de acionamento (6), a correia (4) é fixada por meio de um freio de fixação (18).

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o torque (M) decorre line-armente dentro da janela de tempo (Δt).