CN114096474A

CN114096474A - 具有称重传感器的升降机

Info

Publication number: CN114096474A
Application number: CN202180003380.2A
Authority: CN
Inventors: A·奥托; T·克吕格; K·J·若昂亨里克; C·科勒
Original assignee: Buehler AG
Current assignee: Buehler AG
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2021-05-17
Publication date: 2022-02-25
Also published as: WO2021233815A1; EP3912932A1; BR112021023016A2

Abstract

本发明包括一种用于垂直运输散装货物的升降机，所述升降机具有在两个垂直间隔的换向滚筒(41,42)之间循环布置的皮带(9)，在所述皮带处安装有用于接收散装货物的装置，以及用于旋转所述换向滚筒中的一个换向滚筒(41)以驱动所述皮带(9)的驱动单元(5)。所述升降机还包括用于调整所述换向滚筒(41,42)的垂直距离的张紧装置(1)，其中所述换向滚筒中的一个换向滚筒(42)用作张紧滚筒，所述张紧滚筒安装在所述张紧装置(1)处，并且通过所述张紧装置可在垂直方向上改变所述张紧滚筒(42)的位置。所述张紧装置(1)具有至少一个称重传感器，用于测量作用在所述张紧滚筒(42)上的力。

Description

具有称重传感器的升降机

本发明涉及一种用于垂直运输散装货物的升降机。特别地，利用本发明可检测不同的故障情况，诸如传送件的过张力或欠张力以及伸长，这会导致倾斜或滑移。

升降机或皮带斗提机优选地用于散装货物的主要为垂直的运输。它们既可用于装载也可用于卸载或可用于装填和排空。为此，在皮带或链条处安装有作为传送件的斗，其中该皮带或该链条借助滚筒或链轮换向。在换向点之间张紧皮带或链条，并且在传送运行中驱动换向装置中的至少一个换向装置。根据运输线的传送速度，可分为重力卸载和离心力卸载或两者的结合。

在装置运行时，由于不同的因素，可出现皮带张力的变化或皮带倾斜，这些可导致机器损坏。在传统机器中，例如借助换向装置的转速差异识别这种情况，该转速差异可提示微小的皮带张力或损坏，诸如撕裂，或者借助电感式倾斜监测器、压力传感器或温度传感器识别。

DE 2011 3181 U1公开了一种借助几个电感式接近开关监测皮带斗提机的传送带的(直线或倾斜)运行的装置。WO 2007/059639 A1描述了一种借助传感器识别皮带速度和倾斜的装置。

JP S60 228314 A公开了一种通过监测发动机扭矩的皮带张力自动控制。JP S60228313 A和JP S60 228312 A描述了借助外壳内部中的传感器识别皮带倾斜。

但显然，这些现有技术的方法不适合发现运行参数中的逐渐变化，因而往往无法及时做出反应。

因此，本发明的目的在于及时识别错误的皮带张力和/或倾斜，并且避免机器的损坏或长时间停机。这通过限定本发明的独立权利要求的特征来解决。从属权利要求描述了优选的实施方式。

特别地，本发明包括一种用于垂直运输散装货物的升降机，所述升降机具有在两个垂直间隔的换向滚筒之间循环布置的皮带，在所述皮带处安装有用于接收散装货物的装置，以及用于旋转所述换向滚筒中的一个换向滚筒以驱动所述皮带的驱动单元。所述升降机还包括用于调整所述换向滚筒的垂直距离的张紧装置，其中所述换向滚筒中的一个换向滚筒用作张紧滚筒，所述张紧滚筒安装在所述张紧装置处，并且通过所述张紧装置可在垂直方向上改变所述张紧滚筒的位置。所述张紧装置具有至少一个称重传感器，用于测量作用在所述张紧滚筒上的力。

本发明的实施方式可优选地具有以下特征。

优选地，用于接收散装货物的装置具有盆、斗和/或铲并且/或者该皮带为由织物、塑料或钢材制成的皮带或者由圆板或链板制成的链条。

该升降机具有升降机头部、升降机脚部和布置在该升降机头部和该升降机脚部之间的升降机井，该升降机头部中布置有可通过驱动单元驱动的换向滚筒，该升降机脚部中布置有张紧滚筒，皮带被引导在垂直方向上通过该升降机井。

张紧滚筒的旋转轴可借助滑板安装在升降机的外壳处，其中该滑板的垂直位置可借助布置在外壳和滑板之间的主轴调整，并且在主轴和滑板之间布置有称重传感器并且该称重传感器测量通过滑板作用在外壳上的力。

在张紧滚筒的旋转轴的两个端部处可各自布置有一个用于固定旋转轴的滑板，其中这两个滑板各自借助主轴固定在外壳处，通过这些滑板可各自相互独立地调整旋转轴的两个端部垂直于旋转轴的垂直位置。

在两个主轴和相应的滑板之间可各自布置有一个称重传感器。

本发明还包括一种用于确定升降机中的皮带张力的方法，其中基于通过称重传感器所测量的力确定皮带张力，并且其中特别地根据与通过称重传感器所测量的力的初始值的相对偏差确定皮带张力。

本发明还包括一种用于确定升降机中的皮带的倾斜的方法，其中基于在两个称重传感器中所测量的力确定倾斜的存在。特别地通过在这两个称重传感器中所测量的力之间的差异确定倾斜的存在。

根据上述方法中的一种方法，可采集所测量的力并且从中计算出关于皮带张力和/或皮带的倾斜的信息。

另外，所测量的力可为拉伸力或压缩力。

优选地在电脑和/或智能手机上以图片形式显示关于皮带张力和/或皮带的倾斜的信息。

进一步地，该电脑和/或该智能手机被配置用于，在皮带张力与期望的皮带张力的偏差到达阈值的情况下发出警报。

另外，参考以下附图描述本发明。附图示出：

图1a至图1c为示意性的升降机局部外观视图，

图2为本公开的一个实例的示意图，

图3为本公开的一个实例的示意图，

图4a和图4b为皮带倾斜的示意图，以及

图5为皮带状态随时间变化的曲线图。

升降机的构造和运行方式是已知的并且在此不再详细描述。因此，仅描述对本发明而言必要的元件。在附图中相同或相似的元件设有相同的标号。

参考图1阐述升降机的基本结构。其中，图1a示出了升降机头部的两个相互旋转90°的视图，图1b示出了升降机中间部的两个相互旋转90°的视图并且图1c示出了升降机脚部的两个相互旋转90°的视图。

升降机通常具有包围升降机的外壳并且主要用于垂直运输散装货物。其中，这些升降机既可用于散装货物的装填也可用于排空。为此，在皮带或链条处，即所说的拉伸件9处安装有以传送件91的形式的用于接收散装货物的装置，特别是盆、斗和/或铲。该拉伸件9可制成由织物、塑料或钢材制成的皮带或者制成具有圆板或链板的链条。为了换向以及张紧皮带或链条，设置有相互间隔的换向装置4。在皮带的情况下，这些换向装置可被实施成换向滚筒，在链条的情况下，这些换向装置可被实施成链轮。在下文中，将借助具有斗作为传送件的通过滚筒换向的皮带示例性地描述本发明，但本发明不限于此。

皮带9循环布置在两个垂直间隔的换向滚筒4、41、42之间，其中这些换向滚筒4、41、42中的至少一个换向滚筒与用于旋转换向滚筒4以驱动该皮带9的驱动单元5连接。其中，这些换向滚筒4、41、42布置为可围绕(旋转)轴3旋转。另外，设置有用于调整这些换向滚筒4、41、42的垂直距离的张紧装置1。其中，换向滚筒4用作张紧滚筒42，该张紧滚筒安装在张紧装置1处。通过该张紧装置可在垂直方向上改变该张紧滚筒42的位置。换句话说，通过这些换向滚筒4、41、42彼此间的距离变化可调整皮带张力。由驱动单元5驱动的另外的换向装置4也可称为驱动滚筒41或驱动轮。

优选地，升降机具有升降机头部6和升降机脚部7，该升降机头部中布置有可通过驱动单元5驱动的换向滚筒41，该升降机脚部中布置有张紧滚筒42。其中，升降机头部布置在垂直上端部处，即在传送方向上的出口处，并且升降机脚部布置在垂直下端部处，即入口处。在该升降机头部和该升降机脚部之间布置有升降机井，皮带被引导在垂直方向上通过该升降机井。也可有用的是，将驱动单元5和驱动滚筒41布置在升降机脚部7处并将张紧装置1以及张紧滚筒42布置在升降机头部6处。

可借助重力卸载和离心卸载或两者的结合进行排空。这主要可通过传送速度来调整。然后，可对应地调节出口61，该出口通常安装在传送方向上的升降机头部6处。

在传统升降机中，由技术人员张紧换向装置。在这种机器中，通常安装有皮带倾斜传感器以及转速传感器，这些皮带倾斜传感器例如感应地或借助温度传感器识别皮带倾斜，这些转速传感器检测由于微小的皮带张力而出现的滑移。然而，这些警告系统也许很晚才被触发，至少在超过阈值后才被触发，由此需要进行耗时耗力的重新校准。为了防止这种情况，根据本发明，在升降机中使用张紧装置，该张紧装置可提前并连续地提供关于皮带状态的信息。

图2为根据本公开的一个实例的张紧装置1的细节图。该张紧装置具有主轴或螺纹杆11以及滑板12。也可设置有托架，该托架被拧在滑板上或者以其他方式固定。在下文中，一般会提到“滑板”一词，但这显然不能理解为是限制性的。在滑板12处安装有法兰轴承13，该法兰轴承由张紧滚筒42的轴3引导(未显示)。另外，可垂直引导滑板12。可设置有一个或几个调节螺母，通过旋转这些调节螺母垂直移动螺纹杆。其中，该螺纹杆优选地不旋转。替代性地，可旋转螺纹杆11，从而滑板12的垂直位置可发生变化并且由此张紧滚筒42的垂直位置也可发生变化。然后可例如借助调节螺母和锁紧螺母锁定该位置。将这种张紧装置1布置在两个外壳壁处，以便可在两侧使张紧滚筒42张紧并且例如补偿皮带的倾斜。代替在螺纹杆11和滑板12之间通常的刚性连接，在那里布置有称重传感器2，该称重传感器接收出现的压缩力或作用在其身上的重量。由此，该称重传感器2测量滑板12对升降机外壳施加的力。优选地，该称重传感器2借助螺钉固定，从而力只经由螺纹孔垂直地导入。称重传感器的确切类型，即测量范围、最大力接收、几何形状等，可根据机器类型来选择，例如根据升降机的高度和容量。

图3示出了根据本公开的张紧装置1的进一步的实例的细节图，该实例功能上对应于图2中的结构并且示例性地示出了张紧装置1的具体安装情况。其中，借助导板和安装在外壳处的导轨垂直引导法兰轴承13。在此也安装有称重传感器2，该称重传感器接收张紧滚筒对抗螺纹杆11出现的力。

若现在皮带张力发生变化，例如由于材料疲劳或倾斜，则皮带在张紧滚筒上的力也发生变化，并且作用在称重传感器2上的力由此发生变化。若例如皮带张力由于材料拉伸、疲劳或撕裂而变小或者若出现皮带的长度变化，那么作用在称重传感器2上的力或重量也变小。由此，通过所测量的力中的变化可得出故障运行的结论。其中，优选地不使用绝对值，而使用通过技术人员调整和校准后在运行中出现的相对偏差。凭借该方法也可识别皮带的过张力或欠张力。

张紧装置1的螺纹杆11与升降机的外壳连接并且通过调节螺母的旋转(或通过螺纹杆本身的旋转)在垂直方向上移动。这有助于经由换向滚筒4彼此间的垂直距离的变化来张紧拉伸件9。根据本公开，由此测量换向滚筒4中的一个换向滚筒，张紧滚筒42，相对于螺纹杆11或普遍地相对于外壳的力。张紧滚筒42可围绕轴3旋转。轴3借助轴承与滑板12或导板连接。换句话说，测量滑块12或导板相对于螺纹杆11或外壳的力。

另外优选地，在张紧滚筒的两侧处，即在两个张紧装置1处安装有称重传感器2。这样也可检测轴承点之间的差异，以便能可靠地识别倾斜。

在图4b中表示了这样的倾斜，其中图4a示出了正确的对位。在图4b中，由于错误的调整或在运行中出现的对位变化，会造成在两个轴承侧13之间的垂直高度差并且由此会造成非水平对准的轴3以及张紧滚筒42。因此，升降机的皮带不再在张紧滚筒42上居中运行。由此，与在图4a中的正确运行相比，轴承13和称重传感器处的所接收的力也发生变化。因此，在更张紧的一侧出现更大的力，该力可借助称重传感器检测并且传递给操作员。

图5为皮带状态随时间变化的示例性图。这些值是在大量的研究和实践经验中确定的。其中，最佳的初始状态用100％表示。曲线图在Y轴(皮带状态)具有不同的区域，这些区域被分配给对应的皮带状态。即，临界皮带状态，即临界高张力位于上端部处，在其以下为高张力或倾斜，在中间范围为最佳的运行范围，在其以下为低皮带张力或皮带倾斜和临界低张力。数字1表示初始状态，该状态后皮带被最佳地张紧并且居中运行。由于材料疲劳，皮带张力随时间减小和/或皮带随时间不再居中运行并且作用在称重传感器上的力由此变小(数字2)。一旦低于低阈值(数字3)，就会通知操作员并由维修人员重新张紧皮带(数字4)。当达到高阈值时，即皮带张力过高，同样会通知操作员。

这些值可在出厂时就设置好，或者可在安装时根据机器具体情况确定。另外，也可确定相对偏差的可接受范围，从安装后的初始值开始，不得超过或低于该范围。特别地，在校准时可考虑到皮带的预紧力。

如从图5中看到的，利用根据本发明的装置可确保对皮带状态的连续监测。该装置可有线或无线传输这些值。可连续、间隔或手动要求地进行数据传输。另外，可将该装置嵌入到网络中并且/或者具有用于评估的控制装置和/或存储器。可例如借助软件评估并在电脑或智能手机上以图片形式显示这些值。在皮带张力偏离期望的值的情况下，即超过或低于阈值，所使用的设备可发出警报。由此，也提供了远程监测的可能性。由此，可避免机器的损坏和不必要地长时间停机。另外，可预测皮带张力必须接受修正或更换皮带的最佳时间。

通过结构的变化，也可代替压缩负荷对拉伸负荷进行测量和评估。替代压缩负荷称重传感器或拉伸负荷称重传感器，也可使用拉伸称重传感器和压缩负荷称重传感器、力接收器、测力环等。另外，本发明也可与传统系统相结合，诸如转速传感器和倾斜传感器，并在现有机器处加装。本发明同样包括为机器加装的对应的方法。通过结合不同的传感器可提高评估的准确性和可靠性。

尽管借助于附图和相关的描述示出和详细描述了本发明，但是该示出和该详细描述应理解为说明性的和示例性的，而不是限制本发明。应理解的是，本领域技术人员可以在不脱离以下权利要求的范围的情况下进行改变和改型。特别地，本发明同样包括具有以上针对不同方面和/或实施方式提及或示出的特征的任意组合的实施方式。

本发明同样在附图中包括各个特征，即使这些特征在附图中结合其他特征示出和/或上面未提及。

此外，术语“包括”及其派生词并不排除其他元素或步骤。同样，不定冠词“一种”或“一个”及其派生词也不排除复数。在权利要求中列举的多个特征的功能可以通过一个单元来实现。特别地，术语“基本上”、“大约”、“大概”等结合特性或值也精确地限定特性或精确地限定值。权利要求中的所有附图标号不应理解为限制权利要求的范围。

附图标号列表

1 张紧装置

11 螺纹杆/(张紧)主轴

12 托架/滑板

13 法兰轴承

2 称重传感器

3 (旋转)轴

4 换向装置/换向滚筒/链轮

41 被驱动的换向装置/驱动滚筒/驱动轮

42 可张紧的换向装置/张紧滚筒/张紧轮

5 驱动单元

6 升降机头部

61 出口

7 升降机脚部

71 入口

8 连接部

9 拉伸件/皮带/链条

91 传送件/斗/盆/铲/用于接收散装货物的装置

Claims

1.一种用于垂直运输散装货物的升降机，所述升降机具有：

在两个垂直间隔的换向滚筒(4,41,42)之间循环布置的皮带(9)，在所述皮带处安装有用于接收散装货物(91)的装置；

用于旋转所述换向滚筒(41)中的一个换向滚筒以驱动所述皮带(9)的驱动单元(5)；

用于调整所述换向滚筒(4,41,42)的垂直间隔的张紧装置(1)，其中所述换向滚筒(4,41,42)中的一个换向滚筒用作张紧滚筒(42)，所述张紧滚筒安装在所述张紧装置(1)处，通过所述张紧装置可在垂直方向上改变所述张紧滚筒(42)的位置，

其中所述张紧装置(1)具有至少一个称重传感器(2)，用于测量作用在所述张紧滚筒(42)上的力。

2.根据前述权利要求中的一项所述的升降机，其中所述用于接收散装货物的装置(91)具有盆、斗和/或铲并且/或者所述皮带(9)为由织物、塑料或钢材制成的皮带(9)或者由圆板或链板制成的链条(9)。

3.根据权利要求1或2所述的升降机，其中所述升降机具有升降机头部(6)、升降机脚部(7)以及布置在所述升降机头部(6)和所述升降机脚部(7)之间的升降机井，所述升降机头部中布置有可通过所述驱动单元(5)驱动的所述换向滚筒(41)，所述升降机脚部中布置有所述张紧滚筒(42)，所述皮带(9)被引导在垂直方向上通过所述升降机井。

4.根据前述权利要求中的一项所述的升降机，其中所述张紧滚筒(42)的旋转轴(3)借助滑板(12)安装在所述升降机的外壳处，其中所述滑板(12)的垂直位置可借助布置在所述外壳和所述滑板(12)之间的主轴(11)调整，

其中在所述主轴(11)和所述滑板(12)之间布置有所述称重传感器(2)并且所述称重传感器测量通过所述滑板(12)作用在所述外壳上的力。

5.根据权利要求4所述的升降机，其中在所述张紧滚筒(42)的所述旋转轴(3)的两个端部处各自布置有一个用于固定所述旋转轴(3)的滑板(12)，其中所述两个滑板(12)各自借助所述主轴(11)固定在所述外壳处，通过所述滑板可各自相互独立地调整所述旋转轴(3)的两个端部垂直于所述旋转轴(3)的垂直位置。

6.根据权利要求5所述的升降机，其中在所述两个主轴(11)和所述相应的滑板(12)之间各自布置有一个称重传感器(2)。

7.一种用于确定根据前述权利要求中的一项所述的升降机中的皮带张力的方法，其中基于通过所述称重传感器(2)所测量的力确定所述皮带张力，

其中特别地根据与通过所述称重传感器(2)所测量的力的初始值的相对偏差确定所述皮带张力。

8.一种用于确定根据权利要求6所述的升降机中的所述皮带(9)的倾斜的方法，其中基于在所述两个称重传感器(2)中所测量的力确定所述倾斜的存在，

其中特别地通过在所述两个称重传感器(2)中所测量的力之间的差异确定所述倾斜的存在。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中采集所述所测量的力并且从中计算出关于所述皮带张力和/或所述皮带(9)的所述倾斜的信息。

10.根据权利要求7至9中的一项所述的方法，其中所述所测量的力为拉伸力或压缩力。

11.根据权利要求7至10中的一项所述的方法，其中优选地在电脑和/或智能手机上以图片形式显示关于所述皮带张力和/或所述皮带(9)的所述倾斜的所述信息。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述电脑和/或所述智能手机被配置用于，在所述皮带张力与期望的皮带张力的偏差到达阈值的情况下发出警报。