CN116917053A - 水分减少辊式输送机系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水分减少辊式传输机系统(100，200，301)和方法，该水分减少辊式传输机系统包括运载散装材料的连续运载带(105，205，308)和振荡运动组件(110，210，320)，该振荡运动组件可操作地连接并且被配置为引发该运载带的传输到该散装材料的振荡运动。该振荡运动组件(110)可操作地连接到该框架以引发该振荡运动。替代地，该振荡运动组件具有彼此偏移或偏心的惰辊(210a，210b，210c)以引发该振荡运动。不同的振荡运动组件包括用于支撑该带(308)的滑架主体(325)和用于接合导轨轨道(302)的轮(340，345)。该轮(340，345)被配置为优选地通过在该滑架移动时周期性地将该滑架主体的一端(360)从该导轨轨道提升来引发该振荡运动。

Description

水分减少辊式输送机系统和方法
技术领域
本发明涉及一种实现振荡水分减少系统的辊式输送机系统以及一种用于辊式输送机系统的用于减少颗粒物质运输中的水分的滑架。本发明主要被开发用作辊式输送机系统上的用于矿石和煤颗粒的水分减少系统并且将在下文中参考此应用进行描述。然而，应理解的是，本发明能够应用于其他散装颗粒材料(诸如粉末、面粉和谷物)的运输。
背景技术
以下对现有技术的讨论旨在以适当的技术背景介绍本发明并且允许正确理解其优点。然而，除非明确指出相反的情况，否则在本说明书中对任何现有技术的引用不应被解释为明示或暗示承认此类技术是众所周知的或形成本领域公知常识的一部分。
在过去的十年里，矿物矿石(特别是关于铁矿石)的开采、加工和运输已经达到创纪录的水平。这就需要开发许多在地下水位以下开采或进行湿法矿物加工操作的新铁矿石资源。在其他情况下，矿石只是在高降雨量地区开采。因此，许多铁矿石和其他矿物矿石往往包含大量的水分组分，为了安全和经济的铁矿石或矿物矿石生产以及安全和经济的出口和运输，需要控制和管理该大量的水分组分。
关于铁矿石，铁矿石的水分含量必须足够高以抑制粉尘，但低于发生材料处理困难的水平，并且低于安全装运的可运输水分限度(TML)。由于货物中的水分有可能在波浪动作下积聚到船舶的一侧并且因此导致船只倾覆的危险，因此装载超过TML的货物的船舶将不被准许离开港口。
最小化铁矿石水分也存在巨大的经济效益；尽管铁矿石是以干吨为基础出售的，但海运运费是按装运的每湿吨矿石收取的。因此，水分的减少降低了货运成本。如果质量有限的系统(诸如铁路)被认为是铁矿石加工链中的瓶颈，那么从机会成本的角度来看，由于减少的每吨水都允许由铁路运输和销售另外吨的铁矿石，因此水分的减少会带来更大的好处。
本发明的目的是克服或基本上改善现有技术的一个或多个缺点，或至少提供一种有用的替代方案。本发明的目的是以至少一种优选的形式提供一种用于最小化矿物矿石(特别是铁矿石或煤)的散装货物中的水分量的水分减少系统。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种辊式输送机系统，其包括：
连续运载带，其用于运载散装材料；以及
振荡运动组件，其可操作地连接到连续运载带；
其中该振荡运动组件被配置为引发连续运载带的传输到散装材料的振荡运动。
在一些实施例中，辊式传输机系统包括用于支撑该连续运载带的多个惰辊，其中至少一个惰辊安装到框架，其中该振荡运动组件可操作地连接到该框架并且该振荡运动组件被配置为在该框架和该至少一个惰辊中引发传输到该连续运载带和散装材料的振荡运动。
在一些实施例中，振荡运动组件包括：一个或多个致动器臂，其连接到框架；基座；以及驱动机构，其用于使一个或多个致动器臂相对于基座往复运动。在其他实施例中，驱动机构包括活塞组件。优选地，驱动机构包括液压驱动机构或气动驱动机构。
在一些实施例中，存在以连杆布置连接的多个致动器臂。优选地，连杆布置是剪刀型连杆。
在其他实施例中，存在多个致动器臂，致动器臂是伸缩式致动器臂。
在一些实施例中，辊式传输机系统包括用于支撑连续运载带的多个惰辊，该多个惰辊安装到框架，其中两个或更多个惰辊被配置为在连续运载带中引发传输到散装材料的振荡运动。
在一些实施例中，第一惰辊偏移或偏心于第二惰辊以引发振荡运动。在其他实施例中，第一惰辊偏移或偏心于第二惰辊和第三惰辊以引发振荡运动。在另一个实施例中，第一惰辊的旋转轴线偏移或偏心于第二惰辊的旋转轴线和/或第三惰辊的旋转轴线。
在进一步的实施例中，多个惰辊中的一些惰辊被分成惰辊组以引发振荡运动，其中每个惰辊组包括偏移或偏心于第二惰辊和第三惰辊的第一惰辊。在另一个实施例中，第一惰辊的旋转轴线偏移或偏心于第二惰辊的旋转轴线和/或第三惰辊的旋转轴线。优选地，该惰辊组串联布置在框架上。
在一些实施例中，惰辊组在连续运载带中形成波纹状轮廓。
在一些实施例中，多个惰辊被布置成当连续运载带在多个惰辊上方行进时在连续运载带中形成波纹状轮廓。
在其他实施例中，惰辊组或惰辊限定用于连续运载带的行进路径。优选地，行进路径是波状的、波纹状的或正弦波状的。
在一些实施例中，辊式传输机系统包括具有用于支撑连续运载带的支撑框架的滑架主体和用于接合导轨轨道的至少三个轮，其中该轮被配置为当滑架(或托架，carriage)沿着导轨轨道移动时在滑架主体中引发传输到连续运载带和散装材料的振荡运动。
在一些实施例中，轮被配置为使得当滑架沿着导轨轨道移动时，滑架主体的一端被周期性地从导轨轨道提升以引发振荡运动。
在一些实施例中，轮通过与第二轴间隔开的第一轴可旋转地连接到主体，并且其中第一轴偏移或偏心于第二轴以引发滑架主体的移动，从而产生振荡运动。在其他实施例中，当沿着平行于滑架主体的纵向轴线的方向观察时，第一轴偏移或偏心于第二轴。
在一些实施例中，平行于导轨轨道的第一轴(或第一轮的中心)和第二轴(或第二轮的中心)的水平面之间的距离在10mm与50mm之间，优选地为15mm。在其他实施例中，第一轮和第二轮间隔开从它们相应的中心测量的在200mm至1500mm的范围内(优选地在200mm至800mm的范围内，并且最优选地在300mm的范围内)的距离。一个轮的直径可以优选地在50mm至300mm的范围内，更优选地为70mm。另一个轮的直径可以优选地在100mm至500mm的范围内，更优选地140mm。
在一些实施例中，至少一个轮具有相对于另一个轮的直径不同的直径。在其他实施例中，该至少一个轮的直径小于另一个轮的直径。在进一步的实施例中，至少一个轮的直径大于另一个轮的直径。
在一些实施例中，滑架具有成两对布置的四个轮，每对轮都在滑架主体的纵向方向上间隔开。
在一些实施例中，轮是具有凸缘的并且导轨轨道包括一对导轨，该轮与该对导轨接合。
在一些实施例中，支撑框架具有U形形状，该支撑框架具有用于支撑连续运载带的侧面的一对臂。在其他实施例中，支撑框架是轭状物。
在一些实施例中，滑架主体包括两个支撑框架。在其他实施例中，两个支撑框架布置在滑架主体的相对侧上。在进一步的实施例中，支撑框架布置在滑架主体的同一侧上。
在一些实施例中，该系统包括分离器单元以用于将散装材料分离成包含水分的水分散装材料流和干散装材料流。在其他实施例中，分离器单元邻近辊式输送机系统的卸料端定位。在进一步的实施例中，分离器单元相对于散装材料的高度是可调整的。
在一些实施例中，连续运载带是透水的以允许水分从散装材料通过连续运载带迁移。在其他实施例中，连续运载带是多孔的、穿孔的或网状的。
本发明的第二方面提供了一种辊式输送机系统，其包括：
连续运载带，其用于运载散装材料；
多个惰辊，其用于支撑连续运载带，其中至少一个惰辊安装到框架；以及
振荡运动组件，其可操作地连接到框架；
其中振荡运动组件被配置为在框架和至少一个惰辊中引发传输到连续运载带和散装材料的振荡运动。
在适用的情况下，第二方面可以具有本发明的第一方面的实施例的一个或多个特征。
本发明的第三方面提供了一种辊式输送机系统，其包括：
连续运载带，其用于运载散装材料；以及
多个惰辊，其用于支撑连续运载带，该多个惰辊安装到框架；
其中两个或更多个惰辊被配置为在连续运载带中引发传输到散装材料的振荡运动。
在适用的情况下，第三方面可以具有本发明任一前述方面的实施例的一个或多个特征。
本发明的第四方面提供了一种用于辊式输送机系统的滑架，该辊式输送机系统具有用于运载散装材料的连续运载带，该滑架包括：
滑架主体，其具有用于支撑连续运载带的支撑框架；以及
至少三个轮，其用于接合导轨轨道；
其中该轮被配置为当滑架沿着导轨轨道移动时在滑架主体中引发传输到连续运载带和散装材料的振荡运动。
在适用的情况下，第四方面可以具有本发明任一前述方面的实施例的一个或多个特征。
本发明的第五方面提供了一种导轨输送机系统，其包括导轨轨道、彼此间隔开的多个第三方面的滑架以及由滑架支撑的连续运载带，其中滑架被布置成在由轨道支撑的至少三个轮上运行并且每个滑架被独立地支撑在轨道上。
在一些实施例中，连续运载带不固定到滑架，而是由运载带与滑架之间的摩擦表面直接地或间接地驱动。
在一些实施例中，滑架通过缆索或绳索连接在一起。在其他实施例中，缆索或绳索连接到驱动机构以沿着导轨轨道移动滑架。
在一些实施例中，连续运载带由一个或多个驱动带驱动。
在适用的情况下，第五方面可以具有上述本发明的第四方面的优选特征。
本发明的第六方面提供了一种用于减少由辊式输送机系统运输的散装货物中的水分的方法，该辊式输送机系统具有用于运载散装材料的连续运载带，该方法包括：
支撑连续运载带；
将振荡运动组件可操作地连接到连续运载带；以及
通过振荡运动组件在连续运载带中引发传输到散装材料的振荡运动。
在一些实施例中，连续运载带由多个惰辊支撑，其中至少一个惰辊安装到框架并且振荡运动组件可操作地连接到框架，使得振荡运动组件在框架和至少一个惰辊中引发传输到连续运载带和散装材料的振荡运动。
在一些实施例中，通过使振荡运动组件的一个或多个致动器臂往复运动来引发振荡运动。
在一些实施例中，连续运载带由安装到框架的多个惰辊支撑，该方法包括布置两个或更多个惰辊以在连续运载带中引发传输到散装材料的振荡运动。
在一些实施例中，该方法包括将第一惰辊布置成偏移或偏心于第二惰辊以引发振荡运动。在其他实施例中，该方法包括将第一惰辊布置成偏移或偏心于第二惰辊和第三惰辊以引发振荡运动。在另一个实施例中，该方法包括布置第一惰辊，使得第一惰辊的旋转轴线偏移或偏心于第二惰辊的旋转轴线和/或第三惰辊的旋转轴线。
在进一步的实施例中，该方法包括将多个惰辊中的一些惰辊分成惰辊组以引发振荡运动，其中每个惰辊组包括偏移或偏心于第二惰辊和第三惰辊的第一惰辊。在另一个实施例中，该方法包括将第一惰辊的旋转轴线布置成偏移或偏心于第二惰辊的旋转轴线和/或第三惰辊的旋转轴线。优选地，该方法包括将惰辊组串联布置在框架上。
在一些实施例中，该方法包括布置惰辊组以在连续运载带中形成波纹状轮廓。
在一些实施例中，该方法包括布置多个惰辊以当连续运载带在多个惰辊上方行进时在连续运载带中形成波纹状轮廓。
在其他实施例中，该方法包括布置惰辊组或惰辊以限定用于连续运载带的行进路径。优选地，行进路径是波状的、波纹状的或正弦波状的。
在一些实施例中，连续运载带由滑架支撑，该滑架具有用于接合导轨轨道的至少三个轮。
在一些实施例中，辊式传输机系统包括具有用于支撑连续运载带的支撑框架的滑架主体和用于接合导轨轨道的至少三个轮，其中该方法包括配置轮以当滑架沿着导轨轨道移动时在滑架主体中引发传输到连续运载带和散装材料的振荡运动。
在一些实施例中，该方法包括当滑架沿着导轨轨道移动时周期性地将滑架的一端从导轨轨道提升以引发振荡运动。
在一些实施例中，该方法包括通过与第二轴间隔开的第一轴将轮可旋转地连接到滑架主体，并且提供该第一轴偏移或偏心于第二轴以引发滑架主体的移动，从而产生振荡运动。
在一些实施例中，该方法包括以相对于连续运载带的倾斜角度引导振荡运动。
在一些实施例中，该方法包括引导振荡运动基本上横向于或正交于连续运载带。
在适用的情况下，第六方面可以具有本发明任一前述方面的实施例的一个或多个特征。
本发明的第七方面提供了一种用于减少由辊式输送机系统运输的散装货物中的水分的方法，该辊式输送机系统具有用于运载散装材料的连续运载带，该方法包括：
由多个惰辊支撑连续运载带，其中至少一个惰辊安装到框架；以及
引发框架和至少一个惰辊的传输到连续运载带和散装材料的振荡运动。
在适用的情况下，第七方面可以具有本发明任一前述方面的实施例的一个或多个特征。
本发明的第八方面提供了一种辊式输送机系统，其包括：
连续运载带，其用于运载散装材料；以及
多个惰辊，其用于支撑连续运载带，该多个惰辊安装到框架；
其中两个或更多个惰辊被配置为在连续运载带中引发传输到散装材料的振荡运动。
在适用的情况下，第八方面可以具有本发明任一前述方面的实施例的一个或多个特征。
本发明的第九方面提供了一种用于减少由辊式输送机系统运输的散装货物中的水分的方法，该辊式输送机系统具有用于运载散装材料的连续运载带，该方法包括：
由安装到滑架的框架来支撑连续运载带，该滑架具有用于接合导轨轨道的至少三个轮；以及
引发滑架主体的传输到连续运载带和散装材料的振荡运动；
其中该至少三个轮被配置为引发振荡移动。
在适用的情况下，第九方面可以具有本发明任一前述方面的实施例的一个或多个特征。
在本发明的任一上述方面的一些实施例中，振荡运动的频率在2Hz与10Hz之间。优选地，振荡运动的频率在3Hz与6Hz之间。更优选地，振荡运动的频率在4Hz与6Hz之间。
在本发明的任一上述方面的一些实施例中，该方法包括振荡运动的峰值加速度在1m/s2与10m/s2之间。优选地，振荡运动的峰值加速度在4m/s2与6m/s2之间。更优选地，振荡运动的峰值加速度为至少6m/s2。
在本发明的任一上述方面的一些实施例中，散装材料的粒度具有0.05mm至15mm(优选地0.08mm至5mm，更优选地0.5mm至3mm并且最优选地0.7mm至2mm)的D50。
在适用的情况下，第五方面可以具有上述本发明的第一方面和/或第二方面的优选特征。
除非上下文另有明确要求，否则贯穿说明书和权利要求书中，词语“包括(comprise)”、“包括(comprising)”等应被解释为包含的意思，而不是排他的或穷尽的意思；也就是说，在“包含但不限于”的意义上。
此外，如本文所用，除非另有说明，否则使用序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等来描述共同的对象，仅指示所指的是相同对象的不同实例，并且不旨在暗示如此描述的对象必须在时间上、空间上、等级上或以任何其他方式处于给定的顺序。
附图说明
现在将仅通过示例并且参考附图来描述本发明的优选实施例，在附图中：
图1是根据本发明实施例的辊式输送机系统的侧视图；
图2是可以用于图1的辊式输送机系统的振荡运动组件的侧视图；
图3是根据本发明另一个实施例的辊式输送机系统的示意性侧视图；
图4是现有技术的辊式输送机系统的透视图；
图5是类似的现有技术的辊式输送机系统的局部透视图；
图6是根据本发明的一个实施例的用于辊式输送机系统的滑架的透视图；
图7是图6的滑架的侧视图；
图8是图6的滑架的另一个侧视图；以及
图9和图10是图示加速度对水分迁移速率的影响的曲线图。
具体实施方式
现在将参考以下实施例描述本发明，以下实施例在所有方面都应被认为是说明性的而非限制性的。在附图中，相同实施例内的对应特征或不同实施例共有的特征已被给予相同的附图标记。
本发明可以应用于用于运输散装材料(特别是长距离运输)的辊式输送机系统，并且特别应用于散装矿物矿石(诸如铁矿石或煤)的运输。此类辊式输送机系统的示例包含申请人的早期专利申请号PCT/AU 2011/000930(公布为WO 2012/009765 A1)和PCT/AU2015/000655(公布为WO 2016/065406 A1)。WO 2012/009765 A1和WO 2016/065406 A1的说明书特此通过引用以其相应的整体并入本文。
参考图1，示出了根据本发明的一个实施例的辊式输送机系统100，其包括用于运载散装材料的连续运载带105和可操作地连接到连续运载带的振荡运动组件110。连续运载带105由连接到框架115的多个惰辊(未示出)支撑。轮或滑轮120沿着框架115以规则的间隔放置以驱动连续运载带105。裙板或罩125形式的覆盖物优选地放置在连续运载带105上方以将颗粒容纳在系统100内。如由蓝色箭头130示出的，矿石进料流从辊式输送机系统的一端进料。
振荡运动组件110被配置为引发连续运载带的传输到散装材料的振荡运动。这是通过可操作地连接到框架115的振荡运动组件110实现的并且振荡运动组件被配置为在框架115和至少一个惰辊中引发传输到连续运载带105和散装材料的振荡运动。此振荡运动导致散装材料摇动或振动，使整个散装材料内的颗粒松散并且释放其中所含的水分。然后，在振荡运动生成的持续振动下，释放的水分自由地朝向散装材料的底部或顶部迁移。此外，振荡运动确保所有的散装材料都经受此动作，使得颗粒的松散和水分的释放跨散装材料是均匀的。振荡运动贯穿散装材料的均匀分布防止了在散装材料中形成局部的水分区域。
可以通过各种机构移除释放的水分。在此实施例中，可调整分离器135形式的分离器布置在辊式输送机系统100的一端以将散装材料流分成“湿”流140和“干”流145。湿流140被发送到进一步的脱水系统，而干流145准备运输。在水分迁移到散装材料底部的情况下，运载带105优选是透水的或多孔的以允许水分流过运载带并且由位于框架115内的槽、托盘或流槽收集在下方。
因此可以观察到，振荡运动组件110的操作导致在辊式输送机系统100上的运输期间大量的水分从散装材料迁移。这确保了散装材料中的水分含量降低到TML以下，并且因此可以通过船只安全且高效地运输。此外，所导致的散装材料质量的减少意味着现在运输散装材料比以前可能更便宜或准许在船只上运输比以前可能更多的散装材料。
振荡运动组件110可以采取不同的形式，但在此实施例中，如图2中所示，振荡运动组件包括：一个或多个致动器臂150，其连接到框架115；基座155；驱动机构160，其用于使一个或多个致动器臂相对于基座往复运动。在此实施例中，驱动机构160包括活塞165，该活塞可操作地连接到液压机组和控制系统170。应理解的是，活塞165可以被气动驱动并且可以使用其他类型的驱动机构，诸如电动马达或化石燃料马达。
在致动器臂150中以连杆布置(在此实施例中为剪刀型连杆布置)连接。活塞165连接到致动器臂的支点或交叉点175以使致动器臂150往复运动并且引发振荡运动180，该振荡运动被传输到框架115和惰辊，从而传输到运载带105和散装材料。
在其他实施例中，致动器臂可以是伸缩式致动器臂。在此情况下，不需要剪刀型连杆设备并且每个伸缩致动器臂都可以与其他致动器臂协作上下推动框架115以引发振荡运动。
分离器135的高度可相对于连续运载带105上的散装材料的高度进行调整以确保湿散装材料与干散装材料正确分离以形成两股流140、145。应理解的是，在其他实施例中，分离器135可以是固定的，其中散装材料的顶部上的湿散装材料的比例是恒定的。
还应理解的是，振荡运动组件110可以是位于运载带105下方的框架115内的单个单元，或可以在每个轮120之间包括单独的单元或单独的振荡运动组件。
参考图3，图示了根据本发明另一个实施例的另一个辊式输送机系统200。在此实施例中，辊式输送机系统200包括连续运载带205和用于支撑连续运载带的多个惰辊210。多个惰辊205安装到框架(未示出)。连续运载带205由任一端处的两个滑轮220驱动。
至少两个或更多个惰辊210被配置为在连续运载带205中引发传输到散装材料的振荡运动。在此实施例中，惰辊210布置成三个惰辊的组或分组230。在每个惰辊组230中，第一惰辊210a偏移或偏心于第二惰辊210b和第三惰辊210c。这在运载带205中形成弯曲，从而引发连续运载带205的振荡运动，并且因此引发散装材料的振荡运动。惰辊组230也串联布置，当连续运载带205在多个惰辊210上方行进时，在连续运载带205中形成波纹状轮廓。换句话说，惰辊组230的辊限定了连续运载带205的优选地为波状、波纹状或正弦波状的行进路径，使得连续的振荡运动沿着连续运载带205的长度传输到散装材料。
此振荡运动导致水分迁移到散装材料的顶部和/或底部。如同图1和图2的实施例，通过利用可调整分离器240将湿流140从干流145分开来移除散装材料的顶部处的水分。如上面所描述的，迁移到散装材料底部的水分穿过透水连续运载带205进行收集。
应理解的是，在一些实施例中，仅第一惰辊偏移或偏心于第二惰辊以引发振荡运动。在其他实施例中，第一惰辊的旋转轴线偏移或偏心于第二惰辊的旋转轴线和/或第三惰辊的旋转轴线。此外，在进一步的实施例中，仅一些惰辊被布置在惰辊组230中。例如，可以存在位于各惰辊组230之间的“标准”惰辊。此外，在另一个实施例中，惰辊210a可以定位在相邻惰辊210b、210c的下面，而不是被抬升以仍然形成引发振荡运动的相同的波纹状或波状行进路径。
同样，如关于图1和图2的实施例所描述的，图3的实施例还将散装材料中的水分含量降低到低于TML以便安全运输并且减少散装材料的质量以便更便宜且更高效地运输。
此外，在第一实施例和第二实施例中，振荡运动大部分基本上横向于或正交于连续运载带105、205。通过此方式，振荡运动基本上正交于连续运载带105、205上散装材料的行进方向。实际上，振荡运动基本上垂直于散装材料的水平移动。然而，应理解的是，振荡运动可以以与连续运载带成倾斜角度的方式引导并且仍然实现散装材料的必要破坏以引发水分迁移。优选的是，振荡运动基本上是横向的或正交的以最大化振动对散装材料的影响。
参考图4和图5，示出了本发明可以应用到的PCT/AU2015/000655中描述的现有技术的辊式输送机系统301。导轨输送机系统301具有导轨轨道302，该导轨轨道通常结合两个并排的常规导轨303和304。这些导轨可以是与常规火车导轨轨道中使用的导轨类似的类型并且可以像常规导轨轨道系统那样安装在地面上的枕木上，或像典型的带式输送机系统那样被抬升并且支撑在框架上。
辊式输送机系统301还包括多个滑架305，该多个滑架彼此间隔开并且在由导轨轨道302的导轨303和304支撑的轮306上运行。轮306通常是具有凸缘的，如在307处可以看到的并且以类似于常规火车系统的方式接合导轨303和304的内侧边缘。替代地，当辊式输送机系统1被配置为单轨型构造时，轮306可以设置有聚氨酯套或橡胶轮胎。
导轨输送机系统301进一步结合由滑架305支撑的通常由安装在每个滑架上的适当形状的轭状物309运载的连续运载带308。
尽管可以仅通过滑架305的附接(通过刚性连接或通过与运载带308的摩擦)来连接并驱动滑架305，但在一种优选的形式中，滑架305是间隔开的并且通过驱动缆索或绳索310连接在一起。驱动绳索通常是由驱动机构(未示出)驱动的钢索或绳索。替代地，绳索310可以用于简单地连接滑架305并且滑架可以由以更常规的方式驱动的输送带830中的张力驱动。
导轨303和304可以用许多不同的方式支撑，并且图4示出了如在常规的带式输送机中所常见的将导轨支撑在间隔开的框架311上或塔架上的一个示例。如图4和图5中所示，构造输送机的一种特别节省成本的方法是将输送段312定位在返回段313上方。图4示出了由处于“直立”配置的滑架305支撑的运载带，而图5示出了由处于倒置或颠倒配置的滑架支撑在返回段313中的运载带。替代地，输送段312可以与返回段313并排或平行定位，这两个导轨段以类似于常规铁路系统的方式支撑在一组普通枕木上，抬升在一系列柱或塔架和横向横梁上或单轨型构造上。
参考图6至图8，示出了用于辊式输送机系统301中的本发明的优选实施例。滑架320旨在代替滑架305并且提供水分减少系统以降低运载带308上的散装材料的TML。
滑架320具有：滑架主体325；支撑框架，其用于以呈轭状物330的形式支撑连续运载带308，该轭状物具有一对轭状物臂335，该对轭状物臂布置在滑架主体325的相对侧上。滑架320还具有用于接合导轨轨道302的两对轮340、345，在此实施例中，轮340、345在307处具有凸缘以接合导轨轨道的导轨303、304。轮340、345被配置为当滑架320沿着导轨轨道302移动时在滑架主体325中引发传输到连续运载带308和散装材料的振荡运动。
在此实施例中，振荡运动由滑架320的轮配置产生。更特别地，如图7中最佳地示出，轮340、345具有相对于彼此偏移或偏心的轴350、355。尽管前轮340共享公共轴350，但后轮355具有它们自己的单独的轴355。轴350、355的偏移或偏心率是从平行于滑架320的纵向轴线的方向上的视图中确定的。轴350、355的此偏移配置导致后轮345在滑架320沿着导轨轨道302的导轨303、304移动时提升滑架320。实际上，由于前轴350和后轴355的偏心配置，后轮345起到类似于偏心轮的作用。因此，滑架主体325的后端360也开始提升，使滑架主体325围绕前轮340的轴345枢转并且提升轭状物330，并且由此提升连续运载带308和被运输的散装材料。当滑架320继续沿着导轨轨道302行进时，后轮345旋转并且后端360降低。以此方式，当后轮345旋转并且滑架320移动时，滑架主体325周期性地提升和降低以引发振荡运动。此周期性振荡运动因此被传输到滑架主体325、轭状物330、运载带308和散装材料。
振荡运动穿过由滑架320上方的运载带308保持的散装材料，有效地振动或摇动散装材料，使散装材料内的颗粒松散并且释放其中包含的水分。然后，在由振荡运动生成的持续振动下，此释放的水分自由地朝向散装材料的底部或顶部迁移，在散装材料的底部或顶部处该释放的水分可以通过各种机构被移除。例如，在水分迁移到散装材料底部的情况下，运载带308是多孔的以允许水分流过运载带并且由位于导轨轨道302下面的槽或托盘收集在下方。在水分迁移到散装材料的顶部的情况下，如上面所描述的，可使用可调整的分离器来移除水分。
对于辊式输送机系统301中的每个滑架320，散装材料上的此振荡运动的水分释放效果是重复的。因此，在操作中，当散装材料沿着连续运载带308的长度行进时，散装材料连续地经受来自振荡运动的振动。因此，在辊式输送机上的运输期间，大量的水分从散装材料中迁移。这确保了散装材料中的水分含量降低到TML以下，并且因此可以通过船只安全且高效地运输。此外，所导致的散装材料质量的减少意味着现在运输散装材料比以前可能更便宜或准许在船只上运输比以前可能更多的散装材料。
如同第一实施例和第二实施例，在此实施例中，振荡运动大部分基本上横向于或正交于连续运载带308。通过此方式，振荡运动基本上正交于连续运载带308上散装材料的行进方向。实际上，振荡运动基本上垂直于散装材料的水平移动，但可以以与连续运载带倾斜的角度引导并且仍然实现散装材料的必要破坏以引发水分迁移。还优选的是，振荡运动基本上是横向的或正交的以最大化振动对散装材料的影响。
轴350与355之间的偏移量相对较小。如图7最佳中示出的，通过测量相应地与轴350、355的纵向轴线380、385相交的水平面370、375之间的距离或间隙d来确定偏移量，水平面370、375平行于导轨轨道302。此距离d取决于轮340、345的直径350、355，但足以在滑架中生成必要的振荡运动以经由运载带308传输到散装材料。在此实施例中，如图8中最佳中示出的，对于以1,500吨/小时脱水铁矿石操作的辊式输送机系统，前轮340具有70mm的直径并且后轮345具有140mm的直径355，其中距离d为15mm。从轮340、345的相应的中心360、365测量，该轮340、345也间隔开距离D，在此情况下该距离D是300mm。在其他实施例中，距离d可以在10mm至50mm之间的范围内。类似地，前轮340的直径350可以在50mm至300mm的范围内。后轮345的直径355可以在100mm至500mm的范围内。从340、345的相应的中心360、365测量，轮340、345也可以在200mm至800mm的范围内间隔开。应理解的是，这些直径和距离可以根据连续运载带所运载的货物和吞吐量(吨/小时)以及可以用于多种系统中的不同类型的滑架而变化。例如，前轮和后轮之间的距离D可以根据所用滑架的类型而变化，从至少200mm高达1,500mm甚至2000mm。
相应地具有不同直径350、355的轮340、345进一步有助于振荡运动的生成。在该实施例中，前轮340的直径350小于后轮345的直径355。还应理解的是，尽管已经描述了前轮340具有的直径小于后轮345的直径的滑架320，但相反的配置同样有效；也就是说，前轮340相对于后轮345可以具有更大的直径。
在此实施例中，振荡运动的振幅相对较小，在10mm至80mm的范围内，更优选地在12mm至76mm的范围内，并且最优选地在25mm左右。还发现振荡运动的峰值加速度和/或频率影响可实现的水分迁移量。已经确定，优选的是振荡运动的峰值加速度在1m/s2与10m/s2之间，并且更优选地，在4m/s2与6m/s2之间。类似地，振荡运动的频率在2Hz与10Hz之间，更优选地，在3Hz与6Hz之间并且最优选地在4Hz与6Hz之间。这些因素的影响在下面描述的示例中得到证明。
示例
从两个地点采集不同类型的矿石样品并且标记为矿石样品A至D和F至I，其中矿石样品A至D来自一个地点并且矿石样品F至I来自另一个地点(矿石样品E仅用于校准目的)。矿石样品A、C和D是铁矿石细粉；矿石样品B是浓缩铁矿石；矿石样品F是铁矿石块样品；矿石样品G是实验室制备的样品；铁矿石样品H和I是铁矿石细粉。
矿石样品具有下面的表1中列出的特性。
表1–矿石样品特性概要
如本领域技术人员所理解的，D50测量值意味着存在的所有颗粒的50％将穿过指定的筛网尺寸。例如，D50＝500μm意味着所有存在颗粒的50％将穿过500μm的筛孔。因此，D50提供了粒度分布的指示。在此情况下，例如，矿石样品A的D50为3mm意味着存在的50％的颗粒将穿过具有3mm直径的筛。
每个矿石样品被分成六个材料柱，每根柱下方都有水收集器。在每个水收集器下方都定位有测压元件以用于监测并记录水收集器内的水质量的变化。根据本发明的原理，在下面的表2中的加速度、频率和振幅范围内，矿石样品柱共同经受相同的振荡运动。
表2–测试振荡运动的加速度、频率和振幅
加速度(m/s2) 频率(Hz) 峰值到峰值振幅(mm)
4 2 51.0
4 4 12.7
6 2 76.0
下面的表3至表10示出了经受上述加速度、频率和振幅参数的每个矿石样品中水分减少的结果。在下面的结果中，考虑到矿石样品的不同来源，初始水分含量被限定为X，其中每个地点的值不同，并且水分含量为X+3％的示例意味着X值加上X的3％。
此外，在表3至表10中，水分迁移模式描述了水分是朝向柱的顶部还是底部迁移；总水分减少量是从矿石样品中损失的水分量；压实意味着样品体积减少的百分比；超细颗粒迁移模式描述了对于约45μm的超细颗粒，水分是朝向柱的顶部还是底部迁移；超细粉最大值差异描述了六列称重传感器中约45μm超细颗粒的最大值差异；并且水分迁移速率依据每振荡周期的克数来测量。
表3–矿石样品A的水分迁移结果
表4–矿石样品B的水分迁移结果
表5–矿石样品C的水分迁移结果
表6–矿石样品D的水分迁移结果
表7–矿石样品F的水分迁移结果
表8–矿石样品G的水分迁移结果
表9–矿石样品H的水分迁移结果
表10–矿石样品I的水分迁移结果
从表3至表10中的结果可以看出，尽管测试的加速度和频率参数实现了水分的显著减少，表明它们有助于总水分减少速率，但是在影响水分迁移速率方面，加速度变化率似乎比频率具有更大的影响。
图9是示出水分迁移速率相对于矿石样品A至D的加速度变化率绘制的曲线图，而图10是示出水分迁移速率相对于矿石样品F至I的加速度变化率绘制的曲线图。两个曲线图都证明水分迁移速率随着加速度变化率的增加而增加。因此，这些示例证明了本发明的优选实施例在减少由辊式输送机系统1运输的散装材料中的水分方面的有效性。
尽管在所描述的实施例中存在用于滑架320的四个轮340、345，但应理解的是，本发明可以利用用于接合导轨轨道的至少三个轮来实现。在此实例中，单个轮可以位于滑架320的前部或后部，并且一对轮相应地在后部或前部，而导轨轨道302可以包含用于接合该单个轮的再一个导轨。在此布置中，对滑架320的影响是相同的；当轮旋转并且滑架沿着导轨轨道302移动时，滑架主体325周期性地升高和降低，从而引发传递给运载带308并且因此传递给散装材料的振荡运动。
在一些实施例中，偏移轮配置可以用剪刀型提升机构代替以产生必要的振荡运动。此剪刀型提升机构可以是液压或气动操作的。然而，可以预想的是，对于在长距离上的辊式输送机系统，此实施例将难以操作和维护并且需要液压或气动系统的动力源来操作剪刀臂，从而增加了资金、操作和维护成本。因此，据信偏移轮配置更具成本效益，因为它依靠更简单的机构来生成振荡运动，而不需要单独的动力源或大量的维护。
在一些实施例中，滑架主体包括单个支撑框架。在其他实施例中，存在多个支撑框架。在进一步的实施例中，支撑框架布置在滑架主体的同一侧上。可以预想，支撑框架提供多个接触点以用于传输由轮340、345生成的振荡运动以进一步增强破坏散装材料的振动，从而进一步增加水分迁移量。
进一步应理解的是，本发明的优选实施例中的任何特征可以组合在一起并且不必彼此孤立地应用。例如，图3和图4的滑架320可以被修改为在顶侧和底侧沿着滑架主体325具有多个轭状物330。作为另一个示例，轴350、355可以是用于每个轮340、345的单独轴或是用于两个轮340、345的公共轴。同样，本发明也可以通过具有用于轮的偏心轴而不具有不同直径的轮来实现。本领域技术人员可以容易地对本发明的上述实施例或优选形式的两个或更多个特征进行类似的组合或变化。
通过提供振荡运动组件(诸如往复式致动器臂、偏心惰辊和用于滑架的轮配置)以在用于运输散装材料的辊式输送机系统中导致连续运载带的振荡运动，本发明提供了使散装材料连续地经受来自振荡运动的振动的优点，导致水分从散装材料中迁移以便移除。这又导致散装材料具有低于TML的水分含量，从而确保散装材料可以通过船只(诸如货船)安全且高效地运输。此外，水分含量的减少减少了散装材料的质量，使其运输更便宜且更高效。这也意味着，由于船只总质量的减少，可以在船只中运输更多的散装材料。通过采用往复式致动器臂、偏移或偏心惰辊配置或轮轴配置，这些优点被进一步增强，与其他系统相比，该往复式致动器臂、偏移或偏心惰辊配置或轮轴配置简单且有效地产生所需的振荡运动而不增加资金、操作或维护成本。此外，由于本发明只需要给辊式输送机系统增加最少的振荡运动组件(或更换惰辊或滑架)，因此本发明可以容易地实现到现有的辊式输送机系统。在所有这些方面，本发明表示了对现有技术的实际和商业上的重大改善。
尽管已经参考具体的示例描述了本发明，但本领域的技术人员将会理解，本发明可以以许多其他形式实施。

Claims (25)

1.一种辊式输送机系统，其包括：
连续运载带，其用于运载散装材料；以及
振荡运动组件，其可操作地连接到所述连续运载带；
其中所述振荡运动组件被配置为引发所述连续运载带的传输到所述散装材料的振荡运动。
2.根据权利要求1所述的系统，其还包括用于支撑所述连续运载带的多个惰辊，其中至少一个惰辊安装到框架，其中所述振荡运动组件可操作地连接到所述框架并且所述振荡运动组件被配置为在所述框架和所述至少一个惰辊中引发传输到所述连续运载带和散装材料的振荡运动。
3.根据权利要求2所述的系统，所述振荡运动组件包括：一个或多个致动器臂，其连接到所述框架；基座；以及驱动机构，其用于使所述一个或多个致动器臂相对于所述基座往复运动。
4.根据权利要求1所述的系统，其还包括用于支撑所述连续运载带的多个惰辊，所述多个惰辊安装到框架，其中两个或更多个惰辊被配置为在所述连续运载带中引发传输到所述散装材料的振荡运动。
5.根据权利要求4所述的系统，其中第一惰辊偏移或偏心于第二惰辊以引发所述振荡运动。
6.根据权利要求4所述的系统，其中所述多个惰辊中的一些惰辊被分成惰辊组以引发所述振荡运动，其中每个惰辊组包括偏移或偏心于第二惰辊和第三惰辊的第一惰辊。
7.根据权利要求5或6所述的系统，其中所述惰辊组或惰辊限定用于所述连续运载带的优选地为波状、波纹状或正弦波状的行进路径。
8.根据权利要求1所述的系统，其还包括具有用于支撑所述连续运载带的支撑框架的滑架主体和用于接合导轨轨道的至少三个轮，其中所述轮被配置为当所述滑架沿着所述导轨轨道移动时在所述滑架主体中引发传输到所述连续运载带和散装材料的振荡运动。
9.根据权利要求9所述的系统，其中所述轮被配置为使得当所述滑架沿着导轨轨道移动时，所述滑架主体的一端被周期性地从所述导轨轨道提升以引发所述振荡运动。
10.根据权利要求9或10所述的系统，其中所述轮通过与第二轴间隔开的第一轴可旋转地连接到所述主体，并且其中所述第一轴偏移或偏心于所述第二轴以引发所述滑架主体的移动，从而产生所述振荡运动。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中至少一个轮具有相对于另一个轮的直径不同的直径。
12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述振荡运动与所述连续运载带成倾斜角度或基本上横向于或正交于所述连续运载带。
13.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述振荡运动的频率在2Hz与10Hz之间，优选地在3Hz与6Hz之间，并且最优选地在4Hz与6Hz之间。
14.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述振荡运动的峰值加速度在1m/s2与10m/s2之间，优选地在4m/s2与6m/s2之间，并且最优选地为至少6m/s2。
15.一种用于辊式输送机系统的滑架，所述辊式输送机系统具有用于运载散装材料的连续运载带，所述滑架包括：
滑架主体，其具有用于支撑所述连续运载带的支撑框架；以及
至少三个轮，其用于接合导轨轨道；
其中所述轮通过与第二轴间隔开的第一轴可旋转地连接到所述主体，并且其中所述第一轴偏移或偏心于所述第二轴以引发所述滑架主体的移动，使得当所述滑架沿着所述导轨轨道移动时，所述滑架主体的一端周期性地从所述导轨轨道提升以在所述滑架主体中引发传输到所述连续运载带和散装材料的振荡运动。
16.一种用于减少由辊式输送机系统运输的散装货物中的水分的方法，所述辊式输送机系统具有用于运载所述散装材料的连续运载带，所述方法包括：
支撑所述连续运载带；
将振荡运动组件可操作地连接到所述连续运载带；以及
通过振荡运动组件在所述连续运载带中引发传输到所述散装材料的振荡运动。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述连续运载带由多个惰辊支撑，其中至少一个惰辊安装到框架并且所述振荡运动组件通过一个或多个致动器臂可操作地连接到所述框架，使得所述振荡运动组件的一个或多个致动器臂的往复运动在框架和至少一个惰辊中引发传输到所述连续运载带和散装材料的振荡运动。
18.根据权利要求16所述的方法，其中连续运载带由安装到框架的多个惰辊支撑，所述方法包括将第一惰辊布置成偏移或偏心于第二惰辊以在所述连续运载带中引发传输到所述散装材料的振荡运动。
19.根据权利要求18所述的方法，其还包括将所述多个惰辊中的一些惰辊分成惰辊组以引发所述振荡运动，其中每个惰辊组包括偏移或偏心于第二惰辊和第三惰辊的第一惰辊。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其还包括布置所述惰辊组或惰辊以限定用于所述连续运载带的优选地为波状、波纹状或正弦波状的行进路径。
21.根据权利要求16所述的方法，其中所述辊式传输机系统包括具有用于支撑连续运载带的支撑框架的滑架主体和用于接合导轨轨道的至少三个轮，所述方法包括当所述滑架沿着所述导轨轨道移动时，周期性地从所述导轨轨道提升所述滑架的一端以在所述滑架主体中引发传输到所述连续运载带和散装材料的振荡运动。
22.根据权利要求21所述的方法，其包括通过与第二轴间隔开的第一轴将轮可旋转地连接到所述滑架主体，并且提供所述第一轴偏移或偏心于所述第二轴以引发所述滑架主体的移动，从而产生所述振荡运动。
23.根据权利要求16至22中任一项所述的方法，其包括以与所述连续运载带成倾斜角度或基本上横向于或正交于所述连续运载带来引导所述振荡运动。
24.根据权利要求16至23中任一项所述的方法，其中所述振荡运动的频率在2Hz与10Hz之间，优选地在3Hz与6Hz之间，并且最优选地在4Hz与6Hz之间。
25.根据权利要求16至24中任一项所述的方法，其中所述振荡运动的峰值加速度在1m/s2与10m/s2之间，优选地在4m/s2与6m/s2之间，并且最优选地为至少6m/s2。
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