CN1205342C - 用于以具有可变倾角的旋转斜道配送散装物料的可变装置 - Google Patents

用于以具有可变倾角的旋转斜道配送散装物料的可变装置 Download PDF

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CN1205342C CNB018150500A CN01815050A CN1205342C CN 1205342 C CN1205342 C CN 1205342C CN B018150500 A CNB018150500 A CN B018150500A CN 01815050 A CN01815050 A CN 01815050A CN 1205342 C CN1205342 C CN 1205342C
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Abstract

本发明涉及一种用于配送散装物料的装置，其包括：悬挂到悬吊转子(18)上的倾斜斜道(32)，该悬吊转子由马达(60)驱动旋转；倾斜控制转子(28)和倾斜机构(36、36＇)，该倾斜机构将两个转子(18、28)的差速转动变换为斜道(32)的倾斜运动。第一制动机构(80)与倾斜控制转子(28)相关联，而第一控制装置(102、106)通过控制倾斜控制转子(28)的制动来控制斜道(32)的倾角变化。

Description

用于以具有可变倾角的旋转斜道 配送散装物料的可变装置
技术领域
本发明涉及一种用于以具有可变倾角的旋转斜道配送散装物料的可变装置。
更具体地说，本发明涉及如下的装置，其包括支撑框架、用于配送散装物料的斜道、悬吊转子和倾斜控制转子、以及倾斜机构。斜道悬吊到悬吊转子上，以便可以围绕基本水平的倾斜轴倾斜。倾斜机构连接在斜道和倾斜控制转子之间，以便将悬吊转子和倾斜控制转子的差动旋转转变为两个极端位置之间斜道倾角的变化。
背景技术
例如从美国专利3693812可以得知这种装置。在这个装置中，两个转子经由行星传动箱旋转。自这个行星传动箱，伸出(1)主输入轴；(2)次级输入轴；(3)第一输出轴，下面称为旋转轴；和(4)第二输出轴，下面称为倾斜控制轴。主输入轴由驱动马达旋转。减速机构(demultiplying mechanism)将主输入轴连接到旋转轴上，而后者穿入支撑框架内，在此，其借助于小齿轮与悬吊转子的齿圈啮合。倾斜控制轴自身也穿入支撑框架内，在此，其借助于小齿轮与倾斜控制转子的齿圈啮合。行星传动箱还包括：水平环形齿轮，该齿轮在其外圆周与旋转轴的小齿轮啮合；由次级输入轴承载的太阳轮；至少两个行星轮，它们与环形齿轮的内圆周以及太阳轮啮合；以及行星轮托架，它与倾斜控制轴的齿轮啮合。这些齿轮尺寸确定成在次级输入轴不转动时两个输出轴具有相同的转速。具有可逆转动方向的控制马达连接到行星传动箱的次级输入轴上。通过在第一方向驱动这个控制马达，斜道在第一方向上倾斜，而通过在相反方向上驱动该马达，斜道在相反方向上倾斜。控制马达的转速决定了斜道的倾斜速度，而与斜道的转速无关。通过借助于制动器制动次级输入轴，可以为旋转斜道提供一个严格保持恒定的倾角。
应注意到这个行星传动箱是用于配送散装物料的装置的关键设备，这是占有装置大部分成本的特殊构件。此外，为了在驱动单元要进行维护或大修时保持可工作，必须留有一套完整的行星传动箱作为预备。
发明内容
本发明的目的是提供一种上述类型的用于配送散装物料的装置，该装置带有简单的驱动机构，特别是在维护或大修情况下产生较少问题。
本发明提供一种用于配送散装物料的装置，包括：支撑框架；用于散装物料的配送斜道；悬吊转子，其安装在所述支撑框架上，以便能够围绕垂直的转轴旋转，所述斜道悬挂到所述悬吊转子上，以便可围绕水平的倾斜轴倾斜；第一马达，能够围绕其转轴在第一方向上转动所述悬吊转子；倾斜控制转子，其安装在所述支撑框架上，以便其能够围绕垂直的转轴旋转；以及倾斜机构，其连接到所述斜道和所述倾斜控制转子之间，所述倾斜机构设计成将所述悬吊转子和所述倾斜控制转子的差动旋转变换为所述斜道在两个极端位置之间的倾角变化；所述斜道得以平衡，以便其返回到其两个极端位置中的第一个，同时经由所述倾斜机构在所述悬吊转子转动方向上加速所述倾斜控制转子；第一制动装置与所述倾斜控制转子相关联，以便它能够将制动力矩施加到所述倾斜控制转子上；以及第一控制装置与所述第一制动装置相关联，以便通过向所述倾斜控制转子施加受控的制动力矩而控制所述斜道的倾角的变化。
优选，还包括第二马达，与所述倾斜控制转子相关联，以便它能够驱动后者围绕其转轴在第二转动方向上旋转，该第二转动方向与所述第一转动方向相反；第二制动装置，其与所述悬吊转子相关联，以便其能够将制动力矩施加到所述悬吊转子上。
优选，具有带有离合器的传动机构，该离合器连接到所述悬吊转子和所述倾斜控制转子之间，以便在所述离合器的接合位置，所述机构使得两个转子转动相互依赖，同时为两个转子提供相等的转速。
优选，还包括：第二控制装置，其与所述第二制动装置相关联，以便通过改变所述悬吊转子的制动力矩控制在所述第二方向上旋转的所述斜道的倾角变化。
优选：包括：与所述第二马达相关联的变速驱动器；以及与所述变速驱动器相关联的控制装置，以便通过改变所述倾斜控制转子的转速来控制所述悬吊转子的转速。
优选：包括：与所述第二马达相关联的变速驱动器；以及控制装置，该控制装置与所述变速驱动器相关联，以便通过改变所述倾斜控制转子的转速同时保持所述悬吊转子的转速恒定来控制所述斜道的倾斜速度。
优选，所述第一马达和所述第二制动装置、所述第二马达和所述第一制动装置分别形成一个单元，该单元包括由一电路供能的转动的电动机器，以便其能够至少在一个转动方向上，以马达模式工作来产生驱动扭矩，并以发电机模式工作产生制动扭矩。
优选，所述转动的电动机器为配备有减速器的电机；以及所述电路为静止变频器。
优选，所述第一控制装置、所述第二控制装置分别包括：第一角度传感器，其探测所述悬吊转子的角位置；第二角度传感器，其探测所述倾斜控制转子的角位置；以及计算装置，用于计算两个转子的相对角位置。
优选，所述第一控制装置、所述第二控制装置分别包括：差动角度传感器，其探测两个转子的角位置。
优选，所述第一控制装置、所述第二控制装置分别包括：
带有第一输入轴、第二输入轴和输出轴的差速测量机构，所述第一输入轴由所述悬吊转子转动，所述第二输入轴由所述倾斜控制转子旋转，而所述差速测量机构设计成在两个转子具有相同转速时所述输出轴转动上固定；以及角度传感器，其探测所述输出轴的角位置。
本发明提供一种用于配送散装物料的装置，包括：支撑框架；用于散装物料的配送斜道；悬吊转子，其安装在所述支撑框架内，以便它能够围绕垂直的转轴旋转，所述斜道悬挂到所述悬吊转子上，以便可以围绕水平的倾斜轴倾斜；第一马达，其能够驱动悬吊转子围绕其轴线在第一方向上旋转；倾斜控制转子，其安装在所述支撑框架内，以便它能够围绕垂直的转轴旋转；以及倾斜机构，它们连接到所述斜道和所述倾斜控制转子之间，所述倾斜机构设计成将所述悬吊转子和所述倾斜控制转子的差动转动转换成所述斜道在两个极端位置之间的倾角变化；第一制动装置与所述倾斜控制转子相关联，以便它能够将制动力矩施加到所述倾斜控制转子上；第二马达与所述倾斜控制转子相关联，以便它能够驱动后者围绕其轴线在所述第一方向上以高于所述斜道的所需转速的转速转动；第二制动装置与所述悬吊转子相关联，以便它能够将制动力矩施加到所述悬吊转子上；以及控制装置能够通过在所述第一方向上驱动所述悬吊转子并通过借助所述第一制动装置向所述倾斜控制转子施加受控的制动力矩来控制所述斜道在第一方向上的倾斜，并且通过在所述第一方向上以高于所述斜道的所需转速的转速驱动所述倾斜控制转子并通过借助所述第二制动装置控制所述悬吊转子的制动来控制所述斜道在第二方向上的倾斜。
优选，所述倾斜机构是自锁机构。
优选，还包括带有离合器的传动机构，离合器连接在所述悬吊转子和所述倾斜控制转子之间，以便在所述离合器的接合状态下，所述机构通过为两个转子提供相等在转速而使两个转子转动上相互依赖。
优选所述第一马达能够在与所述第一转动方向相反的第二转动方向上以所述斜道所需的转速驱动所述悬吊转子；以及所述第二马达能够在第二转动方向上以高于所述斜道所需转速的转速驱动所述倾斜控制转子。
优选，在所述斜道在所述第二方向上转动时，与所述第一制动装置、与所述第二制动装置以及与所述第二马达相关联的所述控制装置能够控制所述斜道的倾斜：在第一方向上，是通过借助所述第二马达在所述第二方向上以高于所述斜道的所需转速的转速驱动所述倾斜控制转子，并通过借助所述第二制动装置控制所述悬吊转子的制动来实现的；以及在第二方向上，是通过在所述第二方向上驱动所述悬吊转子并借助于所述第一制动装置控制所述倾斜控制转子的制动而实现的。
优选，变速驱动器与所述第二马达相关联；以及所述控制装置能够控制所述变速驱动器，以便通过改变所述倾斜控制转子的速度来控制所述悬吊转子的转速。
优选，变速驱动器与所述第二马达相关联；以及所述控制装置能够控制所述变速驱动器，以便通过改变所述倾斜控制转子的速度来控制所述斜道的倾斜速度。
优选，所述第一马达和所述第二制动装置，所述第二马达和所述第一制动装置分别形成一个单元，该单元包括电路供能的转动的电动机器，以便其能够至少在一个转动方向上，以马达模式工作来产生驱动扭矩，并以发电机模式工作产生制动扭矩。
优选，所述转动的电动机器为配备有减速器的电动机，并且所述电路是静止变频器，其允许所述转动的电动机器按一四个象限的图工作，在该图中，所产生的扭矩是转速的函数。
优选，所述控制装置包括：第一角度传感器，其探测所述悬吊转子的角位置；第二角度传感器，其探测所述倾斜控制转子的角位置；以及计算装置，用于计算两个转子的相对角位置。
优选，所述控制装置包括：差动角度传感器，其探测两个转子的角位置。
优选，所述控制装置包括：带有第一输入轴、第二输入轴和输出轴的差速测量机构，所述第一输入轴由所述悬吊转子转动，所述第二输入轴由所述倾斜控制转子旋转，而所述差速测量机构设计成在两个转子具有相同转速时所述输出轴转动上固定；以及角度传感器，其探测所述输出轴的角位置。
优选，所述控制装置包括：用于所述斜道的与所述斜道一同转动的斜度传感器，与所述斜度传感器相关联的发射器以及转动上固定地安装到所述支撑框架上的至少一个接收器。
根据本发明，这个目的是通过一种用于配送散装物料的装置来实现的，该装置以本身公知的方式包括支撑框架、用于配送散装物料的斜道、悬吊转子、倾斜控制转子和倾斜机构。两个转子安装到支撑框架上，以便它们都能够围绕基本上垂直的旋转轴旋转。斜道悬吊到悬吊转子上，以能够围绕大致水平的倾斜轴倾斜。悬吊转子(以及相应的斜道)可以由第一马达在第一方向上围绕其转轴驱动。倾斜机构连接到斜道和倾斜控制转子之间，以便将悬吊转子和倾斜控制装置的差动旋转转变为两个极端位置之间斜道倾角的变化。根据本发明第一方面，斜道为了返回到其两个极端位置中的第一个而得以平衡，同时经由倾斜机构在悬吊转子转动方向上加速倾斜控制转子。在这个实施例中，第一制动装置与倾斜控制转子相关联，以便它能够将制动力矩施加到倾斜控制转子上。当悬吊转子在第一转动方向上驱动时，通过将第一制动装置与第一控制装置相关联，第一控制装置使得斜道的倾斜可以通过控制施加到倾斜控制转子上的制动力矩来加以控制。如果施加到倾斜控制转子上的制动力矩等于保持斜道在平衡位置所需的力矩时，斜道保持倾斜不变。如果施加到倾斜控制转子上的制动力矩大于将斜道保持在平衡位置所需的力矩时，斜道远离其倾斜的第一极端位置而移动。如果由倾斜控制转子所施加的制动力矩小于将斜道保持在平衡位置所需的力矩时，斜道靠近其倾斜的第一极端位置而移动，这是由于其特定的平衡导致倾斜控制转子相对于悬吊转子加速。在这三种情况下，当然第一马达必须产生大于倾斜控制马达的制动力矩的驱动力矩，同时提供大致恒定的转速。仍要注意的是为了提供确保斜道返回到其两个极端位置中的第一位置的斜道的平衡，可以或是仅仅包括斜道的重量，或是求助于平衡重或弹簧或其他能够在斜道沿一个方向倾斜时储存潜能而在斜道要在相反方向倾斜时释放潜能的部件。结果，通过将倾斜控制转子与具有可控制动力矩的简单的制动装置相关联，当斜道在第一方向上旋转时，可以控制斜道的倾角及其倾斜速度。
为了使得斜道以严格恒定的倾角旋转而不必连续制动倾斜控制转子，可以在悬吊转子和倾斜控制转子之间连接离合传动机构。在接合位置处，该机构使两个转子相互依赖地转动，即，为两个转子提供相同的速度或转动，而在离合器脱开位置，该机构使得一个转子相对于另一个分别加速、减速。换句话说，在传动机构脱开情况下通过改变倾斜控制转子的制动力矩而已经设定了斜道特定的倾角之后，为了机械固定两个转子的角度偏移，从而提供斜道严格恒定的倾角而不必为此目的耗费任何能量，可以接合传动机构。
如果对于斜道，意图不局限于一个转动方向上，或者能够在斜道旋转固定时调节斜道的倾角，第二马达必须与倾斜控制转子关联，以便能够在第二旋转方向上围绕倾斜控制转子的转轴而驱动该转子，并且第二制动装置必须与悬吊转子关联，以便能够将制动力矩施加到悬吊转子上。在此情况下，与第二制动装置相关联的控制装置通过改变悬吊转子的制动力矩来控制在第二方向上转动的斜道的倾角变化。为了提供斜道严格恒定的倾角而不需为此目的耗费能量，优选地求助于前面所描述的齿轮传动机构。仍要注意的是，斜道的倾斜也可以在不驱动其转动的情况下加以变化。为此目的，经由第二制动装置阻止悬吊转子转动，并通过使第二马达驱动倾斜控制转子来在第一方向上控制斜道的倾斜，并通过经由第一制动装置制动倾斜控制转子来在第二方向上控制斜道的倾斜，并借助于斜道的平衡使得斜道返回到两个极端位置中的第一个这个有利条件。
为了保证斜道在所述第二转动方向上基本恒定的转速，当斜道的倾角通过制动悬吊转子来加以变化时，变速驱动器必须与第二马达相关联。通过使控制装置与变速驱动器相关联，则可以为悬吊转子提供所需的转速，而通过第二控制装置控制悬吊转子的制动力矩，可以为斜道提供所需的倾斜速度。另外，斜道的转速可以经由第二制动装置来得以利用(impose)，而控制装置可以与第二马达的变速驱动器相关联，并对斜道的倾斜速度提供直接控制。仍要注意的是在两种情况下，带有变速驱动器的第二马达应该能够以高于斜道所需转速和低于斜道所需转速来驱动倾斜控制转子。
在上面描述中，假设斜道是平衡的，以便它返回到其两个极端位置中的第一个，同时经由倾斜机构在悬吊转子的转动方向上加速倾斜控制转子。如果这种平衡不可能实现的话，根据本发明的装置应如下配置：第一制动装置关联到倾斜控制转子上，以便它能够将制动力矩施加到倾斜控制转子上。第二马达与倾斜控制转子相关联，以便它能够围绕其轴线以高于斜道所需转速的转速在第一方向上驱动倾斜控制转子。第二制动装置与悬吊转子相关联，以便它能够将制动力矩施加到悬吊转子上。那么，控制装置使得斜道在第一方向上的倾斜可通过在第一方向上驱动悬吊转子并通过借助第一制动装置控制倾斜控制转子的制动来加以控制，并且斜道在第二方向上的倾斜可以通过在第一方向上以高于斜道所需转速的转速驱动倾斜控制转子并通过借助第二制动装置控制悬吊转子的制动来得以控制。
在上面段落的装置中，如果是一个完全自锁机构，即为了保持斜道倾斜状态下固定，不需要向倾斜控制转子施加力矩，那么为了使斜道以严格恒定的倾角旋转，转动悬吊转子而不制动倾斜控制转子就足够了。然而，如果倾斜机构不是完全自锁的，或者如果存在磨损将破坏其自锁特性的风险，那么推荐该装置配备带有如前面所述的离合器的传动机构。
如果对于斜道、意图不局限于一个转动方向，则第一马达要能够在第二转动方向上以斜道所需的转动驱动悬吊转子，而第二马达要能够在第二转动方向上以高于斜道所需转速的转速驱动倾斜控制转子。在这种情况下，与第一制动装置、第二制动装置、和第二马达相关联的控制装置必须能够控制斜道的倾斜：(a)在第一方向上，通过借助于第二马达沿第二方向以高于斜道所需转速的转速驱动倾斜控制转子，并通过借助第二制动装置控制悬吊转子的制动实现；并且(b)在第二方向上，通过在第二方向上驱动悬吊转子并通过借助第一制动装置控制倾斜控制转子的制动来实现。仍要注意的是在这个装置中，斜道的倾斜也可以在不驱动它旋转的情况下加以变化。为此目的，经由第二制动装置阻止转动悬吊转子，而斜道在第一方向上的倾斜通过使倾斜控制转子在第一方向上由第二马达驱动来控制，在第二方向上的倾斜通过使倾斜控制转子由第二马达在第二方向上驱动来控制。
在倾角通过制动悬吊转子来变化时，为了通过上面段落所描述的装置保证斜道大致恒定的转速，变速驱动器要与第二马达相关联。那么，与变速驱动器相关联的控制装置能够提供悬吊转子所需的转速，而控制悬吊转子的制动力矩的第二控制装置能够提供斜道的所需倾斜速度。另外，斜道的倾斜速度可以经由第二制动装置得以利用，并且控制装置可以与第二马达的变速驱动器相关联，然后，对斜道的倾斜速度提供直接控制。仍要注意的是，具有其变速驱动器的第二马达要能够以高于斜道所需转速的转速驱动倾斜控制转子。
重要的是，要注意到用在如上所述的装置中、用以制动倾斜控制转子或悬吊转子的制动装置例如可以是机械、液力、磁性或电磁制动器。然而，在根据本发明的装置的优选实施例中，第一马达和第二制动装置、第二马达和第一制动装置分别形成一个单元，该单元包括由电路供电的旋转电动机器，从而它能够以马达形式工作而产生驱动扭矩，并以发电机模式工作而产生制动扭矩，它至少在一个方向上旋转。换句话说，第一驱动马达、第二驱动马达分别也实现电制动的功能。仍要指出的是这个方案不仅简化了装置的结构(不需要提供单独的制动器)，而且从装置的能量平衡角度也引入注目。实际上，以发电机模式工作的旋转电动机器将制动能量转化为电能，该电能输入到主供电网络中。然后，这个电能至少可以局部用来补偿在马达模式下工作的转动电动机器所吸收以克服控制斜道倾角所要产生的制动力矩的电能。
在根据本发明装置的优选实施例中，旋转的电动机器例如为配备有减速器的电机，而电路是静止变频器。这些是标准的廉价设备，并且在机器故障情况下，更换一般不会存在问题。
仍要指出的是，如上所述控制斜道倾斜的装置可以包括用于探测斜道的斜度的各种装置。在第一实施例中，使用了探测悬吊转子的角位置的第一角度传感器、探测倾斜控制转子的角位置的第二角度传感器以及用于计算两个转子的相对角位置并用于从其中推导出斜道的倾角的计算装置。然而，当使用直接探测两个马达的相对角位置的差动角度传感器时可以为控制装置提供更好的精度。这个精度可以通过在两个马达之间连接差速测量机构而得以进一步提高。这种机构例如包括第一输入轴、第二输入轴和输出轴。第一输入轴由悬吊转子转动，而第二输入轴由倾斜控制转子转动。这个差速测量机构尺寸确定成当两个转子具有相同转速时输出轴转动上固定，并从而它再产生转动上固定的参考系中的斜道倾角。然后，单个角度传感器探测差速测量机构的输出轴的角位置，并从而探测在转动上固定的参考系中的斜道斜度。倾斜控制装置还可以包括用于探测斜道斜度的与斜道一同转动的传感器。在这种情况下，发射器与这个转动上可动的斜度传感器相关联，而至少一个接收器安装在转动上固定的支撑框架上。以这种方式，可以得知在其旋转转动参考系中如何直接测量斜道的倾角的。
附图说明
本发明的其他特征和特点将从下面参照附图以示例方式对若干优选实施例的详细描述中理解，图中：
图1示出根据本发明的用于以可变倾角的旋转斜道配送散装物料的装置的平面图；
图2示出通过图1中装置的纵向剖面图，上部为沿着图1的剖面线A-A的剖面图；下部为沿着图1中的剖面线B-B的剖面图；
图3是图2中箭头3所标示的细节的正视图；
图4是与图2类似的纵向剖面图，该剖面图通过根据本发明的用于以可变倾角的旋转斜道配送散装物料的装置的第一替代实施例；
图5是与图2类似的纵向剖面图，该剖面图通过根据本发明的用于以可变倾角的旋转斜道配送散装物料的装置的第二替代实施例；以及
图6是横剖面图，其剖面线由图5中箭头6-6标示。
具体实施方式
图中，相同的附图标记标示相同或类似的部件。
图1、2、4和5所示的用于配送散装物料10的装置尤其确定为竖炉填料装置的一部分，该竖炉例如为鼓风炉。其包括外部框架12，该外部框架12设置有限定了一垂直供给通道16的固定供给套管14。悬吊转子18借助于大直径球轴承20悬挂在外部框架12上。这个悬吊转子18包括在其下端设置有水平凸缘24的圆柱形主体，其作用为框架12内侧与熔炉内侧之间的屏障。称为倾斜控制转子的第二转子28围绕悬吊转子18，并借助于大直径球轴承26悬挂在外部框架12上，以便使其转轴基本上与悬吊转子18的转轴共轴。
附图标记32标示用于通过供给通道16倾倒的松散材料的配送斜道。这个斜道32包括两个侧悬臂34和34′，借助于该侧悬臂，斜道32悬挂到悬吊转子18上。通过倾斜控制转子28所致动的倾斜机构，斜道32可以围绕基本水平的倾斜轴倾斜。在所示装置中，这个倾斜机构包括斜道32的每一(per)悬臂34、34′、悬吊转子20所承载的悬吊机构36、36′。这些悬吊机构36、36′中的每一个都包括垂直输入轴38、38′、内部齿轮系(未示出)以及水平悬吊销钉40、40′。斜道32的两个侧悬臂34、34′与悬吊销钉40、40′偶接，并且后者限定了用于斜道32的基本水平的倾斜轴。两个悬吊机构36、36′中每一个的垂直输入轴38、38′配备有小齿轮，该小齿轮与倾斜控制转子28的齿轮轮周43啮合。内部齿轮系将垂直输入轴38、38′的转动转变为悬吊销钉40、40′的转动。应注意的是两个悬吊机构36和36′应该相对于斜道32的中间平面对称，即，在与输入轴38、38′相同的方向上旋转应导致两个悬吊销钉40、40′在相反方向上的旋转。
重要的是应注意到也公知连接到斜道上并由倾斜控制转子致动的其他倾斜机构。从而，例如，US-A-4941792分别提出连接在两个销钉和倾斜控制转子之间的分叉的倾斜杠杆或者与斜道两个销钉之一相互依赖地与齿扇啮合的齿圈部分用作倾斜机构。US-A-5002806提出转子借助于杆与球形关节连接，且杠杆连接到斜道的一个销钉上。从WO95/21072、US-A-4368813、US-A-3814403和US-A-3766868也可以得知其他倾斜机构。
附图标记50标示安装到支撑框架12上的第一壳体。这个壳体50包含下面称为旋转轴54的垂直轴54，该垂直轴通过斜交伞齿轮传动机构52连接到水平输出轴56上。旋转轴54的上端经由机械减速器58与电机60偶接。旋转轴54的下端密封地通过壳体50的底板伸出，并设置有与悬挂转子18的齿轮轮周64相啮合的小齿轮。仍要注意的是支撑框架12设置有用于通过小齿轮62的口66，该口66由壳体50的底板密封地封闭。附图标记70标示安装到支撑框架12上的第二壳体，这个壳体70包含垂直轴74，下面其称作倾斜控制轴74，并通过斜交伞齿轮传动机构72连接到水平输入轴76上。旋转轴74的上端经由机械减速器78与电机80偶连。倾斜控制轴74的下端密封地从壳体70的底板伸出，并设置有与控制转子26的齿轮轮周84相啮合的小齿轮82。仍要指出的是支撑框架12还设置有用于通过小齿轮82的口86，该口86由壳体70的底板密封地封闭。壳体50的水平输出轴56以及壳体70的水平输入轴76借助于离合器90彼此相连。当离合器90处于接合位置时，两个转子18、28互相依赖地转动，即不可能使一个转子18、28相对另一个加速或减速。此外，不同的齿数比以如下方式确定，即，两个转子18、28的转速在这种情况下严格相同。为了使一个转子18、28相对于另一个加速或减速，因此离合器90必须脱开。
附图标记100总地标示控制系统，该控制系统控制用于配送散装物料10的装置。这个控制系统100包括控制中央单元102，该控制中央单元例如包括可编程控制器，后者通过第一变速驱动器104控制电机60并通过第二变速控制器106控制电机80。作为反馈信号，控制中央单元102接收来自两个角度传感器108和110的信号。角度传感器108经由齿轮112探测旋转轴54的角位置，进而探测倾斜控制转子28的角位置。借助于来自角度传感器108的信号，中央单元102计算斜道32的瞬时转速及其位置。基于来自两个角度传感器108和110的信号，中央单元102计算斜道的斜度以及斜道的瞬时倾斜速度。定点单元(set point unit)116使得明显关于斜道32的转速、斜度和倾斜速度的设定值输入到控制中央单元102中。
现在将详细描述用于配送散装物料的装置10的工作。
首先，让我们假设斜道32平衡，从而它能够在自身重量作用下在准垂直位置下(即，在其相对于垂直而测得的倾角最小的位置下)倾斜，并且倾斜机构尺寸确定为当斜道32在其自身重量作用下返回到最小斜度的位置时能够分别在箭头120的方向上加速倾斜控制转子和在箭头120′的方向上加速悬吊转子，这显然意味着力矩必须施加到倾斜控制转子28上，以便保持后者在给定倾角下平衡。让我们还假设斜道32应该沿箭头120的方向以速度N旋转。为了增大斜道如相对于垂直所测量的倾角，变速驱动器101、106使电机80作为发电机工作，该发电机将制动力矩施加到倾斜控制转子28上，而电机60在箭头120的方向上速度N驱动悬吊转子18。实际上，如果倾斜控制转子所施加的制动力矩变得大于保持斜道在平衡位置所需的力矩时，倾斜控制转子28相对于悬吊转子减速，而斜道32如相对于垂直所测得的倾角增大。倾斜控制转子28施加的制动力矩超过斜道32的平衡力矩越大，倾斜控制转子28相对于悬吊转子18减速越大，且斜道32的倾斜速度越快。当然，是电机60驱动悬吊转子18，该电机必须提供所需的能量，以用来克服施加到倾斜控制转子28上的制动力矩，从而使后者减速。当电机80作为发电机工作而产生倾斜控制转子28的制动力矩时，这个能量部分由变速驱动器10、106注入主供电网络的电能来补偿。如果意图在于保持斜道32沿箭头120的方向以速度N、恒定倾角旋转，电机80的制动力矩必须借助于变速驱动器106设定成倾斜控制转子28的转速基本上与悬吊转子18的转速N相同。当两个转子18、28的转速大致相同时，离合器90接合。自这个时刻起，两个转子18、28转动上相互依赖并且以相同速度旋转。斜道32的倾角固定在接合时刻的数值上。电机80不再产生制动扭矩，因此它可以空转。结果，电机60不再需要克服倾斜控制转子28的制动力矩，这意味着它吸收的能量显著减小。为了再次减小斜道32相对于垂直的倾角，只要离合器90简单地脱开。通过斜道32的特定平衡，亲写控制转子28经历在箭头120方向上的加速，这减小了倾斜控制转子28相对于悬吊转子28的延迟。结果，斜道相对于垂直的倾角再次减小。为了控制斜道32向其最小倾角位置倾斜的速度，控制中央单元102可以通过变速驱动器106将电机80操纵为发电机，这就将制动力矩施加到倾斜控制转子上。当然，这个制动力矩应该保持小于将斜道32保持在其平衡位置上所需的力矩。现在，让我们假设斜道32应该在相反方向上，即，在箭头120′的方向上以速度N旋转，为了增大斜道32如相对于垂直所测得的倾角，变速驱动器106操纵电机80，以便其在箭头120′的方向上以速度N′＞N驱动倾斜控制转子28，而变速驱动器104将电机60操纵为发电机，其将制动力矩施加到悬吊转子18上。借助于变速驱动器106，控制单元102控制倾斜控制转子28的驱动速度N′，以便将斜道32的倾斜速度调节到所需值。借助于变速驱动器104，控制单元102控制电机60，以便悬吊转子18的转速保持基本等于所需值N。现在，是电机80必须提供克服施加到悬吊转子18上的制动力矩的能量，以便保持后者处于转速N。当电机60作为发电机工作60以产生悬吊转子18的制动力矩时，这个能量部分由变速驱动器104注入主供电网络的能量来补偿。如果意图为保持斜道32在箭头120′方向上以速度N、恒定倾角旋转，倾斜转子20的制动力矩必须借助于变速驱动器106设定，直到实现零倾斜速度位置。在此时刻，倾斜控制转子28的转速与悬吊转子18的转速N相同，从而离合器90接合。每个转子18、28目前相互依赖地转动，并且以相同的速度转动。电机不再需要产生制动扭矩，它能够空转。结果，电机80不再需要克服悬吊转子10的制动力矩，这意味着其吸收能量显著减小。仍要指出的是如果离合器90接合，电机60也用于在箭头120′方向上以速度N驱动离合器90转动。为了再次减小斜道32相对于垂直的倾角，首先离合器90脱开，通过斜道32的特定平衡，悬吊转子18承受箭头120′方向上的驱动力矩，这导致其在旋转方向上加速。借助于变速驱动器104，控制单元102设定悬吊转子18的制动力矩，从而将斜道32的转速调节到所需值N。借助于变速驱动器106，控制单元102设定倾斜控制转子28的驱动力矩，以便将斜道32的倾斜速度调节到所需值。如果倾斜控制转子28的转速N′小于悬吊转子18的转速N，那么斜道32相对于垂直的倾角减小。
如果不需要在箭头120′方向上驱动斜道32旋转，电机80仅需要完成能够将制动力矩施加到倾斜控制转子28上的功能。当然，在这种情况下，电机80及其逆变器106可以用机械、液力、磁性或电磁制动装置代替，并配备有适当的控制装置，以通过控制倾斜控制转子28的制动来控制斜道32倾角的变化。那么，假设电机在它需要克服可变的制动扭矩时能够发出基本恒定的转速，就有可能不需要向电机供能的变速驱动器。
仍要注意的是取代平衡斜道以便其在自身重量作用下倾斜到其相对于垂直所测得的倾角最小的位置，也可以如此平衡斜道，以便它在自身重量作用下倾斜到其相对于垂直所测得的倾角最大的位置处。最后，为了平衡斜道以便其返回到其相对于垂直的倾角最小或最大的位置处，也有可能求助于弹簧或液压缸，后者能够在斜道沿一个方向倾斜时存储潜能，并在斜道必须沿相反方向倾斜时释放该潜能。
现在让我们假设倾斜机构是自锁的，即，为了将斜道的倾角保持恒定，不需要向倾斜控制电机施加力矩。再次让我们假设斜道32应该在箭头120的方向上以速度N旋转。为了增大斜道32相对于垂直测得的倾角，变速驱动器106将电机80操纵为发电机，其向倾斜控制转子28施加制动力矩，而电机60以速度N在箭头120的方向上驱动悬吊转子18。实际上，如果施加到倾斜控制转子上的制动力矩变得大于特定值，倾斜控制转子28相对于悬吊转子18减速，而斜道32相对于垂直所测得的倾角增大。倾斜控制转子28相对于悬吊转子18的减速越大，则斜道32的倾斜速度越高。当然，是电机60必须提供克服施加到倾斜控制转子28上的制动力矩的能量，以便使后者减速。当电机80作为发电机工作以产生倾斜控制转子28的制动力矩时，该能量部分由变速驱动器106注入主供电网络的能量予以补偿。为了保持斜道32在箭头120方向上以速度N、恒定倾角转动，电机80在无负载情况下工作就足够了。然而，如果倾斜机构不是对于斜道所有倾角都完全自锁的，那么尽管如此仍然推荐接合离合器90，以便为斜道32提供严格恒定的倾角。为了减小斜道32相对于垂直的倾角，变速驱动器106操纵电机80，以便它以速度N′＞N在箭头120方向上驱动倾斜控制转子28，且变速驱动器104将电机60操纵为发电机，其向悬吊转子18施加制动力矩。借助于变速驱动器104，控制单元102设定悬吊转子18的制动力矩，以便将斜道32的转速调节到所需值N。借助于变速驱动器106，控制单元102设定倾斜转子28的转速N′，以便将斜道的转速调节到所需值。现在让我们假设倾斜机构为自锁的，并且斜道32需要沿箭头120′的方向以速度N旋转。为了增大斜道32相对于垂直的倾角，变速驱动器106操纵电机80，以便其沿箭头120′的方向以速度N′＞N驱动倾斜控制转子28，并且变速驱动器104将电机60操纵成发电机，其将制动力矩施加到悬吊转子18上。借助于变速驱动器104，控制单元102设定悬吊转子18的制动力矩，以便将斜道32的转速调节到所需值N。借助于变速驱动器106，控制单元102设定斜道3的倾斜速度。为了减小斜道32相对于垂直的倾角，变速驱动器104操纵电机60，以便其沿着箭头120′的方向以速度N驱动悬吊转子18，并且变速驱动器106将电机80操纵成发电机，其将制动力矩施加到倾斜控制转子28上。借助于变速驱动器106，控制单元102设定倾斜控制转子28的制动力矩，以便将斜道32的倾斜速度调节到所需值。借助于变速驱动器104，控制单元102将悬吊转子18的转速设定到值N。
在其组装时或在维修作业过程中，必须重新设定角度传感器110，即，初始计数值必须与意义明确的斜道32倾角相关联。参照图3，可以看出悬吊机构36′配备有角度台肩120，并配备有与悬吊销钉40′相互依赖的杠杆122。为了重新设定角度传感器110，倾斜转子20借助于电机80驱动，以便是杠杆122抵靠角度台肩120。
在图4的实施例中，使用了差动角度传感器126，该传感器直接探测相对于两个转子18和28的角位置。这个差动角度传感器126与离合器90并行安装。如果因为斜道倾斜机构是完全自锁的而该装置不包括离合器，那么差动角度传感器126可以取代离合器90，从而直接连接在轴56和76之间。考虑到差动角度传感器126也转动的情况，优选地设置向转动上固定的接收器128无线传输的设施。
在图5的实施例中，使用差速测量机构130，其与离合器90并行安装，这个机构包括第一输入轴132、第二输入轴134和输出轴136。第一输入轴由壳体50的输出轴56旋转。因此，它探测悬吊转子18的角位置。第二输入轴由壳体70的输入轴76旋转，因此它探测倾斜控制转子28的角位置。这个差速测量机构130另外还包括行星齿轮系统，该系统尺寸设计成在两个转子18、28具有相同转速时输出轴136转动上固定，从而，其在转动上固定的参照系中再次产生斜道32的倾角。
图6示出这个行星齿轮系统的平面图。可以看到：水平环形齿轮138，该齿轮在其外圆周上与第一输入轴132的小齿轮140啮合；太阳轮142，其由第二输入轴134承载；两个行星齿轮144，它们与环形齿轮138的内圆周以及太阳轮142啮合；以及行星齿轮托架146，其与输出轴136连接。然后，单个角度传感器148探测输出轴136的角位置，并由此探测斜道在转动上固定的参照系中的倾角。

Claims (24)

1.一种用于配送散装物料的装置，包括：
支撑框架(12)；
用于散装物料的配送斜道；
悬吊转子(18)，其安装在所述支撑框架(12)上，以便能够围绕垂直的转轴旋转，所述斜道(32)悬挂到所述悬吊转子(18)上，以便可围绕水平的倾斜轴倾斜；
第一马达(60)，能够围绕其转轴在第一方向上转动所述悬吊转子(18)；
倾斜控制转子(28)，其安装在所述支撑框架(12)上，以便其能够围绕垂直的转轴旋转；以及
倾斜机构(36、36′)，其连接到所述斜道(32)和所述倾斜控制转子(28)之间，所述倾斜机构(36、36′)设计成将所述悬吊转子(18)和所述倾斜控制转子(28)的差动旋转变换为所述斜道(32)在两个极端位置之间的倾角变化；
其特征在于，
所述斜道(32)得以平衡，以便其返回到其两个极端位置中的第一个，同时经由所述倾斜机构(36、36′)在所述悬吊转子(18)转动方向上加速所述倾斜控制转子(28)；
第一制动装置(80)与所述倾斜控制转子(28)相关联，以便它能够将制动力矩施加到所述倾斜控制转子(28)上；以及
第一控制装置(102、106)与所述第一制动装置(80)相关联，以便通过向所述倾斜控制转子(28)施加受控的制动力矩而控制所述斜道(32)的倾角的变化。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：包括：
第二马达(80)，其与所述倾斜控制转子(28)相关联，以便它能够驱动后者围绕其转轴在第二转动方向上旋转，该第二转动方向与所述第一转动方向相反；
第二制动装置(60)，其与所述悬吊转子(18)相关联，以便其能够将制动力矩施加到所述悬吊转子(18)上。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，具有带有离合器(90)的传动机构(52、56、72、76)，该离合器(90)连接到所述悬吊转子(18)和所述倾斜控制转子(28)之间，以便在所述离合器(90)的接合位置，所述机构使得两个转子(18、28)转动相互依赖，同时为两个转子(18、28)提供相等的转速。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：包括：
第二控制装置(102、104)，其与所述第二制动装置(60)相关联，以便通过改变所述悬吊转子(18)的制动力矩控制在所述第二方向上旋转的所述斜道(32)的倾角变化。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：包括：
与所述第二马达(80)相关联的变速驱动器；以及
与所述变速驱动器(106)相关联的控制装置，以便通过改变所述倾斜控制转子(28)的转速来控制所述悬吊转子(18)的转速。
6.如权利要求3所述的装置，其特征在于：包括：
与所述第二马达(80)相关联的变速驱动器(106)；以及
控制装置，该控制装置与所述变速驱动器(106)相关联，以便通过改变所述倾斜控制转子(28)的转速同时保持所述悬吊转子(18)的转速恒定来控制所述斜道的倾斜速度。
7.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一马达(60)和所述第二制动装置(80)、所述第二马达(80)和所述第一制动装置(60)分别形成一个单元，该单元包括由一电路供能的转动的电动机器(60，80)，以便其能够至少在一个转动方向上，以马达模式工作来产生驱动扭矩，并以发电机模式工作产生制动扭矩。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述转动的电动机器为配备有减速器(58、78)的电机(60、80)；以及
所述电路为静止变频器(104、106)。
9.如权利要求2到8中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一控制装置(102、106)、所述第二控制装置分别包括：
第一角度传感器(108)，其探测所述悬吊转子(18)的角位置；
第二角度传感器(110)，其探测所述倾斜控制转子(28)的角位置；以及
计算装置(102)，用于计算两个转子(18、28)的相对角位置。
10.如权利要求2到8中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一控制装置(102、106)、所述第二控制装置分别包括：
差动角度传感器(126)，其探测两个转子(18、28)的角位置。
11.如权利要求2到8中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一控制装置(102、106)、所述第二控制装置(102、104)分别包括：
带有第一输入轴(132)、第二输入轴和输出轴(136)的差速测量机构(130)，所述第一输入轴(132)由所述悬吊转子(18)转动，所述第二输入轴(134)由所述倾斜控制转子(28)旋转，而所述差速测量机构(130)设计成在两个转子(18、28)具有相同转速时所述输出轴(136)转动上固定；以及
角度传感器(148)，其探测所述输出轴(136)的角位置。
12.一种用于配送散装物料的装置，包括：
支撑框架(12)；
用于散装物料的配送斜道；
悬吊转子(18)，其安装在所述支撑框架(12)内，以便它能够围绕垂直的转轴旋转，所述斜道(32)悬挂到所述悬吊转子(18)上，以便可以围绕水平的倾斜轴倾斜；
第一马达(60)，其能够驱动悬吊转子(18)围绕其轴线在第一方向上旋转；
倾斜控制转子(28)，其安装在所述支撑框架(12)内，以便它能够围绕垂直的转轴旋转；以及
倾斜机构(36、36′)，它们连接到所述斜道(32)和所述倾斜控制转子(28)之间，所述倾斜机构(36、36′)设计成将所述悬吊转子(18)和所述倾斜控制转子(28)的差动转动转换成所述斜道(32)在两个极端位置之间的倾角变化；
其特征在于：
第一制动装置(80)与所述倾斜控制转子(28)相关联，以便它能够将制动力矩施加到所述倾斜控制转子(28)上；
第二马达(80)与所述倾斜控制转子(28)相关联，以便它能够驱动后者围绕其轴线在所述第一方向上以高于所述斜道(32)的所需转速的转速转动；
第二制动装置(60)与所述悬吊转子(18)相关联，以便它能够将制动力矩施加到所述悬吊转子上；以及
控制装置(102、104、106)能够通过在所述第一方向上驱动所述悬吊转子(18)并通过借助所述第一制动装置(80)向所述倾斜控制转子(28)施加受控的制动力矩来控制所述斜道(32)在第一方向上的倾斜，并且通过在所述第一方向上以高于所述斜道(32)的所需转速的转速驱动所述倾斜控制转子(28)并通过借助所述第二制动装置(60)控制所述悬吊转子(18)的制动来控制所述斜道(32)在第二方向上的倾斜。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述倾斜机构(36、36′)是自锁机构。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，带有离合器(90)的传动机构(52、56、72、76)，离合器(90)连接在所述悬吊转子(18)和所述倾斜控制转子(28)之间，以便在所述离合器(90)的接合状态下，所述机构通过为两个转子(18、28)提供相等在转速而使两个转子(18、28)转动上相互依赖。
15.如权利要求12所述的装置，其特征在于：
所述第一马达(60)能够在与所述第一转动方向相反的第二转动方向上以所述斜道(32)所需的转速驱动所述悬吊转子(18)；以及
所述第二马达(80)能够在第二转动方向上以高于所述斜道(32)所需转速的转速驱动所述倾斜控制转子(28)。
16.如权利要求13所述的装置，其特征在于，在所述斜道(32)在所述第二方向上转动时，与所述第一制动装置(80)、与所述第二制动装置(60)以及与所述第二马达(80)相关联的所述控制装置能够控制所述斜道(32)的倾斜：
在第一方向上，是通过借助所述第二马达(80)在所述第二方向上以高于所述斜道(32)的所需转速的转速驱动所述倾斜控制转子(28)，并通过借助所述第二制动装置(60)控制所述悬吊转子(18)的制动来实现的；以及
在第二方向上，是通过在所述第二方向上驱动所述悬吊转子(18)并借助于所述第一制动装置(80)控制所述倾斜控制转子(28)的制动而实现的。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于：
变速驱动器(106)与所述第二马达(80)相关联；以及
所述控制装置(102)能够控制所述变速驱动器(106)，以便通过改变所述倾斜控制转子(28)的速度来控制所述悬吊转子(18)的转速。
18.如权利要求16所述的装置，其特征在于：
变速驱动器(106)与所述第二马达(80)相关联；以及
所述控制装置能够控制所述变速驱动器(106)，以便通过改变所述倾斜控制转子(28)的速度来控制所述斜道(32)的倾斜速度。
19.如权利要求12到18中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一马达(60)和所述第二制动装置(60)，所述第二马达(80)和所述第一制动装置(80)分别形成一个单元，该单元包括电路供能的转动的电动机器，以便其能够至少在一个转动方向上，以马达模式工作来产生驱动扭矩，并以发电机模式工作产生制动扭矩。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述转动的电动机器为配备有减速器(58、78)的电动机(60、80)，并且
所述电路是静止变频器(104、106)，其允许所述转动的电动机器按一四个象限的图工作，在该图中，所产生的扭矩是转速的函数。
21.如权利要求12到18中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制装置包括：
第一角度传感器(108)，其探测所述悬吊转子(18)的角位置；
第二角度传感器(110)，其探测所述倾斜控制转子(28)的角位置；以及
计算装置(102)，用于计算两个转子(18、28)的相对角位置。
22.如权利要求12到18中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制装置包括：
差动角度传感器(126)，其探测两个转子(18、28)的角位置。
23.如权利要求12到18中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制装置包括：
带有第一输入轴(132)、第二输入轴(134)和输出轴(136)的差速测量机构(130)，所述第一输入轴(132)由所述悬吊转子(18)转动，所述第二输入轴(134)由所述倾斜控制转子(28)旋转，而所述差速测量机构(130)设计成在两个转子(18、28)具有相同转速时所述输出轴(136)转动上固定；以及
角度传感器(148)，其探测所述输出轴(136)的角位置。
24.如权利要求12到18中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制装置包括：
用于所述斜道(32)的与所述斜道(32)一同转动的斜度传感器，与所述斜度传感器相关联的发射器以及转动上固定地安装到所述支撑框架(12)上的至少一个接收器。
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