CS269403B1

CS269403B1 - Device for sensing tensioning of belt conveyor

Info

Publication number: CS269403B1
Application number: CS882198A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Kuhn
Original assignee: Jan Ing Kuhn
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS219888A1

Abstract

0 napínacího ústrojí obsahujícího napínací buben, upravený ve spodní větvi pásu, a zábranu proti zpětnému pohybu pásu, upravenou ve směru provozního pohybu pásu za napínacím bubnem, je zařízení pro snímání napínací síly, tvořeno siloměrným snímačem spřaženým s napínacím bubnem a silovým snímačem spřaženým s ložiskem zábrany proti zpětnému pohybu pásu. Siloměrný snímač i silový snímač jsou spojeny s diferenciálním členem, který od signálu ze siloměrného snímače odečítá signál ze silového snímače. Výstup z diferenciálního členu poskytuje informaci o napínací síle.0 of the tensioning device comprising a tensioning drum arranged in the lower branch of the belt and a belt backstop arranged in the direction of the belt's operational movement behind the tensioning drum, there is a device for sensing the tensioning force, consisting of a force sensor coupled to the tensioning drum and a force sensor coupled to the bearing of the belt backstop. The force sensor and the force sensor are connected to a differential element which subtracts the signal from the force sensor from the signal from the force sensor. The output from the differential element provides information on the tensioning force.

Description

Vynález se týká zařízení pro snímání napínací síly pásového dopravníku, opatřeného napínacím ústrojím, obsahujícím mimo napínací buben, upravený ve spodní větvi pásu, zábranu proti zpětnému pohybu pásu, upravenou ve směru provozního pohybu pásu za napínacím bubnem.The invention relates to a device for sensing the tensioning force of a belt conveyor, provided with a tensioning device comprising, in addition to a tensioning drum arranged in the lower branch of the belt, a barrier against reverse movement of the belt, arranged in the direction of operational movement of the belt behind the tensioning drum.

U napínacího ústrojí popsaného typu lze napínací sílu působící na napínacím bubnu snímat stejnými technickými prostředky jako u napínacích ústrojí obvyklého provedení, tj. s napínacím bubnem, ale bez zábrany proti zpětnému pohybu pásu. Těmito technickými prostředky jsou siloměrné snímače snímající sílu z napínacího bubnu, a to bud přímo, nebo nepřímo. Při přímém snímání, které je výhodnější, jsou siloměrné snímače upraveny pod ložisky napínacího bubnu. 0 nepřímého snímání jsou slloměmé snímače upraveny tak, že snímají sílu v lané napínacího vrátku, přičemž tímto lanem je napínací vrátek spřažen s napínacím bubnem. U automatizovaného napínání, nutrtého například u pásových dopravníků dálkové pásové dopravy, je napínací síla attomaticky vyhodnocována s cílem udržet ji v předem daném rozptylu okolo střední meze. Před rozběhem pásového dopravníku jsou proto obsluhou zakódovány tři meze, a to horní, střední a dolní pro rozběh a jiné tři meze pro ustálený chod. Dosáhne-li v kterémkoliv pohybovém režimu skutečná hodnota napínací síly horní meze, napínací vrátek začne povolovat, až dosáhne střední meze. Poklesne-li napínací síla na dolní mez, napínací vrátek začne napínat až k dosažení střední meze. Popsané zařízení pro snímání napínací síly má tu nevýhodu, že není samo schopno brát ohled na zaplnění pásového dopravníku, materiálem, ani na jiné okolnosti mající vliv na celkový odpor pásového dopravníku proti pohybu. U tohoto známého zařízení pro snímání napínací síly je možno pouze manuálně měnit meze napínací síly podle počasí, znečištění bubnů a podobně.In a tensioning device of the described type, the tensioning force acting on the tensioning drum can be sensed by the same technical means as in tensioning devices of the usual design, i.e. with a tensioning drum, but without a barrier against the reverse movement of the belt. These technical means are force sensors sensing the force from the tensioning drum, either directly or indirectly. In direct sensing, which is more advantageous, the force sensors are arranged under the bearings of the tensioning drum. In indirect sensing, the force sensors are arranged so that they sense the force in the rope of the tensioning winch, whereby the tensioning winch is coupled to the tensioning drum by this rope. In automated tensioning, such as that required for long-distance belt conveyors, the tensioning force is automatically evaluated with the aim of keeping it within a predetermined dispersion around the mean limit. Before the belt conveyor starts up, the operator therefore codes three limits, namely the upper, middle and lower for starting up and the other three limits for steady running. If in any movement mode the actual value of the tensioning force reaches the upper limit, the tensioning winch starts to loosen until it reaches the middle limit. If the tensioning force drops to the lower limit, the tensioning winch starts to tighten until it reaches the middle limit. The described device for sensing the tensioning force has the disadvantage that it is not itself able to take into account the filling of the belt conveyor with material, or other circumstances affecting the overall resistance of the belt conveyor to movement. With this known device for sensing the tensioning force, it is only possible to manually change the tensioning force limits according to the weather, contamination of the drums and the like.

Uvedenou nevýhodu podstatně zmenšuje zařízení pro snímání napínací síly podle vy-, nálezu, které je určeno pro pásový dopravník, opatřený napínacím ústrojím obsahujícím napínací buben, upravený ve spodní větvi pásu a zábranu proti zpětnému pohybu pásu, upravenou ve směru provozního pohybu pásu za napínacím bubnem. Zařízení obsahuje nejméně jeden siloměrný snímač spřažený s napínacím bubnem. Podstata vynálezu spočívá v tom, že s ložiskem zábrany proti zpětnému pohybu pásu je spřažen nejméně jeden silový snímač. Výstup siloměrného snímače je spojen s prvním vstupem diferenciálního členu a výstup silového snímače je spojen s druhým vstupem diferenciálního členu. ·The above-mentioned disadvantage is substantially reduced by the device for sensing the tensioning force according to the invention, which is intended for a belt conveyor, provided with a tensioning device comprising a tensioning drum, arranged in the lower branch of the belt and a barrier against reverse movement of the belt, arranged in the direction of the operational movement of the belt behind the tensioning drum. The device comprises at least one force sensor coupled to the tensioning drum. The essence of the invention lies in the fact that at least one force sensor is coupled to the bearing of the barrier against reverse movement of the belt. The output of the force sensor is connected to the first input of the differential element and the output of the force sensor is connected to the second input of the differential element.

Hlavní výhodou zařízení pro snímání napínací síly podle vynálezu je, že při předepínání pásu před rozběhem, kdy dosud bylo potřeba vyvinout největší napínací sílu, je na výstupu z diferenciálního členu k dispozici hodnota vyhodnocovací síly, která zohledňuje celkový odpor pásového dopravníku proti pohybu, který je závislý na různých činitelích, z nichž nejvýraznějším je zaplnění pásu materiálem. Výsledkem je, že napínací ústrojí, s jehož výkonovou částí, tj. například napínacím vrátkem, je spřažen výstup diferenciálního členu, napne pás pouze na takovou napínací sílu, která je potřebná pro bezprokluzový provoz. Nedochází tedy ke zbytečnému a škodlivému napínání pásu na vyšší než potřebnou hodnotu, v důsledku čehož se šetří hlavně pás, ale i ostatní části pásového dopravníku. Následkem toho se prodlouží životnost pásu.The main advantage of the device for sensing the tension force according to the invention is that when pre-tensioning the belt before starting, when it was previously necessary to exert the greatest tension force, the output of the differential element provides an evaluation force value that takes into account the total resistance of the belt conveyor to movement, which depends on various factors, the most significant of which is the filling of the belt with material. As a result, the tensioning device, with the power part of which, i.e. for example, the tensioning winch, is coupled to the output of the differential element, tightens the belt only to such a tensioning force that is necessary for slip-free operation. Therefore, there is no unnecessary and harmful tensioning of the belt to a higher than necessary value, as a result of which the belt is mainly saved, but also other parts of the belt conveyor. As a result, the service life of the belt is extended.

Na připojeném výkrese je schematicky zobrazena část pásového dopravníku se zařízením pro snímání napínací síly podle vynálezu, kde na obr. 1 je konstrukční schéma, na obr. 2 je silový diagram po ukončeném napínání v okamžiku před rozběhem a na obr. 3 je silový diagram v okamžiku po začátku rozběhu.The attached drawing schematically shows a part of a belt conveyor with a device for sensing the tensioning force according to the invention, where Fig. 1 is a construction diagram, Fig. 2 is a force diagram after the tensioning has been completed at the moment before the start-up and Fig. 3 is a force diagram at the moment after the start-up.

Zařízení pro snímání napínací síly T_N je součástí pásového dopravníku, který je opatřen napínacím ústrojím, obsahujícím napínací vrátek_7, spřažený s napínacím bubnem _3, upraveným ve spodní větvi 11 pásuj, a zábranu _4 proti zpětnému pohybu pásuj, upravenou ve směru a provozního pohybu pásu 1 za napínacím bubnem £. Zařízení pro snímání napínací síly T^ je tvořeno alespoň jedním siloměrným snímačem 33, spřaženým s napínacím bubnem 3~á alespoň jedním silovým snímačem £3, spřaženým s ložiskem £2 zábranyThe device for sensing the tensioning force T _N is part of a belt conveyor, which is provided with a tensioning device, comprising a tensioning winch_7, coupled with a tensioning drum _3, arranged in the lower branch 11 of the belt, and a barrier _4 against the reverse movement of the belt, arranged in the direction of the operational movement of the belt 1 behind the tensioning drum £. The device for sensing the tensioning force T ^ is formed by at least one force sensor 33, coupled with the tensioning drum 3 ~ and at least one force sensor £3, coupled with the bearing £2 of the barrier

CS 269 403 Bl proti zpětnému pohybu pásuj. Výhodné provedení spočívá v tom, že siloměrný snímač 33 je upraven v kameni 32 suvně uloženém v rámu 6 a snímá reakce působící na ložiska 31 napínacího bubnuj.. Silový snímač 43 je upevněn na rámu i a snímá reakční sílu T na .CS 269 403 B1 against the backward movement of the belt. A preferred embodiment consists in the fact that the force sensor 33 is arranged in the stone 32 slidably mounted in the frame 6 and senses the reactions acting on the bearings 31 of the tensioning drum. The force sensor 43 is mounted on the frame 1 and senses the reaction force T on .

s ložiska 42 zábrany 4 proti zpětnému pohybu pásu 2, jíž je v příkladu provedení výstředníkový segment 41 otočně uložený na rámu 6. Výstup 331 siloměrného snímače 33 je spojen s prvním vstupem 51 diferenciálního členu 5 a výstup 431 silového snímače 43 je spojen s druhým vstupem 52 diferenciálního členu J.. Výstup 53 diferenciálního členu 5 je přes přizpůsobovací obvod 8 spojen s napínacím vrátkem .7 nebo obdobnou výkonovou částí napínacího ústrojí.s bearing 42 of the barrier 4 against the backward movement of the belt 2, by which in the exemplary embodiment the eccentric segment 41 is rotatably mounted on the frame 6. The output 331 of the force sensor 33 is connected to the first input 51 of the differential member 5 and the output 431 of the force sensor 43 is connected to the second input 52 of the differential member J.. The output 53 of the differential member 5 is connected via the adaptation circuit 8 to the tensioning winch .7 or a similar power part of the tensioning device.

Cílem činnosti zařízení pro snímání napínací síly T_N ve spolupráci s napínacím ústrojím je zajistit, aby tahová síla T₂ na sbíhající straně~pbháněcího bubnuj, měla vždy alespoň minimálrtí hodnotu T_2ώη nutnou pro bezprokluzový rozběh. Pro tento účel zařízení pro snímání napínací sílyJ?_n odečítá v každém okamžiku ve svém diferenciálním členu 5 od signálu vstupujícího na první vstup 51 signál vstupující na druhý vstup 52. Signál vstupující na první vstup 51 nese informaci o klidové síle T_A na obvodu napínacího bubnu _3, mezi níž a napínací silou T^ platí vztah:The aim of the tension force sensing device T _N in cooperation with the tensioning device is to ensure that the tensile force T ₂ on the converging side of the tensioning drum always has at least the minimum value T _2ώη necessary for slip-free starting. For this purpose, the tension force sensing device J? _n subtracts at any time in its differential element 5 from the signal entering the first input 51 the signal entering the second input 52. The signal entering the first input 51 carries information about the rest force T _A on the circumference of the tensioning drum _3, between which and the tensioning force T^ the following relationship holds:

T = ^TN (1) ^A 2T = ^T N (1) ^A 2

Velikost klidové síly T_A na obvodu napínacího bubnu 3 se získá bu3 od jediného siloměrného snímače 33 upraveného u jednoho ložiska 31 napínacího bubnu J, nebo tuto velikost klidové síly T_A na obvodu napínacího bubnu 3 lze získat od dvojice siloměrných snímačů 33, z nichž každý je upraven u jednoho ze dvou ložisek 31 napínacího bubnuj, přičemž součet údajů obou siloměrných snímačů 33 se zprůměruje. Signál vstupující na druhý vstup 52 diferenciálního členu 5 obsahuje informaci o reakční síle T_s, působící na ložiska 42 zábrany 4proti zpětnému pohybu pásu 1. Velikost reakční síly T_s na ložiska 42 zábrany 4 proti zpětnému pohybu pásu 1 je dána rozdílem mezi přitěžující silou rovnající se klidové síle T_A na obvodu napínacího bubnuj, a odlehčující silou Τ_β:The magnitude of the rest force T _A on the circumference of the tensioning drum 3 is obtained either from a single force sensor 33 arranged at one bearing 31 of the tensioning drum J, or this magnitude of the rest force T _A on the circumference of the tensioning drum 3 can be obtained from a pair of force sensors 33, each of which is arranged at one of the two bearings 31 of the tensioning drum, with the sum of the data of both force sensors 33 being averaged. The signal entering the second input 52 of the differential element 5 contains information about the reaction force T _s acting on the bearings 42 of the barrier 4 against the reverse movement of the belt 1. The magnitude of the reaction force T _s on the bearings 42 of the barrier 4 against the reverse movement of the belt 1 is given by the difference between the aggravating force equal to the rest force T _A on the circumference of the tensioning drum, and the relieving force Τ _β :

Na výstupu 53 diferenciálního členu 5 je signál o vyhodnocované síle T_v o velikostiAt the output 53 of the differential element 5 there is a signal of the evaluated force T _v of the magnitude

T ^Tv “ ψ - ^TS <³> . .T ^T v “ ψ - ^T S < ³ > . .

Z relace (1) a (2) plyne po dosažení ^Tv = ^TA - ^A Před rozběhem pásového dopravníku se napínací buben 3 začne pohybovat, tím se zvětšuje napínací síla T^, a to tak, že ve spodní větvi 11 mezi zábranou 4 proti zpětnému pohybu pásu 1 a poháněcím bubnem 2 je konstantní a v horní větvi 12 mezi poháněcím bubnem 2 a neznázorněným vratným bubnem se ve směru od poháněcího bubnu 2 zmenšuje. To je způ sobeno tím, že napínací síla T_N se šíří pohybem pásu J, v důsledku čehož se zmenšuje o odpory válečkového lože a další přídavné odpory proti pohybu. Zmenšování napínací sílyFrom the relation (1) and (2) it follows that after reaching ^T v = ^T A - ^A Before the belt conveyor starts up, the tensioning drum 3 starts to move, thereby increasing the tensioning force T^, in such a way that in the lower branch 11 between the barrier 4 against the reverse movement of the belt 1 and the driving drum 2 it is constant and in the upper branch 12 between the driving drum 2 and the not shown return drum it decreases in the direction from the driving drum 2. This is caused by the fact that the tensioning force T _N spreads through the movement of the belt J, as a result of which it decreases by the resistances of the roller bed and other additional resistances to movement. Reducing the tensioning force

T_N probíhá ze stejného důvodu i ve spodní větvi 11 pásu 1 až k zábraně J proti zpětnému pohybu pásuj· Působí-li po skončeném napínání, tj. po proběhnutí deformační vlny pásemFor the same reason, T _N also occurs in the lower branch 11 of the belt 1 up to the barrier J against the reverse movement of the belt. If it acts after the tensioning has ended, i.e. after the deformation wave has passed through the belt

1, na nabíhající straně zábrany 4 proti zpětnému pohybu pásuj, klidová síla T_ft z obvo du napínacího bubnu J, potom na sbíhající straně zábrany 4. proti zpětnému pohybu pásu 1 bude odlehčující síla Τ_β, pro kterou platí1, on the approaching side of the barrier 4 against the backward movement of the belt, the rest force T _ft from the circumference of the tensioning drum J, then on the converging side of the barrier 4 against the backward movement of the belt 1 there will be a relieving force Τ _β , for which the following holds:

T„ = T. - F, <5>T„ = T. - F, <5>

B A kde F je celkový odpor pásového dopravníku proti pohybu v okamžiku před rozběhem, aleB A where F is the total resistance of the conveyor belt to movement at the moment before starting, but

CS 269 403 Bl po skončeném napínání. Protože prakticky okamžitě po začátku rozběhu pásového dopravníku se uvolní zábrana 4 proti zpětnému pohybu pásu JL, nastanou silové poměry charakterizované tím, íe původní přltěžující síla, respektive klidová síla T_R na obvodu napínacího bubnuj, která se při provozu rovná tahové síle Tjha sbíhajícTstraně poháněcího bubnu 2, se vyrovná s odlehčující silou Τ_β. Aby byla zachována podmínka bezprokluzového rozběhu, tj. aby na .sbíhající straně poháněcího bubnu 2 byla zachována minimální hodnota Tj . tahové síly Tj na sbíhající straně poháněcího bubnu _2, musí platit ^TB ’ ^T2min<CS 269 403 Bl after the tensioning is finished. Since practically immediately after the start of the belt conveyor, the barrier 4 against the reverse movement of the belt JL is released, force conditions occur characterized by the fact that the original increasing force, or rather the rest force T _R on the circumference of the tensioning drum, which during operation is equal to the tensile force Tj on the converging side of the driving drum 2, is balanced by the relieving force Τ _β . In order to maintain the condition of slip-free starting, i.e., to maintain the minimum value Tj of the tensile force Tj on the converging side of the driving drum _2, ^T B ' ^T 2min<

Potom podle (4) a (6) platí ^Tv ’ ^TA - ^(TA - ^T2 min’ “ ^T 2 min<Then according to (4) and (6) ^T v ' ^T A - ^(T A - ^T 2 min'" ^T 2 min<

Napínací síla T^, kterou musí napínací ústrojí před rozběhem vyvinout, je podle (1), (5) a (6) _TfJ = 2 T_A - 2 ⁽T_B + F) =2 (T_{2 min} + F) (8) ‘·The tensioning force T^ that the tensioning device must develop before starting is, according to (1), (5) and (6), _TfJ = 2 T _A - 2 ⁽ T _B + F) =2 (T _{2 min} + F) (8) '·

Z uvedeného vztahu (8) je zřejmé, že napínací síla T_N před rozběhem je závislá na celkovém odporu pásového dopravníku proti pohybu. Jestliže pás 1 bude prázdný, bude celkový odpor F podstatněfnenší, než při plném pásovém dopravníku, a bude tedy podstatně menší i potřebná napínací síla T_N. Důsledkem je, že při rozběhu pásu 1 za normálních provozních podmínek, tj. při prázdném, pásunení nutno pás 1 zbytečně přepínat. Při Chodu pásového dopravníku nepůsobí na pás 1 zábrana 4 proti zpětnému chodu pásu J, reakční síla T_g je nulová, což vyjadřují vztahy . .From the above relation (8) it is clear that the tensioning force T _N before starting depends on the total resistance of the belt conveyor to movement. If the belt 1 is empty, the total resistance F will be significantly lower than when the belt conveyor is full, and therefore the required tensioning force T _N will be significantly lower. The consequence is that when starting the belt 1 under normal operating conditions, i.e. when the belt is empty, it is not necessary to switch the belt 1 unnecessarily. When the belt conveyor is running, the barrier 4 against the reverse movement of the belt J does not act on the belt 1, the reaction force T _g is zero, which is expressed by the relations . .

T_A =~Ť_B ,(9)T _A =~Ť _B ,(9)

T„ - 0(10)T„ - 0(10)

O'O'

Vyhodnocovací síla T_y podle (3), (10), (1) a (9) je T_N· ' ..The evaluation force T _y according to (3), (10), (1) and (9) is T _N · ' ..

^Tv⁼2'.“^Ts - ^TA. = ^TB ^T v ⁼ 2'. ^T s - ^T A. = ^T B

Vzhledem k tomu, že klidová síla T_A na obvodu napínacího bubnu 3 se při provozu rovná tahové síle T₂ na sbíhající straně poháněcího bubnu_2, lze vyhodnocovací sílu T_v vyjádřit vztahem ·· .‘Since the rest force T _A on the circumference of the tensioning drum 3 is equal to the tensile force T ₂ on the converging side of the driving drum 2 during operation, the evaluation force T _v can be expressed by the relationship ·· .'

T_v = ZTj ;(12) v mezním případěT _v = ZTj ;(12) in the limiting case

T_v = Tj min,(13) což je vlastně rovnice (7) platící pro stav před rozběhem. Vyhodnocovaná.síla T_v tedy v době jak před rozběhem - avšak po ukončení deformace pásu 1 - tak při provozu představuje hlídanou tahovou sílu T₂ na sbíhající straně poháněcího bubnu 2, nutnou pro bezprokluzový provoz. Signál obsahující informaci o vyhodnocované síle ?_v je tedy možno přes přizpůsobovací obvod 8 zavést k napínacímu vrátku 7.T _v = Tj min,(13) which is actually equation (7) valid for the state before start-up. The evaluated force T _v therefore represents the monitored tensile force T ₂ on the converging side of the driving drum 2, necessary for slip-free operation, both before start-up - but after the end of the deformation of the belt 1 - and during operation. The signal containing information about the evaluated force ? _v can therefore be introduced to the tensioning winch 7 via the adaptation circuit 8.

Zařízení pro snímání napínací síly je vhodné zejména pro dopravníky dálkové pásové dopravy, osázené napínacím ústrojím, obsahujícím napínací buben a zábranu proti zpětnému pohybu pásu, přičemž výstupní signál z jeho diferenciálního členu, nesoucí informaci o vyhodnocované síle, je možno vyhodnocovat a zpracovávat stejně, jako se dosud vyhodnocoval a zpracovával signál obsahující informaci o poháněči síle na sbíhající straně . poháněcího bubnu.The device for sensing the tensioning force is particularly suitable for long-distance belt conveyors equipped with a tensioning device comprising a tensioning drum and a barrier against reverse movement of the belt, whereby the output signal from its differential member, carrying information on the evaluated force, can be evaluated and processed in the same way as the signal containing information on the driving force on the converging side of the driving drum has been evaluated and processed so far.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Device for sensing the tensioning force of a belt conveyor, provided with a tensioning device comprising a tensioning drum arranged in the lower branch of the belt, and a barrier against reverse movement of the belt, arranged in the direction of the operating movement of the belt behind the tensioning drum, formed by at least one force sensor coupled to the tensioning drum, characterized in that at least one force sensor (43) is coupled to the bearing (42) of the barrier (4) against reverse movement of the belt (1), wherein the output (331) of the force sensor (33) is connected to the first input (51) of the differential member (5) and the output (431) of the force sensor (43) is connected to the second input (52) of the differential member (5).