CZ2024285A3 - Zařízení pro měření životnosti a indikaci provozního stavu nekonečného řetězu řetězového dopravníku - Google Patents

Abstract

Zařízení pro měření životnosti a indikaci provozního stavu nekonečného řetězu řetězového dopravníku sestává ze segmentů, z nichž jeden je indikačním dopravníkovým segmentem s přítlačným ústrojím řetězu, kdeindikační dopravníkový segment (7) s napínacím ústrojím je umístěný v dopravníku (1) ve vzdálenosti 2 až 70 % celkové délky dopravníku od napínacího řetězového kola (11), přičemž přítlačné ústrojí obsahuje výkyvné rameno (13) s přítlačným členem (14) je spřaženo se zdrojem síly (F) vyvozující sílu kolmou k tečně (t) řetězu (6) v rozmezí 100 až 1000 N a je na hřídeli (15) uloženo otočně, přičemž hřídel (15) je pevně uchycen v rámu (5) řetězového dopravníku (1) a výkyvné rameno (13) je pevně spojeno s ozubeným převodníkem (20), který je svými zuby v záběru s ovládacím pastorkem (23) ukazatele (22) provozního stavu spřaženého se systémem indikace životnosti řetězu (6) založeným na principu prodloužení řetězu (6) způsobující změnu trajektorie řetězu (6) v definované konkávní části indikačního dopravníkového segmentu (7) a tedy pohyb výkyvného ramene (13).

Description

Zařízení pro měření životnosti a indikaci provozního stavu nekonečného řetězu řetězového dopravníku

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení měření životnosti a indikaci provozního stavu nekonečného řetězu řetězového dopravníku.

Dosavadní stav techniky

V praxi se k dopravě zejména sypkého materiálu používají různé dopravníky s jedním nebo dvěma nekonečnými řetězy opatřenými unášecími členy, jako jsou hradítka korečky apod. Řetěz je uspořádaný na řetězových kolech. Pro správnou funkci řetězu je do něj nutno vnést předpínací sílu. Jedno řetězové kolo je obvykle uloženo posuvně ve směru pohybu řetězu a je ho možné posouvat například šroubovým mechanismem nebo hydraulickým válcem. Aby bylo možno dosáhnout co nejvyšší životnosti řetězu a nastavit správnou předpínací sílu, je nutné snímat prodloužení řetězu a indikovat životnost řetězu pro plánováni údržby či zabránění rychlého opotřebení, nebo opotřebení ohrožující provozuschopnost dopravníku.

V dokumentu CZ 305386 B6 je představeno zařízení pro optimalizaci a indikaci napnutí nekonečného řetězu dopravníku, které je opatřeno napínacím ústrojím pro vyvození předpínací síly, kdy je o řetěz v konkávně prohnutém segmentu opřen konec výkyvného ramene spojeného se zkrutnou pružinou nebo závažím, přičemž výkyvné rameno je pevně uloženo na hřídeli, která je otočně uložená v ložisku uspořádaném v rámu. To se ukázalo být nevhodné z hlediska relativně malé úhlové změny a z hlediska umístění v dopravníku, které omezuje použití závaží jako zdroje napínací síly a při malých ohybech nedostatečnou velikost konkávní části. Indikace napnutí řetězu je provedena tak, že na hřídeli je upevněn ukazatel spojený se stupnicí. Konstrukce neumožňuje indikovat životnost řetězu a neumožňuje analyzovat správnou velikost napínaní, jelikož nedisponuje informací o prodloužení v čase. Informace o napínání je důležitá a bez indikace prodloužení je těžko vyhodnotitelné, jestli je velikost napínací síly optimální.

Cílem vynálezu je představit zařízení pro měření životnosti a indikaci provozního stavu nekonečného řetězu řetězového dopravníku, který by bylo konstrukčně jednoduché a fúnkční a bylo by schopno indikovat i životnost řetězu v reálném čase.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro měření životnosti a indikaci provozního stavu nekonečného řetězu řetězového dopravníku podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že indikační dopravníkový segment s napínacím ústrojím je umístěný v dopravníku ve vzdálenosti 2 až 70 % celkové délky dopravníku od napínacího řetězového kola, přičemž přítlačné ústrojí obsahuje výkyvné rameno s přítlačným členem je spřaženo se zdrojem síly vyvozující sílu kolmou k tečně řetězu v rozmezí 100 až 1000 N a je na hřídeli uloženo otočně, přičemž hřídel je pevně uchycen v rámu řetězového dopravníku a výkyvné rameno je pevně spojeno s ozubeným převodníkem, který je svými zuby v záběru s ovládacím pastorkem ukazatele provozního stavu spřaženého se systémem indikace životnosti řetězu založeným na principu prodloužení řetězu způsobující změnu trajektorie řetězu v definované konkávní části indikačního dopravníkového segmentu a tedy pohyb výkyvného ramene.

Ve výhodném provedení je systém indikace životnosti řetězu proveden jako ozubený mechanismus, kdy je v záběru se zuby ozubeného převodníku ovládací pastorek, který je uspořádán na společném čepu s převodovým kolem a je s ním spojen přes volnoběžku s rohatkou

- 1 CZ 2024-285 A3 a západkou, přičemž převodové kolo je svými zuby v záběru s vloženým kolem, které je na společném čepu s ukazatelovým pastorkem a je s ním spojen a ukazatelový pastorek je svými zuby v záběru s indikačním kolem, a to je pevně spojeno s ukazatelem životnosti, přičemž k ukazateli provozního stavu je přiřazena stupnice napnutí řetězu a k ukazateli životnosti je přiřazena stupnice životnosti řetězu, přičemž obě stupnice jsou provedeny na indikačním panelu indikačního dopravníkového segmentu.

V dalším výhodném provedení je navíc na indikačním panelu umístěn indukční snímač v blízkosti dráhy stupnice napnutí pro sledování pohybu ukazatele provozního stavu, přičemž indukční snímač je napojen na řídicí počítač na velíně pro indikaci, že je třeba napnout řetěz v případě, že je snímač překrytý ukazatelem provozního stavu, přičemž dále je na indikačním panelu umístěn další indukční snímač v blízkosti dráhy stupnice životnosti pro sledování pohybu ukazatele životnosti řetězu a indukční snímač je napojen na řídicí počítač na velíně pro indikaci zbývající životnosti řetězu v případě, že je snímač překrytý ukazatelem životnosti řetězu.

V dalším výhodném provedení je systém indikace životnosti řetězu proveden jako elektronický tak, že, v záběru se zuby ozubeného převodníku je ovládací pastorek opatřen snímačem natočení, který je napojen na řídicí počítač, pro softwarové převedení získaných hodnot na hodnoty napnutí řetězu, a zbývající životnosti řetězu v hodinách provozu, rychlost prodlužování řetězu, provozní stav řetězu a čas do potřebné změny osové vzdálenosti řetězových kol.

Zařízení pro měření životnosti a indikace provozního stavu nekonečného řetězu řetězového dopravníku je opatřeno zdrojem přítlačně síly pro vyvození kontaktu přítlačného členu s řetězu tak, aby v každém provozním stavu byl řetěz prohnutý v konkávní části indikačního dopravníkového segmentu. Indikační dopravníkový segment je umístěn v řetězovém dopravníku tak aby byla potřebná přítlačná síla co nejmenší, což odpovídá vzdálenosti 2 až 70 % z celkové délky dopravníku od vratného řetězového kola u vodorovného dopravníku nebo u dopravníku do maximálního sklonu 25°. Nad konkávní částí řetězu v indikačním dopravníkovém segmentu, který je umístěný ve vratné větvi, je uspořádaný přítlačný člen, na který působí zdroj síly. Přítlačný člen je pevně spojený s ramenem, které je uložené otočně v ose kolmé na řetěz dopravníku, na pevném hřídeli pevně uchycené v rámu dopravníku. Přítlačná síla se pohybuje v rozsahu 100 až 1000 N a je závislá na trajektorii dopravníku, a tedy odporech řetězu v dopravníku. Tato sílaje určena výpočtem a může být dále optimalizována na základě informací o prodloužení řetězu.

Výkyvné rameno s přítlačným členem je u mechanické verze spřaženo s ozubeným soukolím, kterého úlohou je indikovat, v prvním stupni, provozní stav a posledním stupni indikovat zbývající životnost nekonečného řetězu řetězového dopravníku.

Ozubené soukolí je osazeno ve druhém stupni volnoběžkou s rohatkou a západkou, aby docházelo k akumulaci prodloužení jen při pohybu výkyvného ramene s přítlačným členem směrem dolů. To znamená, aby nedocházelo k pootočení soukolí od druhého stupně při dopnutí vratného řetězového kola, a tedy k pohybu výkyvného ramene s přítlačným členem směrem nahoru.

V jednom provedení je zdrojem přítlačné síly závaží vytvořené ze segmentů a spřažené s přítlačným členem, které mají výhodu téměř konstantní síly vzhledem k natočení výkyvného ramene.

V jiném provedení to může být použitý pneumatický píst, který je spřažený s přítlačným členem.

V dalším provedení může být kombinace závaží přítlačného členu a pneumatického pístu.

Regulace přítlačné síly ve všech případech uvedených provedeních je proveditelná odebráním segmentů závaží, nebo změnou tlaku v pneumatickém pístu.

-2CZ 2024-285 A3

Informace o provozním stavu a zbývající životnosti jsou dostupné ve vizuální formě, k čemuž slouží indikátory intervalu provozního stavu a indikátor životnosti, který je u mechanické verze zhotovený formou ukazatele - dvojicí ručička a stupnice rozsahu.

U elektronické verze je na ozubeném kole prvního stupně snímač úhlu natočení, který je v nadřazeném systému nebo velíně vyhodnocován a informace o provozních stavech a životnostech je vizualizovaná na displeji a napínací sílaje upravována tlakem v pístu.

U mechanické verze je možné indikátory osadit jednoduchými snímači indikujícími interval provozního stavu nebo zvolenou hodnotu dosažení životnosti řetězu.

Objasnění výkresů

Vynález bude dále objasněn pomocí připojených výkresů, ve kterých je na:

obr. 1 pohled na dopravník v horizontální poloze;

obr. 2 pohled dovnitř dopravníku z obr. 1;

obr. 3 pohled na dopravník v nakloněné verzi;

obr. 4 pohled na mechanismus napínání řetězu uvnitř indikačního dopravníkového segmentu;

obr. 5 pohled na ozubený mechanismus ukazatele životnosti uvnitř indikačního dopravníkového segmentu u mechanické varianty indikace;

obr. 6 pohled zvenku na indikační dopravníkový segment; a obr. 7 pohled na ozubený převodník a ovládací pastorek uvnitř indikačního dopravníkového segmentu u elektronické varianty indikace.

Příklad uskutečnění vynálezu

Na obr. 1 je vidět příklad řetězového dopravníku 1 podle vynálezu v horizontální poloze. Řetězový dopravník 1 sestává z rámu 5, který sestává z jednotlivých na sebe navazujících dopravníkových segmentů. Na jednom konci dopravníku 1 je vstup 2 materiálu a na druhém konci je pohon 4 a výstup 3 materiálu. Ve střední části dopravníku 1 je umístěn indikační dopravníkový segment 7. V tomto segmentu 7 jsou zařízení na indikaci napnutí řetězu 6 a životnosti řetězu 6, o čemž bude pojednáno později.

Na obr. 2 je pohled dovnitř dopravníku 1, kde je vidět, že po obou stranách je uspořádán nekonečný řetěz 6, na jehož horní dráze 8 je v indikačním dopravníkovém segmentu 7 uspořádáno zařízení pro indikaci napnutí řetězu 6, o kterém bude pojednáno v souvislosti s obr. 4. Řetěz 6 je uspořádán na řetězových kolech 10. 11. kdy na straně pohonu je hnací řetězové kolo 10 a na druhé straně je napínací vratné řetězové kolo 11. Napínací vratné řetězové kolo 11 je uloženo posuvně, aby bylo možné změnou osové vzdálenosti kol 10. 11 dopnout řetěz 6. Na řetězu 6 jsou rovnoměrně rozmístěna hradítka 12. Indikační dopravníkový segment 7 je umístěný ve vzdálenosti 2 až 70 % celkové délky dopravníku 1 od řetězového kola 11.

Na obr. 3 je pohled na dopravník 1 v nakloněné verzi, který má opět na straně pohonu 4 výstup 3 materiálu a na opačné straně vstup 2 materiálu. Indikační dopravníkový segment 7 je uspořádán v dopravníku 1 tak, aby byla požadována napínací síla co nejmenší, tedy v místě nejmenšího

- 3 CZ 2024-285 A3 napnutí řetězu 6 gravitací, v tomto příkladě konkrétně ve vzdálenosti 7 % z celkové délky dopravníku 1 od řetězového kola 11.

Obr. 4 je pohled na mechanismus napínání řetězu 6 uvnitř indikačního dopravníkového segmentu 7 v mechanickém provedení. Vlivem přítomnosti přítlačného členu 14. spřaženého se zdrojem přítlačné síly F tvořeným závažím a pneumatickým pístem 39, a spojeného s výkyvným ramenem 13. které je otočně uložené na hřídeli 15 pevně uchyceném na rámu 5 řetězového dopravníku 1 se řetěz prohýbá konkávně v rámci své indikační části 9. Přítlačný člen 14 je sestaven z otěruvzdomých plechů uspořádaných na sobě. Výhodou představené konstrukce je, že nevyžaduje žádné svařování. Indikační část 9 řetězu 6 je vedena šikmo orientovanými spodními vodítky 16. která jsou pevně spojena k rámu 5 a shora je řetěz 6 přitlačován zmíněným přítlačným členem 14. Přítlačný člen 14 spřažený se zdrojem přítlačné síly F, konkrétně zavážím sloužícím k zabezpečení nepřetržitého kontaktu přítlačného členu 14 spojeného s řetězem 6 a pro napínání řetězu 6 a je spřažen s ukazatelem 22 polohy provozního stavu. Zdroj přítlačné síly F vyvozuje nastavenou téměř konstantní sílu F v rozsahu 100 až 1000 N.

Na obr. 5 je pohled na ozubený mechanismus ovládající polohu ukazatele 22 napnutí a zároveň i ukazatele 28 životnosti řetězu 6 uvnitř indikačního dopravníkového segmentu 7. Výkyvné rameno 13 je pevně spojeno s ozubeným převodníkem 20, který svými zuby zabírá s ovládacím pastorkem 23 ukazatele 22 polohy provozního stavu. Ovládací pastorek 23 je uspořádán na společném čepu 21 s převodovým kolem 24 a je s ním spojen. Na ovládacím pastorku 23 je uspořádaná volnoběžka 38 s rohatkou a západkou. Převodové kolo 24 zabírá s vloženým kolem 25, které je na společném čepu 21 s ukazatelovým pastorkem 26 a je s ním spojen. Ukazatelový pastorek 26 zabírá s indikačním kolem 27, a to je pevně spojeno s ukazatelem 28 životnosti. Zde je přítlačná síla F vyvíjená jen závažím přítlačného členu 14.

I mechanické provedení je napojeno na digitální sledování napnutí řetězu 6, a to tak, že na indikační panel 17. který je vidět na obr. 6, se umístí indukční snímač 35 v blízkosti dráhy stupnice 18 napnutí a sleduje pohyb ukazatele 22 polohy provozního stavu, a to překrytím snímače 35 výstupkem 29 povoleného provozního intervalu. Snímač 35 je při určitém nedostatečném napnutí řetězu odkryt ukazatelem 22 s výstupkem 29 povoleného provozního intervalu. V této chvíli se ze snímače 35 kabelem posílá informace do počítače na velíně s PUC softwarem, že je snímač 35 odkryt a je třeba napnout řetěz 6. Řetěz 6 se napíná změnou osové vzdálenosti řetězových kol 10. 11. kdy se posune posuvně uložené napínací vratné řetězové kolo 11.

Dále se na indikačním panelu 17 umístí další indukční snímač 36 nebo snímače, v blízkosti dráhy stupnice 19 životnosti, jejichž poloha odpovídá poloze určitých hodnot zbývající životnosti řetězu 6 v závislosti na délce řetězu 6. Snímač 36 je při určité životnosti řetězu 6 překryt ukazatelem 28 životnosti. V této chvíli se ze snímače 36 kabelem posílá informace do počítače s PUC softwarem, že je snímač 36 překryt a je zbývá určitá životnost řetězu 6. To se využívá při plánování napnutí řetězu 6 nebo výměny řetězu 6.

Na obr. 6 je pohled zvenku na indikační panel 17. na kterém je stupnice 18 napnutí obloukovitého tvaru s vyznačením rozsahu správného napnutí řetězu 6, kdy v horní části stupnice 18 je indikován nežádoucí stav, tedy příliš velký průhyb, a tím přílišné prodloužení řetězu 6. Ukazatelem na této stupnici je ukazatel 22 provozního stavu. Pod stupnicí 18 je uspořádána stupnice 19 životnosti kruhového tvaru s vyznačením procent zbývající životnosti, a to tak, že těsně před horním vrcholem knihuje 100% životnost.

Když se vrátíme k obr. 5, vidíme že poloha ukazatele 22 provozního stavuje zcela vlevo. Tedy na horním vrcholu polokruhového ukazatele, tedy to znamená, že v této chvíli je řetěz 6 příliš prodloužen, a protože mechanismus propojuje oba ukazatele 22, 28, tak analogicky se ukazatel 28 životnosti nachází v poloze, která indikuje odčerpání životnosti a tedy životnost menší jak 100 %.

-4CZ 2024-285 A3

Systém měření životnosti řetězu 6 tedy spočívá ve sledování prodloužení řetězu 6. Při opotřebení řetězu 6 se mění trajektorie řetězu 6 v indikačním dopravníkovém segmentu 7, tedy dráha se prodlužuje v konkávní části řetězu 6, a na tuto konkávní část doléhá přítlačný člen 14 a výkyvné rameno 13 se pohybuje směrem dolů a tento pohyb je převeden pomocí ozubených kol na ukazatel 28 životnosti. Životnost tedy závisí na natočení ozubeného převodníku 20. Při indikaci snímačem 35 a nutnosti dopnutí řetězu 6 změnou osové vzdálenosti řetězových kol 10 a 11 dochází k pohybu přítlačného ramene 13 směrem nahoru. Tento pohyb není převáděn převodovým kolem 24. jelikož převodové kolo 24 je opatřeno volnoběžkou 38 s rohatkou a západkou, a tedy tento směr otáčení je volnoběžný, tím se zabrání pohybu ozubených kol 25, 26 a 27 a tedy nedojde ani ke změně polohy ukazatele 28 životnosti.

Výše je popsaná mechanická varianta indikace napnutí a životnosti, kdy je na výstupku 29 povoleného provozního intervalu ukazatele 22 provozního stavu uspořádán indukční snímač 35, který snímá překryv výstupkem 29 povoleného provozního intervalu, a provozní stav prodloužení řetězu 6.

Druhou možností je elektronická varianta indikace, zobrazená na obr. 7, kdy dopravník 1 obsahuje z mechanických převodů pouze ozubený převodník 20 a ovládací pastorek 23. Ten je opatřen snímačem natočení 37, což může být inkrementální čidlo nebo akcelerometr, který snímá natočení pastorku 23 a tato hodnota se kabelem posílá do počítače s PLC softwarem ve ve líně. Získaná hodnota se softwarově převádí na hodnotu napnutí a životnosti řetězu 6 a další veličiny, tzn. že u této elektronické verze indikace je s použitím absolutní polohy natočení pastorku 23. potažmo ramene 13. možno indikovat mimo zbývající životnosti řetězu 6, prodloužení v čase, zbývající životnost v závislosti na aktuálním dopravním výkonu a rychlosti řetězu 6, zbývající životnost v hodinách provozu, provozní stav napnutí a čas do nejbližšího dopnutí nebo vyjmutí článku řetězu 6.

Průmyslová využitelnost

Vynález je možno použít na jednořetězových i víceřetězových dopravnících. Ideálně však pro víceřetězové dopravníky na každý řetěz samostatně. Zařízení pro měření životnosti a indikaci provozního stavu nekonečného řetězu řetězového dopravníku je využitelné i v případě řetězového dopravníku bez možnosti změny osové vzdálenosti řetězových kol. Indikační dopravníkový segment musí být navržený tak, aby byl schopný absorbovat prodloužení řetězu způsobené opotřebením minimálně o délce jednoho článku řetězu.

Claims (4)

1. Zařízení pro měření životnosti a indikaci provozního stavu nekonečného řetězu řetězového dopravníku, sestávající ze segmentů, z nichž jeden je indikačním dopravníkovým segmentem s přítlačným ústrojím řetězu, které sestává z přítlačného členu, spojeného s výkyvným ramenem otočně uloženého na hřídeli a ze spodních vodítek připevněných k rámu, přičemž na jednom konci řetězu (6) je uspořádáno posuvně uložené napínací vratné řetězové kolo, vyznačující se tím, že indikační dopravníkový segment (7) s napínacím ústrojím je umístěný v dopravníku (1) ve vzdálenosti 2 až 70 % celkové délky dopravníku od napínacího řetězového kola (11), přičemž přítlačné ústrojí obsahuje výkyvné rameno (13) s přítlačným členem (14) je spřaženo se zdrojem síly (F) vyvozující sílu kolmou k tečně (t) řetězu (6) v rozmezí 100 až 1000 N a je na hřídeli (15) uloženo otočně, a přičemž hřídel (15) je pevně uchycen v rámu (5) řetězového dopravníku (1) a výkyvné rameno (13) je pevně spojeno s ozubeným převodníkem (20), který je svými zuby v záběru s ovládacím pastorkem (23) ukazatele (22) provozního stavu spřaženého se systémem indikace životnosti řetězu (6) založeným na principu prodloužení řetězu (6) způsobující změnu trajektorie řetězu (6) v definované konkávní části indikačního dopravníkového segmentu (7) a tedy pohyb výkyvného ramene (13).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že systém indikace životnosti řetězu (6) je proveden jako ozubený mechanismus, kdy je v záběru se zuby ozubeného převodníku (20) ovládací pastorek (23), který je uspořádán na společném čepu (21) s převodovým kolem (24) a je s ním spojen přes volnoběžku (38) s rohatkou a západkou, přičemž převodové kolo (24) je svými zuby v záběru s vloženým kolem (25), které je na společném čepu (21) s ukazatelovým pastorkem (26) a je s ním spojen, a ukazatelový pastorek (26) je svými zuby v záběru s indikačním kolem (27), a to je pevně spojeno s ukazatelem (28) životnosti, přičemž k ukazateli (22) provozního stavu je přiřazena stupnice (18) napnutí řetězu (6) a k ukazateli (28) životnosti je přiřazena stupnice (19) životnosti řetězu (6), a přičemž obě stupnice (18, 19) jsou provedeny na indikačním panelu (17) indikačního dopravníkového segmentu (7).

3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že dále je na indikačním panelu (17) umístěn indukční snímač (35) v blízkosti dráhy stupnice (18) napnutí pro sledování pohybu ukazatele (22) provozního stavu, přičemž indukční snímač (35) je napojen na řídicí počítač na velíně pro indikaci, že je třeba napnout řetěz (6) v případě, že je snímač (35) odkrytý ukazatelem (22) provozního stavu, přičemž dále je na indikačním panelu (17) umístěn další indukční snímač (36) v blízkosti dráhy stupnice (19) životnosti pro sledování pohybu ukazatele (28) životnosti řetězu (6) a tento indukční snímač (36) je napojen na řídicí počítač na velíně pro indikaci zbývající životnosti řetězu (6) v případě, že je snímač (36) překrytý ukazatelem (28) životnosti řetězu (6).

4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že systém indikace životnosti řetězu (6) je proveden jako elektronický tak, že ovládací pastorek (23), který je v záběru se zuby ozubeného převodníku (20), je opatřen snímačem (37) natočení, který je napojen na řídicí počítač pro softwarové převedení získaných hodnot na hodnoty napnutí řetězu (6), zbývající životnost řetězu (6) v hodinách provozu, rychlost prodlužování řetězu (6), provozní stav řetězu (6) a čas do potřebné změny osové vzdálenosti řetězových kol (10)a(ll).