CZ26195U1 - Zařízení pro optimalizaci a indikaci provozního napnutí nekončitého řetězového pásma řetězového dopravníku - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení pro optimalizaci a indikaci provozního napnutí nekončitého řetězového pásma řetězového dopravníku, jenž je opatřen napínacím ústrojím, uzpůsobeným pro vyvození předepínací síly.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že řetězové dopravníky obsahují nekončité řetězové pásmo, které je tvořeno jedním, dvěma nebo i více řetězy paralelně vedenými přes alespoň hnací řetězové kolo a vratné řetězové kolo. K řetězům bývají připevněny unášecí orgány, jako např. hřebla, korečky a pod. Řetězy jsou nejčastěji opřeny o vedení, popř. jsou vedeny ve žlabech. Ať má řetězový dopravník jakoukoliv konstrukci, obsahuje pracovní větev a vratnou větev, které mohou být umístěny nad sebou, nebo u jednořetězových dopravníků i vedle sebe. Pro dopravu materiálu je využívána buď celá pracovní větev, nebo alespoň její dopravní úsek v rozsahu od násypky k výsypnému místu, resp. ke shozu, a nebo celá pracovní větev a část vratné větve od násypky k vratnému řetězovému kolu. Pro spolehlivou funkci je do řetězového pásma nutno vnést předepínací sílu. Obvyklé řešení spočívá v tom, že jedno z řetězových kol je v rámu řetězového dopravníku uloženo suvně ve směru pohybu řetězového pásma, přičemž toto řetězové kolo je spřaženo s napínacím ústrojím, s výhodou hydraulickým válcem nebo šroubovým mechanismem. Napínacím ústrojím nastavená předepínací síla však v některých případech může v důsledku proměnných odporů kolísat, zejména u lepivého přepravovaného materiálu, který se nabaluje na řetězová kola, čímž se prodlužuje vzdálenost mezi nimi. Jiným zdrojem kolísání odporů, a tím i kolísání okamžitého provozního napnutí řetězového pásma, je nerovnoměrnost nakládky, proměnnost fyzikálních vlastností přepravovaného materiálu, tepelná roztažnost řetězu, i opotřebení funkčních částí řetězového dopravníku. Změny odporu, resp. změny provozního napnutí je účelné sledovat v reálném čase s potřebnou citlivostí a přenášet je v podobě řídicího signálu do napínacího ústrojí za předpokladu, že toto ústrojí je uzpůsobeno pro okamžité přestavení do polohy generující momentálně potřebnou předepínací sílu.

Ze spisu DE 20311436 Ul je známo ústrojí pro snímání provozního napnutí nekončitého řetězového pásma, které obsahuje výkyvné rameno, jež je pevně uloženo na hřídeli, který je ve směru kolmém ke směru pohybu řetězového pásma otočně uložen v ložisku upraveném v rámu řetězového dopravníku. Mimo prostor dopravního úseku, podle uvedeného spisu u vratného řetězového kola, je v řetězovém pásmu vytvořen konkávně prohnutý úsek, v němž je o řetěz řetězového pásma kluzně opřen přítlačný konec výkyvného ramene. Hřídel je spřažen se snímačem úhlového natočení hřídele. Signál ze snímače úhlového natočení hřídele je zaveden do řídicího členu, který je spojen s napínacím ústrojím osazeným hydraulickým válcem. Míra prohnutí řetězu v konkávním úseku je nepřímo úměrná velikosti předepínací síly. Znamená to, že při větší předepínací síle je řetěz méně prohnut a naopak. Výkyvné rameno reaguje na změny prohnutí řetězu rychle a ani v řídicím členu nedochází ke zpoždění, takže napínací ústrojí je schopno upravit velikost předepínací síly podle předem zvoleného algoritmu bez časové prodlevy.

Popsaným ústrojím pro snímání provozního napnutí nekončitého řetězového pásma lze po spřažení s napínacím ústrojím optimálně regulovat velikost okamžité předepínací síly, tj. provozního napnutí řetězového pásma. Nevýhodou tohoto ústrojí však je, že se jedná pouze o zařízení indikační, které není schopno samo o sobě předepínací sílu měnit.

Podstata technického řešení

Uvedená nevýhoda je podstatně zmenšena zařízením pro optimalizaci a indikaci provozního napnutí nekončitého řetězového pásma řetězového dopravníku podle technického řešení, kteréžto

- 1 CZ 26195 Ul zařízení je opatřeno napínacím ústrojím, uzpůsobeným pro vyvození předepínací síly s působením ve směru pohybu řetězového pásma. Mimo prostor dopravního úseku je v řetězovém pásmu upraven konkávně prohnutý úsek, v němž je o řetěz řetězového pásma kluzně opřen přítlačný konec výkyvného ramene pevně uloženého na hřídeli. Hřídel je ve směru kolmém ke směru pohybu řetězového pásma otočně uložen v ložisku pevně spojeném s rámem řetězového dopravníku. Podstata technického řešení spočívá v tom, že výkyvné rameno je spřaženo se zdrojem přítlačné síly. Přítlačná síla má směr v podstatě kolmý k tečně k řetězovému pásmu v místě dotyku. Přítlačná síla má takovou velikost, že její složky v řetězovém pásmu na obě strany od místa dotyku mají hodnoty odpovídající 2-35 % velikosti předepínací síly. Výkyvné rameno je spřaženo s indikátorem napnutí řetězového pásma.

V jednom výhodném provedení zdroj přítlačné síly obsahuje zkrutnou pružinu, která je jednak usazena s vůlí na hřídeli a jednak rozepřena mezi rámem řetězového dopravníku a výkyvným ramenem.

V jiném výhodném provedení zdroj přítlačné síly obsahuje závaží, které je silově spřaženo s výkyvným ramenem.

Je zvlášť účelné, je-li zdroj přítlačné síly uzpůsoben pro její nastavení a zaaretování. Za tím cílem je v případě zdroje se zkrutnou pružinou zkrutná pružina prvním koncem opřena o výkyvné rameno a druhým koncem ukotvena v aretačním kotouči. Aretační kotouč je otočně uložen v rámu řetězového dopravníku a opatřen prostředky pro znehybnění aretačního kotouče vzhledem k rámu. V případě zdroje přítlační síly, který obsahuje závaží, je závaží zavěšeno v úložném bodě na páce, která je vetknuta do hřídele a opatřena prostředky pro znehybnění úložného bodu.

Je žádoucí, aby údaje o předepínací síle byly k dispozici ve vizuální podobě. K tomu slouží indikátor napnutí řetězového pásma, který je v rámci mechanické alternativy tvořen ručkou, jež je připevněna kolmo ke hřídeli a proti jejímuž volnému konci je na rámu řetězového dopravníku upravena ocejchovaná stupnice.

V rámci elektronické alternativy indikátor napnutí obsahuje snímač úhlového natočení hřídele, kterýžto snímač je spojen s vyhodnocovacím obvodem, napojeným na ocejchovaný displej.

I u mechanické varianty indikátoru však lze vedle vizuálního signálu získat i signál elektrický. Pro ten účel je v akčním dosahu ručky v rozsahu ocejchované stupnice upraven alespoň jeden elektrický snímací prvek ze skupiny obsahující polohové spínače uzpůsobené pro indikaci vybraných poloh výkyvného ramene, snímač uzpůsobený pro indikaci pracovního rozsahu, případně snímač uzpůsobený pro spojité měření polohy výkyvného ramene.

Další zdokonalení přináší úprava, podle níž v akčním dosahu ručky je pod ocejchovanou stupnicí upraven havarijní spínač, jenž je uzpůsoben pro indikaci přetržení řetězového pásma.

Zařízení pro optimalizaci a indikaci provozního napnutí nekončitého řetězového pásma řetězového dopravníku podle technického řešení je konstrukčně i investičně nenáročné, přičemž má vysokou užitnou hodnotu spočívající v tom, že jím lze nejen indikovat provozní napnutí jako u dosud známého provedení, ale toto napnutí lze vnesením přítlačné síly regulovat v souladu s časově proměnnými odpory řetězového pásma. Zařízení může pracovat samostatně, tj. bez propojení s napínacím ústrojím, což nalezne uplatnění zejména při aplikaci mechanického šroubového napínacího ústrojí. Další výhodou zařízení podle technického řešení je, že eliminuje nepříznivé účinky tzv. polygonového efektu. Ten se projevuje zřetelně u řetězových dopravníků, jejichž řetězová kola mají natolik malý počet zubů, že točivý přenos není konstantní a dochází k cyklickým změnám délky řetězu i pri konstantní vzdálenosti hnacího a vratného řetězového kola. Objasnění výkresů

Na připojených výkresech je schematicky znázorněn příklad provedení zařízení pro optimalizaci a indikaci provozního napnutí nekončitého řetězového pásma podle technického řešení, kde znázorňuje obr. 1 pohled na zařízení zevnitř řetězového dopravníku (pohled směrem A z obr. 2),

-2 CZ 26195 Ul obr. 2 pohled z opačné strany řetězového dopravníku, tj. pohled směrem B z obr. 1, obr. 3 kinematické schéma přímého řetězového dopravníku s homí pracovní větví, obr. 4 kinematické schéma zalomeného řetězového dopravníku se spodní pracovní větví, přičemž v obou případech zařízení pro optimalizaci a indikaci provozního napnutí je znázorněno ve výřezu C, obr. 5 pohled do výřezu C při optimálně napnutém řetězovém pásmu, obr. 6 pohled do výřezu C při nedostatečně napnutém řetězovém pásmu nebo přetržení, obr. 7 pohled do výřezu C při nadměrně napnutém řetězovém pásmu, obr. 8 kinematické schéma řetězového dopravníku se zobrazením předepínací a přítlačné síly.

Příklad uskutečnění technického řešení

Řetězový dopravník F, na němž je aplikováno zařízení podle technického řešení, obsahuje rám 2, na němž je otočně uloženo alespoň jedno hnací řetězové kolo 23 a jedno vratné řetězové kolo 24. Vratné řetězové kolo 24 je spřaženo s napínacím ústrojím 22, např. šroubového typu (obr. 3) nebo hydraulického typu (obr. 4). Napínací ústrojí 22 je uzpůsobeno pro vyvinutí předepínací síly F (obr. 8), která je vnesena do řetězového pásma, obvedeného kolem hnacího řetězového kola 23 a vratného řetězového kola 24. Řetězové pásmo obsahuje jeden, dva nebo i více paralelně uspořádaných řetězů 28. Řetězy 28 jsou suvně uloženy ve vedení 27, které je upevněno k rámu 2. K řetězům 28 jsou upevněny neznázorněné unášecí orgány, např. hřebla, korečky a pod. Řetězový dopravník i obsahuje pracovní větev 11 a vratnou větev 13. Pracovní větev 11 může být uspořádána v homí části řetězového dopravníku I (obr. 3) nebo v jeho spodní části (obr. 4). K dopravě materiálu 6 se využívá buď celá pracovní větev 11 (obr. 4), nebo jen její dopravní úsek 12, vymezený mezi násypkou 61 a výsypným místem 62 (obr. 3).

Mimo prostor dopravního úseku 12, tj. v dopravně nevyužívané pracovní větvi 11 nebo lépe ve vratné větvi 13, je v řetězovém pásmu upraven konkávně prohnutý úsek 14. V něm jsou k postranici 21, resp. k postranicím 21 rámu 2 připevněna proti sobě orientovaná spodní vodítka 26 a nad nimi homí vodítka 25 (obr. 1, 2). Uhlem, který svírají protilehlá spodní vodítka 26, je vymezena poloha řetězu 28 při jeho uvolnění, resp. při nedostatečném napnutí (obr. 6). Uhlem, který svírají homí vodítka 25 a současně zaoblením horních vodítek 25 je vymezena poloha nadměrně předepnutého řetězu 28 (obr. 7). V konkávně prohnutém úseku 14 je v místě mezi horními vodítky 25 o řetěz 28 kluzně opřen přítlačný konec 31 výkyvného ramene 3. Výkyvné rameno 3 je svým kotevním koncem 32 pevně uloženo na hřídeli 33. Hřídel 33 je ve směru c, kolmém ke směru b pohybu řetězového pásma, otočně uložen v ložisku 34, pevně spojeném s rámem 2 řetězového dopravníku 1. Ložisko 34 je z prostorového hlediska nejvhodněji upraveno v postranici 21 a nosiči horního vodítka 25.

Výkyvné rameno 3 je spřaženo se zdrojem 4 přítlačné síly P. Přítlačná síla P (obr. 8) má směr n v podstatě kolmý k tečně t k řetězovému pásmu, resp. k řetězu 28 v místě dotyku T. Přítlačná síla P má takovou velikost, že její složky P_ž v řetězovém pásmu na obě strany od místa dotyku T mají hodnoty odpovídající 2-35 % velikosti předepínací síly F.

Zdroj 4 přítlačné síly P obsahuje vjednom případě zkrutnou pružinu 41, která je jednak usazena s vůlí na hřídeli 33 a jednak rozepřena mezi rámem 2 řetězového dopravníku i a výkyvným ramenem 3. V případě, kdy je účelné velikost přítlačné síly P nastavit a zaaretovat, je zkrutná pružina 41 prvním koncem 42 spřažena s výkyvným ramenem 3, např. zasunutím prvního konce 42 do hřídele 33, a druhým koncem 43 ukotvena v aretačním kotouči 44. Aretační kotouč 44 je otočně uložen na hřídeli 33 a opatřen prostředky pro své znehybnění vzhledem k rámu 2 (obr. 2). Za tím účelem je aretační kotouč 44 opatřen zářezy 45, proti nimž je upravena na postranici 21 suvně uložená odpružená západka 46 s klidovou polohou v zářezech 45 aretačního kotouče 44.

V neznázorněné alternativě, kdy přítlačnou sílu P není nutno nastavovat a aretovat, je zkrutná pružina 41 shodně jako na obr. 2 zasunuta prvním koncem 42 do hřídele 33, zatímco její druhý konec 43 je upevněn k postranici 21.

V jiném případě zdroj 4 přítlačné síly P obsahuje závaží 47, které je silově spřaženo s výkyvným ramenem 3. Spřažení lze podle příkladu provedení uskutečnit tak, že s hřídelem 33 je pevně

-3 CZ 26195 Ul spojena páka 48, na níž je v úložném bodě závaží 47 zavěšeno (obr. 1). Pro účel přestavování a zaaretování přítlačné síly P je páku 48 nutno opatřit prostředky pro znehybnění úložného bodu.

V neznázoměném případě lze např. opatřit páku 48 pohybovým šroubem a závaží vnitřním závitem. Ve znázorněném příkladu jsou na páce 48 ve funkci úložných bodů vyhotoveny příčné drážky 49, do nichž je závaží 47 zavěšeno.

Výkyvné rameno 3 je spřaženo s indikátorem 5 napnutí řetězového pásma. Indikátor 5 je v rámci mechanické varianty tvořen ručkou 51, která je připevněna kolmo ke hřídeli 33 (obr. 1). Proti volnému konci ručky 51 je na rámu 2 řetězového dopravníku j_ upravena ocejchovaná stupnice 52. Vizuální indikace ručkou 51 může být doplněna dálkovým přenosem alespoň některých údajů. Pro tento účel jsou podle příkladu provedení v akčním dosahu ručky 51 v rozsahu ocejchované stupnice 52 upraveny polohové spínače 56, jež jsou uzpůsobeny pro indikaci vybraných poloh výkyvného ramene 3. Jedná se zejména o polohu indikující optimální napnutí řetězu 28 (obr. 5) a o polohy, při nichž je řetěz 28 bud’ nedostatečně, nebo nadměrně napnut (obr. 6, 7).

V neznázoměných alternativách lze místo polohových spínačů 56 použít i jiné typy elektrických snímacích prvků, jako jsou snímače uzpůsobené pro indikaci pracovního rozsahu výkyvného ramene 3, případně snímače uzpůsobené pro spojité měření polohy výkyvného ramene 3. Úprava s polohovými spínači 56 je s výhodou rozšířena o verzi, v jejímž rámci je v akčním dosahu ručky 51 pod ocejchovanou stupnicí 52 upraven havarijní spínač 57, jenž je uzpůsoben pro indikaci přetržení řetězového pásma.

Elektronická varianta indikátoru 5 napnutí, která umožňuje mj. spojitý dálkový přenos dat, obsahuje snímač 53 úhlového natočení hřídele 33. Snímač 53 úhlového natočení je spojen s vyhodnocovacím obvodem 54, který je napojen na ocejchovaný displej 55 (obr. 2).

Před započetím činnosti se pomocí napínacího ústrojí 22 vnese do řetězového pásma příslušná předepínací síla F (obr. 8), která působí ve směru b pohybu řetězového pásma. Pak se řetězový dopravník i uvede do chodu. O jeho řetěz 28, resp. o jeho řetězy 28 je opřen přítlačný konec 31 výkyvného ramene 3, na které působí přítlačná síla P, která se rozloží do složek P_s, které se vektorově složí s předepínací silou F do výsledného provozního napnutí řetězového pásma. Odpory během chodu řetězového dopravníku i mají proměnný charakter. To je dáno kolísáním vlastností přepravovaného materiálu 6, v důsledku kolísání tloušťky jeho vrstvy, jednotkové hmotnosti, vazkosti a pod., nebo i změnou délky dopravního úseku 12 následkem přemístění násypky 61 či výsypného místa 62, prodloužení a opotřebení řetězu 28, i opotřebení funkčních ploch horních vodítek 25, spodních vodítek 26 a vedení 27. K cyklickým změnám odporu dochází u řetězových dopravníků i, u nichž se uplatňuje polygonový efekt. Na změnu odporů reaguje výkyvné rameno 3, které svou přítlačnou silou P mění trajektorii řetězu 28 tak, že za spolupůsobení předepínací síly F se dosahuje stavu optimálního napnutí. Při optimálním napnutí má řetěz 28 prohnutí znázorněné na obr. 5, při němž je prověšen mezi horními vodítky 25 a spodními vodítky 26, aniž by se o ně opíral. Naopak nedostatečně napnutý řetěz 28 je prověšený tak, že se dotýká podstatné části spodních vodítek 26 (obr. 6). Při nadměrném napnutí (obr. 7) řetěz 28 klouže po horních vodítkách 25. Míru prověšení řetězu 28 dotykově sleduje výkyvné rameno 3, které natočí hřídel 33 do odpovídající polohy. Tato poloha je indikována buď ručkou 51, která na ocejchované stupnici 52 ukáže velikost momentálního provozního napnutí řetězového pásma (obr. 1), nebo na displeji 55 (obr. 2) po předchozím zpracování signálu ze snímače 53 úhlového natočení hřídele 33. U elektronické varianty se snímačem 53 úhlového natočení hřídele 33, ale i u mechanické varianty s polohovými spínači 56, popř. i s havarijním spínačem 57, anebo s jinými typy elektrických snímacích prvků lze příslušné signály o poloze výkyvného ramene 3, a tím o velikosti provozního napnutí, přenášet dálkově.

V případě nového nastavení předepínací síly F je možno změnit velikost přítlačné síly P, a to změnou polohy závaží 47 (obr. 1) nebo změnou předepnutí zkrutné pružiny 44 (obr. 2). Tím dojde k opětné optimalizaci provozního napnutí nekončitého řetězového pásma. I po změně silových poměrů zařízení indikuje okamžité provozní napnutí.

-4CZ 26195 Ul

Průmyslová využitelnost

Zařízení podle technického řešení lze aplikovat jak u jednoho z řetězů 28 řetězového pásma, tak u jednotlivých řetězů 28 samostatně. Nej lepšího výsledku se však dosáhne tehdy, je-li o každý řetěz 28 opřeno jedno výkyvné rameno 3, kde tato ramena 3 nejsou vzájemně mechanicky pro5 pojena. Zařízení lze použít u řetězového dopravníku i bez ohledu na druh napínacího ústrojí 22.

Ve většině případů, zejména u přímých řetězových dopravníků i, bude k vytvoření konkávně prohnutého úseku 14 využita zemská gravitace, jejímž účinkem je řetěz 28 prohnut směrem dolů. Ve výjimečných případech, zejména při prostorových omezeních, je konkávně prohnutý úsek 14 možno vyklenout i směrem vzhůru. K tomu je však nutno do zdroje 4 přítlačné síly P přidat ío složku, která by kompenzovala hmotnost řetězu 28.

Claims (10)

1. Zařízení pro optimalizaci a indikaci provozního napnutí nekončitého řetězového pásma řetězového dopravníku, jenž je opatřen napínacím ústrojím (22), uzpůsobeným pro vyvození předepínací síly (F) s působením ve směru (b) pohybu řetězového pásma, přičemž mimo prostor

15 dopravního úseku (12) je v řetězovém pásmu upraven konkávně prohnutý úsek (14), v němž je o řetěz (28) řetězového pásma kluzně opřen přítlačný konec (31) výkyvného ramene (3) pevně uloženého na hřídeli (33), který je ve směru (c) kolmém ke směru (b) pohybu řetězového pásma otočně uložen v ložisku (34) vytvořeném v rámu (2) řetězového dopravníku, vyznačující se tím, že výkyvné rameno (3) je spřaženo se zdrojem (4) přítlačné síly (P), která má směr

20 (n) v podstatě kolmý k tečně (t) k řetězovému pásmu v místě dotyku (T) a takovou velikost, že její složky (P_s) v řetězovém pásmu na obě strany od místa dotyku (T) mají hodnoty odpovídající 2-35 % velikosti předepínací síly (F), přičemž současně výkyvné rameno (3) je spřaženo s indikátorem (5) napnutí řetězového pásma.

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že zdroj (4) přítlačné síly (P)

25 obsahuje zkrutnou pružinu (41), která je jednak usazena s vůlí na hřídeli (33) ajednak rozepřena mezi rámem (2) řetězového dopravníku (1) a výkyvným ramenem (3).

3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že zdroj (4) přítlačné síly (P) obsahuje závaží (47), které je silově spřaženo s výkyvným ramenem (3).

4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že zdroj (4) přítlačné síly (P) je

30 uzpůsoben pro její nastavení a zaaretování.

5. Zařízení podle nároků 2 a 4, vyznačující se tím, že zkrutná pružina (41) je prvním koncem (42) spřažena s výkyvným ramenem (3) a druhým koncem (43) ukotvena v aretačním kotouči (44), který je otočně uložen na hřídeli (33) a opatřen prostředky pro znehybnění aretačního kotouče (44) vzhledem k rámu (2).

35

6. Zařízení podle nároků 3 a 4, vyznačující se tím, že závaží (47) je zavěšeno v úložném bodě na páce (48), která je pevně spojena s hřídelem (33) a opatřena prostředky pro znehybnění úložného bodu.

7. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se t í m , že indikátor (5) napnutí řetězového pásma je tvořen ručkou (51), která je připevněna kolmo ke hřídeli (33) a proti jejímuž volné40 mu konci je na rámu (2) řetězového dopravníku upravena ocejchovaná stupnice (52).

-5CZ 26195 Ul

8. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že indikátor (5) napnutí obsahuje snímač (53) úhlového natočení hřídele (33), kterýžto snímač (53) je spojen s vyhodnocovacím obvodem (54), napojeným na ocejchovaný displej (55).

9. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že v akčním dosahu ručky (51) je 5 v rozsahu ocejchované stupnice (52) upraven alespoň jeden elektrický snímací prvek ze skupiny obsahující polohové spínače (56) uzpůsobené pro indikaci vybraných poloh výkyvného ramene (3), snímač uzpůsobený pro indikaci pracovního rozsahu, případně snímač uzpůsobený pro spojité měření polohy výkyvného ramene (3).

10. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že v akčním dosahu ručky (51) je io pod ocejchovanou stupnicí (52) upraven havarijní spínač (57), jež je uzpůsoben pro indikaci přetržení řetězového pásma.