FI120937B - Imukuljetin - Google Patents

Description

IMUKULJETIN

Keksinnön kohteena on imukuljetin, johon kuuluu kuljetusputki tuotteiden kuljettamista varten sekä välineet alipaineen muodos-5 tamiseksi kuljetusputkeen, joihin välineisiin kuuluu imuyhteellä varustettu imurakenne, jonka kautta kuljetusputki on sovitettu ulottumaan ja jonka matkalla kuljetusputkessa on aukkoja.

Imukuljetinta käytetään kappaletavaran tai raemaisen bulkkitava-10 ran kuljettamiseen. Imukuljettimessa kuljetusputkeen muodostetaan alipaine, joka siirtää tuotteen syöttöpäästä poistopäähän. Syöttöpäässä voidaan käyttää erillistä syötintä.

Tunnetuissa imukuljettimissa on kuitenkin monenlaisia ongelmia. 15 Ensinnäkin alipaineen muodostamiseen vaaditaan monimutkaisia rakenteita. Toisaalta alipainevaikutus jakautuu epätasaisesti, mikä pakottaa käyttämään ylisuurta alipainetasoa. Lisäksi tuotteiden mukana oleva irtoaines päätyy tuotteen mukana poistopäähän. Esimerkiksi pölyävän materiaalin kuljettamiseen tarkoi-20 tetussa imukuljettimessa tulee olla erillinen pölynpoisto. Tunnetut sulkuvälineet myös vaativat erillisen ohjauksen, mikä monimutkaistaa imukuljettimen rakennetta. Imukuljettimet ovat myös hankalia huoltaa ja niiden rakenteen muuttaminen on hankalaa. Toisin sanoen imukuljettimen mukautuvuus on huono.

25

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uudenlainen imukuljetin, joka on rakenteeltaan aikaisempaa yksinkertaisempi, mutta toiminnaltaan entistä varmempi ja nopeampi. Tämän keksinnön tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisista patenttivaatimuksis-30 ta. Keksinnön mukaisessa imukuljettimessa alipainevaikutus muodostetaan kuljetusputkeen uudella ja yllättävällä tavalla. Imukammion ansiosta alipaine jakautuu tasaisen tehokkaasti kuljetusputkeen, jolloin vältetään tarpeettoman suuren ali-painetason käyttö. Samalla kuljetusnopeutta voidaan säätää 35 tarkasti yksinkertaisin välinein. Imukuljetin on myös helposti muunneltavissa ja huollettavissa. Lisäksi imukuljetin on itseohjautuva, mikä edelleen yksinkertaistaa sen rakennetta.

2

Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin erästä keksinnön sovellusta kuvaaviin piirroksiin, joissa 5 Kuva la esittää keksinnön mukaisen imukuljettimen sivulta katsottuna,

Kuva Ib esittää keksinnön mukaisen imukuljettimen ylhäältä katsottuna,

Kuva 2a esittää keksinnön mukaisen imukammion kappaleet irro-10 tettuina ja osittain halkileikattuna,

Kuva 2b esittää osan keksinnön mukaisen imukuljettimen kulje-tusputkesta,

Kuva 2c esittää mukaisen imukammion kappaleen ylhäältä katsottuna, 15 Kuva 2d esittää periaatteellisesti osan keksinnön mukaisella imukuljettimella varustetusta tuotantolinjasta,

Kuva 3 esittää keksinnön mukaisen imukuljettimen toisen sovelluksen sivulta katsottuna.

20 Kuvassa 2d esitetään periaatteellisesti keksinnön mukaisen imukuljettimen hyödyntämistä. Imukuljetinta kutsutaan myös alipainekuljettimeksi. Imukuljetin on tarkoitettu tuotteiden ja tavaroiden kuljettamista varten. Imukuljetinta käytetään usein sarjatuotannossa tai mikäli tuotteen ominaisuudet edellyttävät 25 imukuljettimen tapaista siirtotapaa. Imukuljettimeen kuuluu kuljetusputki 10, jonka muoto ja mitoitus voivat vaihdella. Kuljetusputki voi olla joustavakin kunhan sen jäykkyys estää kokoonpainumisen alipaineen vaikutuksessa. Kuljetusputkessa voi myös olla mutkia, joiden kaarevuussäde mitoitetaan kuljetettavan 30 tuotteen mukaisesti.

Esimerkkituotantolinjassa on ensinnäkin tuotantokone 11, joka voi olla esimerkiksi ruiskuvalukone. Sovelluksesta riippuen tuotteita valmistuu sarjana tasaisin välein. Tässä tuotantolin-35 jaa on pyritty lyhentämään ja automatisoimaan asentamalla tuotantokoneen jälkeen keksinnön mukainen imukuljetin. Tuotanto- 3 koneesta 11 valmiit tuotteet tippuvat puskurivarastona toimivaan syöttölaitteeseen 12, joka syöttää halutun määrän tuotteita imukuljettimeen. Tässä imukuljetin päättyy pakkauskoneeseen 13, jossa haluttu määrä tuotteita pakataan yhdeksi yksiköksi.

5 Kyseisellä tuotantolinjalla tuotteen valmistus, siirto ja pakkaus on siis yhtä kokonaisuutta ilman välikäsittelyjä ja ihmistyötä.

Imukuljettimeen kuuluu myös välineet 14 alipaineen muodostami-10 seksi kuljetusputkeen 10. Näihin välineisiin 14 kuuluu imuyh-teellä 15 varustettu imurakenne 16, jonka kautta kuljetusputki 10 on sovitettu ulottumaan ja jonka matkalla kuljetusputkessa 10 on aukkoja 17 (kuvat la ja Ib) . Imuyhteeseen liitetään imuriksi 18 esimerkiksi keskipakopuhallin. Imuyhteeseen muodostettu 15 alipaine ulottuu imurakenteen välityksellä aukkojen kautta kuljetusputkeen ja sitä pitkin edelleen tuotteeseen. Keksinnön mukaan imurakenne 16 on järjestetty kuljetusputkea 10 ympäröiväksi imukammioksi 19, johon imuyhde 15 on sovitettu oleellisen tangentiaalisesti kuljetusputken 10 suhteen. Kyseisellä 20 rakenteella alipainevaikutus leviää tasaisesti kuljetusputken ympärille ja siitä edelleen kuljetusputkeen. Imukammio tasaa alipaineen ja poistuva ilma aikaansaa pyörteen imukammioon tangentiaalisen asemoinnin ansiosta.

25 Kuvissa 2a-c esitetään tarkemmin imukammion rakennetta. Ensinnäkin imukammion 19 muoto ja mitoitus vastaavat oleellisesti imuyhteen 15 muotoa ja mitoitusta. Kyseisellä rakenteella vältetään painehäviöt ja epäpuhtauksien tarttuminen seinämiin ja liitoskohtiin. Kuvan 2a mukaisesti imukammio 19 on muodostettu 30 kahdesta oleellisesti samanlaisesta kappaleesta 20, joihin on työstetty kuljetusputkea 10 varten järjestettyä läpivientireikää 21 ympäröivä kammioura 22. Kappale voidaan valmistaa esimerkiksi sorvaamalla sopivasta materiaalista. Kokoonpantuna kammioura yhdessä kuljetusputken kanssa rajoittavat keksinnön mukaisen 35 imukammion, jonka poikkileikkaus on pyöreä aivan kuten imuyhde- 4 kin. Kuvasta 2c ilmenee imuyhdettä varten työstetty ura 23, joka voidaan tehdä esimerkiksi jyrsimällä.

Kappaleista valmistettu imukammio on myös helppo huoltaa, sillä 5 keksinnön mukaan kappaleet 20 on irrotettavasti kiinnitetty toisiinsa. Imukammio on kasattu sopivalla määrällä pultteja tai muita kiinnittimiä (ei esitetty), jotka poistamalla kappaleet voidaan irrottaa toisistaan. Kiinnityksen mahdollistavien läpireikien 24 keskilinjaa esitetään pistekatkoviivoilla kuvassa 10 2a. Tarvittaessa kappaleiden välissä samoin kuin kappaleiden ja kuljetusputken välissä käytetään tiivisteitä ohivuotojen välttämiseksi. Lisäksi tarvittaessa käytetään lisäkiinnittimiä imura-kenteen lukitsemiseksi kuljetusputkeen.

15 Kuvissa on esitetty, että aukot olisivat vain yhdessä kohtaa kuljetusputkea. Yleisesti sanoen imurakenne sijoitetaan poisto-pään läheisyyteen, mutta keksinnön mukaisen imurakenteen sijaintia voidaan myös muuttaa. Tällöin kuljetusputkessa on eri kohdilla aukkoja, joista vain imukammion kohdalla olevat aukot 20 ovat avoimina. Muut aukot ovat jollain tavoin suljettuina. Näin ollen imukammion sijaintia muuttamalla voidaan säätää imukulje-tinta. Säätö voidaan myös toteuttaa käyttämällä eri kohdissa erikokoisia aukkoja. Tällöin yhtä imukuljetinta voidaan käyttää erikokoisten ja eripainoisten tavaroiden ja kappaleiden kuljet-25 tamiseen. Säädöllä voidaan myös vaikuttaa kuljetusmatkaan ja nopeuteen. Luonnollisesti myös imurin säätäminen vaikuttaa imukuljettimen toimintaan.

Kuvassa 2b esitetään osa kuljetusputkesta 10. Keksinnön mukaan 30 aukot 17 on järjestetty kauttaaltaan kuljetusputken 10 ympäri. Tällöin alipainevaikutus pääsee ympäriinsä imukammiosta kulje-tusputkeen. Alipainevaikutuksen leviämisen tasaisuutta voidaan optimoida käyttämällä tietyn muotoisia ja tiedolla tavalla aseteltuja aukkoja. Ympyrämäiset reiät ovat kuitenkin helpoimmat 35 työstää. Reikien ohella myös raot ovat helppoja valmistaa. Edullisesti käytetään useaa pientä aukkoja muutaman ison aukon 5 sijasta. Lisäksi aukko 17 on tuotteen dimensioita pienempi, jolloin tuotteita pääsy imuyhteeseen on estetty. Aukkojen lukumäärää tärkeämpi tekijä on aukkojen 17 yhteispinta-ala. Keksinnön mukaan aukkojen 17 yhteispinta-ala on vähintään puolet 5 kuljetusputken 10 poikkipinta-alasta. Tällöin aikaansaadaan sopiva alipainetaso ja aukoissa ilman virtausnopeus kiihtyy antaen tuotteelle loppusykäyksen.

Edellä mainittujen säätömahdollisuuksien lisäksi on vielä 10 ainakin yksi säätötapa. Keksinnön mukaan kuljetusputken 10 pituussuunnassa aukkoja 17 on matkalla, jonka pituus on 0,8 -1,2 kertaa kuljetusputken 10 halkaisija. Tällöin alipainevaiku-tuksen tasainen leviäminen on taattu ja imukammiosta muodostuu kompakti.

15

Sinällään imukammio voisi sijoittaa miten päin tahansa. Imukul-jettimen toimintaperiaatteen takia imukammio 19 on kuitenkin järjestetty oleellisesti kuljetusputken 10 pystysuoraan sovitetulle osuudelle. Keksinnön mukaisessa imukuljettimessa tavara 20 poistuu kuljetusputkesta painovoimansa ja liike-energiansa voimalla. Siis toisin sanoen putoamalla. Lisäksi kuljetusputken 10 poistopäähän on järjestetty sulkuvälineet 25, jotka on sovitettu avautumaan tuotteen painon ja liike-energian vaikutuksesta. Imun aikana sulkuvälineet sulkevat kuljetusputken poisto-25 pään, jolloin alipainevaikutus kohdistuu syöttöpäähän. Imukammi-on jälkeen tavara putoaa osuen sulkuvälineisiin, jotka avautuvat päästäen tavaran pois kuljetusputkesta. Tavaran poistuttua sulkuvälineet sulkevat jälkeen kuljetusputken poistopään ja tavaroiden kuljettaminen jatkuu. Sulkuvälineiden toiminta on 30 tällöin itseohjautuvaa. Toisin sanoen erilliset säätimet ja toimilaitteet ovat tarpeettomia.

Sulkuvälineet voivat muodostua esimerkiksi saranoidusta läpästä. Läppä kuitenkin vaatii esimerkiksi jousikuormituksen sulkeutuak-35 seen, jolloin kevyiden kappaleiden voi olla vaikea avata läppää. Lisäksi läppä kuluu käytössä ja se aiheuttaa melua. Edullisesti 6 sulkuvälineisiin 25 kuuluu joustavaa materiaalia oleva kaistale 26, joka kattaa kuljetusputken 10 poistopään. Oleellisesti ilmaa läpäisemätön kaistale tukkii riittävästi poistopään. Kaistale kuitenkin avautuu pienellä voimalla ja se on helppo vaihtaa 5 uuteen. Kaistale myös sulkeutuu imun vaikutuksesta ja kaistaleella toteutetut sulkuvälineet ovat käytössä lähes äänettömiä. Kaistale on myös helppo vaihtaa, kun sen kiinnittämiseen käytetään pikalukitusta. Toiminnallinen läppäventtiili toimii tehokkaasti yksittäiskappaleilla, joiden siirtomäärä on maksimissaan 10 5 kpl/s.

Keksinnön mukainen imukuljetin on yksinkertainen ja toimintavarma. Lisäksi esimerkiksi ruiskuvalussa muodostuvat purseet poistuvat aukkojen kautta imukammioon ja sieltä edelleen imu-15 riin. Samalla poistuvat muut epäpuhtaudet, jolloin tuotteet ovat puhtaita ja valmiita pakattavaksi. Imukuljetinta voidaan käyttää myös bulkkitavaran kuljettamiseen. Erityisesti pellettipolttimen syöttökuljettimena keksinnön mukainen imukuljetin on hyödyksi, sillä pöly poistuu imuriin. Bulkkitavaralle suunnitellussa 20 imukuljettimessa on sulkuvälineinä suljettu säiliö, johon bulkkitavara putoaa. Imukuljettimen hankinta- ja käyttökustannukset ovat selvästi matalammat kuin esimerkiksi kiinteiden hihnakuljettimilla. Lisäksi imukuljetin on selvästi nopeampi. Myös imukuljettimen muunneltavuus on erinomainen ja se soveltuu 25 monenlaisille tuotteille. Syöttö- ja poistopään sijainteja voidaan helposti muuttaa. Tällöin yhdellä imukuljettimella voidaan kuljettaa eri tuotantolinjojen tuotteita eri määrän-päivin kulloisenkin tarpeen mukaan.

30 Kuvassa 3 esitetään keksinnön mukaisen imukuljettimen toinen sovellus, joka on tarkoitettu esimerkiksi pelletin kuljettamiseen. Imurakenne 16 on samanlainen kuin kuvan la sovelluksessa. Lisäksi toiminnallisista osista on käytetty samoja viitenumeroja. Ensimmäinen ero on suljettu välisäiliö 27, johon nopeasti 35 siirretään esimerkiksi yhden vuorokauden aikana tarvittava pellettimäärä. Välisäiliö tiivistyy imun voimasta, jolloin 7 erilliset sulkuvälineet ovat tarpeettomia välisäiliön toimissa sulkuvälineinä. Välisäiliö voi olla esimerkiksi sulkusyötintyyp-pinen. Tällöin täysi välisäiliö siirretään käyttöä varten.

5 Pelletin mukana olevan pölyn poistamiseksi riittää, kun imukam-mio on riittävän lähellä suljettua välisäiliötä. Tällainen etäisyys on noin 200 - 500 mm. Pellettien siirtoa on testattu seuraavanlaisella prototyypillä. Kuljetusputken pituus oli kuusi metriä ja halkaisija 32 mm imukammion ollessa mitoitettuna 10 kyseiselle halkaisijalle. Kuljetusputkeen tehtiin rei'itys noin 300 mm ennen poistopäätä. Reikiä oli 40 kappaletta halkaisijan ollessa 4 mm. Imurina käytettiin normaalia teollisuuspölynimu-ria. Prototyypin toiminta oli niin tehokasta, että imuyhteeseen piti järjestää ohivirtaus. Lisäksi reikiin tehtiin senkkaus, 15 jolloin vältettiin roskien kiilautuminen reikiin. Havaittiin myös, että kuljetusputkessa nopeasti etenevät pelletit painavat roskat imurei'ityksestä pitäen siten imukuljettimen toimintakykyisenä. Kuvassa 3 esitetään myös periaatteellisesti pellet-tisäkkiä 28 tai muuta säiliötä. Kuljetusputken syöttöpäässä on 20 lisäksi täryputki 29 tai muu holvautumisen estolaite. Kokeen perusteella määritettiin, että 40 mm kuljetusputkella imukuljet-timen kuljetuskapasiteetiksi saataisiin helposti 600 kg/h.

Imurin mitoitus riippuu sovelluksesta. Tavallisen imuri sijasta 25 voidaan käyttää keskuspölynimuria tai vielä järeämpää teolli-suuspölynimuria. Muovinen kuljetusputki saattaa kulua liian nopeasti. Kuljetusputken materiaalina alumiini voisi olla riittävän kestävä ja helposti työstettävä. Lisäksi liitoskohdat tulisi järjestää siten, että siirtosuuntaan seuraava putken tai 30 käyrän pää laajennetaan edellisen päälle sopivaksi. Tällöin vältetään painehäviöt ja siirrettävien tuotteiden rikkoutuminen. Metallinen kuljetusputki on myös helposti maadoitettavissa, jolloin staattisesta sähköstä aiheutuvat ongelmat voidaan välttää.

Claims (10)

1. Imukuljetin, johon kuuluu kuljetusputki (10) tuotteiden kuljettamista varten sekä välineet (14) alipaineen muodostami- 5 seksi kuljetusputkeen (10), joihin välineisiin (14) kuuluu imuyhteellä (15) varustettu imurakenne (16), jonka kautta kuljetusputki (10) on sovitettu ulottumaan ja jonka matkalla kuljetusputkessa (10) on aukkoja (17), tunnettu siitä, että imurakenne (16) on järjestetty kuljetusputkea (10) ympäröiväksi 10 imukammioksi (19), johon imuyhde (15) on sovitettu oleellisen tangentiaalisesti kuljetusputken (10) suhteen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen imukuljetin, tunnettu siitä, että imukammion (19) muoto ja mitoitus vastaavat oleelli- 15 sesti imuyhteen (15) muotoa ja mitoitusta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen imukuljetin, tunnettu siitä, että imukammio (19) on muodostettu kahdesta oleellisesti samanlaisesta kappaleesta (20), joihin on työstetty kuljetusput- 20 kea (10) varten järjestettyä läpivientireikää (21) ympäröivä kammioura (22).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen imukuljetin, tunnettu siitä, että kappaleet (20) on irrotettavasti kiinnitetty toi- 25 siinsa.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen imukuljetin, tunnettu siitä, että imukammio (19) on järjestetty oleellisesti kuljetusputken (10) pystysuoraan sovitetulle osuudelle. 30

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen imukuljetin, tunnettu siitä, että aukkojen (17) yhteispinta-ala on vähintään puolet kuljetusputken (10) poikkipinta-alasta yhden aukon (17) ollessa tuotteen dimensioita pienempi. 35

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen imukuljetin, tunnettu siitä, että aukot (17) on järjestetty kauttaaltaan kuljetusputken (10) ympäri.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen imukuljetin, tunnettu siitä, että kuljetusputken (10) pituussuunnassa aukkoja (17) on matkalla, jonka pituus on 0,8 - 1,2 kertaa kuljetusput-ken (10) halkaisija.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen imukuljetin, tunnettu siitä, että kuljetusputken (10) poistopäähän on järjestetty sulkuvälineet (25), jotka on sovitettu avautumaan tuotteen painon ja liike-energian vaikutuksesta.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen imukuljetin, tunnettu siitä, että sulkuvälineisiin (25) kuuluu joustavaa materiaalia oleva kaistale (26), joka kattaa kuljetusputken (10) poistopään.