FI121140B - Menetelmä purkainkuljetinsillan kannattamiseksi - Google Patents

Description

Menetelmä purkainkuljetinsillan kannattamiseksi

Keksintö kohdistuu menetelmään purkainkuljetinsillan kannattamiseksi, joka silta sisältää rengasmaisessa aumakeossa olevaa irtotavaraa purkavan kuljettimen. Keksinnön kohdealueena on edullisimmin puuhakkeen varastointiin käytettyjen aumakekojen purkaimet, mutta se on sovellettavissa myös muiden raemaisten materiaalien kuten puunkuoren, hiilen, viljan jne. varastointiin käytettyjen varastoaumojen purkamiseen.

Tunnettua on, että hakekekojen varastointiin käytetään menetelmää, jossa hake kootaan rengasmaiseksi keoksi, jonka halkaisija on tyypillisesti 80 - 150 m ja korkeus 20 - 30 m. Menetelmässä uutta haketta tuodaan keon toiseen päähän ja varastoituna ollutta haketta puretaan keon toisesta päästä.

Uusi hake tuodaan varaston yläkautta kuljetinsiltaan sijoitetulla hihnakuIjettimella rengasmaisen keon keskiössä olevan tornimaisen rakennelman yläosaan. Tornin yläosassa kuljetinsillan alapuolella on jatkuvasti kääntyvä puomi. Hake johdetaan suppilon avulla puomiin sijoitetulle hihnakuljettimelle, joka muodostaa tornia kiertävän keon. Kekoa puretaan keon pohjatasolta tornia jatkuvasti samaan suuntaan kiertäen kääntyvällä purkainkuljettimella. Purkainkuljetinta kannatavaan siltaan on lisäksi sijoitettu haravamainen käytön avulla sillan suunnassa edestakaisin siirtyvä ristikko, jolla kekoa luhistetaan purkainkuljettimelle. Purkainkuljetin siirtää hakkeen tornin juuressa olevan suppilon kautta hakevaraston alla olevalle kuljettimelle. Rengasmaista kaarevaa kekoa muodostavaa ja purkavaa laitteistoa on kuvattu julkaisussa W02004/065272.

Purkainkuljetinsiltaa kannatetaan toisesta päästä keskustornista. Keon ulkokehältä se tukeutuu kannatuspyöriin. Keon ulkoreunaa kiertää rata, jota pitkin pyörät kulkevat. Yksi tai useampi kannatuspyörä on varustettu käytöllä, jolla siltaa käännetään keskustornin ympäri. Tarve suuremmille hakevarastoille vaatii yhä pitemmän purkainkuljettimen, jolloin sitä kannattavan sillan rakenteiden vaatimukset kasvavat. Yhä raskasrakenteisempana myös sen rakennekustannukset kasvavat.

2 US 2004/0202530 julkaisusta on tunnettu menetelmä, jossa siilossa rakeista materiaalia puretaan siilon keskiön ympäri kiertävällä ruuvipurkaimella. Ruuvi on tuettu molemmista päistään sekä keskeltä. Laitteen rakenteet ovat suhteellisen keveät verrattuna hakepurkaimiin, joten menetelmä soveltuu vain hienorakeisen materiaalin kuten viljan purkuun. Koska ruuvi on kiinnitetty yhtenäiseksi, ruuvin keskellä ja ulkokehällä olevien kannatusratojen tasojen välinen poikkeama tulee olla suhteellisen pienen toleranssin sisällä, jotta ruuviin ei kohdistu liian suuria taivutusrasituksia. Viljasiilojen kokoluokissa ratojen tasot onkin mahdollista valmistaa riittävän tarkan toleranssin sisälle, sillä siilo rakennetaan muutenkin yhtenäiselle perustukselle.

Rengasmaisen hakekeon halkaisijan ollessa yli 100 metrin ratojen tasomai-suuspoikkeamat tulevat olemaan liian suuret yhtenäisen sillan kolmipistekanna-tukseen ilman kohtuuttomia tukilaitteiden kannatusratojen perustuskustannuk-sia. Nykyisillä perustusrakenteilla kannatusradoissa saattaa myöskin tapahtua korkeustasojen muutoksia käyttövuosien aikana.

Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan purkainkuljetinsiltaan kohdistuva taivutusjännitys alentaa ja aikaansaada mahdollisuus keventää purkainkulje-tinsillan rakennetta. Menetelmälle on ominaista järjestää purkainkuljetinsillan ainakin yksi tuenta pystysuunnassa asemaltaan säätyvänä ja tuentavoima oleellisesti vakioisena säilyvänä. Tällöin kannatusratojen tasaisuudelle ei aseteta kohtuuttoman suuria vaatimuksia.

Keksintöä ja sen yksityiskohtia selostetaan lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuvio 1 esittää kaarevan keon purkainkuljetinsiltaa varustettuna purkainruuvilla,

Kuvio 2 esittää erästä keksinnön mukaista sovellusta purkainkuljetinsillan välikannatukseksi,

Kuvio 3 esittää poikkileikkausta purkainkuljetinsillasta välikannatuksen kohdalta,

Kuvio 4 esittää toista sovellusta purkainkuljetinsillan välikannatukseksi, 3

Kuvio 5 esittää sivukuvantoa kuvion 4 kannatusratkaisusta ja Kuvio 6 esittää kuvion 4 kannatusratkaisun erästä muunnelmaa.

Kuviossa 1 on esitetty kaarevan keon 1 purkava laitteisto. Keon muodostavia osia ei ole esitetty. Purkainkuljetinsilta 2 on kannatettu toisesta päästään vapaasti kääntyvän keskustornin 3 alaosasta 4. Keon ulkokehältä silta on kannatettu kannatuspyörillä 5, joita voi olla useampia. Peräkkäin sijaitsevat kannatuspyörät 5 kulkevat kekoa kiertävää rataa 6 pitkin. Kannatuspyöriä on yleensä vähintään 4 ja niiden kuormat tasataan kahdella telipalkilla. Vähintään kaksi pyörää 5 on varustettu käytöllä 7, jolla siltaa 2 käännetään keskustornin 3 ympäri. Silta 2 on varustettu luhistusharavalla 8 ja kuljetusruuveilla 9, joiden pituus on yleensä 6 - 10 m. Ruuvit 9 on asetettu peräkkäin ja niiden kannatus on järjestetty sillasta 2. Ruuvit 9 siirtävät hakkeen tornin 3 keskiöön, josta hake pudotetaan keon alla olevalle hihnakuljettimelle. Hihnakuljetinta ei ole esitetty.

Koska silta 2 on kannatettu vain keon keskeltä, tornin 4 molemmin puolin olevalla n i vei ki i n n ity ksel lä 10, sekä keon ulkoreunalta pyörillä 5, vaatimukset ulkoreunaa kiertävän kannatusradan 6 tasaisuudelle eivät ole suuret. Siten radan perustuskustannukset ovat kohtuulliset. Tämän ratkaisun mukaan sillalta 2 vaaditaan rakennetta, joka kantaa luhistusharavan 8 ja ruuvit 9 tukipisteiden väliseltä alueelta G. G:n pituus on 35-70 metriä ja tarve lisäpituuteen tulevaisuudessa on ilmeinen. Purkainkuljetinsillan 2 kuvion 1 mukaisen rakenteen vaativuutta lisää myös luhistusharavan 8 siltaan kohdistama kuviossa 3 esitetty vääntö MH, josta vain osa voidaan käytännössä tasapainottaa vaunuun 16 yhdistetyllä vastapainolla.

Kuviossa 1 esitetyn purkainkuljetinsillan 2 ongelmaksi muodostuu pitkällä jännevälillä sen suuri paino ja korkeat rakennekustannukset. Sillan pitää oman painonsa lisäsi kannattaa massiivista purkainruuvia 9 ja sen takalevyä 17. Suurin purkainsillan rakenneongelma muodostuu sillan päällä liikkuvasta haravasta 8 ja sen siirtovaunusta 16.

4 Tässä esimerkkinä esitettävän keksinnön toteutusmuodon mukaan varustetaan silta välikannatuksella, joka pienentää sillalla kannatettavaa kuormaa. Esitetyn mukainen välikannatus tukee siltaa keskeltä ja kantaa huomattavan osuuden sillan kuormasta. Tällöin voi sillan ulkopäässä olevien pyörien kuorma keventyä noin puoleen.

Purkainkuljetinsillan rakenteen jäykkyydessä pitää kuitenkin vielä huomioida kääntövoima, joka edelleen parhaiten tuodaan sillan päässä olevien pyörien avulla. Lisäksi pitää luhistusharavan 8 siltaa vääntävän momentin MH tasapainottamaton osuus ja sen vaihtelut ottaa vastaan sillan välityksellä torniin tai ulkokehän tukipyörään.

Kuvioissa 2 ja 3. on esitetty keksinnön yhden toteutusmuodon mukainen purkainkuljetinsilta silta 2' ja sen välikannatus 11. Keskelle siltaa on asetettu pyörä tai pyöräpari 12, joka ottaa osan sillan 2' kuormasta. Pyörä 12 on kiinnitetty pystysuunnassa joustavasti purkainsiltaan 2'. Pyörän 12 ja sillan 2' välissä oleva jousi 13 joustaa kannatusradan 14 korkeuserojen mukaan. Vaikka kannatusradan 14 ja sillan 2' välinen pystysuora etäisyys H kasvaa, jousi 13 mahdollistaa riittävän kannatusvoiman sillan keskeltä. Jousi 13 valitaan siten, että tietyn pystysuoran liikealueen sisällä pyörän 12 ottaman kannatuskuorman muutos on mahdollisimman vähäinen.

Tällä järjestelyllä silta voidaan tukea kolmesta pisteestä, eikä kannatusratojen 14, 6 pienet pystysuorat poikkeamat aiheuta ongelmia.

Vaihtoehtoisesti keskellä siltaa olevan pyörän 12 kannatusradan muutoksia seuraava pystysuora liike voidaan jousen asemasta toteuttaa väliainepaineistuksella, kuten hydraulisesti. Pyörä sijoitetaan hydraulisylinterin varren päähän. Paineanturilla mitataan hydraulinesteen paine. Paineen laskiessa sylinteriin pumpataan lisää öljyä, jolloin pyörän ja sillan välinen etäisyys kasvaa mutta pyörän kantama kuorma pysyy vakiona.

5

Joustava kannatus voidaan toteuttaa myös sähkötoimisella tunkilla ja tarvittavilla vipumekanismeilla. Siltaan kohdistuvaa kuormaa voidaan seurata esimerkiksi rakenteisiin sijoitetuilla venymäliuska-antureilla.

Vaihtoehtoisesti keskimmäinen tukipyörä voi olla asennettu siltaan kiinteästi ja sillan ulkokehällä tai sisäkehällä oleva tuki on joustava.

Kuviossa 3 siltaan 2' on kiinnitetty, vastapaino 15 sillan keskialueella olevan kannatuspyörän 12 kohdalle. Purkainruuvin 9 vuoksi kannatuspyörä 12 on vaikea asettaa poikkileikkaussuunnassa sillan 2' ja ruuvin 9 muodostaman rakenteen poikkileikkauspainopisteeseen. Lisäämällä vastapaino 15 sillan 2' vastakkaiselle puolelle ruuviin 9 nähden, painopiste on järjestettävissä tukipyörän 12 kohdalle.

Kuvioissa 4 ja 5 on esitetty toisenlaista järjestelyä sillan 2' keskikohdan kannattamiseksi. Kannatuspyörän 18 tai pyörästön muodostaa nivelen 19 ympäri kääntyvän nivelvarren 20 alapäähän nivellaakeroitu 26 pyörä 21 tai pyörät. Nivel 19 on kiinnitetty sillan 2' runkorakenteeseen 32. Pyöriä voi olla rinnakkain useampia. Kuviossa 5 on esitetty kaksi. Nivelen 19 vastakkaiselta puolelta vipuvarren 20 yläpää on kiinnitetty vaijeriin 22. Vaijeri 22 kulkee vapaasti pyörivien väkipyörien 23, 24 kautta ja sen toiseen päähän on kiinnitetty kuviossa 5 esitetty paino 25. Paino 25 sijaitsee sillan 2' ulkokehällä olevien pyörien 5 toisella puolella. Paino 25 valitaan siten, että toteutetaan momenttiyhtälö F T2 = P T1 nivelen 19 suhteen. F on vaijerin 22 nivelvarren 20 yläpäähän kohdistama vetovoima ja P on kannatusradasta 14 pyörään 21 kohdistuva tukivoima. Voimavarret T2 ja Ti on esitetty kuviossa 4. Voimavarsien pituuksien suhdetta T2/Ti muuttamalla voidaan vaikuttaa voiman F suuruuteen. Kun suhdetta suurennetaan tarvittava voima F pienenee ja painoa 25 voidaan myös pienentää.

Koska vaijeri 22 voi liikkua lähes vapaasti telipyörien 23, 24 avulla, pyörä 21 kääntyy nivelen 19 ympäri kannatusradassa 14 olevien poikkeamien mukaan. Kannatusradan poikkeamat eli mitan H muutokset ovat suhteellisen pieniä, joten pyörän liike on lähes vertikaalista. Liikkeestä huolimatta pyörä kannattaa siltaa 6 lähes vakiovoimalla P. Kannatusvoiman P merkityksettömän pienet vaihtelut johtuvat nivelen 19 sekä vaijerin 22 ja telipyörien 23, 24 välisestä voimansiirtokertoimesta. Paino 25 voidaan sijoittaa sillan 2' ulkokehän asemasta myös keskustorniin 4.

Painon sijasta voidaan käyttää myöskin vinssiä 27 kuten kuviossa 6 on esitetty. Nivelvarren 20' yläpäästä lähtevä vaijeri 22 on kiinnitetty vetorumpuun 28. Vetorumpu on kytketty käyttöön, jonka muodostaa vaihde 29 ja sähkömoottori 30. Sähkömoottoria 30 ohjataan taajuusmuuttajalla siten, että vaijeriin 22 kohdistuu vakiojännitys F. Moottori 30 pyörii molempiin suuntiin ja tuottaa vakiomomentin myös kierrosnopeudella nolla. Se on varustettu myös erillisellä jäähdytyspuhaltimen moottorilla 31, sillä jäähdytyksen on toimittava myös vinssimoottorin 30 nollanopeudella. Vinssin etuna kuvioiden 4 ja 5 menetelmään nähden on painosta 25 johtuvan ylimääräisen kuorman poistuminen.

Keksinnön selityksessä kuvataan vain periaateratkaisuja, joita voidaan laajalti yhdistää. Esimerkiksi kuvion 3 mukainen jousi 13 on käytännössä niin suuri, että kohtuullisen mitoituksen takia vaaditaan kuvion 4 mukainen nivelvarsi 20 suurella T2 / Ti suhteella kohtuullisen voiman aikaansaamiseksi. Purkainkuljetinsillan 2' vastapainoa 15 voidaan luonnollisesti käyttää myös kuvioiden 4, 5 ja 6 ratkaisuissa.

Keksinnön käyttö mahdollistaa erittäin suurella varastolla 1 tiettyjen rakenneosien huomattavan kevennyksen. Rakenteiden yksityiskohdat määräytyvät yksittäisen varaston tarpeiden mukaan, koska huomattavia muuttujia ovat varaston koon lisäsi vaadittava purkausteho ja perustusolosuhteet.

Claims (5)

1. Menetelmä irtotavaran kekovaraston (1) pohjatasolla oleellisesti vaakasuuntaisena kulkevan purkainkuljetinsillan (2’) kannattamiseksi sillan päiden alueella sekä ainakin yhdessä kohtaa niiden välillä toteutettuna tuentana, tunnettu siitä, että ainakin yksi tuenta toteutetaan pystysuunnassa asemaltaan säätyvänä ja tuentavoima oleellisesti vakioisena säilyttävänä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pystysuunnassa asemaltaan säätyvä tuenta toteutetaan kannatussillan päiden välisessä kannatuskohdassa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pystysuunnassa asemaltaan säätyvä tuenta toteutetaan jousivoimaisena.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pystysuunnassa asemaltaan säätyvä tuenta toteutetaan väliainepaineistuksella.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pystysuunnassa asemaltaan säätyvä tuenta toteutetaan painovoimakuor-mituksella.