ITCR20000004A1 - Dispositivo automatico di tensionamento per catene di trasportatori meccanici a catena - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell'Invenzione Industriale dal titolo:

“Dispositivo automatico di tensionamento per catene di trasportatori meccanici a catena"

DESCRIZIONE

L’invenzione concerne un dispositivo automatico di tensionamento per catene di trasportatori meccanici a catena di materiali solidi sfusi di qualsiasi granulometria o pezzatura, di materiali solidi umidi, di fanghi o di liquidi, atto a compensare automaticamente l'allungamento della catena (o del nastro) di lavoro.

In impianti per il trasporto ed il trasferimento di materiali solidi, fangosi o liquidi sono tradizionalmente usati trasportatori meccanici lineari, che si sviluppano attraverso percorsi rettilinei anche molto lunghi ad unica pendenza, o mediante tratti lineari di diversa pendenza o direzione, raccordati da brevi tratti curvi in corrispondenza del cambiamento d'inclinazione o di linea.

In particolare i trasportatori meccanici a catena più noti sono costituì essenzialmente da una catena a maglie stampate in acciaio, provvista di pale o tazze per l’avanzamento del materiale, ma lo stesso concetto di trasporto qui indicato come a catena è impiegato in genere anche in trasportatori a piastre metalliche, o a catena strisciante o a rotolamento.

La catena è collegata tra un asse motore, provvisto di almeno una ruota dentata che ingrana le maglie della catena stessa, ed un asse di rinvio folle, anch’esso provvisto di almeno una ruota dentata di presa della catena.

I trasportatori meccanici a catena si dividono sostanzialmente in:

1. trasportatori a catena singola immersa nel materiale da movimentare;

2. trasportatori a catena doppia immersa nel materiale da movimentare, con doppio asse di rinvio folle;

3. trasportatori a catena doppia immersa o non immersa nel materiale da movimentare, con unico asse di rinvio folle.

In tutti i suddetti tipi di trasportatori, la catena è soggetta ad allungamenti dovuti ad usura dei fori che alloggiano i perni di collegamento tra le maglie, ad aggressione chimica del materiale che provoca lo stesso effetto, allo stiramento del metallo, a dilatazioni termiche, ecc.

Per recuperare i suddetti allungamenti ed evitare rotture della catena per contatti accidentali con la carcassa ed il telaio del trasportatore sono attualmente utilizzati dispositivi di tensionamento applicati ai due sopporti degli assi di rinvio folli.

I suddetti dispositivi di tipo noto comprendono essenzialmente uno spintore composto da una barra filettata solidale al sopporto, provvista di un dado di registrazione che spinge contro il telaio fisso.

Il sopporto è montato su guide scorrevoli e pertanto viene spostato datazione di svitamento del dado sul gambo filettato della barra, provocando il tensionamento della catena.

Per evitare l’eccessiva rigidità dello spintore, tra il dado di regolazione della spinta ed il telaio fisso è interposta una molla a tazza, che si comprime parzialmente per effetto della forza prodotta dal tensionamento della catena. La molla a tazza perciò aiuta ad avere un tensionamento più graduale, sposta il sopporto man mano che la catena si allunga, nell’ambito della propria forza elastica e della pre carica ricevuta, ed assorbe strappi improvvisi della catena indotti dalla brusca partenza del nastro, o da impuntamenti, o provocati da sporcizia o pezzetti di materiale che, incuneandosi nella gola della ruota dentata di rinvio della catena, ne provocano un repentino aumento di diametro con conseguente stiramento della catena di trasporto.

La soluzione tecnica sopra descritta tuttavia soffre di alcuni inconvenienti e difetti che possono inficiare o annullare gli effetti positivi del dispositivo di tensionamento stesso.

Uno dei difetti principali consiste nel fatto che l’operatore deve intervenire manualmente sul dado di regolazione della trazione della catena via via che la catena tende ad allungarsi. Un tale intervento inoltre non è segnalato da alcun dispositivo di controllo della corretta tensione e l'intervento stesso è pertanto lasciato alla cura ed alla diligenza degli addetti alla manutenzione che, in impianti complessi, devono controllare statisticamente parecchi trasportatori a catena. L’inconveniente si amplifica nei trasportatori a catena doppia con unico asse di rinvio folle, in cui i dispositivi di tensionamento devono compensare allungamenti differenziati delle catene, che sono sempre maggiori nella catena applicata nel lato dell’albero ove agisce il motore. In tali trasportatori è perciò molto difficile compensare manualmente le diverse tensioni delle due catene.

Sono ancora inconvenienti notevoli, infine, quelli che dipendono dalla natura meccanica dei componenti utilizzati nei dispositivi di tensionamento noti, e cioè il fatto che le molle possono lavorare correttamente solo in un campo elastico limitato, e quindi devono essere scelte di dimensioni ed elasticità rapportate alla tipologia del trasportatore; nel fatto che le molle reagiscono con forze non costanti, ma che sono proporzionali al loro schiacciamento; nel fatto che le molle a tazza possono raggiungere la loro massima compressione in caso di impuntatura della catena e non è possibile segnalare quando ciò avviene, se non con un fine corsa di difficile applicazione; nel fatto che la forza necessaria a spostare il dado di regolazione aumenta con l'aumentare della trazione nella catena; nel fatto che la possibilità di spostamento dei sopporti è necessariamente limitata dalla lunghezza della porzione filettata della barra, ecc.

Scopo della presente invenzione è di eliminare gli inconvenienti menzionati in precedenza.

In particolare lo scopo principale del trovato consiste nel realizzare un dispositivo di tensionamento per catene che agisca e si autoregoli in modo automatico nel tempo, senza necessità di intervento manuale. Ulteriore scopo consiste nel realizzare un dispositivo in cui gli sforzi dovuti a strappi improvvisi della catena siano assorbiti e controllati da un sistema regolabile ed Ìndipendente dalla tensione di lavoro della catena.

Questi ed altri scopi, che potranno essere più chiari dalla descrizione esposta nel seguito, sono raggiunti con la presente invenzione, consistente in un dispositivo automatico di tensionamento per catene di trasportatori meccanici a catena comprendente almeno uno spintore connesso tra almeno un sopporto di un asse di rinvio folle della catena ed il telaio fisso del trasportatore, in cui detto spintore comprende uno stelo scorrevolmente supportato in un cilindro fisso, in modo da definire una camera di spinta a volume variabile.

Per rendere automatico lo spostamento dello stelo in base alla diminuzione di tensione della catena, la camera di spinta è collegata ad una centralina oleodinamica mediante un impianto a pressione con valore prefissato, provvisto di dispositivi di rilevamento della pressione dell'olio nella camera di spinta, e ad un pannello di comando e controllo per l'impostazione della pressione nella camera di spinta, per il ripristino della pressione stessa al valore prefissato e la segnalazione degli eventuali inconvenienti.

Per assorbire improvvise trazioni della catena, il dispositivo automatico di tensionamento comprende inoltre un ammortizzatore a gas associato al circuito dell’olio, atto a consentire variazioni di volume dell’olio stesso al superamento di una determinata pressione applicata, in modo da permettere l’arretramento dello stelo dello spintore.

Per consentire l’utilizzo del dispositivo su trasportatori meccanici con diverse lunghezze e forze in gioco, le pressioni dell’impianto oleodinamico e dell’ammortizzatore a gas sono selettivamente preimpostabili.

I vantaggi ottenuti con la presente invenzione consistono essenzialmente nel fatto che la tensione di lavoro della catena è mantenuta automaticamente costante nel tempo; nel fatto che le cadute o gli aumenti di tensione nella catena sono facilmente rilevabili attraverso le variazioni di pressione indotte nel circuito oleodinamico dello spintore; nel fatto che le compensazioni di cadute di tensione o di impuntamenti e strappi sono facilmente realizzate rispettivament attraverso immissioni di olio o compressioni deH’ammortizzatore gas; nel fatto che lo spostamento dello stelo dello spintore può essere! molto elevato senza tuttavia provocare alcuna interferenza con soglia di intervento e le caratteristiche di assorbimento deH’ammortizzatore a gas, come invece attualmente capita per le molle a tazza; nel fatto che la forza applicata dallo spintore alla catena è facilmente tarabile attraverso la variazione della pressione del circuito oleodinamico, e non attraverso la rilevazione dello spostamento dello stelo come invece dovrebbe avvenire nei dispositivi di tensionamento meccanici tradizionali od eventualmente ad attuatore elettromeccanico; nel fatto che si possono facilmente variare le forze di tensionamento in relazione alle dimensioni del trasportatore senza modificare il dispositivo, ma semplicemente variando le pressioni in gioco attraverso controlli e regolatori elettronici.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione più dettagliata esposta nel seguito, con l’aiuto dei disegni che ne rappresentano modi d’esecuzione preferiti, illustrati a titolo esemplificativo e non limitativo. La figura 1 rappresenta una vista assonometrica schematica, parzialmente sezionata, di un dispositivo automatico di tensionamento per catene realizzato conformemente alla presente invenzione, applicato ad un sopporto dell’albero di rinvio folle di un trasportatore meccanico a catena, in cui il sopporto è rappresentato in due diverse posizioni.

La figura 2 rappresenta, in vista assonometrica parzialmente sezionata, l’estremità di un trasportatore meccanico a catena del tipo con doppia catena ed unico asse di rinvio folle, in cui ai due sopporti dell’albero di rinvio folle sono applicati due spintori.

La figura 3 rappresenta, in sezione longitudinale, il particolare dello spintore.

Le figure 4 e 5 rappresentano, in vista frontale anteriore e posteriore, lo stesso spintore di figura 3.

Le figure 6 e 7 rappresentano rispettivamente in vista schematica dall’alto, il dispositivo applicato ad un trasportatore a catena singola e a catena doppia con doppio albero di rinvio.

Con riferimento ai particolari illustrati nelle figure, il dispositivo automatico di tensionamento per catene comprende essenzialmente: - almeno uno spintore 1 ;

una centralina oleodinamica 2;

un pannello di comando e controllo 3.

Lo spintore 1 a sua volta comprende uno stelo mobile 4, scorrevolmente supportato in un cilindro fisso 5, in modo da realizzare un attuatore oleodinamico.

Il cilindro fisso comprende un'apertura anteriore 6, da cui esce lo stelo mobile 4 ed una camera di spinta 7 a volume variabile in base allo spostamento dello stelo 4, nella quale viene introdotto olio proveniente dalla centralina oleodinamica 2, per garantire la pressione costante di spinta. Detta camera di spinta 7 è chiusa verso l’esterno da un tappo 21. Tra il tappo 21 e lo stelo mobile 4 è connesso un trasduttore lineare 22 di tipo noto, atto a rilevare lo spostamento dello stelo 4. Lo stelo mobile 4 agisce direttamente sui sopporti 8 dell’albero di rinvio folle 9 al quale è applicata almeno una ruota dentata 25 che ingrana le maglie della catena 26. Come illustrato nella variante applicativa raffigurata esemplificativamente nella tavola 6, lo stelo mobile 4, in alternativa, agisce sui sopporti 8 attraverso una barra di ripartizione 10. Il cilindro fisso 5 è invece applicato al telaio 23 del trasportatore a catena 24.

La centralina oleodinamica 2 comprende essenzialmente una pompa ad alta pressione 11 per l’olio ed un circuito oleodinamico 12 provvisto di sensori di tipo noto, atti a rilevare il livello dell’olio nella centralina e la pressione nella camera di spinta 7.

Nel circuito oleodinamico 12 è inserito uno smorzatore di pressione a gas, comprendente essenzialmente una camera cilindrica 14, riempita di gas ad una pressione maggiore di quella della camera di spinta 7. Detta camera cilindrica 14 è chiusa da un pistone mobile 15, sulla cui testa agisce la stessa pressione dell'olio contenuto nella camera di spinta 7, per effetto di un condotto 16 di collegamento tra la detta camera di spinta 7 ed una camera 17 chiusa da una parte dal detto pistone mobile 15 e verso l’esterno dal tappo 13. La camera cilindrica 14 è inoltre provvista di una valvola di caricamento del gas 27 di tipo noto e di un sensore 28 di tipo noto, atto a cooperare con l'asta indicatrice 29 per rilevare la posizione del pistone mobile 15. Il gas di riempimento della camera 17 è vantaggiosamente azoto.

Il pannello di comando e controllo 3 comprende essenzialmente un elaboratore elettronico provvisto di memoria non volatile, in grado, tra le altre funzioni secondarie, di elaborare i dati relativi allo spostamento dello stelo mobile 4, al livello dell’olio nella centralina oleodinamica 2, alla pressione dell'olio nella camera di spinta 7 alla pressione del gas nella camera cilindrica 14 e dello spostamento del pistone mobile 15 Il pannello di comando e controllo 3 comprende inoltre un visore 18, una tastiera 19 per l’inserimento di dati dall’esterno, mezzi di segnalazione visiva e/o acustica di allarme 20, e una presa di connessione per l’accesso a dati storici residenti in memoria.

Con riferimento alla variante applicativa in cui un solo spintore agisce sull’albero di rinvio folle, come illustrato in figura 6, il funzionamento del dispositivo automatico di tensionamento per catene è di seguito descritto.

La camera cilindrica 14 dello smorzatore di pressione a gas viene caricata con azoto ad una pressione iniziale più elevata di quella indotta nel circuito dell'olio per realizzare il corretto tensionamento della catena 26 di trasporto.

Quindi il circuito oleodinamico 12 viene posto in pressione fino ad ottenere uno spostamento dello stelo mobile 4 sufficiente a garantire una corretta trazione nella catena del trasportatore.

A questo punto si imposta il pannello di comando e controllo 3 in modo da garantire nel tempo, attraverso la centralina oleodinamica 2, la pressione richiesta nella camera di spinta 7 del circuito oleodinamico. Infine si scarica parte del gas inerte dalla camera cilindrica 14, in modo da garantire una soglia di intervento dello smorzatore a gas leggermente più elevata della pressione di lavoro della camera 7 del circuito oleodinamico.

Durante il funzionamento il pannello di controllo 3 riceve i valori rilevati riguardo allo spostamento dello stelo mobile 4, alla pressione del circuito oleodinamico, al livello dell’olio, alla posizione del pistone mobile 15 ed alla pressione di carica dello smorzatore a gas, li elabora confrontandoli con quelli impostati, e comanda alla centralina oleodinamica 2 di ripristinare la pressione nella camera 7 del circuito oleodinamico nel caso in cui questa fosse diminuita per effetto di un allentamento della catena; oppure attiva i mezzi di segnalazione nei seguenti casi:

quando la corsa dello stelo 4 dello spintore 1 si approssima al valore del passo della catena, per avvertire il servizio di manutenzione della necessità di rimuovere due maglie della catena (una nel tratto di lavoro della catena ed una nel tratto di ritorno). Nel caso ciò non avvenisse entro un ulteriore intervallo di allungamento prefissato, la macchina viene arrestata;

quando la pressione nella camera 7 del circuito oleodinamico raggiunge o supera un valore massimo o minimo prefissato, poiché può significare rispettivamente che la catena si è impuntata o si è rotta. Anche in questo caso la macchina viene arrestata;

quando il livello dell’olio nella centralina 2 è troppo basso; quando la pressione di carica della camera 14 dello smorzatore a gas è divenuta insufficiente.

Con riferimento alle varianti realizzative illustrate nelle figure 1 , 2 e 7, il dispositivo di tensionamento comprende due spintori 1 per ogni asse di rinvio 9, ciascuno agente su un sopporto 8.

In particolare nel caso rappresentato in figura 7 gli spintori 1 agenti sul sopporto più vicino alla catena sono attivi, cioè rilevano la pressione del circuito oleodinamico e la trasmettono al pannello di controllo 3, mentre gli spintori 1a agenti sull’altro sopporto sono ausiliari e riproducono semplicemente l’azione di quelli attivi, garantend l’allineamento dei sopporti in ogni condizione di usura della catena. Nel caso rappresentato nelle figure 1 e 2 entrambi gli spintori 1 son di tipo attivo.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo automatico di tensionamento per catene comprendente almeno uno spintore (1) connesso tra almeno un sopporto (8) di un asse (9) di rinvio folle della catena (26) ed una spalla fìssa (23), caratterizzato dal fatto che detto spintore (1) comprende uno stelo mobile (4) scorrevolmente supportato in un cilindro (5) fisso, in modo da definire una camera di spinta (7) a volume variabile.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta camera di spinta (7) contiene fluido sostanzialmente incomprimibile, mantenuto ad un valore prefissato di pressione attraverso una centralina di pompaggio (2) ad essa collegata.
3. 3. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che detta camera di spinta (7) comprende dispositivi di rilevamento della pressione del fluido in essa contenuto, collegati ad un pannello di comando e controllo (3) che attiva detta centralina di pompaggio (2) se la pressione scende sotto un valore prefissato.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto pannello (3) comprende un elaboratore elettronico programmabile atto a ricevere dati rilevati da sensori di pressione e di spostamento, ad elaborarli e ad emettere segnali di comando o di segnalazione visiva e/o acustica.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che a detto stelo mobile (4) è associato un trasduttore di spostamento lineare (22) collegato al pannello (3)
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatti che a detta centralina di pompaggio (2) è associato un sensore di livello dell’olio.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che alla camera di spinta (7) è collegato uno smorzatore di pressione a gas comprendente essenzialmente una camera (14) contenente gas ad una pressione maggiore di quella della camera di spinta (7), chiusa da un pistone mobile (15) sulla cui testa agisce la stessa pressione dell’olio contenuto nella camera di spinta (7).
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che a detta camera (14) è associato un sensore di posizione del pistone mobile (15).
9. 9. Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende due spintori (1, 1a) connessi a due sopporti (8) di uno stesso asse di rinvio folle (9), dei quali uno è attivo e l’altro è ausiliario, quest’ultimo riproducendo semplicemente l’azione di quello attivo.
10. 10. Trasportatore meccanico a catena (24), caratterizzato dal fatto che comprende un dispositivo automatico di tensionamento per catene secondo le rivendicazioni precedenti.