JP4296530B2 - 流動バルク材料を急勾配で実質的に垂直に上下搬送するための高搬送高さの連続ケーブル搬送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、約１０００ｍという極めて高い搬送高さまで好適にはバルク材料や流動媒体を、急勾配、有利には垂直に上昇または下降搬送するための連続ケーブル搬送装置に関する。この場合の搬送物の装填は、搬送ラインの外側から搬送物を直接投入することによって行われる。しかして、このときには搬送物の取出しも搬送ラインの外側で、搬送速度と重力作用または遠心力作用に基づく方向転換半径に依存して、行われる。しかしながら、搬送物の装填は、搬送ラインの内側において直接搬送物を投入することによって行うこともできる。この場合には搬送物の取出しも必然的に同じく搬送ラインの内側で重力作用に基づいて行われる。
【０００２】
このような種類のコンベヤ装置の利用分野は多岐にわたっており、重要性が増している。なぜなら、さまざまな深さの露天掘りや坑内採掘での鉱物原料の鉱業産出量は世界中で増えているからである。また、たとえば横穴の掘削や地下交通路の建設などの分野からも、急勾配から垂直に至るまで、バルク搬送を非常に深いところからでも行わなければならないという課題が生じている。その一方で、たとえば種々の廃棄物をバルクとして、鉱業用につくられた地下の空洞や横穴へ最終処分として運ぶような場合、下降搬送の意義が増していることも特筆される。
【０００３】
約５０ｍ^３／ｈ以降のバルク材料流の連続的な搬送は、すでに約４０ｍの搬送高さを越えた時点で、坑内採掘措置における不連続な搬送よりも経済的に優るとされているため、最大約１２０ｍの搬送高さ領域までの関連する従来技術の特徴として、種々のコンベヤ装置が設けられている。その一つが、多様な施工形態をもついわゆるバケットコンベヤであり、この場合にはエンドレスに循環する搬送ラインの自重とその強度が最大搬送高さを規定する。現在、牽引手段として鋼製のロープベルトを備えたバケットコンベヤでは約１２０ｍの最大搬送高さのものが施工されており、この場合には特に鋼製のロープベルトのエンドレス継手で許容される強度が搬送高さに制約をもたらしている。
【０００４】
鋼製ロープベルト式のバケットコンベヤから派生した施工形態の一つがＰＯＣＫＥＴＬＩＦＴ（登録商標）システムであり、この場合には搬送ラインが牽引手段としてのエンドレスに閉じた２本の鋼製ロープベルトで構成され、これらの間に運搬手段が間隔をおいて固定されている。このシステムで今日達成されている最高の搬送高さは約２００ｍである（ＰＡＥＬＫＥ，Ｊ．Ｗ．：「Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｓｔｅｅｐ Ａｎｇｌｅ ａｎｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃｏｎｖｅｙｉｎｇ」，ｂｕｌｋ ｓｏｌｉｄｓ ｈａｎｄｌｉｎｇ，１６巻、１号、１月／３月、１９９６参照）。
【０００５】
搬送高さのさらなる引き上げは、このシステムの場合、ベルトの強度とその幅を増やした場合にのみ可能である。しかしこの方策はその牽引担当部分の自重の増加を伴うため、効果は限定されたものでしかなく、その牽引担当部分のエンドレス継手の問題性も同様に増えてしまう。技術的、経済的な基準を考慮すれば、ＰＯＣＫＥＴＬＩＦＴ（登録商標）システムで重要な搬送物流を運ぶ場合、最大の巻上げ高さを約３００ｍに限定しなければならない。
【０００６】
エンドレスに閉じた搬送ラインの牽引手段としてケーブルを使用すれば、原則として上述のものを大きく越える搬送高さの向上が見込まれ、この場合、特に高強度繊維からなるケーブルが少ない自重で格別に高い強度値を有している。しかも、特殊なケーブルクランプ継手によって運搬手段を固定することを可能にするのはこうしたケーブルだけである（ＤＥ−ＰＳ１９７０２６６１号参照）。さらにＤＥ−ＰＳ３１４２５７２号には、特にケーブルコンベヤの循環するケーブル伝動装置におけるケーブルのケーブル端部を脱着可能に連結する装置が記載されており、この装置は少なくとも先に挙げたケーブルクランプ継手と同程度には、閉じたエンドレスの搬送ラインをもつケーブル搬送装置の内部における同一方向の経路変更の場合に適している。
このような種類のケーブル搬送装置は、Ｇｌｕｅｃｋａｕｆ−Ｆｏｒｓｃｈｕｎｇｓｈｅｆｔ ５２（１９９１）３号、９５−９８頁、ならびにＨｅｂｅｚｅｕｇｅ ｕｎｄ Ｆｏｅｒｄｅｒｍｉｔｔｅｌ，ベルリン３７（１９９７）１２，５３３−５３６頁に記載されている。
【０００７】
この両方の刊行物には、このような種類のケーブル搬送装置では高強度繊維、特にアラミドからなるケーブルだけが牽引手段として適しているという知見が記載されている。このとき付属のケーブルクランプ継手や脱着可能なエンドレス継手は、駆動、反転、および種々の偏向のためのケーブルプーリを問題なく、すなわち不都合な多角形状を生じないで通過できるように構成される。
ＵＳ−ＰＳ４，２２７，６０９号には、ケーブルが側方に配置された牽引手段として利用されるケーブル式バケットコンベヤが記載されている。運搬手段はこれらのケーブルの間で間隔をおいてケーブルの屈曲点に枢着される。搬送ラインの方向転換は屈曲方向でのみ可能である。
【０００８】
同じくＤＥ−ＯＳ３６４１９６４号には、大きな搬送高度差でバルク材料を連続的に垂直搬送するためのコンベヤ装置であって、牽引手段として高強度繊維からなるケーブルを備えているものが記載されており、このコンベヤ装置は搬送ラインの方向転換が屈曲方向でしかなしえない。
さらに同明細書には脱着可能なエンドレス継手という観点から、牽引担当部分の数が各側にわずか数本のケーブルに制限されており、このことが搬送高さを最大限にすることを阻んでいる。
【０００９】
ＤＥ−ＰＳ６３８９８６には、ケーブルで構成された駆動機構に取り付けられたパレット、容器、その他の連行体を備えたエンドレスのコンベヤが記載されており、このコンベヤは搬送高さおよびこれに並行する牽引手段の強度値を最大限にするという観点からは、要求される最大約１０００ｍの搬送高さに合わせて施工することができない。
円周力を部分的に摩擦係合的、部分的に形状係合的に駆動スプロケットに伝達することは、搬送高さや搬送速度が小さい場合であっても技術的に実現することが期待できない。
この判断は、ＵＳ−ＰＳ３３３８３７９号に記載されているコンベヤの変形例についても当てはまる。
【００１０】
欧州特許出願００２０１４８号は、バケット形式のエレベータとコンベヤに関する改良を記載しており、この改良は、側方に配置された牽引手段としてのケーブルを備えた搬送ラインの交互の方向への屈曲を可能にするものであるが、この場合には方向転換がケーブルスプロケットによってしか可能でなく、このケーブルスプロケットは運搬手段とエンドレス継手の固定個所のための相応の切欠きを有している。この場合にも、意図されている円周力の形状係合的な伝達は、搬送高さが低くそれに伴って牽引手段での強度値が小さい副次的な利用の場合のための使用しか可能にせず、設計上の理由から牽引手段の数を著しく制限したままに保たなくてはならない。
【００１１】
ＤＥ−ＯＳ１９６２３１４３号には、搬送物受け入れ部を備えていて主として汲水原理に基づく、バルク材料や汚泥を極めて高い搬送高さまで連続的に傾斜搬送および垂直搬送するためのコンベヤ装置が記載されており、この場合、牽引手段は高強度繊維製のケーブルで構成され、牽引手段には、搬送ラインの方向転換が屈曲方向でしか可能でないような形で、間隔をおいて運搬手段がクランプ継手によって取り付けられている。
少なくとも一つの脱着可能なエンドレス継手を備えている、このように構成された搬送ラインは、要求される範囲の搬送高さの実現を基本的に可能にするものの、このとき同じく所望される高い搬送流という観点からは期待度を下げざるを得ない。汲水原理に基づく適正な装入は低い搬送速度しか許さず、搬送可能な材料の数を制約する。しかも増大する汲水抵抗が搬送可能な材料のいっそうの制約となり、牽引手段と運搬手段の間の継手個所の負荷が作業の安全性を著しく損なう。
【００１２】
つまり、従来技術はすでにケーブル搬送装置という特徴を備えてはいるものの、上述した変形例のいずれも本発明で達成しようとしている目標、すなわち通常の質量流量を搬送しながら１５０ｍをはるかに越える搬送高度範囲に踏み込むという目標は達成されない。ＤＥ−ＯＳ１９６２３１４３号に記載されているコンベヤ手段だけが、要求される搬送高さを近似的に可能にしているにすぎない。
しかしこの場合、通常の質量流量の搬送はきわめて制約される。なぜなら、こうした搬送は比較的高い搬送速度に伴ってしか達成できないからである。同明細書で予想される汲水抵抗と、決して適正ではない運搬手段への投入は、用途を著しく限定してしまう。
【００１３】
こうした欠点を回避するため、本発明によれば、約１０００ｍの極端な搬送高さまで有利にはバルク材料や流動媒体を急勾配で、有利には垂直に上昇搬送または下降搬送するための連続ケーブル搬送装置またはコンベヤであって、一方では高い搬送速度を可能にして摩擦係合的に作用する駆動システムが設けられており、他方では屈曲方向が反対の場合でも搬送ラインの屈曲が可能であるものが提案される。特に後者の構成要件によって、たとえば外側搬送の原理に基づく運搬手段への直接的な投入が可能となる。運搬手段からの排出は、搬送速度および搬送ラインの方向転換半径に応じて重力作用または遠心力作用に従って行われる。
搬送物の装填による運動抵抗は低いままに保たれ、このことは同様に搬送ラインの限界荷重を低減する。
【００１４】
本発明によるケーブル搬送装置のこれらの構成要件は、牽引手段と運搬手段の間のクランプ継手ならびにエンドレス継手の特殊な構造上の方策によって達成される。
このエンドレス継手はしかも脱着可能であり、牽引手段の異なる製造長さの補正も可能にする。
ケーブルのエンドレス継手が脱着可能な継手として構成されるということは、場合によっては搬送ラインの部分的な延長や短縮が可能になるとともに、特に搬送ラインの据付けの簡易化を可能にする。
【００１５】
本発明に係るケーブル搬送装置の一実施形態を図面に示し、以下に説明する。図１は、搬送物流を垂直に上昇搬送するための本発明に係るケーブル搬送装置の模式図である。搬送物（６）は装填ステーション（７）において搬送ライン（１）の運搬手段（１．２）に直接装填により投入されるが、ここでは、搬送物は外側搬送の原理に基づいて搬送物取出ステーション（８）まで運ばれている。このとき、搬送ライン（１）は凹状の屈曲方向で、一または複数の方向転換または偏向プーリまたは偏向輪（４）と案内プーリまたは案内輪（５）を通過してから、凸状の屈曲方向で、さらに別の偏向プーリ（４）を介して搬送ライン（１）が駆動プーリ（２）に供給される。ここで、搬送物取出ステーション（８）の領域では、搬送速度と搬送ライン（１）の方向転換半径に応じて、搬送物（６）の取出しが重力または遠心力の作用により行われる。
次に、搬送ライン（１）は一または複数の方向転換または偏向プーリ（４）を介して凹状の屈曲状態で曲がり、さらに別の案内プーリ（５）を通過した後、再び凸状の屈曲方向で向きが変えられる。そして、搬送ライン（１）は反転プーリまたは引張プーリ（３）を通過し、あらためて搬送物装填ステーション（７）に達する。
【００１６】
図２には、搬送ライン（１）が断面図で示されている。運搬手段（１．２）は中央に配され、牽引手段（１．１）がその外側に左右対称で設けられていることがわかる。この牽引手段（１．１）と運搬手段（１．２）の間にはそれぞれ案内ケーブル（１．５）が配されており、これら案内ケーブルは、搬送ライン（１）が凹状の屈曲方向で屈曲するときに、ここには図示しない偏向プーリ（４）を走行する。
牽引手段（１．１）と案内ケーブル（１．５）は、ケーブルクランプ継手（１．３）から間隔をおきながら一つのケーブルラインになっている。運搬手段（１．２）は両側のホルダ（１．６）によってケーブルクランプ継手（１．３）に連結されている。牽引手段（１．１）と案内ケーブル（１．５）のために、脱着可能なエンドレスケーブル継手（１．４）が、さらに大きな間隔をおいてそれぞれケーブルクランプ継手（１．３）の代わりに設けられている。
エンドレスケーブル継手（１．４）にも、ホルダ（１．６）を介してそれぞれ運搬手段（１．２）が固定されている。
【００１７】
図３にも同じく搬送ライン（１）が断面図で示されている。図２に示す変形例とは異なり、ここでは、牽引手段（１．１）と案内ケーブル（１．５）の配置が入れ替わっており、運搬手段（１．２）の配置は中央にそのまま維持されている。
図４も同様に搬送ライン（１）を横断面で示している。
図２および図３の場合と異なり、牽引手段（１．１）はただ一つのケーブルラインに統合されている。ケーブルラインにおける円周力の摩擦係合伝達は、ここでは相応の数のケーブル溝を備えたケーブルドラムだけを介して行われ、このケーブルドラムは一または二の駆動装置による定速駆動しか必要としない。図２と図３に示す変形例では、駆動プーリ（２）がその都度等しい円周速度を有することが駆動側で保証されなくてはならない。このことは、たとえば一方の駆動プーリが定速駆動装置を備えるとともに他方の駆動プーリが追加的にオーバーラップ駆動装置を備えることによって、他方の駆動プーリ（２）の円周速度に適合化するための進み円周速度または遅れ円周速度を制御可能にすることによって保証することができる。
【００１８】
図５には、２本のケーブル敷設の形態におけるケーブルクランプ継手（１．３）が示されている。このケーブルクランプ継手（１．３）は複数のケーブル用として、かつ牽引手段（１．１）と案内ケーブル（１．５）のための共通部品として構成されていてもよい。案内ケーブル（１．５）に対するクランプ領域は、牽引手段（１．１）のクランプ領域を基準として原則的に１８０°回転して配置されている。このとき、牽引手段（１．１）の繊維の中心線は案内ケーブル（１．５）の繊維の中心線と同一直線上にある。ケーブルクランプ継手（１．３）は上側部分（１．７）と下側部分（１．８）で構成され、両者はネジで連結されている。連結されるケーブルの数に応じて、ケーブルクランプ継手（１．３）を相応に構成することができ、この場合、上側部分（１．７）に複数の下側部分（１．８）が配されていてもよい。たとえば６本のケーブルのための上側部分がそれぞれ２本のケーブルのための３つの下側部分と連結されていてもよい。
上側部分（１．７）は、運搬手段（１．２）のためのホルダ（１．６）をネジ締結により運搬手段に固定できるように構成される。
【００１９】
図６は、図５のケーブルクランプ継手（１．３）を部分断面図で示している。図７は、牽引手段（１．１）にも案内ケーブル（１．５）にも利用することのできる脱着可能なエンドレスケーブル継手（１．４）を示している。このエンドレスケーブル継手（１．４）は、モジュール形式とされていて平行な配置で複数のケーブル用に利用することができる。
ケーブルクランプ継手（１．３）の場合と同様に、ここでは案内ケーブル（１．５）のための連結領域が牽引手段（１．１）のための連結領域に対して１８０°回転して配されている。この場合にも、搬送ライン（１）がさまざまなプーリの回りで凹状および凸状に屈曲するときは、繊維の中心線の位置が牽引手段（１．１）についても案内ケーブル（１．５）についても同一となる。さらに脱着可能なエンドレスケーブル継手（１．４）は、運搬手段（１．２）を連結するためのホルダ（１．６）を備えている。
【００２０】
図８は、図１と同様、内側搬送用の本発明に係るケーブル搬送装置を示している。
図９は、図１や図８と同様に、やはり内側搬送形式の本発明に係るケーブル搬送装置を示しており、このとき搬送ライン（１）の下側の方向転換は装填ケーブルドラム（１０）を中心として行われ、搬送物取出ステーション（８）の領域では搬送ライン（１）はケーブルロール（１１）によって運動中に片側または交互に容易に変形させられ、それにより、柔軟な材料で製作された運搬手段（１．２）からの排出プロセスが促進される。
【００２１】
符号の説明
１． 搬送ライン
１．１ 牽引手段
１．２ 運搬手段
１．３ ケーブルクランプ継手
１．４ エンドレスケーブル継手
１．５ 案内ケーブル
１．６ ホルダ
１．７ ケーブルクランプ継手の上側部分
１．８ ケーブルクランプ継手の下側部分
２． 駆動プーリ
３． 反転プーリないし引張プーリ
４． 方向転換または偏向プーリ
５． 案内プーリ
６． 搬送物
７． 搬送物装填ステーション
８． 搬送物取出ステーション
９． 案内ケーシング
１０． 装填ケーブルドラム
１１． ケーブルロール

Claims (10)

1. 流動バルク材料を急勾配で実質的に垂直に上下搬送するための高搬送高さの連続ケーブル搬送装置であって、牽引手段（１．１）として平行に配設された高強度繊維ケーブルを備え、該ケーブルは間隔をおきながらケーブルクランプ継手（１．３）によって一つのケーブルラインに統合され、該ケーブルラインは牽引手段（１．１）として設けられた所定数のケーブルのための一または複数のエンドレスケーブル継手（１．４）を有し、上記ケーブルクランプ継手（１．３）およびエンドレスケーブル継手（１．４）には搬送物（６）を受け入れるための運搬手段（１．２）が取り付けられた装置において、上記ケーブルクランプ継手（１．３）とエンドレスケーブル継手（１．４）が、それぞれ牽引手段（１．１）のためのクランプ領域ないしエンドレス継手領域に加えて、さらなる案内ケーブル（１．５）のために１８０°回転して位置せしめられたクランプ領域ないしエンドレス継手領域をさらに有するように拡張され、該拡張ケーブルクランプ継手（１．３）がそれぞれホルダ（１．６）を備えるとともに全体として閉じたエンドレスの搬送ライン（１）を形成し、該搬送ラインは凹状および凸状の方向転換部をもつ軌道を通過可能で、基本的に内側搬送ならびに外側搬送が可能なように構成され、搬送ライン（１）の全体が摩擦係合により可撓的に駆動されることを特徴とする連続ケーブル搬送装置。
2. 搬送ライン（１）を構成する案内ケーブル（１．５）が選択的に搬送ライン（１）の外側か搬送ライン（１）の内側のいずれかで運搬手段（１．２）と牽引手段（１．１）の間に配されていることを特徴とする請求項１に記載の連続ケーブル搬送装置。
3. 牽引手段（１．１）と案内ケーブル（１．５）が、ケーブルクランプ継手上側部分（１．７）と複数の帰属のケーブルクランプ継手下側部分（１．８）とを備えたケーブルクランプ継手（１．３）の使用によって個別に交換可能で、エンドレスケーブル継手（１．４）がモジュール式とされて、個々の牽引手段（１．１）および案内ケーブル（１．５）が交換可能とされたことを特徴とする請求項１または２に記載の連続ケーブル搬送装置。
4. 搬送ライン（１）が、脱着可能なエンドレスケーブル継手（１．４）の使用によって、持運び可能な長さ部分で組立可能、解体可能、かつ場合により拡張可能または縮小可能であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の連続ケーブル搬送装置。
5. 運搬手段（１．２）が、相互に固定されることによって密接した列で損失の少ない搬送を可能にする個々のポケットで構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の連続ケーブル搬送装置。
6. 選択された運搬手段（１．２）が洗浄装置を備えており、それによって搬送工程で案内ケーシング（９）の内部に材料が沈積した場合にこれが除去されるように構成されたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の連続ケーブル搬送装置。
7. 搬送ライン（１）が、相応に配置された案内輪（５）によって有利には垂直方向の領域でその長軸を中心として最大１８０°回転させられ、それによって搬送物取出ステーション（８）を搬送物装填ステーション（７）に対して任意の角度に配置可能であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の連続ケーブル搬送装置。
8. エンドレスケーブル継手が、牽引手段（１．１）および案内ケーブル（１．５）の全体のためのコンパクトな部材として製作されるのではなく、牽引手段（１．１）および案内ケーブル（１．５）の数に応じて単一構造でオフセット状態で配置され、それによって大きなバランスウエイトを回避するとともに、それにもかかわらず個々のエンドレスケーブル継手は運搬手段（１．２）を取り付けるためのホルダ（１．６）を備えていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の連続ケーブル搬送装置。
9. ケーブルロール（１１）が搬送ライン（１）を片側または交互にわずかに変形させ、それによって柔軟な材料からなる運搬手段（１．２）が片側または交互の揺動せしめられて個々の排出プロセスが促進されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の連続ケーブル搬送装置。
10. 内側搬送の場合において搬送ライン（１）の下側の方向転換が装填輪（１０）を中心として行われており、該装填輪が、直動式に支承されている場合には同時に引張ステーションとしても機能することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の連続ケーブル搬送装置。

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