JP6170547B2 - 垂直コンベア - Google Patents

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Description

本発明は、主にベルトコンベアに関する。特に本発明は、垂直コンベアに関するが、これに限定するものではない。
鉱物材料等の加工においては、材料を一定の高さまでコンベアで引き上げなければならないことが多い。
平滑なベルトを備えるベルトコンベアは、約20度の傾斜まで用いることができる。コンベアベルトが凸部又は凹部を有する場合、傾斜角はそれよりもいくらか大きくできる。いずれの場合も、一定の高さを得るためには、水平方向にそのおよそ3倍のコンベア長さが必要となる。
ポケット又はコンテナを有するベルトを備えるコンベアは、昇降機と同様に、垂直方向への引き上げが可能であるが、バッチ方式で動作するため、保守作業が面倒であり、コストも高い。
米国特許第4,598,875号公報には、材料を一定の高さまで引き上げてコンベアから落とすための大径の湾曲部を有するベルトコンベアが開示されている。材料は、遠心力によりベルト上に留まる。
米国出願公開第2005/121295号公報には、第1の幅を有する第1のベルトと第2の幅を有する第2のベルトとを備えるベルトコンベアが開示されている。第1及び第2のベルトは、2つの直径を有するロール上に支持され、材料は第1のベルトから第2のベルト上に落とされる。第2のベルトは、ロールの小径部に支持され、速度と幅が非常に小さい。
米国特許第4,598,875号公報 米国出願公開第2005/121295号公報
本発明の第1の態様例によれば、鉱物材料を垂直に搬送するコンベアであって、
コンベアフレームと、
前記コンベアフレームに対して回転可能に装着される少なくとも2つのコンベア主ロール又は少なくとも2対のコンベア主プーリと、
前記コンベアフレームに対してそれぞれ回転可能に装着される複数のコンベアガイドロール又はコンベアガイドプーリと、
前記コンベア主ロール上及び前記コンベアガイドロール上を移動するように構成された第1及び第2の無端材料搬送手段とを備え、
前記コンベア主ロール又は対のコンベア主プーリは、垂直方向に互いに間隔を空けて互いに上下に配置され、前記コンベア主ロール又は対のコンベア主プーリの間の水平距離は、前記コンベア主ロール又はコンベア主プーリの少なくとも一部が実質的に同一の垂直線上に位置するように設定され、
前記コンベアガイドロール又はコンベアガイドプーリは、各コンベア主ロール又は主プーリの外側において、前記対応するコンベア主ロール又は主プーリの回転軸上に中心点を有し前記コンベア主ロール又は主プーリより直径が大きい円の円周上に配置され、
前記第1及び第2の無端材料搬送手段は、まず、1つのコンベア主ロール若しくは1対のコンベア主プーリ上、又は1組のコンベアガイドロール若しくはガイドプーリ上を移動し、次いで、次の1組のコンベアガイドロール若しくはガイドプーリ上、又は次のコンベア主ロール若しくは1対のコンベア主プーリ上をそれぞれ移動することを交互に行うように構成され、
前記第1及び第2の無端材料搬送手段は、1組のコンベアガイドロール又はガイドプーリ上を移動する際に、搬送される材料が前記第1又は第2の無端材料搬送手段の表面に接触した状態で留まる速度で移動するように構成されていることを特徴とするコンベアが提供される。
前記第1及び第2の無端材料搬送手段の間であって、搬送される材料の経路と前記コンベアガイドロール又はガイドプーリとの間には、少なくとも1つのガイド部材が設けられていてもよい。
前記少なくとも1つのガイド部材は、複数のガイドロール又はガイドプーリの端部に支持されていてもよい。
前記第1及び第2の無端材料搬送手段は、同じ速度で移動するように構成されていてもよい。
前記第1及び第2の無端材料搬送手段は、同じ幅を有していてもよい。
本発明の第2の態様例によれば、本発明の第1の態様例に係るコンベアを備える鉱物材料用加工プラントが提供される。
前記加工プラントは、粉砕機を備えていてもよい。前記粉砕機は、移動式粉砕機であってもよい。
前記加工プラントは、篩機を備えていてもよい。前記篩機は、移動式篩機であってもよい。
前記加工プラントには、前記加工プラントから排出される材料の流れ、前記加工プラントに投入される材料の流れ又は前記加工プラント内における材料の流れを搬送する本発明の第1の態様例に係る数機のコンベアが接続されていてもよい。
本発明の一部の態様についてのみ、本発明の異なる実施形態が以下に例示され、またすでに例示した。本発明の一態様のいかなる実施形態も、本発明の同じ態様及び他の態様に対して単独又は他の実施形態と組み合わせて適用可能であることは当業者に理解されよう。
一実施形態例に係る垂直コンベアの側面図である。 一実施形態例に係る垂直コンベアの一部の断面図である。 一実施形態例に係る垂直コンベアの動作の概略図である。 一実施形態例に係る垂直コンベアの一部の断面図である。 一実施形態例に係るモジュラー構造を有する垂直コンベアを備えるシステムの概略図である。 一実施形態例に係る加工プラントの概略図である。
詳細説明
例として、添付の図面を参照して本発明を説明する。以下の説明において、同様の番号は同様の要素を示している。なお、例示の図面は、必ずしも全体にわたり寸法が一定ではなく、主として本発明の実施形態を例示するに過ぎない。
図1に、一実施形態例に係る垂直コンベア100が示されている。垂直コンベア100は、コンベアフレーム(図1では省略)を備え、他の部材が直接又は間接的に取り付けられている。垂直コンベア100は、更に少なくとも2つの主ロール110を備えている。主ロール110は、互いに上下に配置され、その回転軸は、実質的に互いに同一の垂直線上に位置している。別の実施形態例において、主ロール110の回転軸は、水平方向にも互いに離間し、主ロール110の回転軸間の水平距離は、1つの主ロール110の直径に比べてそれほど大きくはない。別の実施形態例において、上記コンベアは、3つ以上の主ロール110を備えている。主ロール110のうち1つ以上は、1つ又は数個のモータ(図示省略)で従来の方法により駆動される。搬送される材料は、主ロール110が偶数個の場合、投入方向と反対の方向に垂直コンベアより排出され、主ロール110が奇数個の場合、投入方向と同じ方向に垂直コンベアより排出される。
垂直コンベア100は、更にガイドロール120と補助ロール130とを備えている。一実施形態例において、対のガイドロール120は、各主ロール110に隣接し、各主ロール110は、主ロール110の軸に直交する方向における一方の側に対のガイドロール120を有している。更に、奇数及び偶数の主ロール110が有する対のガイドロール120は、主ロール110の軸に直交する方向における異なる側に配置されている。ガイドロール120の回転軸は、それぞれの主ロール110の回転軸上に中心点を有する円の円周上の一部に位置している。上記円の直径は、主ロール110から離れた側のガイドロール120の表面と主ロール110の表面との間の距離が、搬送される材料片が通過するのに十分な大きさとなるように選択される。一実施形態例において、上記距離は、材料片の予想される最大径の少なくとも2倍である。各主ロール110に隣接するガイドロール120は、その上に支持されるベルトの経路が適度に円形となるのに十分な数が設けられ、例えば、図1に示すように9対設けられる。別の実施形態例において、ガイドロール120は、それより少なく又は多く設けられ、例えば5〜13対設けられる。
垂直コンベアは、平滑な表面を有する第1及び第2の無端材料搬送手段101,201を更に備え、以下コンベアベルト101,201と称する。ベルト101,201は、従来の材料からなり、従来知られている特性、例えば一定の柔軟性を有している。各ベルト101,201は、1つの主ロール110又は数対のガイドロール120上に順に支持される。第1及び第2のコンベアベルト101,201は、略同一の幅を有している。第1及び第2のコンベアベルト101,201の材質としては、石、鉱石、砂、砂利等の鉱物材料用のコンベアに好適なゴム又は他の弾性材料を用いてもよい。
図2を参照すると、垂直コンベア100の断面図が示されている。図2からわかるように、一実施形態例において、ガイドロール120は、その上に支持されるベルトの両側に対にして配置されている。ベルト幅方向におけるガイドロール120の間には、搬送される材料のための空間が設けられている。そのため、各ガイドロール120の長さは、ベルト101,201の幅の半分未満でなければならない。
ベルト101,201の両側において、支持構造等としてのコンベアフレーム250から離れた側には、搬送される材料が連続する2つのガイドロール120の間に侵入するのを防止するように構成されたガイド部材210が設けられている。ガイド部材210は、ガイドロール120の端部に支持され、第1及び第2のベルト101,201の間に位置している。ガイド部材210は、第1及び第2のベルト101,201の間の距離に対応する幅を有し、実質的に、ベルト101,201の間において、1つの主ロール110に隣接する1組のガイドロールのうちの最初のガイドロール120からその組のガイドロール120のうちの最後のガイドロールまで少なくとも延びるように形成されている。
ガイド部材210は、従来の材料、例えばポリウレタンから製造される。一実施形態例において、ガイド部材210は、ベルト101,201の間の空間を封止し、ベルト101,201とガイド部材によって区切られた空間から埃等が出ていくのを防止する機能を更に有する。そのため、別途防塵を行う必要がない。一実施形態例において、更なる防塵のため、補助ロール130は、垂直コンベア100の略全長にわたって第1及び第2のベルト101,201が搬送される材料の両側に存在するように配置される。
一実施形態例において、垂直コンベア100は、モジュラー構造を有している。例えば、1つの主ロール110とそれに対応する1組のガイドロール120及びガイド部材210とにより、1つのモジュールを構成してもよい。別の実施形態例において、垂直コンベア又は各モジュールは、コンベアフレームに取り付けられる外殻としての筺体を備えている。垂直コンベア100の筺体は、安全性向上のためにコンベアを囲うものである。筺体を設けても、垂直コンベアの設置に必要な面積は、必要な高さには依存せず、実質的にベルト及びロールの幅にのみ依存するため、コンパクトな構造が維持される。
図3は、一実施形態例に係る垂直コンベアの動作の概略図を示している。以下に、図1〜3を参照して垂直コンベアの動作を説明する。
第1のベルト101及び第2のベルト201は、それぞれ矢印310の方向に駆動される。ベルトは、最も低い位置にある2つの主ロール110を1つ又は数個のモータで従来の方法により回転させることにより駆動される。両ベルト101,201の速度は同じであるため、ベルト101,201の速度が異なる場合ほど、ベルト間を搬送される材料が他のベルトを擦ることはない。しかし、垂直コンベアの湾曲部、つまり主ロール110に隣接する部分では、ベルトの角速度が異なるため、外側のベルトが遅れてしまう。そこで、不要な摩耗を防止するため、前述したように、ベルト間の距離は、搬送される材料片の予想される最大寸法より大きくする。コンベアベルト101,201の駆動速度は、ガイドロール120が位置する円周上の円の直径により異なる。前記直径により、搬送される材料が遠心力によりガイドロール上に支持されるベルト上に留まるために必要なベルトの移動速度が決まる。例えば、主ロールの直径が650mm、ベルト間の距離が150mmの場合、上記速度は約2m/s以上でなければならない。
搬送される材料は、垂直コンベア100の下部320から投入される。材料は、任意の従来の方法により、例えば水平コンベアで、又は加工機から直接、この位置まで持ってくることができる。材料は、垂直コンベアの開始部320において重力により第1のベルト101上に載置される。材料は、最初の組のガイドロール120によって形成される円周に進入すると、遠心力により第1のベルト101の表面に接触した状態で留まる。そのため、材料は、第1のベルト101の表面に接触した状態で、位置重力が遠心力を超える位置340に達するまで更に搬送され、位置340において、第1のベルト101の表面からベルト101の表面の略接線方向に飛ばされる。正確な位置340は、例えばガイドロール120が位置する円周上の円の直径やベルト101,201の速度等により異なる。材料は、第1のベルト101から飛ばされ、第2のベルト201の表面に落ちる。材料が各主ロール110を通過する度に、同様の動作が繰り返される。
垂直コンベア100の終端に達した材料は、位置350においてコンベアから飛ばされる。材料は、例えば、別のコンベアや加工機に落としてもよい。
垂直コンベア100の通常の動作では、材料は、いかなる時点においても一方のベルトにしか触れないため、ベルト表面の摩耗が低減される。垂直コンベア100の動作が意図的に又は障害により停止した場合、搬送中の材料は、主ロール110に隣接する垂直位置で落下し、その位置の下方に積み上がる。動作が開始されると、ベルト101,201は、その柔軟性により、コンベアの再始動、すなわちベルトが再び移動を開始するのに十分な伸びを示す。
垂直コンベア100の積載量は、搬送速度に加え、ベルト101,201の幅、ベルト101,201の間の距離及びガイドロールの長さ、すなわちベルト101,201とガイド部材210により形成される「搬送空間」の断面積により異なる。
図4を参照すると、別の実施形態例に係る垂直コンベア400の断面図が示されている。垂直コンベア400は、平滑な表面を有する第1及び第2の無端材料搬送手段401,411を備え、以下コンベアケーブルベルト401,411と称する。ケーブルベルト401,411は、駆動ケーブル402,412の間に支持されたベルト表面を備えている。ケーブルベルト401,411は、従来の材料からなり、従来知られている特性、例えば一定の柔軟性を有している。また、第1及び第2のコンベアケーブルベルト401,411の材質としては、石、鉱石、砂、砂利等の鉱物材料用のコンベアに好適なゴム又は他の弾性材料を用いてもよい。
垂直コンベア400は、更に少なくとも2対(1対のみ図示)の摩擦駆動車輪としての主プーリ413を備えている。上述した垂直コンベア100の主ロール110と同様に、対の主プーリ413は、互いに上下に配置され、その回転軸は、実質的に互いに同一の垂直線上に位置している。別の実施形態例において、上記コンベアは、3つ以上の摩擦駆動車輪としての主プーリ413を備えている。摩擦駆動車輪としての主プーリ413のうち1対以上は、1つ又は数個のモータ(図示省略)で従来の方法により駆動される。別の実施形態例において、主プーリ413の回転軸414は、水平方向にも互いに離間し、主プーリ413の回転軸414間の水平距離は、1つの主プーリ413の直径に比べてそれほど大きくはない。
垂直コンベア400は、更にガイドプーリ403,423と補助プーリ(図示省略)とを備えている。対のガイドプーリ403,423は、各主プーリ413に隣接し、各主プーリ413は、主プーリ413の軸414に直交する方向における一方の側にガイドプーリ403,423を有している。更に、奇数及び偶数対の主プーリ413が有するガイドプーリ403,423は、主プーリ413の軸414に直交する方向における異なる側に配置されている。ガイドプーリ413の回転軸404,424は、それぞれの主プーリ413の回転軸上に中心点を有する円の円周上の一部に位置している。上記円の直径は、主プーリ413から離れた側のガイドプーリ403の表面と主プーリ413の表面との間の距離が、搬送される材料片が通過するのに十分な大きさとなるように選択される。一実施形態例において、上記距離は、材料片の予想される最大径の少なくとも2倍である。各主プーリ413に隣接するガイドプーリ403,423は、その上に支持されるケーブルベルト401,411の経路が適度に円形となるのに十分な数が設けられ、例えば、図示のように9対設けられる。別の実施形態例において、ガイドプーリ403,423は、それより少なく又は多く設けられ、例えば5〜13対設けられる。
ベルト401,411の両側において、支持構造としてのコンベアフレームから離れた側には、搬送される材料が連続する2つのガイドプーリ403,423の間に侵入するのを防止するように構成されたガイド部材210が設けられている。ガイド部材210は、ガイドプーリ403,423の端部に支持され、第1及び第2のケーブルベルト401,411の間に位置している。ガイド部材210は、第1及び第2のケーブルベルト401,411の間の距離に対応する幅を有し、実質的に、ケーブルベルト401,411の間において、1つの主プーリ413に隣接する1組のガイドプーリのうちの最初のガイドプーリ403,423から1組のガイドプーリのうちの最後のガイドプーリ403,423まで少なくとも延びるように形成されている。
上述したように、ガイド部材210は、従来の材料、例えばポリウレタンから製造される。同様に、ガイド部材210は、ケーブルベルト401,411の間の空間を封止する機能を更に有し、図2を参照して上述したように、更なる防塵を行うこともできる。
図3を参照して上述した垂直コンベアの動作は、垂直コンベア400の動作に対応する。
図5は、一実施形態例に係るモジュラー構造を有する垂直コンベアを備えるシステムの概略図を示している。上述したようなモジュラー構造を有する数機の垂直コンベア501,502,503,504は、積み重ねられ、坑道や露天掘り鉱山などで用いられるリフトとなる大型の垂直コンベアシステム500を形成している。垂直方向に長距離にわたり引き上げられる材料は、従来のコンベア512により搬送され、供給ホッパー513から垂直コンベアシステム500に供給される。材料は、垂直コンベアシステムから排出され又はコンベア514上に落とされ、コンベア511により更に搬送される。垂直コンベアシステム500の必要水平面積は、その垂直距離に比べて小さい。
図6は、一実施形態例に係る鉱物材料用加工プラントの概略図を示している。加工プラントは、コーンクラッシャなどの移動式粉砕機610と移動式篩機620とを備えている。移動式粉砕機は、粉砕機フレーム611、トラック612、粉砕ユニット613、粉砕機モータ614、排出コンベア615、供給ホッパー616及び供給コンベア619を備えている。粉砕される鉱物材料は、一実施形態例に係る1つ又は複数の垂直コンベア617,618によって供給コンベア619上に引き上げられる。上記垂直コンベアは、上述したようなモジュラー構造を有していてもよい。
粉砕ユニット(613)は、ジョークラッシャ、旋動式クラッシャ、水平軸(HSI)又は垂直軸インパクト(VSI)クラッシャなどのインパクトクラッシャ、ローラグラインダ又は鉱物材料の破砕に好適な他の種類の粉砕機であってもよい。
移動式篩機620は、篩機フレーム611'、トラック612'、篩機モータ614'、排出コンベア615'、供給ホッパー616'、供給コンベア619',篩ユニット621及び側方排出コンベア622,623を備えている。篩分けられる鉱物材料は、一実施形態例に係る1つ又は複数の垂直コンベア617',618'によって供給コンベア619'上に引き上げられる。上記垂直コンベアは、上述したようなモジュラー構造を有していてもよい。垂直コンベア617,618,617',618'の必要水平面積は垂直搬送距離に比べて小さいため、一実施形態例に係る垂直コンベアを用いることで、加工プラントの長さを低減することができる。また、一実施形態例に係る上記垂直コンベアは、従来の傾斜コンベアほど高く上昇する必要がないため、加工プラントの高さも低減される。
篩ユニットは、例えば、1つ又は数個の略平面又は曲線の篩デッキを備える振動式篩機、ドラム式篩機又は互いに粒径の異なる破砕粒子に好適な他の種類の篩機であってもよい。
上記加工プラントは、粉砕、篩及び搬送ユニットを備える固定式の鉱物材料加工プラントであってもよく、クローラトラック、車輪、脚部、滑り止め又は他の好適な支持手段を備える移動式又は運搬式の粉砕及び/又は篩プラントであってもよい。
以下に示す特許請求の範囲又はその解釈若しくは用途を何ら限定するものではないが、本明細書に開示した1つ又は複数の実施形態例の技術的効果は、必要水平面積を最小限に抑えつつ材料を高所に搬送可能なコンベアを提供することにある。本明細書に開示した1つ又は複数の実施形態例の他の技術的効果は、外部防塵の必要性をなくし、構造の保護を容易にすることによって、操作者の負傷を防止することにある。1つ又は複数の実施形態例の別の技術的効果は、数機のコンベアを設けその間で垂直落下させる必要性をなくすことにより、エネルギー消費を低減することにある。本明細書に開示した1つ又は複数の実施形態例の更に別の技術的効果は、加工プラントの構造を単純化するとともに、その寸法を低減し、より広い空間をプラントの周囲に確保することにある。
本発明の各種態様が独立項に記載されているが、本発明の他の態様は、独立項の特徴と上述した実施形態及び/又は従属項の特徴との他の組み合わせを備え、特許請求の範囲に明示的に記載された組み合わせに限定するものではない。
以上、本発明の実施形態例を説明したが、これらの説明は限定的な意味に解釈されるべきではなく、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を逸脱しない範囲において、変更や変形が可能である。

Claims (9)

  1. 鉱物材料を垂直に搬送するコンベア(100)であって、
    コンベアフレーム(250)と、
    前記コンベアフレームに対して回転可能に装着される少なくとも2つのコンベア主ロール(110)又は少なくとも2対のコンベア主プーリ(413)と、
    前記コンベアフレームに対してそれぞれ回転可能に装着される複数のコンベアガイドロール(120)又はコンベアガイドプーリ(403,423)と、
    前記コンベア主ロール上及び前記コンベアガイドロール上を移動するように構成された第1の無端材料搬送手段(101,401)及び第2の無端材料搬送手段(201,411)とを備え、
    前記コンベア主ロール(110)又は対のコンベア主プーリ(413)は、垂直方向に互いに間隔を空けて互いに上下に配置され、前記コンベア主ロール又は対のコンベア主プーリの間の水平距離は、前記コンベア主ロール(110)又はコンベア主プーリ(413)の少なくとも一部が実質的に同一の垂直線上に位置するように設定され、
    前記コンベアガイドロール(120)又はコンベアガイドプーリ(403,423)は、各コンベア主ロール又は主プーリの外側において、前記対応するコンベア主ロール又は主プーリの回転軸上に中心点を有し前記コンベア主ロール又は主プーリより直径が大きい円の円周上に配置され、
    前記第1の無端材料搬送手段(101,401)及び前記第2の無端材料搬送手段(201,411)は、まず、1つのコンベア主ロール(110)若しくは1対のコンベア主プーリ(413)上、又は1組のコンベアガイドロール(120)若しくはガイドプーリ(403,423)上を移動し、次いで、次の1組のコンベアガイドロール(120)若しくはガイドプーリ(403,423)上、又は次のコンベア主ロール(110)若しくは1対のコンベア主プーリ(413)上をそれぞれ移動することを交互に行うように構成され、
    前記第1の無端材料搬送手段(101,401)及び前記第2の無端材料搬送手段(201,411)は、1組のコンベアガイドロール(120)又はガイドプーリ(403,423)上を移動する際に、搬送される材料が前記第1又は第2の無端材料搬送手段の表面に接触した状態で留まる速度で移動するように、但し如何なる時点においても、前記第1及び第2の無端材料搬送手段のうち一方にしか接触しないで移動するように、構成されていることを特徴とするコンベア(100)。
  2. 前記第1の無端材料搬送手段(101,401)及び第2の無端材料搬送手段(201,411)の間であって、搬送される材料の経路と前記コンベアガイドロール(120)又はガイドプーリ(403,423)との間には、少なくとも1つのガイド部材(210)が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のコンベア。
  3. 前記少なくとも1つのガイド部材(210)は、複数のガイドロール(120)又はガイドプーリ(403,423)の端部に支持されていることを特徴とする請求項2に記載のコンベア。
  4. 前記第1の無端材料搬送手段(101,401)及び第2の無端材料搬送手段(201,411)は、同じ速度で移動するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のコンベア。
  5. 前記第1の無端材料搬送手段(101,401)及び第2の無端材料搬送手段(201,411)は、同じ幅を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のコンベア。
  6. 請求項1乃至5のいずれかに記載のコンベア(100,400)を備えることを特徴とする鉱物材料用加工プラント。
  7. 粉砕機を備えることを特徴とする請求項6に記載の加工プラント。
  8. 篩機を備えることを特徴とする請求項6又は7に記載の加工プラント。
  9. 前記加工プラントから排出される材料の流れ、前記加工プラントに投入される材料の流れ又は前記加工プラント内における材料の流れを搬送する請求項1乃至5のいずれかに記載の数機のコンベア(100,400)が接続されていることを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載の加工プラント。
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