NO317604B1 - Apparat for transportering av et fast materiale. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et apparat for transportering av et fast materiale i stykker eller deler, så som tømmerstokker, flis eller bark, parallelle avlange overføringselementer som beveges bakover og fremover i overføringsretningen, hvor mesteparten av overflaten av overføringselementene, som er i kontakt med materialet som skal transporteres, er bevegelig i overføringsretningen samtidig, og minst en del av overflaten av overførings-elementene er hellende om dens lengdeakse, mot sentrum av apparatet.

I de senere år har det blitt utviklet et apparat ifølge patentene Fl 83 181 og US 5 063 981 for transport av for eksempel tremasse, som har vist seg å være meget nyttig for mating av tremasse inn i en barketrommel. I apparatet økes friksjonskraften mellom stykkene som skal transporteres ved å la overføringselementene helle med det resultat at stykkene ikke har en tendens til å bevege seg bakover under returbevegelsen av overfør-ingselementene. Apparatet ifølge den nevnte oppfinnelse krever imidlertid et forholdsvis stort antall av overføringselementer. I praksis er det behov for 6-8 overføringselementer, hvis bevegelse må styres nøyaktig for å få apparatet til å virke på den korrekte måten. I dag er tremassemateinnretninger ifølge den kjente oppfinnelse vanligvis forsynt med bjelkeliknende rullestøttede overføringselementer. Dette resulterer i en forholdsvis kost-bar konstruksjon som omfatter en stort antall deler.

Formålet med oppfinnelsen er å avhjelpe ulempene med den kjente teknikk.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved at i det minste i noen av overføringsele-mentene er helningsvinkelen for den nedre del av overføringselementene om lengdeaksen mindre enn helningsvinkelen for den øvre del av disse.

Ifølge oppfinnelsen blir lasten som utøves på overføringselementene på siden av transportøren, som vanligvis er hellende i en vinkel på minst 45° mot sentrum, øket ved overførings av en ekstra last som resulterer fra en veksling av retningen av pakkreftene som bevirkes av lastene fra elementene til dem. Overflaten av de ytre overføringselemen-ter av transportøren kan bøyes på en slik måte at helningen av den nedre kant av overfør-ingselementene er lik eller noe større enn vinkelen med hvilken de følgende overførings-elementer heller mot sentrum av transportøren.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegnin-gene, der figur 1 er snittriss av en tidligere kjent transportør, figur 2 viser en transportør forsynt med tre overføringselementer, figur 3 viser en transportør forsynt med fire bjelker, figur 4 viser en lastsituasjon ved operasjon av en tidligere kjent transportør, figur 5 er et snittriss av en transportør ifølge oppfinnelsen som er tilført en ny lastfordelingsfrem-gangsmåte, figur 6 viser hvordan lasten optimaliseres ved hjelp av oppfinnelsen (figur 2-6 er tegninger som viser prinsippene), figur viser anvendelsen av oppfinnelsen i forbindelse med en transportør som har tre bjelker, figur 8 viser anvendelse av oppfinnelsen i forbindelse med en transportør som har fire bjelker, figur 9 er et sideriss av transportør ifølge oppfinnelsen i forbindelse med barketrommelmating, figur 10 viser et snittalter-nativ for et apparat ifølge figur 9.

Figur 1 viser transportørene ifølge patentene Fl 83 181 og US 5 063 981 som nå er i bruk og som effektivt transporterer bunter av tømmerstokker som skal bli til masse ved hjelp av den sporliknende form av transportørbunnen sammensatt av åtte overfør-ingselementer. Transportørene ifølge figur 1 er stigende i overføringsretningen, og friksjonen mellom materialet som skal transporteres og sidene er ufordelaktig, de ytre over-føringselementer er hellende i en bratt vinkel på omtrent 60° i forhold til lengdeaksen og gir derfor en større bevegelig sideflate som reduserer friksjonen mot sidene.

Transportørbunnen er sammensatt av seks like bjelkeliknende overførings-elementerl som har den samme helning i forhold til lengdeaksen. Overføringselementene 2 og 2' er festet til sidene 3 og 3' av apparatet. Sidene av apparatet er båret og støttet av ben 4 og 4' som også bærer tverrliggende, litt V-formede bjelker 5. Rullestøtter 6 og ruller 7 som roterer om overføringsakser er montert på disse.

Avstanden mellom bjelkene 5 fra hverandre er 1-2 m ved lastepunktet for apparatet, og 2-3 m i overføringsområdet. På grunn av lavere konstruksjonskostnader blir de seks bjelker som danner bunnen av rennen i praksis montert på en slik måte at det er tre transportbjeiker som har nøyaktig den samme helningsvinkel på hver side. Denne vanlig brukte konstruksjon har resultert i en ujevn fordeling av lasten til transportørbjelkene, særlig når det brukes store tømmerstokker som bare bevirker noen få lastpåføirngspunk-ter ved bunnen og påfører derfor begrensninger for stigningsvinkélen for transportøren. Dessuten resulterer en ujevn lastfordeling i at et apparat ifølge figur 1 må ha et stort antall overføringselementer og følgelig et stort antall støtter og ruller. Lasten som utøves på tømmerstokkene 9 bevirker en lastspiss i sentrum av transportøren og ved de ytre overføringselementer 2 og 2' da pakkreftene som holder buntene av tømmer sammen bevirker en ekstra støttekraft i hjørnene pga. en forandring av helningsretningen. (Se figur 6).

Et apparat ifølge figur 1 krever ikke bare støtteruller, men også sideføringsruller 8 anbrakt med bestemte mellomrom for å holde transporteirngsbjelkene i riktig stilling i

sideretningen. Videre må hver bjelke ha en egen drivinnretning som i praksis er en hyd-raulisk sylinder. Som det er angitt i nevnte patentbeskrivelser må bevegelsene av over-føringselementene utføres i samsvar med et gitt program. Dette resulterer i at jo flere overføringselementer apparatet har, jo mer komplisert er styringen av operasjonen av apparatet.

Målet har vært å redusere antallet av transporteirngsbjelker i betraktning av for-delene ved denne type av apparat. Figur 2 og 3 viser en transportør som har tre og fire overføringselementer. Overføringselementene som inntegnet anvender en fast linje fra den ønskede transportørmodell, og de stiplede linjer viser bunnformen som ifølge skalamodelltester gir den best mulige transportkapasitet.

I et apparat ifølge krav 1 er bevegelsen av overføringen kontinuerlig, det vil si en større del av overflaten av overføringselementene beveger seg fremover enn bakover samtidig, og returbevegelsens hastighet overskrider matebevegelsens hastighet. Det har blitt gjort forsøk på å erstatte denne transportør som gir en kontinuerlig overførings-bevegelse med et enklere apparat omfattende tre eller fire periodisk opererende over-føringselementer. I denne type av apparat beveger alle overføringselementene seg fremover samtidig og utfører returbevegelsen én for en én som dermed gjør det mulig å utnytte friksjonen mot sidene og å forbedre transportkapasiteten. I en transportør ifølge figur 1 som gir en kontinuerlig overføringsbevegelse, er bremsefunksjonen bevirket av de faste, ubevegelige sider bare ufordelaktig. De ytre overføringselementer av apparatet ifølge figur 1 må derfor ha en stor helningsvinkel slik at de dekker mesteparten av overflaten av sidene. I et periodisk opererende apparat som utnytter friksjonen mot sidene er overføringselementene fortrinnsvis hellende i en vinkel på omtrent 45°, som bevirker en adekvat pakkingskraft mot senteret av transportøren.

Skalamodelltester utført på en transportør ifølge figur 2 viser at det sentrale over-føringselement 11 har en tendens til å bære for stor last og trekker stykkene som skal transporteres bakover under returbevegelsen. Testene viser også at delen 11 ikke må en slik stor last dersom de ytre overføringselementer er hellende i en stilling 13'med en mindre helningsvinkel. En mindre vinkel resulterer imidlertid også i at stykkene som skal transporteres og ligger i delen 13' følger den og beveger seg bakover under deres retur-bevegelse. Ved anbringelse av en av de hellende overføringselementer ved stillingen 13" nærmere den motsatte side kan det på den annen side oppnås en jevn lastfordeling i tester, men situasjonen er ustabil, særlig dersom størrelsen av stykkene varierer. Dessuten avtar apparatets transportkapasitet og de ytre deler 12 og 13 må gjøres mye bredere dersom det sentrale overføringselement blir gitt størrelsen 11' ved å gjøre det smalere og dersom størrelsen av apparatet reduseres.

Den venstre side av en transportør ifølge figur 3 er satt sammen av overførings-elementer 15 og 16. Praktiske tester viser at det sentrale overføringselement 15 har en tendens til å trekke hele lasten bakover, særlig dersom transportøren monteres i en liten stigningsvinkel. Ifølge testene er de riktige forhold mellom breddene av overføringsele-mentene det som er vist på den høyre halvdel på figur 3 hvor bredden av overføringsele-mentet 15' er omtrent 70 % av bredden av overføringselementet 16<*>.

Som det vil være klart fra det ovenstående har transportørene vist på figur 2 og 3 en ufordelaktig snittprofil omfattende smale overføringselementer i midten, og særlig risikoen for at materialet blir transportert i bue øker. Videre har apparatet overhodet ikke en form som er lik en rund, sporliknende bunn, som resulterer i at matingen av barketrommelen er mindre effektiv.

Figur 4 viser skjematisk lastene og friksjonskreftene som virker i en transportør ifølge figur 2 ved transport av tremasse. Situasjonen er forenklet ved å anta at tømmer-stokkene har lik vekt og diameter. Friksjonen som virker i tverretningen av transportøren er ikke tatt i betraktning da dens virkning på pakkreftene forsvinner under returbevegelsen av overføringselementene.

De ytre overføringselementer 12 og 13 er hellende med en vinkel på 45° og gir tømmerstokken 21, som har vekten P, friksjonskratfkomponenter Pk mot overføringsele-mentet og pakkreften Pp mot den tilstøtende tømmerstokk. Tømmerstokken 22 har de samme krefter men pakkreften mot tømmerstokken 23 er Pp + P'p - 2Pp. Når påvirknings-vinkelen er 45° har derfor vekten P av tømmerstokken 23 som ligger på overførings-elementet 11 en ekstrakraft 2Pp = P, det vil si at friksjonskraften mot delen 11 utgjøres av støttekraften 2P.

Tømmerstokken 23' har også den samme støttekraft, og tømmerstokken 24 bevirker støttekraften P når tømmerstokkene 34,24 og 23' har den samme størrelse. Sammen-lagt er en friksjonskraft frembrakt for de ytre overføringselementer 12 og 13 fra lastene 2x2 yf 0,5P, det vil si fra en last på i alt omtrent 2,8P. En friksjonskraft genereres for det sentrale overføringselement fra den totale last 5P.

Det er derfor lett å beregne at selv dersom en lengde som svarer til diameteren av tømmerstokken 24 ble tatt bort fra bredden av apparatet og overføringselementet 11, så ville lasten som utøves på delen 11 fremdeles være større enn den totale støttekraft av delene 12 og 13, og overføringselementet som ligger i midten ville trekke hele lasten bakover under returbevegelsen. På bakgrunn av et teoretisk studium kan det opplyses at når helningen av overføringselementene er 45° eller større så vil apparatet møte funk-sjonsfeil. På den annen side er det allerede tidligere forklart at vinkelen for de ytre over-føringselementer må være minst 45°.

Fra beskrivelsen ovenfor av apparatet ifølge figur 4 fremgår det hvorfor en transportør med tre overføringselementer ifølge figur 4 ikke er anvendelig.

Apparatet arbeider tilfredsstillende bare dersom alle overføringselementene har den samme støttekraft EP, det vil si EP12 = EPn = EP13. Driftsbegrensningen for apparatet nås imidlertid når £P[2 + EP13 er større enn SPti. Figur 5 viser hvor omhyggelig oppfinnelsen forandrer lastforholdet i en transportør. De ytre overføringselementer er forsynt med et "lastoptimaliserende bend"18, som resulterer i at den nedre del derav løper i den samme retning som delen 11. Som vist på figur 5 utøves en støttekraft på 3P på det sentral overføringselement 11. Ved anvendelse av en last ifølge figur 4, blir det generert en støttekraft «3,4P for hver av de ytre overføringselementer 17 og 17'. Figur 5 viser meget tydelig hvordan den bøyde nedre del fullstendig forandrer lastsituasjonen for hele apparatet. Problemet med apparatet vist på figur 5 er at pakkraften Pp (17 - 11) mellom overføringselementene beregnet for materialet' som skal transporteres er inadekvat. Derfor kan det opplyses at oppfinnelsen ikke virker på den best mulige måte på figur 5. Figur 6 viser hvordan en nesten optimal lastfordeling oppnås ved hjelp av apparatet ifølge oppfinnelsen. Det sentrale overføringselement 20 er laget litt V-formet ved å bøye det slik at helningen mot senteret for transportøren er omtrent 9°. Støttekreftene Pr24 + 2PK25 +■ Pk24- for det sentrale overføringselement og støttekreftene Pk21 + Pk22<+> ?K23 for hver ytre overføringselement 19 og 19' er hhv. i alt 3,4P og 3,1P. Helningsvinkelen for den øvre del av de ytre overføringselementer er 45°, og optimali-seringsbendet 18 reduserer helningen for den nedre del av overføringselementet til 15°. Denne transportør er en transportør hvor overføringselementene har en virtuell perfekt lastfordeling. En fullstendig jevn lastfordeling oppnås dersom vinkelen for optimaliser-ingsbendet gjøres noe mindre slik at den nedre del av delene 19 og 19' er hellende i en vinkel på omtrent 10° mot sentrum. Figur 7 viser et periodisk opererende apparat ifølge oppfinnelsen som har tre bjelkeliknende overføringselementer og som er en ikke-bærende transportør da transportørbjelken 31 som ligger i midten danner en samle- og transportrenne, og de ytre transportbjelker 32 og 32' slipper det fine løse materialet ned i denne. Den vraksamlede innretning er fortrinnsvis laget av et ulike antall av bjelker, dvs. fra 3, 5 eller 7 bjelker.

Støtterullene 33 og 33' sentrerer transportbjelken 31, og den behøver ikke å bli ledet sideveis. Ruller 34 og 34' støtter de ytre bjelker. Sidestøtten derav utgjøres av føringsruUen 35 støttet mot bjelken 32 ved hjelp av en aksel 36.1 betraktning av den store masse av bjelkene 31, 32 og 32', oppnås en tilstrekkelig sentreringskraft som holder bjelkene i stilling pga. den lett V-formede midtbjelke.

En transportør ifølge figur 7 drives periodisk, og høyden av de faste sider 3 og 3' velges på en slik måte at deres totale friksjonskraft er lik den enkelte friksjonskraft for en bjelke. For sidene må det ofte velges en større høyde av sikkerhetsgrunner, hvor det velges et passende lastnivå i betraktning av det faktum at apparatet bør funksjonere på den best mulige måte.

Figur 8 viser en kontinuerlig drevet transportør som har fire transportbjelker 1 ifølge oppfinnelsen anbrakt i midten, ved bunnen, og ligger på transportruller 7 ifølge figur 1. I motsetning til figur 1 er bjelkene 1 og 1' hellende i forskjellige vinkler mot sentrum av transportøren, hvor de ytre bjelker er mer hellende enn de som ligger i midten. Da det er ønskelig å montere transportøren vist på fig. 8 i en vinkel som stiger bratt i transportretningen, er de ytre overføringselementer 40 og 40' anbrakt på en slik måte at de danner en dyp transportrenne, og det genereres bare en liten friksjon mot de faste sider 3, 3'. En tilstrekkelig last oppnås for de ytre bjelker 40 og 40' ved hjelp av "optimaliseringsbendene" 18. Støtterammen 41 som bærer støtterullene 7 er lagret av en tykk stålplate ved gasskjæring. Rullene 7 er støttet på støtterammen 41 ved hjelp av plater 42. Derfor medfører det ingen ekstra kostnader under fremstillingen dersom det er ønskelig å montere transportbjelkene i en vinkel som gir en optimal last. Det blir vanskelig å lage en støttebjelke 5 ifølge figur 4 dersom støtterullene 7 må monteres i forskjellige vinkler.

Det transportørlastoptimaliserende system ifølge oppfinnelsen og figur 8 gjør det mulig å bygge en transportør for materialer som er skåret i stykker som er betydelig enklere enn transportørene ifølge patentene Fl 83 181 og US 5 063 981. Lastoptimaliser-ingen muliggjør også at det kan anvendes bratte stigningsvinkler, som resulterer i at transportøren kan lages mye kortere.

Figur 9 viser en roterende barketrommel 50 som mates av en transporterende eller matende innretning 51 ifølge oppfinnelsen. De stiplede linjer definerer en transportør 51' hvor overføringselementene ikke har en jevn lastfordeling. I transportører som har sidebjelker forsynt med "optimaliserende bend", og et mindre antall av bjelker pga. effektiv drift, kan transportørbjeikene være laget så stive at lagerstøttebena 42 og 42' og støtterammene 41 er anbrakt med mellomrom. I dette tilfellet kan støttebena 42 være montert med 4-6m intervaller mellom barketrommelens lastedel 52 og matetunnelen 53.

Videre kan mateinnretningen vist på figur 9 være bygget ved å anvende seksjons-løsningen ifølge figur 10, hvor de ytre bjelker 54 og 54' også tjener som overførings-elementer, og det er ingen ubevegelig transportørdel mellom støttebena 42. De ytre overføringselementer har ikke bare et støttesystem ifølge figur 7, men også støttehjul 55 og ruller 33. Rullene er støttet på en stålplateramme ifølge figur 8 som er montert på et støtteben 42. Når det gjelder apparatet vist på figur 10 gjøres avgjørelsen om posisjonen for "det optimaliserende bend" i overføringselementene 4 på basis av lasten som utøves på transportøren.

Apparatet ifølge oppfinnelsen og figur 9 har også den fordel at en barkesamler-beltetransportør 56 er nødvendig bare under barketrommelen da en lett V-formet midtbjelke 31 ifølge figur 7 transporterer den løse bark til trommelen. Følgelig er beltetran-sportørforlengelsen 57 unødvendig, og det oppnås betydelige besparelser.

Beskrivelsen av oppfinnelsen har fokusert på driften av apparatet ved transport av tremasse. Reguleringsbestemmelsene for lastutjevning og pakkrefter er også anvendelig for andre materialer som skjæres i stykker, for eksempel bark eller flis, med noen mindre modifikasjoner.

Oppfinnelsen kan også anvendes for kontinuerlig drift av transportører, hvor en større del av overføringselementene beveger seg fremover, mens en mindre del beveger seg bakover samtidig, hvor hastigheten for returbevegelsen overskrider hastigheten for bevegelsen fremover.

I et periodisk drevet apparat blir overføringselementene fortrinnsvis returnert en for en, men de kan også returneres i grupper, ved å anvende minst to grupper.

Her har ordet "bend" blitt brukt for å uttrykke forskjellen mellom helningsvink-lene for delene av overføringselementene om lengdeaksen.

Claims (6)

1. Apparat for transportering av et fast materiale i stykker eller deler, så som tømmerstokker (9), flis eller bark, omfattende parallelle avlange overføringselementer (1, 20, 31, 32, 40, 54) som beveges bakover og fremover i overføringsretningen, hvor mesteparten av overflaten av overføringselementene, som er i kontakt med materialet som skal transporteres, er bevegelig i overføringsretningen samtidig, og minst en del av overflaten av overføringselementene er hellende om dens lengdeakse, mot sentrum av transportøren, karakterisert ved at i det minste i noen av overføringselementene (32,40, 54) er helningsvinkelen for den nedre del av overføringselementene om lengdeaksen mindre enn helningsvinkelen for den øvre del av disse.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at delene av overføringselementene (32, 40, 54) som har forskjellige helningsvinkler er plane flater som danner en stump vinkel derimellom.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de aller laveste, sentrale overføringselementer (20, 31) av apparatet har et sporformet tverrsnitt.

4. Apparat ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at de ytre overførings-elementer (32) er støttet mot det sentrale sporformede overføringselement (31) ved hjelp av ruller (35).

5 Apparat ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at overføringselementene (1) anbrakt i midten av apparatet er hellende i forskjellige vinkler mot sentrum av transportøren.

6. Apparat ifølge ett av kravene 1-5, karakterisert ved at den vertikale sidedel av apparatet er laget av det ytre overføringselement (54) som er mobil, og at sideplater (3) anbrakt mellom støttebena (42) av apparatet er mobile.