НАКОПИТЕЛЬНО-ТРАНСПОРТИРОВОЧНЫЙ УЗЕЛ УДЛИНЕННЫХ СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ УДЛИНЕННЫХ СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ЗАПОЛНЕНИЕМ И ОПОРОЖНЕНИЕМ НАКОПИТЕЛЬНО-ТРАНСПОРТИРОВОЧНОГО УЗЛА
LONG ROD ELEMENT ACCUMULATE-AND-TRANSFER ASSEMBLY, METHOD OF CONTROL OVER FLOW OF LONG ROD ELEMENTS, FILLING AND EMPTYING OF SAID ACCUMULATE-AND-TRANSFER ASSEMBLY

Область техники
Изобретение касается накопительно-транспортировочного узла для удлиненных стержневых элементов, в частности изделий табачной промышленности, предусмотренного для размещения в производственной линии для изготовления упомянутых изделий между подающим устройством и принимающим устройством, а также способ управления потоком стержневых элементов, включающий автоматическое заполнение и опорожнение накопителя с изменяемой емкостью, применяемого в узле хранения-транспортировки.
Уровень техники
В процессе изготовления или обработки стержневых элементов в табачной промышленности, в частности фильтрующих стержней, существует потребность в промежуточных накопителях на пути потока, которые компенсируют кратковременные несоответствия между количеством стержней, подаваемых из подающего устройства, и количеством стержней, забираемых приемным устройством. По технологическим соображениям наиболее предпочтительными являются накопительные блоки, работающие по принципу "первым пришел - первым вышел", которые обеспечивают полное управление потоком изделий в производственной линии и, в частности, временем пребывания фильтрующих стержней в накопителе. Большие и, следовательно, дорогие промежуточные накопители с изменяемой емкостью, например накопитель, представленный в описании патента US 6,422,380, не приспособлены для использования в случае частых изменений типа фильтрующих стержней, поскольку, перед изменением, внутри накопителя имеется большое количество оставшихся стержней, которые становятся производственными отходами. Из описания европейской заявки на патент ЕР 1 310 178 известен накопитель для фильтрующих стержней, работающий по принципу "первым пришел - последним вышел", содержащий коллектор, а также вход и выход для фильтрующих стержней, причем внутри коллектора имеется ленточный элемент, который используется для образования постоянной камеры, которая всегда заполнена некоторым количеством стержней, и накопительное пространство внутри коллектора образуется, в соответствии с потребностью, ленточным элементом, длина которого может изменяться и приспосабливается к количеству стержней, подаваемых через вход, уменьшаемому на количество стержней, забираемых из выхода. В обратной ситуации, то есть когда потребность в стержнях на выходе больше, чем количество стержней, подаваемых через вход, ленточный элемент укорачивается и таким образом приспосабливается к уменьшающемуся количеству стержней в камере. В данном описании представлены камеры разной длины, которые требуют использования различных альтернативных систем управления для ленточного элемента. В описании другого европейского патента ЕР 1 256 284 представлен транспортерный узел для перемещения стопки сигарет к бункеру упаковочной машины, который, в случае необходимости, может быть превращен в накопитель, работающий по принципу "первым пришел - первым вышел". Верхняя стенка горизонтального канала, направляющего поток стопки сигарет выполнена поворотной с возможностью подъема вверх и с возможностью перемещения в направлении потока, при этом верхняя стенка дугообразного канала, на участке преобразования горизонтального потока в вертикальный поток, установлена шарнирно между концом горизонтального канала и корпусом бункера. В том случае, когда количество сигарет, забираемых бункером, уменьшается по сравнению с количеством сигарет, перемещающихся из горизонтального канала, выполненная с возможностью поворота верхняя стенка канала поднимается вверх и в случае необходимости перемещается вперед, образуя на время накопительное пространство над бункером, которое способно накапливать избыток сигарет. Несколько другое накопительное устройство, работающее по принципу, подобному системе "первым пришел - первым вышел", известно из описания европейского патента ЕР 557 933. В соответствии с данным изобретением, между машиной, производящей стержневые элементы, и упаковочной машиной расположен накопитель в виде кольцевого транспортера с открытой периферией, при этом между концами транспортера образован узкий проход, который обеспечивает перемещение элементов на транспортер, расположенный ниже принимающего транспортера, соединенного с упаковочной машиной, причем элемент загрузки на кольцевой транспортер из производящей машины выполнен посредством наклонного транспортера. Устройство содержит ряд датчиков, разнесенных по всей траектории перемещаемых элементов. Для сбалансированной подачи и расхода элементов, которые контролируются датчиками, элементы перемещаются с транспортера, соединенного с производящей машиной, на транспортер, соединенный с упаковочной машиной, минуя кольцевой транспортер, и с использованием специального каскадного узла с поворотными рычагами, которые компенсируют незначительные изменения потока, регистрируемые соответственно датчиками. При высоких расхождениях между подачей и расходом элементов, которые регистрируются датчиками, элементы перемещаются на кольцевой транспортер, с которого, в случае необходимости, элементы перемещаются на транспортер, соединенный с упаковочной машиной. Из описания патента Японии JP 58-60982 известно более простое устройство, работающее по системе "первым пришел - первым вышел", образующее емкости для кратковременного накопления на пути потока стержневых элементов, содержащее несколько уровней потока с противоположными направлениями перемещения, причем на каждом уровне можно изменять высоту стопки сигарет. Устройством, которое является наиболее близким к настоящему изобретению, является устройство для перемещения сигарет из производящей машины в упаковочную машину, представленное в описании патента Великобритании GB 985 663. Данное устройство содержит накопитель, разделенный на верхнюю часть, в которую сигареты подаются из производящей машины, и нижнюю часть, из которой сигареты перемещаются из упаковочной машины. Конец накопителя образован задней пластиной, имеющей форму полукруга, при этом радиус вогнутой части пластины, на стороне накопителя, соответствует высоте каждого уровня накопителя и ширина накопителя немного больше, чем длина перемещаемых сигарет. Канал, который подает сигареты, вход, основание верхней и нижней части и выход накопителя содержат транспортеры, на которых сигареты перемещаются в виде стопки. Аналогичным образом транспортер окружает вогнутую поверхность задней пластины накопителя. Между крайней пластиной и транспортером, образующим основание верхней части накопителя, имеется узкий проход, имеющий постоянную ширину, обеспечивающий перемещение сигарет в нижнюю часть накопителя. Задняя пластина прикреплена к несущему элементу, в котором размещен упомянутый узкий проход, а на другой стороне узкого прохода имеется возвратный ролик для транспортера верхней части накопителя, установленный на крайней пластине, при этом транспортер может изменять свою длину в зависимости от потребности в емкости для накопления. При потребности в большей емкости для накопления несущий элемент, крайняя пластина, узкий проход и транспортер перемещаются в сторону от входа, а при потребности в меньшей емкости для накопления несущий элемент перемещается к выходу, при этом на входе и выходе накопителя расположены датчики для контроля изменений емкости. Емкость накопителя зависит от задержек или замедлений производящей машины и/или упаковочной машины.
Сущность изобретения
Задача изобретения состоит в создании накопительно-транспортировочного узла для стержневых элементов, расположенного в линии для перемещения элементов из подающего устройства в принимающее устройство, содержащего множество по существу горизонтальных и вертикальных транспортеров и содержащего накопитель с изменяемой емкостью, образованный с помощью упомянутых транспортеров на двух смежных уровнях, содержащих один вход и один выход, закрытых общей задней пластиной, скользящим образом установленной таким образом, что она совершает возвратно-поступательные перемещения параллельно горизонтальным транспортерам, причем ее вогнутая поверхность, на стороне накопителя, образована цепным транспортером. В соответствии с изобретением упомянутый узел содержит поворотный рычаг, установленный на каретке, ось вращения которой коаксиальна центру кривизны вогнутой поверхности задней пластины, прикрепленной к каретке, и на входе накопителя имеется установленный с возможностью поворота входной затвор и поворотный ограничитель, для ограничения перемещения стержневых элементов, а на выходе накопителя имеется установленный с возможностью поворота выходной затвор. Длина поворотного рычага соответствует радиусу кривизны вогнутой поверхности задней пластины, которая установлена на каретке на расстоянии, соответствующем длине поворотного рычага, от оси вращения. Поворотный рычаг, на его обеих сторонах, содержит датчики заполнения потока стержневых элементов в зоне, примыкающей к упомянутому рычагу. Как активная поверхность входного затвора, так и активная поверхность выходного затвора представляют собой сектор круга с радиусом, соответствующим радиусу кривизны вогнутой поверхности задней пластины. Между осью вращения поворотного рычага и вогнутой поверхностью задней пластины, в каретке имеется свободное пространство, образующее узкий проход для перемещения стержневых элементов между уровнями накопителя, и на горизонтальных поверхностях другой части каретки установлен внутренний транспортер, причем над внутренним транспортером, перед выходом накопителя имеется наклонный восходящий транспортер. Верхняя стенка накопителя образована верхним транспортером, а нижняя стенка накопителя образована нижним транспортером. Канал, подающий стержневые элементы во вход накопителя, образован двумя параллельными входными транспортерами, а канал, принимающий стержневые элементы из выхода накопителя, образован двумя параллельными выходными транспортерами. Между верхним транспортером накопителя и верхним выходным транспортером расположена поворотная крышка с датчиком положения. Отдельные подвижные подузлы и/или группы подвижных подузлов приводятся в движение независимо отдельными двигателями. Такая конструкция вынуждает стержневые элементы перемещаться сначала в одном горизонтальном направлении, а затем в обратном направлении, что позволяет разместить вход и выход накопителя рядом друг с другом и легко приспособить узел к любому размещению подающего и принимающего устройства, при неограниченной длине накопителя с изменяемой емкостью с учетом построения производственной линии. Благодаря использованию транспортеров в каждой установке накопителя, обеспечивается равномерное направление потока как во время заполнения, так и во время опорожнения накопителя. При кратковременных изменениях емкости стержневые элементы не подвергаются значительным перемещениям относительно друг друга. Для обеспечения плавных изменений пути потока возможно приспособление формы активных поверхностей поворотных затворов к кривизне вогнутой поверхности задней пластины и верхней крышки.
Способ в соответствии с изобретением относится к управлению потоком и автоматическому заполнению и опорожнению накопителя с изменяемой емкостью накопительно-транспортировочного узла для стержневых элементов, расположенного в производственной линии для изделий табачной промышленности, причем накопитель с изменяемой емкостью образован на двух смежных уровнях и перемещение потока стержневых элементов между уровнями осуществляется в направлении, противоположном направлению силы тяжести. В соответствии с изобретением, после заполнения входной камеры накопителя стержневыми элементами, перемещенными из подающего канала через вход накопителя, о чем сигнализирует поворотный ограничитель, поднявшийся в свое самое верхнее положение, при входном затворе, удаленном в сторону, передняя сторона потока нажимает на поворотный рычаг, расположенный в его самом нижнем вертикальном положении, при этом упомянутый рычаг, после сигнала, принятого из поворотного ограничителя, поворотно смещается к задней пластине со скоростью, соответствующей скорости поступления стержневых элементов во вход накопителя, при одновременном движении цепного транспортера задней пластины, содержит поперечный выступ и помогает перемещению потока через узкий проход каретки. После заполнения минимальной емкости накопителя, поворотный рычаг останавливается в горизонтальном положении вдоль каретки, с последующим удалением выходного затвора от выхода накопителя, так что передняя сторона потока входит в приемный канал, при этом приводятся в движение наклонный восходящий транспортер и выходные транспортеры приемного канала. Автоматическое увеличение емкости накопителя с изменяемой емкостью осуществляется в том случае, если пропускная способность подающего устройства больше, чем пропускная способность принимающего устройства, что вынуждает каретку и заднюю пластину перемещаться в направлении, соответствующем направлению перемещения стержневых элементов через вход накопителя подающего канала, с такой скоростью перемещения, чтобы поддерживать номинальное давление потока на выходе накопителя, причем поворотный рычаг остается в горизонтальном положении вдоль каретки, при этом внутренний транспортер каретки с наклонным восходящим транспортером и верхний транспортер и нижний транспортер стенок накопителя, а также цепной транспортер задней пластины перемещаются с соответствующей скоростью, обеспечивающей правильное размещение стержневых элементов в накопителе. Такое состояние может продолжаться до достижения максимальной емкости накопителя, соответствующей конечному положению каретки. Автоматическое опорожнение накопителя, в частности, при изменении типа стержневых элементов, начинается в момент появления очищающего устройства вслед за стопкой потока, появление которого вызывает закрытие входа накопителя входным затвором, и начинается посредством уменьшения емкости накопителя при выходном затворе, смещающемся в сторону вследствие перемещения каретки с задней пластиной в направлении, совпадающем с направлением перемещения стержневых элементов через выход в приемный канал, с такой скоростью, чтобы поддерживать номинальное давление потока на выходе из накопителя, причем поворотный рычаг остается смещенным в горизонтальное положение вдоль каретки, при этом внутренний транспортер каретки и верхний транспортер и нижний транспортер стенок накопителя, а также цепной транспортер задней пластины перемещаются с соответствующей скоростью, обеспечивающей поддержание правильного выравнивания стержневых элементов в накопителе. Такое состояние продолжается до возвращения каретки в исходное положение, которое соответствует минимальной емкости накопителя для поддержания потока. Затем поворотный рычаг начинает свое вращение по направлению к входной камере и удаляет из нее стержневые элементы, а затем продолжает свое вращение до достижения своего самого верхнего вертикального положения в зоне конца транспортера верхней стенки накопителя, и после этого верхний и нижний транспортеры стенок накопителя останавливаются, при этом останавливаются внутренний транспортер каретки и цепной транспортер задней пластины. Каретка смещается дальше в направлении перемещения стержневых элементов через приемный канал, при этом поворотный рычаг остается в своем самом верхнем вертикальном положении и удаляет оставшиеся стержневые элементы через выход накопителя при работе наклонного восходящего транспортера и выходных транспортеров приемного канала. Такой способ управления данным узлом обеспечивает простое и автоматическое регулирование потока в случае кратковременных изменений количества поступающих стержневых элементов или принимаемых элементов.
Краткое описание чертежей
Цель изобретения представлена в варианте осуществления на чертежах, причем фиг. 1 изображает схематичное представление накопительно-транспортировочного узла, расположенного в линии для перемещения стержневых элементов из подающего устройства (не показанного) в приемное устройство (не показанное), в момент включения подачи стержневых элементов подающим устройством, фиг. 2 - узел, показанный на фиг. 1, после заполнения входной камеры накопителя с изменяемой емкостью стержневыми элементами, фиг. 3 - узел, показанный на фиг. 1, после загрузки минимальной емкости накопителя, фиг. 4 - узел, показанный на фиг. 1, во время равномерного потока между подающим устройством и принимающим устройством, фиг. 5 - узел, показанный на фиг. 1, с увеличенной емкостью после того, как приемное устройство прекратило прием элементов, фиг. 6 - узел, показанный на фиг. 5, после того, как подающее устройство прекратило подачу элементов, фиг. 7 - узел, показанный на фиг. 6, после того, как емкость накопителя уменьшилась до минимума, как показано на фиг. 4, фиг. 8 - узел, показанный на фиг. 7, после закрытия входа накопителя, фиг. 9 - узел, показанный на фиг. 8, после опорожнения входной камеры накопителя, фиг. 10 - узел, показанный на фиг. 9, после опорожнения минимальной емкости накопителя, фиг. 11 - узел, показанный на фиг. 10, во время удаления оставшихся элементов и фиг. 12 - узел, подготовленный к накоплению элементов другого типа.
Подробное описание изобретения
Накопительно-транспортировочный узел, расположенный в линии для перемещения стержневых элементов 1 между подающим устройством и приемным устройством, содержит накопитель 2 с изменяемой емкостью, содержащий вход 3 и выход 4, причем накопитель 2 расположен на двух смежных уровнях, нижнем уровне 5 и верхнем уровне 6. Верхний транспортер 7 образует верхнюю стенку накопителя 2, а нижний транспортер 8 образует нижнюю стенку накопителя 2. Задняя пластина 9, общая для обоих уровней 5 и 6 накопителя 2, содержит, на внутренней стороне накопителя 2, вогнутую поверхность 10, образованную цепным транспортером 11, содержащим поперечные выступы 12. Задняя пластина 9 прикреплена к каретке 13, которая совершает возвратно-поступательные перемещения вдоль плоскости, разделяющей нижний уровень 5 и верхний уровень и образующей плоскость симметрии накопителя 2. На каретке 13 установлен поворотный рычаг 14, ось 15 которого коаксиальна центру радиуса кривизны вогнутой поверхности 10 задней пластины 9. Между осью 15 вращения рычага 14 и вогнутой поверхностью 10 задней пластины 9 в каретке 13 имеется свободное пространство, образующее узкий проход 16 для перемещения элементов 1 между нижним уровнем 5 и верхним уровнем 6 накопителя 2. Горизонтальные поверхности другой части каретки 13 образуют внутренний транспортер 17. Длина поворотного рычага 14 приблизительно равна радиусу кривизны вогнутой поверхности 10, причем задняя пластина 9 прикреплена к каретке на расстоянии, равном длине рычага 14, от оси 15 вращения. На входе 3 накопителя 2 имеется прикрепленный с возможностью поворота входной затвор 18, рабочая поверхность 19 которого представляет собой сектор круга, радиус которого соответствует радиусу кривизны вогнутой поверхности 10 задней пластины 9. На выходе 4 накопителя 2 имеется прикрепленный с возможностью поворота выходной затвор 20, рабочая поверхность 21 которого представляет собой сектор круга, радиус которого соответствует радиусу кривизны вогнутой поверхности 10 задней пластины 9. Канал 22, который подает стержневые элементы 1 к входу 3 накопителя 2, образован двумя параллельными входными транспортерами 23, а канал 24, который принимает стержневые элементы 1, образован двумя параллельными выходными транспортерами 25. На входе 3 накопителя 2, на конце верхнего входного транспортера 23 установлена ось поворотного ограничителя 26 потока элементов 1, которая содержит датчик положения, который, после подъема под действием перемещающихся вверх элементов 1, образует входную камеру 27 накопителя 2. На выходе 4, на конце верхнего транспортера 7 накопителя 2 прикреплена ось поворотной верхней крышки 28, которая взаимодействует с датчиком положения, расположенным на конце верхнего транспортера 7 накопителя 2. Кроме того, над внутренним транспортером 17, на выходе 4 накопителя 2 установлен наклонный восходящий транспортер 29, который обеспечивает перемещение элементов 1 в приемный канал 24. Все упомянутые подвижные узлы или группы узлов в виде транспортеров 7, 8, 11, 23, 25, 29, затворы 18, 20, каретка 13 и поворотный рычаг 14 приводятся независимыми двигателями, не показанными на чертежах. Предпочтительно, поворотный рычаг 14, на своих обеих сторонах, содержит датчики 30 заполнения, которые обнаруживают незаполненные пространства рядом с рычагом 14, когда рычаг 14 вращается слишком быстро или слишком медленно. Для удаления элементов 1 после каждого изменения марки перемещаемых элементов используется очищающее устройство 31.
Описание работы узла по изобретению
Ниже описана работа узла по изобретению. Перед началом работы узла поворотный рычаг 14 расположен в своем вертикальном самом нижнем положении, выход 4 закрыт верхним затвором 20, вход 3 открыт, и ограничитель 26 расположен горизонтально, при этом каретка 13 расположена таким образом, что ось 15 рычага 14 находится приблизительно в плоскости, которая соединяет концы верхнего транспортера 7 и нижнего транспортера 8. После включения подающего устройства, элементы 1 перемещаются вдоль подающего канала 22, при этом работают входные транспортеры 23 входной камеры 27 накопителя. Элементы 1 передней части потока оказывают давление на рычаг 14 и постепенно поднимают ограничитель 26. После заполнения входной камеры 27, которое регистрируется датчиком положения ограничителя 26, рычаг 14 начинает свое вращение, и затем включается в работу цепной транспортер 11, содержащий поперечные выступы 12 для облегчения перемещения элементов 1 через узкий проход 16 каретки 13 с уровня 5 на уровень 6 накопителя 2. В этот момент датчики 30 заполнения обнаруживают незаполненные пространства около рычага 14, которые могут появляться в том случае, если вращение является слишком медленным или слишком быстрым. После заполнения минимальной емкости накопителя 2 рычаг 14 размещается горизонтально вдоль каретки 13. Верхний затвор 20 смещается из выхода 4, и затем включаются в работу наклонный восходящий транспортер 29 и выходные транспортеры 25. Элементы 1 перемещаются вдоль приемного канала 24 в приемное устройство. В случае одинаковых пропускных способностей подающего устройства и приемного устройства каретка 13 не изменяет своего положения, а в случае разных пропускных способностей упомянутых машин каретка 13 изменяет свое положение, что приводит к изменению емкости накопителя 2. При увеличении емкости накопителя 2 каретка 13 начинает свое перемещение в направлении, соответствующем направлению перемещения элементов 1 на уровень 5 накопителя 2, при одновременной работе верхнего транспортера 7, нижнего транспортера 8 и внутреннего транспортера 17 каретки 13. При уменьшении емкости накопителя 2 каретка 13 начинает свое перемещение в направлении, соответствующем направлению перемещения элементов 1 с уровня 6 накопителя 2, при этом выходные транспортеры 23 останавливаются или их скорость уменьшается. В том случае, когда расход элементов 1 меньше, чем пропускная способность подающей машины, скорость работы транспортера 25 уменьшается и каретка 13 начинает свое перемещение в направлении, соответствующем направлению подачи элементов 1 в накопитель 2. Если скорость перемещения каретки 13 рассчитана неверно, давление в потоке может мгновенно увеличиться, что регистрируется датчиком положения верхней крышки 28. Информация о положении, полученная из датчика, используется для регулирования скорости перемещения каретки 13. Автоматическое опорожнение накопителя 2, например, после изменения типа элементов 1 начинается в момент вхождения во вход 3 накопителя 2 очищающего устройства 31, которое вынуждает нижний затвор 18 закрывать вход 3. Если в этот момент накопитель 2 имеет большую емкость, то его емкость уменьшается посредством перемещения каретки 13 вниз в положение, которое соответствует минимальной емкости накопителя 2. Затем рычаг 14 начинает свое вращение и удаляет элементы 1 сначала из входной камеры 27, а затем из минимальной емкости накопителя 2, включающей в себя узкий проход 16, при этом транспортеры 23 неподвижны. Затем рычаг 14 перемещается в свое вертикальное самое верхнее положение, при этом транспортеры 7 и 8, внутренний транспортер 17 и цепной транспортер 11 останавливаются, а каретка 13 продолжает свое перемещение в том же направлении и приводит к тому, что рычаг 14 удаляет все оставшиеся элементы 1 через выход 4 в приемный канал 24, при этом работают выходные транспортеры 25 и наклонный восходящий транспортер 29.