УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАГРУЗКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
LOOSE MATERIAL FEEDING SYSTEM

Настоящее изобретение относится, в общем, к устройству для минимизации выброса пыли с конвейера для сыпучих материалов. Более подробно, изобретение относится к узлу воронки для вертикальной транспортировки вниз сыпучего материала, содержащему ряд элементов воронки. Оно также относится к элементу воронки и переходнику, используемым в узле воронки.
При работе с сыпучими материалами их, как правило, транспортируют на короткие расстояния по ленточному конвейеру, и после этого материал сбрасывают с ленточного конвейера для образования кучи материала или запаса под выходом ленты конвейера. Ленточные конвейеры для сыпучих материалов, как правило, используются для транспортировки семян, щебня, песка, гравия и т.д. Однако во многих случаях может быть проблематично просто сбрасывать сыпучий груз с конвейера; в случае легкого сыпучего груза (например, семян или зерен) ветер может подхватить сыпучий груз и помешать его падению на предполагаемую кучу. Эта проблема также возникает в случае более тяжелых грузов. В случае со щебнем, например, для дорожно-строительных целей, зачастую возникает проблема, заключающаяся в том, что пыль перемешивается со щебнем. Если с высокого конвейера будет падать смесь песка и камня для образования кучи, будет не только возникать проблема с распространением пыли по окрестности, также будет возникать наслоение кучи; более тяжелые (крупные) камни, скорее всего, будут собираться в центре кучи, а более легкие (меньшие) камни и пыль, скорее всего, будут собираться на периферии кучи.
Даже при отсутствии ветра, например, если выход ленты конвейера расположен в помещении, наслоение все еще создает проблему. Это возникает из-за горизонтальной скорости сыпучего груза, когда он покидает выход ленты конвейера. Более тяжелые сыпучие грузы, или, более правильно, сыпучие грузы с большим отношением веса к сопротивлению, будут проходить большее горизонтальное расстояние от выхода ленты конвейера, чем сыпучие грузы с меньшим отношением веса к сопротивлению.
В предшествующем уровне техники существуют устройства для снижения упомянутых проблем. Например, в уровне техники существует конструкция, в которой используется вертикальный ряд «воронок», в котором щебень падает с конвейера для образования кучи из щебня. Воронки соединены между собой посредством проволоки, проходящей по всей длине узла воронок и при помощи отдельных соединительных средств между соседними элементами воронок. Практические испытания показали, что предполагаемый срок службы для этого ряда воронок составляет от 4 до 6 месяцев, если воронки изготовлены из полиуретана. В устройстве согласно предшествующему уровню техники необходимо демонтировать весь ряд воронок, включая проволоку и отдельные соединительные средства, для замены лишь одной воронки.
Другая проблема, встречающаяся в решениях согласно предшествующему уровню техники, заключается в том, что они не оборудуются предохранительными устройствами для предотвращения перегрузки конвейера/узла воронки. Перегрузка конвейера/узла воронки, как правило, возникает, когда элементы воронки заполняются транспортируемым материалом, из-за неисправности датчика уровня или в случае невнимательности оператора ручного управления узлом воронки. Груз заполненных элементов воронки будет переходить на узел конвейера. Узел конвейера, как правило, не предназначается для выдерживания таких вертикальных нагрузок, и в худшем случае это может вызвать конструкционные повреждения узла конвейера. Это также может возникнуть из-за того, что оператор может попробовать поднять узел воронки, когда он застрял в куче.
Вышеупомянутые и другие проблемы устранены посредством создания узла воронки для вертикальной транспортировки вниз сыпучего материала, содержащего ряд рам, с возможностью перемещения установленных на множестве вертикальных проволок, причем смежные рамы соединены друг с другом с помощью соединительных элементов, и каждая рама удерживает установленный с возможностью съема элемент воронки для транспортировки сыпучего материала, при этом каждая рама имеет паз, и каждый элемент воронки имеет выступающий наружу верхний фланец, размещаемый в пазу соответствующей рамы.
Предпочтительно элемент воронки выполнен из полиуретана.
Предпочтительно участок элемента воронки выполнен из керамического материала.
Предпочтительно участок элемента воронки выполнен из резинового материала.
Предпочтительно элементы воронки выполнены с возможностью укладки один в другой.
Предпочтительно узел воронки дополнительно имеет датчик вблизи самого нижнего элемента воронки, предназначенный для измерения расстояния до вершины кучи сыпучего материала, насыпанного из узла воронки.
Предпочтительно датчик установлен на металлической раме, удерживающей самый нижней элемент воронки.
Предпочтительно каждая рама содержит два участка рамы, отделяемые друг от друга для съема соответствующего элемента воронки.
Предпочтительно каждый элемент воронки и его соответствующая рама имеют предохранительное средство, обеспечивающее складывание элементов воронки под действием веса чрезмерной нагрузки.
Предпочтительно предохранительное средство представляет собой ослабленную разрушаемую область в элементе воронки.
Предпочтительно ослабленная область получена посредством местного уменьшения размера материала во фланце.
Предпочтительно ослабленная область получена посредством выполнения по меньшей мере одной выемки в элементе воронки.
Предпочтительно каждая рама имеет паз, и каждый элемент воронки имеет выступающий наружу верхний фланец, размещаемый в пазу соответствующей рамы.
Предпочтительно каждый элемент воронки имеет ослабленную разрушаемую область, выполненную во фланце.
Предпочтительно каждый элемент воронки имеет выемку, образованную во фланце, образующую ослабленную разрушаемую область.
Предпочтительно каждый паз включает в себя по меньшей мере один выступ, предназначенный для размещения в соответствующей выемке элемента воронки.
Предпочтительно узел воронки дополнительно содержит переходник, установленный в раме для размещения элемента воронки, отличного от элемента воронки, для размещения которого сама рама предназначена.
Предпочтительно каждая рама имеет паз, проходящий по ее внутреннему периметру, а переходник включает в себя выступающий наружу фланец, размещаемый в пазу.
Согласно другому объекту настоящего изобретения создан элемент воронки, используемый в узле воронки для вертикальной транспортировки вниз сыпучего материала, имеющий предохранительные средства для обеспечения разрыва элемента воронки при их нагружении сверх заданной нагрузки, причем предохранительные средства отрыва имеют ослабления материала.
Предпочтительно элемент воронки имеет выступающий наружу фланец на его верхнем конце, при этом разрушаемая область выполнена во фланце.
Предпочтительно разрушаемая область образована по меньшей мере двумя выемками, выполненными во фланце.
Предпочтительно имеет две выемки, выполненные в каждой из двух противоположных сторон фланца.
Согласно еще одному объекту настоящего изобретения создан узел воронки для вертикальной транспортировки вниз сыпучего материала, содержащий ряд рам, с возможностью перемещения установленных на множестве вертикальных проволок, причем смежные рамы соединены друг с другом с помощью соединительных элементов, и каждая рама удерживает установленный с возможностью съема элемент воронки для транспортировки сыпучего материала, при этом каждая рама содержит два участка рамы, отделяемые друг от друга для снятия соответствующего элемента воронки.
Предпочтительно каждый соединительный элемент имеет отдельные фиксирующие точки, включая одну фиксирующую точку на верхней поверхности рамы и две фиксирующие точки на нижней поверхности рамы.
Предпочтительно элемент воронки выполнен из полиуретана.
Предпочтительно участок элемента воронки выполнен из керамического материала.
Предпочтительно участок элемента воронки выполнен из резинового материала.
Предпочтительно элементы воронки выполнены с возможностью укладки один в другой.
Предпочтительно узел воронки дополнительно имеет датчик вблизи самого нижнего элемента воронки, предназначенный для измерения расстояния до вершины кучи сыпучего материала, насыпанного из узла воронки.
Предпочтительно датчик установлен на металлической раме, удерживающей самый нижней элемент воронки.
Предпочтительно каждая рама содержит два участка рамы, отделяемые друг от друга для съема соответствующего элемента воронки.
Предпочтительно каждая рама имеет паз, и каждый элемент воронки имеет выступающий наружу верхний фланец, размещаемый в пазу соответствующей рамы.
Предпочтительно каждый элемент воронки и его соответствующая рама имеют предохранительное средство, обеспечивающее складывание элементов воронки под действием веса чрезмерной нагрузки.
Предпочтительно предохранительное средство представляет собой ослабленную разрушаемую область в элементе воронки.
Предпочтительно ослабленная область получена посредством местного уменьшения размера материала во фланце.
Предпочтительно ослабленная область получена посредством выполнения по меньшей мере одной выемки в элементе воронки.
Предпочтительно каждая рама имеет паз, и каждый элемент воронки имеет выступающий наружу верхний фланец, размещаемый в пазу соответствующей рамы.
Предпочтительно каждый элемент воронки имеет ослабленную разрушаемую область, выполненную во фланце.
Предпочтительно каждый элемент воронки имеет выемку, образованную во фланце, образующую ослабленную разрушаемую область.
Предпочтительно каждый паз включает в себя по меньшей мере один выступ, предназначенный для размещения в соответствующей выемке элемента воронки.
Предпочтительно узел воронки дополнительно содержит переходник, установленный в раме для размещения элемента воронки, отличного от элемента воронки, для размещения которого сама рама предназначена.
Предпочтительно каждая рама имеет паз, проходящий по ее внутреннему периметру, а переходник включает в себя выступающий наружу фланец, размещаемый в пазу.
Далее изобретение будет описано на примерах вариантов воплощения настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - вид в перспективе узла воронки в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 - вид, идентичный виду с фиг.1, и также иллюстрирующий кучу сыпучего материала, собирающуюся под узлом воронки;
Фиг.3 - вид в перспективе в увеличенном масштабе нескольких нижних элементов воронки узла воронки, показанной на фиг.1, в слегка отведенном положении;
Фиг.4 - вид, идентичный фиг.3, и иллюстрирующий участок рамы узла воронки согласно настоящему изобретению в открытом положении;
Фиг.5 - вид в перспективе в увеличенном масштабе пары элементов воронки узла воронки с участком рамы узла воронки, причем элемент воронки имеет предохранительные средства согласно настоящему изобретению;
Фиг.6 - вид узла воронки с фиг.5, при этом участки рам имеют переходник согласно настоящему изобретению;
Фиг.7а - участок рамы с предохранительными средствами согласно настоящему изобретению;
Фиг.7b - участок рамы с предохранительными средствами и переходником согласно настоящему изобретению;
Фиг.7с - переходник для участка рамы с предохранительными средствами согласно настоящему изобретению;
Фиг.8а - элемент воронки с предохранительными средствами согласно настоящему изобретению, и
Фиг.8b - элемент воронки, используемый с переходником согласно настоящему изобретению.
Как показано на чертежах, и в частности на Фиг.1 и 2, узел 100 воронки согласно настоящему изобретению содержит ряд элементов 110 воронки, которые могут быть вставлены друг в друга. Узел воронки свешивается от узла 120 конвейера, с которого сыпучий материал 130 падает через узел воронки для образования кучи 140 сыпучего материала 130. Дополнительно показаны устройство 150 измерения высоты и намоточный барабан 240 для проволоки.
На Фиг.3 и 4 показан узел 160 рамы для подвешивания элементов 110 воронки. Узел рамы включает в себя множество участков 170, 170' рамы, соединенных между собой двумя проволоками 180, 180' и соединительными средствами 190. Два участка 170, 170' рамы вместе образуют раму 175. Самая нижняя рама 200 содержит раму 210 из жесткого металла для улучшения жесткости самой нижней рамы 200 и для крепления проволок 180, 180'.
Участки 170, 170' рамы могут скользить относительно соответствующих проволок 180, 180' соответственно и имеют сквозные отверстия для проволок. Это позволяет всем участкам 170, 170' рамы скользить вдоль проволок 180, 180'. Соединительные средства 190 соединяют соседние участки 170, 170' рамы. Самые верхние участки 170, 170' рамы присоединены к узлу 120 конвейера. Это означает, что участки 170, 170' рамы будут заканчиваться в заданных продольных положениях относительно друг друга, когда узел 160 рамы подвешен на узле 120 контейнера.
Как показано на Фиг.3 и 4, два участка 170, 170' рамы сообщаются, например, при помощи защелкивающегося соединения или сборки болта и гайки для образования полной рамы 175 для подвешивания одного элемента 110 воронки. Элемент 110 воронки может быть помещен в паз 220, предназначенный для размещения фланца 230 на верхнем участке элемента 110 воронки. Однако данный паз не нужен во многих случаях; может быть достаточно того, что нижняя сторона фланца опирается на верхнюю поверхность рамы. При помощи использования двух отдельных участков рамы перемещение элементов воронки, например, если они износились, становится легче, как показано на Фиг.4.
Для регулирования высоты самого нижнего элемента 110 воронки ряда или узла 110 воронки проволоки 180, 180' наматываются на барабан 240. Путем вращения барабана 240 больше или меньше проволоки будет намотано на барабан, что приведет к тому, что наиболее нижняя рама и, следовательно, наиболее нижний элемент воронки заканчивается в более высоком или более низком положении. В случае если на барабан наматывается больше проволоки, наиболее нижний элемент воронки займет более высокое положение. Это показано на Фиг.2. Как видно, несколько элементов 110 воронки затем помещаются в нижний элемент воронки, и расположенные ниже рамы будут накладываться друг на друга. В наивысшем положении все элементы воронки будут сложены друг в друга.
Для автоматического регулирования высоты наиболее нижнего элемента воронки может быть использована информация с датчика 150 уровня. Датчик уровня измеряет расстояние от металлической рамы 210 до вершины кучи 140. При помощи подсоединения этого датчика уровня к некоторому управляющему устройству, присоединенному к средствам привода на барабане 240, высоту наиболее нижнего элемента воронки можно поддерживать на заданном уровне от верха кучи 140. На Фиг.1 и 2 показано, что датчик 150 уровня представляет собой некоторый приемопередатчик (трансивер), т.е. устройство, как для передачи, так и для приема сигналов. Эти сигналы могут быть, например, ультразвуковыми, инфракрасными или лазерными. Однако датчик уровня также может быть и механическим; при этом стержень или подобный элемент может проходить от устройства и обнаруживать вершину кучи.
Как показано на Фиг.3 и 4, соединительные средства 190 имеют форму двойных проволок или ремней, которые присоединяются к соседним участкам 170, 170' рамы. Предпочтительно соединительные средства располагаются так, как показано, при помощи одной точки крепления на верхней поверхности рамы и двух точек крепления на нижней поверхности рамы. Такое расположение будет обеспечивать правильное складывание соединительных средств, когда рама, расположенная ниже, приближается к соседней с ней раме, располагающейся сверху.
Предпочтительным материалом для изготовления воронок и рам является полиуретан. Полиуретан известен своей высокой износостойкостью. Может быть выбрана жесткость, достаточная для того, чтобы обладать достаточной стабильностью для избежания отклонений формы. Для определенных участков рамы, например для участков, к которым крепятся соединительные средства, может потребоваться увеличение жесткости рамы, например, при помощи добавления металлической детали, покрытой полиуретаном. Также может быть преимущественно, если некоторые части элемента воронки выполнять из керамического материала, например, «конец» элемента воронки, т.е. самый нижний участок элемента воронки. Также может быть преимущественно, если некоторые части фланца элементов воронки выполнять из более слабых материалов, которые имеют сниженный размер материала, или где материал удаляется, как будет описано далее.
Дополнительно как элемент воронки, так и рама могут быть изготовлены из резины.
Одной из важных особенностей узла воронки согласно настоящему изобретению является то, что воздух будет вовлекаться в узел воронки при помощи эффекта Вентури, создаваемого падающим вниз сыпучим материалом. Это означает, что из узла воронки не будет выделяться пыль.
В данном описании термин элемент воронки был использован для обозначения элементов, помещенных в рамы 175. В действительности, форма элементов более похожа на усеченный конус с двумя параллельными сторонами, как показано, в частности на Фиг.3 и 4. На практике форма выхода ленты конвейера определяет форму элементов воронки; если лента конвейера широкая, параллельные стороны предпочтительно имеют такую же ширину, как и лента конвейера. Однако наиболее важной особенностью элементов воронки является то, что они могут складываться друг в друга.
В описанном предпочтительном варианте воплощения, и как описано ранее, каждая рама 175 состоит из двух участков 170, 170' рамы. Однако настоящее изобретение не ограничивается такой конструкцией рамы; в других вариантах воплощения рама 175 может состоять из одной детали, и элементы воронки могут быть перемещены при помощи наклона рам 175.
В соответствии с другим вариантом воплощения, показанном на Фиг.5, узел 100 воронки и элементы 110 воронки имеют предохранительные средства 300, 310 для предотвращения перегрузки узла 120 конвейера. Предохранительные средства 300, 310 предназначены для осуществления разрушения элементов 110 воронки, если они нагружены сверх заданной нагрузки. Предохранительные средства 310 на элементе 110 воронки выполнены в виде ослаблений материала, расположенных на его фланце 230 (см. Фиг.8а).
Ослабления 310 соответствующим образом выполнены в виде участков с меньшим количеством материала на фланце 230 в заданных положениях. В соответствии со вторым вариантом воплощения ослабления могут быть выполнены из альтернативного, менее прочного материала. В соответствии с третьим вариантом воплощения ослабления 310 могут быть выполнены как удаления участков фланца 230 в заданных положениях. По меньшей мере, два ослабления или выемки 310 могут быть расположены на фланце 230 элемента 110 воронки.
На Фиг.8а элемент 110 воронки имеет два ослабления 310 на каждой из длинных сторон фланца 230. Ослабление 310, как правило, имеет форму выемки на стороне фланца 230, и форма ослабления 310 может быть треугольной, квадратной, эллиптической, круглой, шестиугольной, пятиугольной, или оно может иметь любую другую подходящую форму. На Фиг.8b показана альтернативная конструкция элемента 410 воронки без каких-либо ослаблений.
На Фиг.7а показано, что участки 170, 170' рамы могут подобным образом включать в себя соответствующие выступы или упрочнения 300, располагающиеся в их пазах 220 для размещения элементов 110 воронки, имеющих выемки или ослабления 310. Однако участки 170, 170' рамы могут и не иметь выступы или упрочнения 300, хотя устойчивость узла 110 воронки выше с выступами или упрочнениями 300, соответствующими выемкам или ослаблениям 310.
Как показано на Фиг.6 узел 110 воронки также имеет переходник 400, который позволяет помещать в узел 100 воронки элементы 110, 410 воронки, имеющие другие размеры или не имеющие предохранительных средств. Переходник 400 помещается в пазы 220 участков 170, 170' рамы, как показано на Фиг.7b. Внешняя форма переходника 400 соответствует внутренней форме паза 220. Переходник 400 имеет паз 420 для размещения фланца 230 элементов 110, 410 воронки. Переходник 400 может быть оборудован выемками 430, соответствующими выступам 300, расположенными на рамах 170, 170', как показано на Фиг.7b и 7с. Также он может иметь выступы (не показано) в пазу 420, соответствующие выемкам 310, расположенным на элементах 110 воронки. Таким образом, переходник 400 адаптирован не только к элементам 110 воронки, имеющим предохранительные средства 310, а также к элементам 410 воронки без предохранительных средств.
Работа предохранительного устройства происходит так, как описано ниже. Если датчик 150 уровня высоты по некоторой причине выходит из строя, верх кучи 140 сыпучего материала 130 неизбежно достигнет нижней части самого нижнего элемента воронки. Элемент воронки будет заполняться сыпучим материалом, так как выход элемента воронки будет закрыт вершиной кучи 140. Если элементы воронки не оборудованы предохранительными средствами, указанные элементы воронки также будут заполняться сыпучим материалом с узла конвейера. Однако предохранительные средства, расположенные на элементах воронки, осуществят обвал элементов воронки, если они будут нагружены сверх заданной нагрузки. Если сыпучий материал продолжает транспортироваться к узлу воронки, материал будет переходить через края самого нижнего элемента воронки, или постепенно проходить по оторвавшимся самым нижним элементам воронки, так как элемент воронки оторвался. Таким образом, можно избежать перегрузки конвейера.
Описание заявки на патент Швеции №0302856-0, на основании которой испрашивается приоритет по данной заявке, включено сюда посредством ссылки.
Изобретение не следует ограничивать проиллюстрированными вариантами воплощения. Следует отметить, что в рамках прилагаемой формулы изобретения возможны и другие модификации.