СОРТИРОВОЧНЫЙ КОНВЕЙЕР
SORTING CONVEYOR

Сортировочные конвейеры в форме цепей сортировщика конструируются, как правило, как цепи тележек, при этом тележки состоят из рамы, к которой с одной стороны крепятся натяжители для вертикально рассеивающих сил веса и с другой стороны направляющие ролики для горизонтально рассеивающих направляющих сил в неподвижных ходовых рельсах. Рама также служит опорой для одного и более несущих элементов, например для опрокидных элементов или поперечин с механическим или электрическим приводом. Кроме того, рама, как правило, используется для активизации движущих сил. Отдельные тележки на концах соединяются между собой с помощью звеньев для получения бесконечной цепи. Конструкция такого типа известна из DE 40 90 308.
С этой целью направляющие ролики и натяжители, как правило, предпочтительно устанавливаются, если смотреть в направлении транспортировки, с переднего или заднего конца тележки, симметрично центральной линии сортировочного конвейера.
Движение тележки по горизонтали на ходовом рельсе обеспечивается за счет направляющих роликов, оси которых расположены перпендикулярно плоскости основания. Несущие натяжители опираются на горизонтальные ходовые поверхности ходового рельса, которые в поперечном разрезе, как правило, имеют С-образную форму, в результате чего между верхним участком С-образного профиля и натяжителем образуется лишь небольшой воздушный зазор, что предотвращает подъем натяжителя. Каждый натяжитель целесообразно закрепляется на дополнительном элементе, при этом в каждом случае предусматривается возможность вращения элемента на раме вокруг вертикальной оси, в результате чего натяжитель становится ведомым относительно вертикальной оси поворота. При движении по круговым изгибам натяжитель располагается таким образом, что его ось вращения проходит через центральную точку горизонтальной кривой, что позволяет избежать увеличения кинетического сопротивления цепи тележек в результате чрезмерного трения между натяжителями и ходовым рельсом.
Один из недостатков данной конструкции заключается в том, что, из-за относительно большой длины тележки или рам, в изгибах возникает существенный эффект излома, что обуславливает увеличение сил натяжения во время движения тележек, а следовательно, способствует образованию шума и повышению износа.
Другой недостаток наблюдается во всех случаях, когда соединительные звенья между тележками находятся с направляющими роликами на разной высоте, поскольку в таком случае силы натяжения в цепи обуславливают возникновение поперечных сил, что может привести к опрокидывающим моментам и стать причиной кратковременного подъема натяжителей, расположенных снаружи изгиба. Когда натяжитель встречается с подъемным ограничителем в форме верхнего участка С-образного профиля, образующего ходовой рельс, натяжитель меняет направление своего вращения, что приводит к повышению уровня шума и износа натяжителей и ходовых рельсов.
Другая возможная негативная сторона известного сортировочного конвейера заключается в том, что во время движения по круговым изгибам тележка настолько закручивается из-за эффекта излома, что тележка, движение которой в остальных случаях точно задается направляющими роликами, сильно отклоняется по горизонтали, что является нежелательным, поскольку разрыв шарнирного опорного звена может изначально уменьшить натяжение цепи вплоть до ее ослабления, что может привести к неопределенному движению тележки по круговым изгибам.
Упоминаемое отклонение, в сочетании с бесконтактной передачей энергии движущейся тележке от неподвижного ходового рельса, к примеру, за счет принципа индукции, в частности за счет технологии линейного двигателя, означает, что тележка перестает точно направляться по горизонтали, следовательно, еще один недостаток заключается в том, что передаваемая энергия, а также мощность, которая может быть передана, уменьшаются.
Наконец, тот факт, что натяжители крепятся как ведомые конечные ролики, означает, что при любом обратном ходе сортировочного конвейера ролики располагаются в неопределенном направлении, что уже приводит к их неконтролируемому колебанию даже после непродолжительного обратного движения. Из-за такого неправильного расположения в несколько раз увеличивается кинетическое сопротивление. Поэтому сортировочные конвейеры, сконструированные подобным образом, характеризуются постоянным направлением транспортировки и не предусматривают обратный ход.
Проблема изобретения заключается в необходимости усовершенствования сортировочного конвейера, состоящего из группы шарнирно соединенных направляемых тележек, способных перемещаться по дорожке, за счет устранения упомянутых выше недостатков.
Для решения данной проблемы в рамках изобретения предлагается такая конструкция, в которой тележки в каждом случае оснащаются направляющим блоком и транспортировочным блоком, шарнирно соединенными с тележкой, при этом каждый направляющий блок оснащен, в согласующих продольных положениях с каждой стороны, натяжителем для взаимодействия с дорожкой, а каждый натяжитель оснащен связанными с ним двумя направляющими роликами, первый из которых находится в первом продольном положении на определенном расстоянии спереди соответствующего натяжителя, а второй находится во втором продольном положении на определенном расстоянии сзади соответствующего натяжителя, при этом между направляющим блоком и транспортировочным блоком тележки находится шарнирное крепление, которое может поворачиваться вокруг оси поворота, расположенной перпендикулярно плоскости дорожки, а между смежными тележками находится шарнирное соединение, которое может вращаться в каждом направлении, и при этом каждое шарнирное крепление и каждое шарнирное соединение находятся в продольных положениях снаружи участка между первым и вторым продольным положениями направляющих роликов.
В альтернативном варианте осуществления изобретения предусматривается, что шарнирное крепление и шаровое сочленение находятся в согласующем продольном положении по центру между первым и вторым продольным положениями направляющих роликов.
Другой альтернативный вариант осуществления изобретения предполагает, что шарнирное соединение находится в первом или втором продольном положении направляющих роликов, а шарнирное крепление находится в соответствующем другом первом или втором продольном положении направляющих роликов.
В рамках первого упомянутого варианта можно успешно обеспечить идентичную длину направляющих блоков и транспортировочных блоков, что позволяет свести к минимуму эффект излома. Такое преимущество достигается во всех случаях, когда шарнирное соединение и шарнирное крепление каждого направляющего блока располагаются в продольных положениях на одинаковом расстоянии спереди и сзади продольного положения натяжителей и отделены друг от друга первым промежутком, а шарнирное соединение и шарнирное крепление каждого транспортировочного блока отделены друг от друга промежутком, идентичным первому разделяющему их расстоянию.
Во всех вариантах можно предпочтительно предусмотреть возможность вращения натяжителей направляющего блока вокруг общей горизонтальной оси вращения. Кроме того, преимущественно предусматривается, что каждый натяжитель располагается по центру между двумя непосредственно смежными направляющими роликами. Таким образом, первый направляющий ролик может находиться в первом продольном положении на определенном расстоянии спереди конкретного натяжителя, а второй направляющий ролик может находиться на том же определенном расстоянии сзади этого натяжителя.
Кроме того, целесообразно, чтобы направляющие ролики могли вращаться вокруг вертикальных осей вращения, т.е. параллельно оси поворота шарнирного соединения.
Может быть целесообразно, чтобы направляющие ролики направляющего блока были отделены друг от друга продольным промежутком, меньшим поперечного расстояния между направляющими роликами перпендикулярно направлению транспортировки.
Предпочтительно предусматривается, что направляющие ролики направляющего блока располагаются на той же высоте, что и центр движения шарнирного соединения.
При горизонтальных изгибах такое расположение предотвращает возникновение опрокидывающего момента, действующего на тележку в результате поперечных сил, обусловленных действием сил натяжения в цепи.
Кроме того, предпочтительно предусматривается, что направляющие ролики направляющего блока располагаются на той же высоте, что и оси вращения натяжителей.
Может быть предусмотрено, что натяжители могут приводиться в действие двигателями. В альтернативном варианте может быть предусмотрено, что направляющие блоки и/или транспортировочные блоки содержат реакционную часть для передачи движущих сил с помощью фрикционного колеса или линейного привода. Реакционная часть может принимает форму статора или приводной части линейного двигателя, при этом соответствующий другой приводной элемент неподвижно находится в зоне дорожки или образуется последним.
В данном контексте реакционные части могут принимать форму плоских элементов, расположенных вертикально в направлении транспортировки, концы которых, обращенные в направлении транспортировки, отшлифованы в форме кругового сегмента на участке шарнирного соединения и образуют узкий зазор со смежной реакционной частью.
Целесообразно предусматривается, что в каждой тележке находится, по меньшей мере, один несущий элемент. Несущие элементы могут представлять собой опрокидные элементы или поперечины с механическим или электрическим приводом.
В частности, может быть предусмотрено, что каждая тележка оснащается двумя несущими элементами, один из которых находится в направляющем блоке, другой - в транспортировочном блоке. Несущие элементы одной тележки могут быть одинакового размера.
Другие преимущества и признаки изобретения становятся ясными из следующего описания преимущественных вариантов осуществления, где:
на фиг.1 показана часть сортировочного конвейера в соответствии с изобретением без каких-либо несущих элементов в перспективном виде наискось сверху,
на фиг.2 показан участок сортировочного конвейера на основании Фиг.1 в увеличенном масштабе,
на фиг.3 показана часть сортировочного конвейера по настоящему изобретению в виде снизу,
на фиг.4 показана часть сортировочного конвейера на основании Фиг.3 в виде снизу,
на фиг.5 показана тележка сортировочного конвейера по настоящему изобретению в схематическом виде,
на фиг.6а-с представлены три различных варианта осуществления изобретения,
на фиг.7 поясняется, как геометрическая форма тележки влияет на эффект излома,
на фиг.8а-с представлены предпочтительные варианты осуществления изобретения при движении по вертикальному изгибу,
на фиг.9 показан предпочтительный вариант осуществления изобретения в соответствии с фиг.6а с двумя опорными элементами на тележку в схематическом виде сверху.
Сначала делается ссылка на фиг.1-5, на которых основные признаки изобретения показаны на примере разработанного варианта его осуществления. Сортировочный конвейер по изобретению состоит из группы шарнирно соединенных направляемых тележек 2, способных перемещаться по дорожке 4, образованной в данном случае двумя ходовыми рельсами 6, параллельными один другому.
Каждая тележка состоит из двух элементов, а именно направляющего блока 8 и транспортировочного блока 10, шарнирно соединенных с помощью шарнирного крепления 12. Шарнирное крепление 12 содержит ось поворота 12а, которая проходит вертикально и, таким образом, обеспечивает вращение направляющего блока 8 и транспортировочного блока 10 один относительно другого вокруг упомянутой оси поворота 12а (для наглядности на Фиг.2 показан вид сзади на основании Фиг.1 или 4 для пояснения шарнирного крепления, описанного ниже, на наглядном примере).
Направляющий блок 8 состоит из кузова тележки 14, расположенного поперечно направлению перемещения, с каждого наружного конца находится натяжитель 16 с горизонтальной осью вращения 16а и два направляющих ролика 18 с вертикальной осью вращения 18а. Оси вращения 16а двух ходовых колес 16 идентичны одна другой или совпадают друг с другом и располагаются перпендикулярно оси поворота 12а шарнирного крепления 12. В альтернативном варианте осуществления изобретения оси вращения 16а могут быть расположены под углом друг к другу, т.е. натяжители 16 обращены наискось внутрь или наружу, при этом их оси вращения располагаются в плоскости перпендикулярно продольному направлению или направлению транспортировки 20 конвейера.
В одном варианте оси вращения направляющих роликов 18 могут также располагаться под углом к вертикали, в результате чего направляющие ролики обращены наискось, при этом, во избежание чрезмерного трения и уменьшения износа, само собой разумеется, что их оси вращения располагаются в плоскости перпендикулярно направлению транспортировки 20.
При этом конструкция согласно предпочтительному варианту осуществления показана на рисунке, т.е. натяжители имеют общую ось вращения 16а, проходящую перпендикулярно оси поворота 12а и осям вращения 18а направляющих роликов 18, оси вращения которых 18а параллельны одна другой.
Две любые смежные тележки 2 шарнирно соединяются с помощью шарнирного соединения 26. Шарнирное соединение 26 принимает форму универсального соединения или шарнирной опоры и обеспечивает возможность кручения элементов, соединенных указанным способом, а именно направляющего блока 8 тележки и транспортировочного блока 10 смежной тележки, в любом направлении (вертикальной оси 28, поперечной оси 30 и продольной оси 32). Таким образом, тележки могут без труда перемещаться не только по горизонтали, но и по вертикали круговых изгибов и винтовых изгибов (спиральных изгибов).
Из фиг.1, в частности, видно, что каждый ходовой рельс 6 оснащен несущей дорожкой 34, на которой вращаются натяжители 16, и перпендикулярной ему направляющей дорожкой 36, вдоль которой проходят направляющие ролики 18. Для простоты верхние средства, предотвращающие подъем и расположенные напротив несущих дорожек 34, и отделенный от них постоянный промежуток не показаны. Таким образом, благодаря четырем направляющим роликам 18 направляющий блок 8, плотно прилегающий к направляющим рельсам 6, всегда располагается таким образом, что натяжители 16 также точно направляются в направлении транспортировки, даже при движении по изгибам. Оси вращения 16а натяжителей 16, расположенные по прямой, всегда проходят через центральную точку кривой, что также показано на Фиг.3. Поскольку без натяжителей, сконструированных как ведомые конечные ролики и которые во время направления движения могут поворачиваться, как известно из уровня техники, можно обойтись, натяжители могут направляться вдоль узко ограниченного пути, что, соответственно, позволяет создавать узкие несущие дорожки 34.
Несущие дорожки 34 определяют плоскость дорожки, перпендикулярно которой проходят ось поворота 12а и оси вращения 18а и параллельно проходит ось вращения 16а.
Прочное крепление натяжителей к направляющему блоку предусматривает беспрепятственный обратный ход сортировочного конвейера.
Со ссылкой на фиг.5 и 6, ниже поясняются три предпочтительных варианта осуществления изобретения. На Фиг.5 показана тележка 2, состоящая из направляющего блока 8 и транспортировочного блока 10, соединенных с помощью шарнирного крепления 12. Напротив шарнирного крепления 12 направляющий блок 8 содержит шарнирное соединение 26 для взаимодействия с транспортировочным блоком другой направляющей тележки. В растянутом состоянии, в соответствии с фиг.5, соответствующие точки сочленения шарнирного соединения 26 и транспортировочного блока 10 отделены друг от друга на расстояние а, что соответствует длине тележки. Шарнирное крепление 12 располагается на расстоянии шарнирного крепления b от общей оси вращения 16а натяжителей 16, а шарнирное соединение 26 - это расстояние с шарнирного соединения от оси вращения 16а. Направляющие ролики 18 располагаются один от другого на расстоянии d направляющего ролика в продольном направлении и, в разрезе через продольное направление или направление транспортировки 20, имеют разделяющее ось поперечное расстояние е.
На фиг.6 детально показаны три варианта осуществления изобретения. В первом варианте (фиг.6а) каждое расстояние шарнирного крепления и шарнирного соединения b, с равны одной четверти расстояния между точками сочленения или длине тележки а, в результате чего длина направляющего и транспортировочного блоков 8, 10 между соответствующими шарнирами идентична и в каждом случае равна половине длины тележки а. В данном варианте осуществления эффект излома сводится к минимуму.
Помимо того, одно из достигнутых преимуществ заключается в том, что в одной тележке могут находиться два идентичных несущих элемента. На Фиг.9 такая конструкция показана в качестве примера. Каждый направляющий блок 8 и каждый транспортировочный блок 10 сортировочного конвейера, представленного на чертеже, служит опорой для несущего элемента 40, который, как видно из показанного примера, принимает форму поперечины (конвейер с поперечинами). Если в конвейере предусмотрены транспортировочные ковши, они могут быть сконструированы известным способом как опрокидные ковши.
В конструкции, показанной на фиг.9, расстояния между двумя смежными поперечинами 40 перекрываются крышками 42. Крышки 42 доходят до нижней части смежного несущего элемента, как показано пунктирными линиями, в результате чего даже в изгибах между несущими элементами не образуются зазоры. Конструкция с двумя несущими элементами идентичного размера позволяет свести к минимуму зазоры в тележке. По сравнению с сортировщиком обычной конструкции, в котором два идентичных несущих элемента находятся в двух обычных тележках, конструкция по Фиг.6а и 9 обеспечивает возможность уменьшения количества элементов, в частности несущих и направляющих роликов, что позволяет снизить не только затраты, но и уровень производимого шума.
Конструкция по Фиг.6а обеспечивает возможность уменьшения количества элементов, в частности несущих и направляющих роликов, что позволяет снизить не только затраты, но и уровень производимого шума.
В альтернативном варианте, в конструкции по фиг.6а, может быть предусмотрен один опорный элемент на тележку, который, в зависимости от степени целесообразности, крепится к транспортировочному блоку или к направляющему блоку.
На фиг.6b показан один вариант осуществления изобретения, в котором каждое шарнирное крепление и каждое шарнирное соединение находятся на соединительной линии между двумя направляющими роликами, противоположными друг другу в поперечном направлении. Преимущество данного варианта осуществления состоит в том, что точки сочленения, а именно шарнирное крепление и шарнирное соединение, лишь незначительно отклоняются от центральной линии изгиба рамы, т.е. центра между несущими дорожками 34 направляющих рельс 6. Силы натяжения, преобладающие в цепи сортировщика, стабилизируют тележку по дорожке.
На фиг.6с показан другой вариант осуществления изобретения, в котором две точки сочленения, а именно шарнирное крепление и шарнирное соединение, совпадают в одной точке, преимущественно на оси вращения 16а натяжителей. Данный вариант осуществления также позволяет уменьшить эффект излома по сравнению с тележкой обычной конструкции. Кроме того, совпадение точек сочленения позволяет уменьшить количество элементов.
Во всех вариантах осуществления изобретения шарнирные крепления 12 и/или шарнирные соединения 26 могут располагаться на той же высоте, что и направляющие ролики 18. В результате поперечная сила, возникающая в горизонтальных изгибах и обусловленная действием сил натяжения или сжатия в цепи тележек, не приводит - или приводит лишь в минимальной степени - к возникновению опрокидывающего момента, действующего на тележку, тем самым предотвращая подъем натяжителей от ходового рельса и их столкновение с верхним подъемным ограничителем. Предотвращается появление износа и шума.
Результаты исследований показали, что, по сравнению с цепью тележек, в которой тележки имеют жесткую раму, эффект излома и сопутствующие недостатки значительно снижаются, если конструкция сортировочного конвейера предусматривает натяжители, которые располагаются как ведомые конечные ролики, что поясняется на фиг.7, где показано влияние геометрической формы тележки на эффект излома.
Верхние стороны направляющих блоков и транспортировочных блоков могут располагаться над несущей дорожкой 34 на той же высоте, что позволяет легче устанавливать несущие элементы в практически любое положение в тележке.
Поскольку продольное расширение в результате колебаний температуры в больших системах имеет существенное значение, ходовые рельсы и элементы, поглощающие силы натяжения в тележках, образующих цепь сортировщика, изготавливаются из материалов с максимально идентичными коэффициентами продольного расширения, желательного из того же материала, например стали или алюминия. Суть в том, что различные степени продольного расширения ходового рельса и цепи сортировщика приводят к изменениям остаточного удлинения при растяжении, что негативно влияет на ход конвейера, в частности увеличивает шум и повышает износ. Рама направляющего блока может быть изготовлена из альтернативных материалов, например из пластмассы. В таком случае сила натяжения, прикладываемая к шарнирному соединению шарнирным креплением, может, в необходимых случаях, проходить через дополнительный элемент, входящий в направляющий блок, обладающий теми же свойствами материала, что и направляющие рельсы.
В предпочтительном варианте осуществления (фиг.8) для проталкивания или активизации движущих сил, а следовательно, для перемещения тележки к направляющим и/или транспортировочным блокам по вертикали или по центру крепятся плоские реакционные части 50 или 50а, b, например листы из алюминия, которые не способствуют передаче силы натяжения, преобладающей в цепи сортировщика. Реакционные части соединяются таким образом, что при их нагревании в результате работы приводной системы, например линейного привода или фрикционных колес, они способны расширяться, не оказывая при этом никакого влияния на конструктивные элементы тележки, поглощающие силы натяжения/сжатия.
Как также показано на фиг.8, зазоры между взаимно смежными реакционными частями смежных тележек, которые обеспечивают перемещение по окружности горизонтальных или вертикальных изгибов, расположены таким образом, что контуры, определяющие длину, имеют преимущественно постоянный радиус вокруг точки сочленения смежного шарнирного соединения. На участке шарнирного крепления зазор прямой и вертикальный ввиду вертикальной оси поворота. В рамках данного варианта осуществления изобретения размеры зазора, а следовательно, и разрывы, имеющие значение для работы приводной системы, можно свести к минимуму.
На фиг.8а показан вариант осуществления изобретения по фиг.6а, в котором точки сочленения шарнирного крепления и соединения расположены одна от другой на относительно большом расстоянии. В качестве приемлемого решения в данном случае предусматриваются две реакционные части 50а, b, одна из них - под направляющим блоком 8, другая - под транспортировочным блоком 10, обращенные друг к другу на участке шарнирного крепления с вертикальным зазором. На участке шарнирных соединений 26 предусматриваются круговые контуры с круговым кольцевидным зазором между ними, как описано выше.
Согласно конструкции по Фиг.6b или 6с (фиг.8b, с), реакционная часть 50 может располагаться только ниже транспортировочного блока, поскольку ее концы колеблются в сторону лишь незначительно при движении по круговым изгибам, при условии, что, согласно конструкции по Фиг.6b, транспортировочный блок значительно длиннее по сравнению с направляющим блоком (расстояния шарнирного крепления и шарнирного соединения b, с относительно малы по сравнению с длиной тележки а). На Фиг.2, где представлена конструкция по Фиг.8b, показаны аналогичные реакционные части 50.
НОМЕРА ПОЗИЦИЙ
2 Тележка
4 Дорожка
6 Ходовой рельс
8 Направляющий блок
10 Транспортировочный блок
12 Шарнирное крепление
12а Ось поворота
14 Корпус тележки
16 Натяжитель
16а Ось вращения
18 Направляющий ролик
18а Ось вращения
20 Направление транспортировки
26 Шарнирное соединение
28 Вертикальная ось
30 Поперечная ось
32 Продольная ось
34 Несущая дорожка
36 Направляющая дорожка
40 Несущий элемент (поперечина; транспортировочный ковш)
42 Крышка
50 Реакционная часть
50а, b Реакционная часть
а Расстояние между точками сочленения (длина тележки)
b Расстояние шарнирного крепления
с Расстояние шарнирного соединения
d Расстояние направляющего ролика
е Поперечное разделяющее расстояние