СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ЛЕНТЫ КОНВЕЙЕРА
METHOD OF CONTROLLING THE CONVEYOR TAPE SPEED

Изобретение относится к конвейерам, а именно к способам регулирования скорости грузонесущего органа конвейера, в частности ленты.
Известны многоскоростные асинхронные электродвигатели [1], позволяющие дискретно изменять скорость движения грузонесущего органа конвейера. Применение многоскоростных асинхронных электродвигателей в приводах конвейеров обеспечивает возможность движения грузонесущего органа с несколькими фиксированными скоростями, практически не согласуемыми с загрузкой конвейера. Это не позволяет эффективно регулировать скорость грузонесущего органа соответственно поступающему грузопотоку, плавно изменять скорость без рывков.
Известен способ управления промежуточным приводом ленточного конвейера, заключающийся в изменении скорости вращения приводного барабана согласно заданному режиму работы ленточного конвейера [2].
Недостатком этого способа управления является неэффективная работа конвейера из-за непрерывного изменения скорости ленты. При этом конвейер постоянно работает в переходном (динамическом режиме) с повышенными энергозатратами.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы конвейера.
in
Способ регулирования скорости ленты конвейера, включающий измерение скорости ленты и поступающего грузопотока q, изменение скорости ленты путем управления приводом конвейера.
Согласно изобретению скорость ленты измеряют в месте загрузки и осуществляют одно из следующих действий:
1
1
in
out
1
увеличивают скорость ленты на величину q/ψ в течение времени Δt,если поступающий грузопоток q превышает приемную способность конвейера q, где q - отношение номинальной производительности конвейера к выбранному количеству ступеней регулирования скорости ленты при увеличении скорости, ψ - номинальная погонная нагрузка;
2
2
in
out
2
2
и уменьшают скорость ленты на величину q/ψ в течение времени Δt, если поступающий грузопоток q меньше приемной способности конвейера q на величину q, где q - отношение номинальной производительности конвейера к выбранному количеству ступеней регулирования скорости ленты при уменьшении скорости;
in
out
2
out
и оставляют скорость ленты без изменения, если величина поступающего грузопотока q находится в диапазоне значений от q - q до q,
in
max
и прекращают загрузку конвейера без изменения скорости ленты, если поступающий грузопоток q превышает максимальную приемную способность конвейера q.
1
1
1
1
1
Время Δt≥q/ψ·a, где q - отношение номинальной производительности конвейера к выбранному количеству ступеней регулирования скорости ленты при увеличении скорости, ψ - номинальная погонная нагрузка, а - допустимое ускорение ленты.
2
2
2
2
2
Время Δt≥q/ψ·a, где q - отношение номинальной производительности конвейера к выбранному количеству ступеней регулирования скорости ленты при уменьшении скорости, ψ - номинальная погонная нагрузка, а - допустимое замедление ленты.
При осуществлении изобретения может быть получен технический результат, заключающийся в повышении эффективности работы конвейера за счет ступенчатого регулирования скорости ленты, обеспечивающей полную загрузку ленты без просыпания груза, уменьшения потерь энергии и износа узлов конвейера.
На фиг. 1 изображена схема конвейера;
на фиг. 2 - графики изменения поступающего грузопотока и скорости ленты.
Принятые определения и их обозначения:
текущая скорость ленты V (м/с);
n
номинальная скорость ленты V (м/с) - паспортная характеристика конвейера;
n
номинальная производительность конвейера Q (кг/с) - паспортная характеристика конвейера;
in
поступающий грузопоток q (кг/с);
n
n
номинальный поступающий грузопоток q (кг/с) - соответствует Q;
out
приемная способность конвейера q (кг/с) - соответствует текущей скорости ленты V;
max
max
n
максимальная приемная способность конвейера q (кг/с) q=(1,05…1,08)q;
1
2
доли номинальной производительности конвейера q, q (кг/с) - отношения номинальной производительности конвейера к выбранному количеству ступеней регулирования скорости ленты при увеличении и уменьшении скорости;
n
номинальная погонная нагрузка ψ (кг/м) - соответствует номинальному грузопотоку q;
1
2
допустимое ускорение ленты а (м/с);
2
2
допустимое замедление ленты а (м/с).
Способ регулирования скорости ленты конвейера реализуют следующим образом.
После включения конвейера производят непрерывное измерение скорости V ленты 1 и поступающего на ленту 1 груза 2. Вследствие изменения натяжения по длине ленты 1 скорость ленты 1 также изменяется по ее длине. Для обеспечения точности регулирования скорость V ленты 1 замеряют в месте загрузки 3 конвейера с помощью датчика скорости 4. Количество поступающего на ленту 1 груза 2 замеряют с помощью датчика грузопотока 5. Сигналы датчика скорости 4 и датчика грузопотока 5 по кабельным каналам 6 и 7 поступают в блок управления 8. Блок управления 8 соединен с линией 9 подвода электроэнергии, а также соединен кабелем 10 с электроприводом, приводящим в движение приводной барабан 11 конвейера. Лента 1 опирается на ролики 12 и охватывает приводной 11 и натяжной 13 барабаны.
in
out
out
Блок управления 8 непрерывно сопоставляет значения поступающего на ленту 1 грузопотока q (кг/с) и приемной способности конвейера q (кг/с). Приемная способность конвейера q зависит от текущей скорости V ленты 1 в месте загрузки 3 и номинальной погонной нагрузки ψ (кг/м) конвейера.
out
q=ψ·V
Величина номинальной погонной нагрузки ψ является конструктивной характеристикой конвейера и обеспечивает его нормальную работу без просыпания груза 2.
n
n
ψ=q/V
in
out
in
in
out
Если значение поступающего на ленту 1 грузопотока q превышает значение приемной способности конвейера q, то необходимо увеличение скорости V ленты 1 для нормальной работы конвейера без просыпания груза 2. Вследствие неравномерности загрузки конвейера значение q изменяется непрерывно, но блок управления 8 ускоряет движение приводного барабана 11 и ленты 1 только, если значение q превысило значение q. Это позволяет избежать непрерывного регулирования скорости ленты 1 и постоянной работы конвейера в переходном (динамическом) режиме.
in
out
1
1
1
1
1
1
1
Блок управления 8 для выравнивания значений q и q увеличивает скорость V ленты 1 на величину q/ψ в течение времени Δt так, чтобы ускорение ленты не превысило допустимую величину а (м/с), обеспечивающую нормальную работу конвейера без рывков и поломок. Для этого значение времени Δt соответствует неравенству Δt≥q/ψ·a.
1
1
in
1
Величина q составляет долю номинальной производительности конвейера Q и определяет периодичность регулирования скорости V ленты 1. Величина q подбирается эмпирически или рассчитывается на основании стохастических характеристик поступающего на ленту 1 грузопотока q. С увеличением величины q сокращается интенсивность регулирования скорости ленты 1, но снижается энергоэффективность конвейера.
in
out
out
in
2
2
in
in
2
1
2
Если значение поступающего на ленту 1 грузопотока q меньше значения приемной способности конвейера q=ψ·V, то необходимо снижение скорости V ленты 1 для нормальной работы конвейера с полной загрузкой ленты 1. Блок управления 8 замедляет движение приводного барабана 11 и ленты 1 только, если значение q превысило значение q на величину q. Это также позволяет избежать непрерывного регулирования скорости ленты 1 и постоянной работы конвейера в переходном (динамическом) режиме. Величина q определяет периодичность регулирования скорости V ленты 1 при снижении грузопотока q и подбирается эмпирически или рассчитывается на основании стохастических характеристик поступающего на ленту 1 грузопотока q. С увеличением величины q сокращается интенсивность регулирования скорости ленты 1, но снижается энергоэффективность конвейера. Возможно равенство значений q=q.
in
out
2
2
2
2
2
2
2
Блок управления 8 для выравнивания значений q и q снижает скорость V ленты 1 на величину q/ψ в течение времени Δt так, чтобы замедление ленты не превысило допустимую величину а (м/с), обеспечивающую нормальную работу конвейера без рывков и поломок. Для этого значение времени Δt соответствует неравенству Δt≥q/ψ·a.
in
out
2
out
out
2
in
out
Если величина поступающего грузопотока q находится в диапазоне значений от q-q до q(q-q≤q≤q), то блок управления 8 поддерживает движение ленты 1 с постоянной скоростью, т.е. оставляет текущее значение скорости V ленты 1 без изменения.
in
max
n
Если поступающий грузопоток q (вследствие неисправности оборудования) превышает максимальную приемную способность конвейера q=(1,05…1,08)q, такой режим работы конвейера недопустим, так как груз 2 просыпается. В этом случае загрузку конвейера прекращают без изменения текущей скорости ленты 1.
in
in
in
n
4
in
n
4
7
На фиг. 2 приведен пример изменения поступающего грузопотока q и скорости V ленты 1 во времени t. График поступающего грузопотока q показывает монотонное увеличение q от 0 до номинального значения q при изменении времени t от 0 до t, а также монотонное уменьшение q от номинального значения q до 0 при изменении времени t от t до t.
n
n
1
n
1
n
2
n
2
n
В данном примере блок управления 8 конвейера настроен на четырехступенчатый режим увеличения скорости V ленты 1 от 0 до номинального значения V и трехступенчатый режим снижения скорости V ленты 1 от номинального значения V до 0. При этом величина q равна четверти номинального значения Q, т.е. q=Q/4. Величина q равна трети номинального значения Q, т.е. q=Q/3.
1
n
Четырехступенчатый режим увеличения скорости V ленты 1 позволяет увеличивать скорость V ленты 1 на величину V, равную четверти номинальной скорости V.
1
1
n
V=q/ψ=V/4
2
n
Трехступенчатый режим снижения скорости V ленты 1 позволяет уменьшать скорость ленты 1 на величину V, равную трети номинальной скорости V.
2
2
n
V=q/ψ=V/3
1
in
1
1
out
1
n
Согласно графику фиг. 2 при 0≤t≤t поступающий грузопоток q не превышает величины q, и лента 1 движется со скоростью V=V. При этом приемная способность конвейера q=ψ·V=q/4.
1
in
out
out
n
1
1
1
1
2
1
При t>t поступающий грузопоток q превышает величину q (q=q/4), и блок управления 8 увеличивает скорость V ленты 1 согласно заявляемому способу на величину q/ψ в течение времени Δt. Таким образом, в течение интервала времени t+Δt≤t≤t лента 1 движется со скоростью V=2V.
in
2
3
1
n
Аналогично при последующем возрастании поступающего грузопотока q блок управления 8 увеличивает скорость V ленты 1 в моменты времени tи t ступенчато до величин 3V и V соответственно.
3
5
in
1
n
n
2
n
Согласно графику фиг. 2 при t≤t≤t поступающий грузопоток q находится в диапазонах значений от 3q до q и от q до 2q. При этом блок управления 8 согласно заявляемому способу сохраняет скорость ленты 1 V=V без изменения.
5
in
out
out
n
2
2
2
5
2
6
2
in
6
2
При t>t поступающий грузопоток q становится меньше приемной способности конвейера q (q=q) на величину q, и блок управления 8 уменьшает скорость V ленты 1 согласно заявляемому способу на величину q/ψ в течение времени Δt. Таким образом, в течение интервала времени t+Δt≤t≤t лента 1 движется со скоростью V=2V. Аналогично при последующем уменьшении поступающего грузопотока q блок управления 8 уменьшает скорость V ленты 1 в момент времени t до величины V.
Источники информации
1. Онищенко Г.Б. Электрический привод / Г.Б. Онищенко М.: Издательский центр «Академия», 2006. - с. 73-75.
2. Спиваковский А.О. Транспортирующие машины / А.О. Спиваковский, В.К. Дьячков. - М.: Машиностроение, 1983. - с. 94-97.