Устройство для очистки ленты конвейера

Техническое решение относится к устройствам для удаления налипшего транспортируемого материала и воды с поверхности конвейерного полотна ленточного конвейера.
Из уровня техники известен очиститель конвейерной ленты, выполненный в виде резиновой ленты, натягиваемой на корпус конвейера. С двух сторон ленты закреплены лезвия для счищения налипшего материала с ленты. Лента закреплена к корпусу посредством тросов, соединенных с пружинными механизмами, установленными на корпусе. Патент Китая №214933561, опубликован 30.11.2021.
Известен также вторичный очиститель ленты конвейера, выполненный в виде модульного скребкового устройства, включающего нож, установленный над лентой посредством держателя, прикрепленного посредством торсионной пружины к основанию очистителя. Патент РФ №2690783, опубликован 05.06.2019.
Из уровня техники известно решение, выбранное в качестве ближайшего аналога, представляющее собой устройство очистки ленты конвейера, выполненное в виде двух рядов ножей, закрепленных друг с другом компенсаторами. Очиститель крепится к раме конвейера посредством натяжных устройств под углом к оси ленты конвейера. https://www.martin-eng.ru/content/product/6412/cleanscrape-primary-cleaner.
Все известные очистители выполняют роль либо первичной (предварительной), либо вторичной (основной) очистки. При этом вторичные очистители в силу того, что их рамы имеют большие габариты, принято размещать за загрузочным барабаном, что не позволяет отправлять счищаемый материал в основной поток, и приводит к тому, что материал копится в пространстве под конвейером. Кроме того, вторичный очиститель, не связанный с ножами первичного, не позволяет достичь эффективной очистки и допускает налипание транспортируемого материала на ленте после прохода через все этапы очищения, так как взрыхленный первичными ножами материал успевает снова уплотниться, что становится причиной невозможности его удаления ножами или скребками вторичного очистителя.
Задачей заявленного решения является создание негабаритного простого устройства для очистки ленты конвейера, эффективно выполняющего функции как первичной, так и вторичной очистки.
Технический результат заявляемого решения заключается в повышении эффективности очистки ленты конвейера.
Эффективность очистки ленты конвейера определяется, в частном случае, возможностью максимального удаления остатков материала и их отправления в основной поток.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что устройство для очистки ленты конвейера, включающее каркас с закрепленными на нем верхним и нижним рядами ножей, выполненный с возможностью крепления к раме конвейера посредством гибких несущих элементов, включает ряд скребков, расположенных под нижним рядом ножей, прикрепленных к каркасу посредством упругого соединительного элемента. Лезвия ножей могут быть выполнены из твердосплавного материала. Каркас может быть выполнен с компенсаторами, соединяющими ряды ножей. Компенсаторы могут быть выполнены в виде дуговых пружин. Каркас может быть выполнен со сквозными отверстиями, выполненными вдоль рядов ножей, в которых размещены гофры с протянутыми через них гибкими несущими элементами. В качестве несущего элемента может быть использован канат или цепь. Несущие элементы могут быть прикреплены к раме конвейера с одной стороны посредством натяжного устройства и с другой стороны посредством натяжных устройств с пружинным механизмом, связанным с несущим элементом. Несущие элементы могут быть прикреплены к раме конвейера с одной стороны посредством якорного устройства и с другой стороны посредством натяжных устройств с пружинным механизмом, связанным с несущим элементом. Каркас может включать покрытие из полиуретана или вулканизированной резины. Упругий соединительный элемент предпочтительно представляет собой торсионное устройство и соединен с каждым из скребков посредством рычага. Каркас может быть выполнен составным из сегментов, нанизанных на гибкий несущий элемент. В каркасе параллельно рядам ножей могут быть выполнены сквозные отверстия, в которых размещены дополнительные гофры для гибкого нагревателя.
Верхний ряд ножей необходим для осуществления первичной очистки ленты от налипшего материала, а также для взрыхления остатков, которые удаляются нижним рядом ножей, выполняющим функцию вторичной очистки. При этом верхний ряд ножей удаляет до 90% материала.
Ряд скребков, расположенных под нижним рядом ножей, прикрепленных к каркасу посредством упругого соединительного элемента, позволяет осуществить вторичную очистку, удалив до 98% материала. Посредством упругого соединительного элемента, нижний ряд ножей плотно прилегает к ленте и эффективно доочищает налипание, при этом, в случае возникновения препятствий или утолщений на пути скребков, упругий соединительный элемент отклоняет нож от конвейерного полотна. За счет возможности отклонения каркаса при возникновении данной ситуации, достигается максимальная эффективность очищения ленты, так как, устройство продолжает свою работу в прежнем режиме после прохождения препятствия, без торможения хода ленты, исключая риск ее повреждения, и без отклонения от нее, что повлекло бы за собой прекращение воздействия ножей на налипший материал, и, как следствие, пропускание мелких частиц на ленте без отделения от нее после ее прохождения всех стадий очистки.
За счет того, что каркас закреплен посредством гибких несущих элементов, конструкция устройства для очистки, по сути, висит на раме конвейера, что делает очистку более эффективной, так как позволяет каркасу отклоняться при столкновении с преградой и возвращаться на место, а также, за счет плавности хода позволяет очистителю полностью контактировать с лентой по ходу ее движения, тщательно удаляя налипший материл, не повреждая саму ленту.
Использование торсионного устройства в качестве соединительного элемента и его соединение с каждым из скребков посредством рычага позволяет повысить эффективность устройства для очистки ленты конвейера, так как, в этом случае, положение частей каркаса по длине его полотна относительно ленты конвейера может регулироваться в зависимости от возникновения препятствий на конкретном участке ленты, при этом, остальная часть полотна будет оставаться прижатой к ленте и продолжать очистку на своей дорожке ленты. Конструкция по данному исполнению позволяет осуществить отклонение ножей в двух перпендикулярных плоскостях: относительно рычага и относительно торсионного устройства. Кроме того, именно торсионное устройство, в частности, торсионная пружина, зарекомендовало себя как наиболее предпочтительное для очищения ленты, поскольку позволяет достичь максимально эффективного удаления материала за счет плавного отклонения положения каркаса, при этом, не утяжеляя конструкцию и не увеличивая ее габариты.
Компенсаторы, предпочтительно выполненные в виде дуговых пружин, соединяющие ряды ножей, выполненные в каркасе, позволяют удерживать ножи от проворачивания и дренировать остатки материала между пружинами, что также повышает эффективность очистки ленты. Кроме того, компенсаторы позволяют отводить тепловую энергию от нагретых во время работы ножей, увеличивают общую жесткость конструкции, а также, на стадии производства, позволяют регулировать угол атаки верхнего ряда ножей.
В предпочтительном варианте в качестве несущего элемента использован канат или цепь. Канат, являясь наиболее гибким из соответствующих аналогичным конструкциям несущим элементом, имеет ряд преимуществ, в частности, заключающихся в том, что в случае зацепа, связанного, например, с задирами конвейерной ленты либо стыкового механического соединения, пробоев полотна и т.д., изгибаясь, позволяет каркасу отклоняться без разрушительных последствий для самого каркаса и для ленты, продолжая работу в прежнем режиме без перебоев процесса очистки. Кроме того, канаты позволяют обеспечить более плотный прижим в точках касания ножей.
Предпочтительно несущие элементы прикреплены к раме конвейера с одной стороны посредством натяжного устройства или якорного устройства, и с другой стороны посредством натяжных устройств с пружинным механизмом, связанным с несущим элементом.
Натяжитель позволяет обеспечить натяжение гибкого несущего элемента, с необходимым усилием, при этом пружинный механизм, связанный с гибким несущим элементом, предусматривает его кратковременный отпуск для прохождения конвейерной ленты через полотно очистителя в случае дефектов и зацепов. Оптимальное натяжение гибких несущих элементов также повышает эффективность очистки за счет должного прилегания твердосплавных вставок ножей для максимального удаления остатков транспортируемого материала.
Якорное устройство обеспечивает надежное крепление гибкого несущего элемента к раме конвейера, необходимое для непрерывной работы очистителя. Предпочтительно натяжные устройства для каждого гибкого несущего элемента являются независимыми устройствами.
Устройства для регулировки натяжителя и якорного устройства позволяет установить необходимое прижимное усилие каркаса очистителя к ленте конвейера для наиболее эффективной очистки ленты в зависимости от вида транспортируемого материала, а также избежать резонансной вибрации очистителя, связанной с разностью усилий на верхнем и нижнем гибком несущем элементе, поскольку, как правило, нижний гибкий несущий элемент натягивается на 15% меньше верхнего.
Выполнение лезвий ножей из твердосплавного материала позволяет эффективно удалять остатки материала любой плотности и твердости, и повысить ресурс устройства для очистки в 50 раз, по сравнению с использованием лезвий из стали легированных марок.
Предпочтительно выполнение каркаса со сквозными отверстиями вдоль рядов ножей, в котором размещены гофры с протянутыми через них несущими элементами, за счет своей гибкости, позволяющие плотнее прижимать каркас очистителя к ленте и максимально быстро отвечать на любые препятствия его отклонением. Гофра обеспечивает плотность контакта несущих элементов с каркасом, и за счет своей гибкости дополнительно повышает плавность скольжения ножей очистителя по ленте, необходимую для ее эффективной очистки.
Для предотвращения налипания остатков, которые могут потом вернуться и остаться на ленте, или обмерзания, каркас имеет покрытие из полиуретана либо вулканизированной резины. Таким образом, данное покрытие способствует максимальному удалению счищаемого материала с поверхности очистителя.
Выполнение устройства для очистки ленты конвейера с возможностью крепления к раме конвейера под углом к продольной оси ленты позволяет эффективнее удалять весь налипший на ленту материал, поскольку, в этом случае, очищение будет происходить последовательно в пределах ширины ленты, и отправлять счищаемый материал в основной поток, что в свою очередь обеспечивает возврат материала в производственный цикл, а также исключает ручной труд по уборке под конвейерного пространства. Кроме того, такое исполнение способствует сбрасыванию налипшего материала с поверхности ножей очистителя, а также обеспечивает более плавный заход на стыки конвейерной ленты.
Предпочтительно, каркас выполнен составным из сегментов, нанизанных на гибкий несущий элемент. Поскольку износ ножей происходит неравномерно (основное налипание транспортируемого материала находится по центру ленточного полотна, и, следовательно, усилие, с которым очиститель придавлен к ленте, максимально в его центральной части), возникает ситуация, при которой, центральная часть изнашивается на 100%, а периферийная на 50% и менее, что приводит к снижению эффективности удаления материала, так как изношенная часть не способна достаточно плотно прилегать к ленте. Описанная конструкция каркаса позволяет осуществлять замену сегментов, достигая при этом способности максимальной очистки, увеличивает ресурс очистителя в два и более раз.
В каркасе, параллельно рядам ножей, могут быть выполнены сквозные отверстия, в которых размещены дополнительные гофры для гибкого нагревателя, что позволит расширить спектр использования конвейерной установки и очистителя, находящихся под действием низких температур. При этом, за счет того, что гибкий нагреватель будет вставлен в уже интегрированную в каркас гофру, не придется оснащать устройство дополнительными креплениями для него, увеличивающими габариты и массу очистителя, и, как следствие, снижающие плавность скольжения по ленте и плотность прижатия, отрицательно сказывающиеся на эффективности очистки.
Заявляемое техническое решение далее поясняется с помощью фигуры, на которой условно представлен один из возможных вариантов исполнения устройства для очистки ленты конвейера.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства для очистки ленты конвейера, цифрами отмечены следующие элементы:
- верхняя планка (1) каркаса с закрепленной на ней верхним рядом первичных ножей;
- нижняя планка (2) каркаса с закрепленной на ней нижним рядом вторичных ножей;
- скребок (3);
- упругий соединительный элемент (4);
- компенсатор (5);
- гофра (6) для монтажа гибкого несущего элемента (7);
- натяжное устройство (8);
- якорное устройство (9);
- рама (10) конвейера.
Далее со ссылками на фигуры описано устройство для очистки ленты конвейера.
Устройство для очистки ленты конвейера включает каркас с закрепленными на нем рядом верхних ножей и рядом нижних ножей, лезвия которых предпочтительно выполнены из твердосплавного материала. Ряд верхних ножей может быть закреплен на верхней планке (1) каркаса, ряда нижних ножей - на нижней планке (2) каркаса.
Устройство для очистки ленты конвейера выполнено с возможностью крепления к раме (10) конвейера посредством гибких несущих элементов (7) таких как канаты или цепи, продетых через планки (1), (2) каркаса и закрепленных к раме (10) конвейера, предпочтительно с одной стороны, посредством якорного устройства (9) или натяжного устройства, и с другой стороны, посредством натяжных устройств (8) с пружинным механизмом, связанным с несущим элементом (7).
Якорное устройство (9) предпочтительно оснащено устройством регулировки натяжения гибкого несущего элемента (7). Натяжное устройство (8) предпочтительно оснащено устройством регулировки натяжения гибкого несущего элемента (7) и его позиционирования относительно ленточного полотна.
Устройство для очистки ленты конвейера включает ряд скребков (3), предпочтительно расположенных параллельно верхнему ряду ножей, прикрепленных к каркасу, предпочтительно над нижней планкой (2) каркаса посредством упругого соединительного элемента (4). Скребки (3) могут включать наконечники из твердосплавного материала, такого как карбид вольфрама.
Предпочтительно упругий соединительный элемент (4) представляет собой торсионное устройство и соединено с каждым из скребков (3) посредством рычага.
Предпочтительно каркас выполнен с компенсаторами (5), соединяющими ряды ножей. В частном случае компенсаторы (5) представляют собой прикрепленные под углом к планкам (1), (2) дуговые пружины, повторяющие форму изгиба барабана конвейера, посредством которых ряды ножей жестко соединены друг с другом.
В предпочтительном варианте каркас выполнен со сквозными отверстиями, выполненными вдоль рядов ножей, предпочтительно в верхней и нижней планках (1), (2). В отверстиях размещены гофры (6) с протянутыми через них гибкими несущими элементами (7).
Каркас может быть разделен на сегменты, каждый из которых включает от одного до тридцати ножей, нанизанные на гибкий несущий элемент, например, разделяющие между собой компенсаторы (5) и части планок (1), (2), и предпочтительно выполнен из полиуретана или вулканизированной резины.
Предпочтительно в каркасе, параллельно рядам ножей, выполнены сквозные отверстия, в которых размещены дополнительные гофры для гибкого нагревателя.
Один из предпочтительных вариантов использования устройства для очистки ленты конвейера представлен далее.
Устройство для очистки ленты конвейера натягивается с определенным усилием в лобовой части разгрузочного барабана, под углом к продольной оси ленты. Концы опорных канатов или цепей крепятся на натяжных устройствах с правой стороны по ходу движения ленты, и с левой стороны на якорном устройстве.
Лента, проходя через заявленное устройство, последовательно подвергается первичной и вторичной очистке от налипшего материала и воды. Основная часть налипшего материал и вода очищаются верхним рядом ножей, оставшаяся доочищается нижним рядом ножей, плотно прилегающим к ленте и, в случае возникновения препятствий или утолщений, оба ряда ножей отклоняются от нее, а весь счищенный материал отправляется в основной поток.
Представленные фигуры, описание конструкции и использования устройства для очистки ленты конвейера не исчерпывают возможные варианты исполнения и не ограничивают каким-либо образом объем заявляемого технического решения. Возможны иные варианты исполнения в объеме заявляемой формулы.