СПИРАЛЬНЫЙ КОНВЕЙЕР

Полезная модель относится к области поворотных конвейеров, в том числе спиральных конвейеров, которые нашли широкое распространение во многих областях промышленности, но преимущественно в пищевой промышленности. Поворотные конвейеры используются для транспортирования. Спиральные конвейеры используются в различных технологических процессах, в которых требуется значительное время пребывания пищевого продукта: заморозка, охлаждение, расстойка, пастеризация и т.д.
В пищевой промышленности применяются различные виды конвейеров для выполнения технологических задач и задач транспортирования. Среди них можно выделить конвейеры, имеющие стержневую поворотную ленту (далее лента), включающую множество металлических стержней, концы которых закреплены к звеньям цепей, двигающимся по направляющим, которые задают требуемую траекторию. Для возможности поворота ленты таких конвейеров имеют соответствующие продольные отверстия в звеньях цепей, что позволяет ленте поворачиваться в требуемом направлении.
Такие поворотные ленты приводятся в движение многими способами. Один из способов заключается в том, что звенья ленты, расположенные по краю ленты вдоль ее кромки и закрепленные к концам отдельных стержней, снабжены выступающими зубьями, которые формируют подобие зубчатого венца, и лента приводится за счет звездочки, которая при вращении зацепляется за эти выступающие зубья ленты.
Известна итальянская полезная модель MI2005U000149, которая описывает ленту, в которой каждое звено цепи имеет выступающий плоский зуб в виде пластины. Такая конструкция зуба имеет ряд недостатков. Зуб имеет недостаточную жесткость, что ограничивает передаваемую в передаче нагрузку. Также имеется трение при скольжении рабочей поверхности зуба приводной звездочки о зуб ленты при их взаимодействии.
В U.S. Pat. No. 7,762,388-B2 описывается аналогичная лента, но рабочий профиль выступающих зубьев ленты имеет уже эвольвентный профиль. Приводная звездочка, приводящая в движение ленту, также имеет эвольвентный профиль рабочей поверхности зубьев. Таким образом, вредное трение при взаимодействии приводной звездочки и ленты должно уменьшиться. Проблема неудовлетворительной жесткости зубьев осталась.
В патенте WO 2010/092460  (A1) описывается лента, у которой решена проблема недостаточной жесткости зубьев ленты. Однако и у этой конструкции имеется ряд недостатков. Точное изготовление звеньев ленты из листового материала с эвольвентным профилем рабочей поверхности зубьев технологически сложная задача. Кроме того, для привода ленты предполагается использовать звездочку в виде зубчатого колеса, которое должно соответствовать ленте т.е. тоже иметь эвольвентный профиль рабочей поверхности зубьев. В реальном конвейере приводная звездочка выполняет роль шестерни, а лента роль зубчатого колеса. Получается псевдозубчатая передача. Звездочку изготовить точно легко, а приблизить точность изготовления ленты до уровня точности изготовления зубчатых колес практически сложно достижимо. Кроме того, добавляется неточность изготовления направляющих ленту элементов, неточность межосевого расстояния между осью приводной звездочки и воображаемой осью псевдозубчатого колеса, образованного лентой и направляющими. В результате конструкция ленты не технологична, и вредное трение в передаче между рабочими поверхностями зубьев в реальном конвейере остается на высоком уровне. Во второй части многозвенной формулы патента также говорится о том, что геометрия зубьев ленты и приводной звездочки такова, что в любое время в зацеплении находятся одновременно по крайней мере три пары зубьев передачи. Но реально такого зацепления достичь сложно из-за упомянутой выше сложности точного изготовления ленты, направляющих, установки межосевого расстояния в передаче.
Целью полезной модели является устранение указанных недостатков.
Поставленная цель достигается изменениями одновременно в конструкции ленты и приводной звездочки.
Конвейер включает в себя направляющие ленту элементы (с целью облегчения понимания изображений не показаны), ленту, приводную систему, имеющую приводные звездочки на вертикальном валу. Лента представляет собой множество стержней 1, соединенных по краям ленты при помощи звеньев 2. На звеньях 2 имеются выступающие зубья 3, которые располагаются вдоль кромки ленты.
Зубья 3 ленты имеют прямой профиль рабочей поверхности 4 как у зубьев рейки кремальеры (реечной передачи). Это делает изготовление звеньев более технологичным, чем в прототипе т.к. изготовление прямого профиля осуществить проще, чем эвольвентного с высокой точностью. Стоит также отметить, что в предлагаемой конструкции, форма рабочей поверхности зубьев ленты и точность ее изготовления не так важна, как для конструкции, описанной в прототипе.
С целью минимизации потерь на трение между рабочими поверхностями зубьев передачи предлагается в качестве приводной звездочки использовать цевочное колесо, у которого цевки 5 выполнены вращающимися на осях 6 т.е. в виде подшипникового узла (скольжения или качения). Цевка может представлять собой бронзовую втулку или готовый подшипник (например, игольчатый). Ось может представлять собой стандартный элемент крепежа. Например, болт.
В прототипе в качестве приводной звездочки предлагается использовать зубчатое колесо с эвольвентным рабочим профилем зубьев. На практике такое колесо отливалось из полимерного материала, и приводное колесо изнашивалось значительно раньше, чем металлические зубья ленты. После износа такое колесо подлежит замене. Поэтому на практике такие колеса изготавливались из двух частей для возможности быстрой замены (см. FIG. 3, WO 2010/092460  (A1)). В предлагаемой в настоящем описании полезной модели конструкции с цевочным колесом элементом, который при работе передачи изнашивается быстрее всего, будет элемент цевки. Заменить изношенные элементы цевки дешевле, чем целое зубчатое колесо т.к. у такой замены значительно меньшая материалоемкость и трудоемкость изготовления (втулки).
Таким образом, при использовании данной полезной модели можно получить более технологичную в изготовлении ленту конвейера с одновременной минимизацией трения в передаче. При этом предлагаемая конструкция менее чувствительна к точности изготовления, чем в прототипе.
На базе описанной конструкции можно построить любые виды спиральных и поворотных конвейеров, в том числе со сложной конфигурацией трассы. Также имеется возможность создавать многозаходные спиральные конвейеры с несколькими замкнутыми контурами лент, движущимися по разным траекториям. Один из примеров практического применения - спиральный конвейер, у которого основная часть трассы спиральная т.е. траектория, по которой движется лента представляет собой геликоид (см. фиг. 4).
Движение ленты происходит следующим образом. Приводной вал 7 с жестко установленными на нем цевочными колесами вращается, и передает движение цевочным колесам. Цевки 5, зацепляясь с зубьями 3 ленты, проталкивают ленту вдоль направляющих элементов.
Краткое описание рисунков:
на фиг. 1 изображен вид сцепления ленты с приводной звездочкой, аксонометрия;
на фиг.2 показан вид сверху сцепления ленты с приводной звездочкой;
на фиг.3 изображен пример конструкции цевочного колеса, аксонометрия;
на фиг.4 изображен спиральный конвейер в качестве возможного варианта применения в пищевой промышленности, аксонометрия.