Скребок ленточного конвейера, имеющий наклон модуля
CONVEYOR SCRAPER HAVING INCLINATION OF MODULE

[1] Настоящее изобретение относится к системе скребка ленточного конвейера, выполненной из модулей для возвратной области конвейерных лент, при этом система скребка ленточного конвейера содержит регулируемый, неподвижный или упруго установленный держатель в направлении, поперечном направлению движения ленты, а также множество очищающих модулей, прикрепленных рядом друг с другом на держателе. Каждый очищающий модуль имеет очищающее лезвие, которое упирается в ленту с очищающим действием и упруго прижато к ленте. Соответствующие системы скребка ленточного конвейера прошли длительную проверку и испытания в известном уровне техники, документ ЕР 254977 В1 приведен здесь в качестве примера.
[2] Известные системы скребка ленточного конвейера используют для широкого спектра транспортируемых материалов и при чрезвычайно различных условиях транспортировки. Они всегда должны надежно работать даже в случае свойств сыпучего материала, которые быстро изменяются, например, вне помещения, когда начинается дождь, и при значительных расстояниях от ремонтных мастерских, например, при добыче сырья, где требуется длительный срок службы. Поскольку тот факт, что остановка производства приводит к высоким последующим затратам, является обычным случаем, время остановки должно быть как можно более коротким.
[3] Данным требованиям отвечает модульная конструкция. Обычные модули, как описано в качестве примера в документах ЕР 254977 В1 и DE OS 3620960, имеют:
- основание, которое присоединено к одному из держателей,
- и очищающий корпус, содержащий
- держатель ножа, к которому прикреплено очищающее лезвие,
- втулку, в которой установлен держатель ножа с возможностью вращения, и
- блок очищающей кромки, который прикреплен к очищающему лезвию,
- соединение, имеющее торсионную пружину, при этом соединение соединяет основание и чистящий корпус посредством резиновой торсионной пружины.
[4] Обычно имеет место случай, когда множество модулей скребка ленточного конвейера расположены рядом друг с другом на держателе системы. Длительные сроки службы также достигаются очищающими лезвиями, имеющими износостойкие карбидные блоки очищающей кромки.
[5] Подобный модуль скребка ленточного конвейера, который предназначен для очищающего приспособления для возвратной области конвейерных лент и установлен в качестве одного из множества модулей скребка ленточного конвейера на регулируемом по высоте держателе системы, также описан в документе DE 102013006821 А1 и имеет следующие элементы:
- основание, которое закреплено на держателе системы,
- держатель ножа, к которому присоединено очищающее лезвие, имеющее блок очищающей кромки, при этом очищающее лезвие формирует тупой угол β по от ношению к ленте в направлении движения,
- очищающий корпус, имеющий кожух шарнира, который содержит два шарнира, и в котором
- первый шарнир, ось вращения которого проходит поперечно направлению движения ленты и который имеет торсионную пружину, соединяет основание и очищающий корпус, при этом торсионная пружина в процессе прижимает очищающее лезвие к ленте, и первый шарнир оснащен пружинным средством измерения угла и неподвижным упором для отклонения,
- второй шарнир, ось вращения которого проходит продольно по отношению к направлению движения ленты и который имеет втулку, в которой установлен держатель ножа с возможностью вращения, направляет держатель ножа на движущуюся ленту так, чтобы блок очищающей кромки всегда прилегал к ленте плоским образом, и
- средства для регулировки высоты модуля скребка ленточного конвейера на основании.
[6] В данном случае модули скребка ленточного конвейера расположены рядом друг с другом на держателе системы таким образом, что очищающие лезвия, как видно на виде сверху, обращены точно под прямыми углами к направлению движения ленты. Как видно на виде сбоку, очищающее лезвие, напротив, формирует тупой угол по отношению к ленте, при этом указанный угол слегка изменяется в соответствии с износом в течение всего срока службы.
[7] Давно известная проблема с ленточными конвейерами заключается в том, что большое количество сыпучих материалов, например, нефтеносные пески, имеют тенденцию к слипанию и поэтому забивают модули скребка ленточного конвейера. Поэтому модули скребка ленточного конвейера должны быть выполнены таким образом, чтобы наибольшая площадь поверхности прохода оставалась между отдельными модулями и модулями скребка ленточного конвейера, обеспечивая малые возможности для накопления сыпучего материала.
[8] Дополнительная сложность возникает в случае скребков ленточного конвейера, где имеются смещенные скребки ленточного конвейера, прижатые к эластичной ленте в два или более рядов, расположенных один за другим. Это придает ленте волнообразные характеристики, которые негативно сказываются на очищающем действии. К этому следует добавить тот факт, что в случае множества модулей скребка ленточного конвейера над держателем системы очищающее действие отдельных модулей скребка ленточного конвейера перекрывается. Это приводит к возникновению дополнительных проблем, связанных с неоднородным износом.
[9] Наибольшие возможные площади поверхности прохода достигаются для модулей скребка ленточного конвейера тянущего действия, когда эти модули расположены слегка наклонно. Подобные модули скребка ленточного конвейера уже известны. Таким образом, документ US 3,504,786 описывает подобное устройство, на фиг. 2 данного документа показано приспособление, в котором только очищающие лезвия расположены наклонно, и на фиг. 3 показано приспособление, в котором очищающие лезвия и держатели ножа ориентированы наклонно по отношению к направлению движения ленты. Здесь также показано (ссылочная позиция 40), что материал удаляется наклонно в сторону, что приводит к тенденции снижения накопления материала. Наклонно расположенные держатели ножа, однако, не установлены с возможностью вращения и не могут автоматически ориентироваться на ленте.
[10] Научные эксперименты также доказали преимущества наклонного расположения скребков. Они описаны в диссертации университета Ганновера «Zhang, Dynamisches Verhalten von Stahllamellen-Abstreifern an »,  Hannover, [Zhang, Dynamic Behaviour of Steel-Blade Strippers on Belt Conveyors, University of Hannover], 1982 г. Данная диссертация определяет, среди прочего, что чистящая способность заметно возрастает, если лезвия расположены наклонно.
[11] Хотя преимущества наклонно расположенных скребков ленточного конвейера, как указано выше, довольно хорошо известны, это не дало возможности наклонно расположенным скребкам стать широко распространенными на практике.
[12] Поэтому цель настоящего изобретения предоставить простое и экономичное приспособление, которое решает проблемы, описанные выше. Возвратный прогон ленты, что часто возникает по разным причинам, также может быть возможен без скребка или повреждения ленты.
[13] Настоящее изобретение решает задачу посредством модуля скребка ленточного конвейера для очищающего приспособления для возвратной области конвейерных лент, содержащего
- основание, которое закреплено в держателе системы,
- очищающий корпус, содержащий
- держатель ножа, к которому прикреплено очищающее лезвие,
- втулку, в которой установлен держатель ножа так, чтобы он мог вращаться вокруг оси вращения очищающего корпуса, и
- блок очищающей кромки, который прикреплен к очищающему лезвию,
- при этом очищающее лезвие формирует тупой угол β по отношению к ленте, в направлении движения ленты, и
- ось поворота очищающего корпуса, имеющая торсионную пружину, причем указанная ось соединяет основание и очищающий корпус и прижимает очищающий корпус к ленте в процессе,
при этом
- блок очищающей кромки опирается на ленту под острым углом α, как измерено под прямым углом к направлению движения ленты и как видно в направлении поверхности ленты,
- ось вращения очищающего корпуса направлена так, что она проходит через блок очищающей кромки очищающего лезвия, и
- ось поворота очищающего корпуса, как видно в направлении движения ленты, расположена впереди точки пересечения блока очищающей кромки очищающего лезвия.
[14] В отношении вышеупомянутого документа DE 102013006821 А1, модули скребка ленточного конвейера, таким образом, вращаются вокруг оси, которая ведет вертикально через ленту, точнее, они вращаются под углом α. Данный угол необходимо отличать от тупого угла β, который очищающее лезвие формирует в направлении прижима относительно ленты в направлении ее движения, при этом ось вращения проходит через саму ленту. Несмотря на то, что ось вращения тупого угла β в случае документа DE 102013006821 А1 формирует прямой угол к направлению движения ленты, в данном случае она вращается под тем же углом α, но все еще проходит в плоскость ленты.
[15] Кроме того, также в этом случае продольная ось вращения, вокруг которой может вращаться очищающий корпус, является важной. Данная продольная ось вращения не ориентирована перпендикулярно к ленте и не расположена в плоскости ленты; скорее она формирует острый пространственный угол по отношению к ленте.
[16] Точное наклонное положение продольной оси вращения не является важным для функционирования настоящего изобретения; все, что является важным, это примыкание очищающего лезвия к ленте в точке пересечения продольной оси вращения с лентой.
[17] Варианты осуществления настоящего изобретения дают возможность выбора для угла α от 5 до 45 градусов, предпочтительно от 10 до 30 градусов и наиболее предпочтительно 15 градусов.
[18] Для оси вращения очищающего корпуса, которая расположена в центре блока очищающей кромки, важно пересекать поверхность ленты в точке, в которой очищающее лезвие вступает в контакт с поверхностью ленты, и для очищающего корпуса иметь возможность ориентировать себя автоматически. Только в данном положении оси вращения очищающего корпуса достигается равномерный износ блока очищающей кромки.
[19] Это вызвано тем фактом, что наклонное положение лезвия скребка обычно генерирует моменты вращения вокруг оси вращения очищающего корпуса, которые возникают в результате несимметрично действующих сил трения, сил, возникающих от очищаемого материала и от восстанавливающих сил модуля скребка, и данные моменты вращения приводят к различным контактным давлениям блока очищающей кромки на ремень по длине блока очищающей кромки. Как только ось вращения очищающего корпуса, все же, ориентирована так, что она пересекает блок очищающей кромки очищающего лезвия точно в точке, в которой блок очищающей кромки опирается на ленту, больше не возникает моментов вращения.
[20] Однако нет необходимости для данной точки пересечения быть постоянно точно установленной во время работы; незначительные отклонения от точки пересечения являются несущественными и допустимыми, так как такие незначительные отклонения возникают только в небольших моментах вращения вокруг оси вращения очищающего корпуса.
[21] В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено расположение точки пересечения между осью вращения очищающего корпуса и блоком очищающей кромки, которое должно быть выбрано так, чтобы быть на половине высоты износа блока очищающей кромки. В данном случае, когда модули новые, вначале происходит слегка неоднородный износ, при этом изнашивается блок очищающей кромки с одной стороны в более явной мере, чем с другой стороны. Как только половина высоты износа изнашивается, ось вращения очищающего корпуса расположена точно в точке, в которой блок очищающей кромки упирается в ленту и износ является четко однородным. При дальнейшем продвижении и по мере увеличения износа, неоднородность износа точно изменяется на противоположную, при условии, что рабочие условия такие же, и другая сторона изнашивается до более выраженной степени. В конце срока службы модуля слегка неоднородные операции износа точно балансируют друг друга, и блок очищающей кромки подвергается однородному износу.
[22] Преимущество настоящего изобретения в том, что каждое очищающее лезвие ориентирует себя автоматически так, чтобы износ был однородным, хотя модули скребка ленточного конвейера расположены наклонно. Преимущества наклонно расположенных скребков ленточного конвейера это большая величина зазора для удаляющей поверхности и большая способность очистки, таким образом, больше не нуждается в достижении за счет неоднородного износа.
[23] Также важно, чтобы действие очистки происходило все время при тянущем действии. Это значит, что ось поворота очищающего корпуса или выступ последнего вертикально на ленту, как видно в направлении движения ленты, расположены перед точкой пересечения между блоком очищающей кромки и лентой.
[24] Наклонное положение осуществляется при помощи одной или более следующих мер:
- Угол α задан между осью вращения очищающего корпуса и осью поворота очищающего корпуса, например, соответствующей работой кожуха, в котором размещены две оси вращения.
- Угол α достигается путем закрепления очищающего лезвия под углом к держателю ножа, то есть, существует заданный угол между блоком очищающей кромки и осью вращения очищающего корпуса. Например, возможно установить очищающее лезвие под углом сбоку на держателе ножа.
- Угол α задается благодаря основанию модуля скребка ленточного конвейера, в целом установленного во вращающемся состоянии на держателе системы.
[25] Если использовать комбинации данных измерений наклонного позиционирования, то угол α наклонного позиционирования должен быть определен путем добавления отдельных телесных углов, при этом угол наклонного позиционирования всегда измеряется в положении блока очищающей кромки относительно прямого угла к направлению движения ленты.
[26] В другом варианте осуществления настоящего изобретения множество, в частности от 1 до 20 модулей скребков ленточного конвейера, согласно изобретению расположены рядом друг с другом на держателе системы, при этом количество используемых модулей скребков ленточного конвейера зависит от ширины ленты. Все модули скребков ленточного конвейера имеют одинаковый угол α. Блоки очищающей кромки данных модулей скребков ленточного конвейера перекрываются, чтобы достичь непрерывной очистки без зазоров по всей поверхности ленты.
[27] Настоящее изобретение будет объяснено более подробно ниже. На чертежах фиг. 1-6:
[28] фиг. 1а - вид спереди модуля скребка ленточного конвейера, в котором модуль скребка ленточного конвейера расположен наклонно,
[29] фиг. 1b- вид сверху модуля скребка ленточного конвейера, показанного на фиг. 1а,
[30] фиг. 2 - вид сбоку модуля скребка ленточного конвейера, показанного на фиг. 1а,
[31] фиг. 3 - вид сверху модуля скребка ленточного конвейера, в котором очищающее лезвие расположено под углом,
[32] фиг. 4 - вид сбоку модуля скребка ленточного конвейера, показанного на фиг. 3,
[33] фиг. 5 - вид спереди держателя системы в направлении движения ленты, и
[34] фиг. 6 - вид сверху держателя системы.
[35] На фиг. 1а показан вид спереди модуля скребка ленточного конвейера, имеющего основание 1 и имеющего очищающий корпус 2, который содержит держатель 3 ножа, к которому прикреплено очищающее лезвие 4, при этом блок 5 очищающей кромки прикреплен к кончику указанного очищающего лезвия. Очищающий корпус 2 также содержит втулку 6, в которой установлен держатель 3 ножа с возможностью свободного вращения. Втулка 6 жестко связана с осью 10 поворота очищающего корпуса и сама по себе формирует ось 8 вращения очищающего корпуса. Данная ось 8 вращения очищающего корпуса пересекает блок 5 очищающей кромки в точке 9 пересечения.
[36] Держатель 11 системы имеет связанную с ним ось 10 поворота очищающего корпуса, имеющего торсионную пружину, ось поворота которой соединяет основание 1 и очищающий корпус 2 поворотным образом и в процессе прижимает очищающий корпус 2 к ленте. Направление 12 движения ленты проходит наклонно на фигуре, так как иллюстрация повернута углом α наклонного позиционирования. В варианте, показанном на фиг. 1а, ось 10 поворота очищающего кожуха и ось 8 вращения очищающего кожуха остаются под прямыми углами друг к другу, и наклонное позиционирование блока 5 очищающей кромки по отношению к направлению 12 движения ленты достигается путем соответствующей установки основания 1 в держателе 11 системы.
[37] На фиг. 1b представлен вид сверху модуля скребка ленточного конвейера, показанного на фиг. 1а. Для отображения действия согласно настоящему изобретению, в качестве примера изображен треугольник 14 сил, которые возникают вследствие сил трения. Сила R трения является комбинацией всех сил трения, которые возникают от взаимодействия модуля скребка ленточного конвейера и ленты, а также очищаемого материала; при этом возможно, что данные силы трения могут изменяться со временем. Именно только когда ось 8 вращения очищающего корпуса расположена согласно настоящему изобретению так, показанный компонент R1 фрикционной силы, который не возникает в случае очищающего лезвия 4, которое поперечно направлению 12 движения ленты (α=0°), не имеет влияния на силы сжатия очищающего лезвия 4, так как указанная сила действует центрально на ось вращения и, таким образом, не имеет плеча рычага и поэтому не создает никакого крутящего момента. Любое другое положение оси 8 вращения очищающего корпуса, пересекающее ленту на расстоянии над или под точками контакта между лентой и блоком очищающей кромки, создает соответствующий крутящий момент. Соответствующая пара сил из данного крутящего момента всегда неизбежно вызывает неоднородное распределение давления по длине лезвия. Это также является случаем, когда лезвие подвергается соответствующему неравномерному износу.
[38] На фиг. 2 представлен вид сбоку модуля скребка ленточного конвейера, показанного на фиг. 1. Ось 8 вращения очищающего корпуса пересекает блок 5 очищающей кромки в точке 9 пересечения, на половине до высоты износа блока 5 очищающей кромки. По мере увеличения износа блока 5 очищающей кромки, указанная точка 9 пересечения движется в направлении ленты 7 и через него. Проекция оси 10 поворота очищающего корпуса вступает в контакт с лентой на линии 13 проекции, которая расположена перед точкой 9 пересечения в направлении 12 движения ленты. На фиг. 2 также показан тупой угол β между лентой 7 и очищающим лезвием 4, ось вращения тупого угла β соответствует положению продольной оси блока 5 очищающей кромки.
[39] На фиг. 3 представлен вид сверху модуля скребка ленточного конвейера, имеющего угол α наклонного позиционирования, при котором блок 5 очищающей кромки наклонно крепится к держателю 3 ножа. Возможность поворота оси 8 вращения очищающего корпуса соответственно дает возможность вращения блоку 5 очищающей кромки на ленте, по этой причине блок 5 очищающей кромки может свободно ориентироваться. В показанном примере угол α наклонного позиционирования равен 15 градусам и измеряется между ортогональю к направлению 12 движения ленты и блоком 5 очищающей кромки.
[40] Также в случае данного варианта осуществления ось 8 вращения очищающего корпуса должна пересекать ленту точно в точке контакта между блоком 5 очищающей кромки и лентой 7, чтобы блок очищающей кромки подвергался однородному износу. В случае изменения расстояния между осью 10 вращения очищающего корпуса и лентой 7 в данном случае, например, в случае, когда скребок подвержен предварительному напряжению или в результате изменения высоты блока 5 очищающей кромки из-за износа, такая геометрия вызывает поворотное движение очищающего лезвия вокруг оси 8 вращения очищающего корпуса. Только когда ось 8 вращения очищающего корпуса пересекает ленту точно в точке контакта между блоком 5 очищающей кромки и лентой 7, в результате данного эффекта предотвращается вращение блока 5 очищающей кромки, так что блок очищающей кромки не прижимается однородно к ленте.
[41] На фиг. 4 представлен вид сбоку модуля скребка ленточного конвейера, показанного на фиг. 3.
[42] На фиг. 5 показан держатель 11 системы, имеющий несколько наклонно расположенных модулей скребка ленточного конвейера, в приведенном примере имеется 5 подобных, в направлении 12 движения ленты, как видно снизу ленты. В данном случае модули скребка ленточного конвейера расположены так, что они покрывают всю ширину ленты без зазоров. Наклонное позиционирование также означает, что перекрытие дорожек вполне возможно без отдельных модулей скребка ленточного конвейера, мешающих друг другу во время поворота назад, например, когда они наталкиваются на препятствия.
[43] На фиг. 6 представлен соответствующий вид сверху, на котором угол α наклонного позиционирования равен 15 градусам. Наклонное позиционирование достигается, как на фиг. 1 и 2, путем соответствующей установки модулей скребка ленточного конвейера на держателе системы.
[44] Наклонное позиционирование испытывали на испытуемом образце, блок очищающей кромки заменили на быстро изнашиваемый материал, в данном случае была выбрана древесина, с целью испытания поведения износа различных приспособлений. Было обнаружено, что неоднородный износ начинается, как только расстояние между точкой 9 пересечения и лентой 7 превышает несколько миллиметров, и также то, что способ наклонного позиционирования вряд ли имеет какое-либо влияние на поведение износа блока очищающей кромки. Таким образом, возможно оптимизировать наклонное позиционирование в зависимости от очищающих свойств сыпучего материала, который необходимо очищать, при этом специалист в данной области может установить угол α наклонного позиционирования и наиболее перекрывающее расположение дорожек скребка ленточного конвейера в каждом отдельном случае на основании непосредственных предварительных испытаний и опыта.
[45] Затем проводили в форме динамического моделирования расчеты образца, при этом прикладываемые лентой и очищаемым сыпучим материалом силы были смоделированы постоянной силой трения в направлении движения ленты. В испытаниях 1-3 использовали модуль скребка ленточного конвейера, соответствующего фиг. 3, а в испытаниях 4 и 5 использовали модуль скребка ленточного конвейера в соответствии с фиг. 1а/1b.
[46] Как видно из испытаний 2, 3 и 5, значительно отличающиеся давления контактов на сторонах блока очищающей кромки возникают во время работы, даже в случае противоположно отличного расположения, когда ось 8 вращения не пересекает блок очищающей кромки, результатом чего являются различные градусы износа.
Список ссылочных номеров
1 Основание
2 Очищающий корпус
3 Держатель ножа
4 Очищающее лезвие
5 Блок очищающей кромки
6 Втулка
7 Лента
8 Ось вращения очищающего корпуса
9 Точка пересечения
10 Ось поворота очищающего корпуса
11 Держатель системы
12 Направление движения ленты
13 Линия проекции
14 Треугольник сил
α Угол наклонного позиционирования
R Сила трения
R1 Сила трения.