ШАГОВЫЙ КОНВЕЙЕР

Полезная модель относится к транспортирующим средствам, а именно к шаговым конвейерам, и может быть примененная в химической, пищевой, горной и других областях промышленности и в сельском хозяйстве для транспортирования единичных грузов, в частности, жестких и мягких контейнеров (мешков), наполненных сыпучими материалами, с одновременным уплотнением сыпучего материала в контейнере.
Наиболее оптимальным для транспортирования контейнеров (мягких контейнеров) с сыпучими материалами, с учетом необходимости перемещения грузов со значительным отличием веса, являются шаговые конвейеры. В то же время, при транспортировании в мягких контейнерах (мешках) сухих сыпучих, порошкообразных и зернистых материалов часто возникает необходимость уплотнения мягких контейнеров для удобства складирования. Указанное может достигаться благодаря уплотнению самого материала, содержащегося в мягких контейнерах в процессе транспортирования.
Известно устройство для перемещения грузов (Патент Российской Федерации №2133706, МПК В 65 G 25/00, В 66 F 19/00, дата публикации 27.01.1999).
Согласно описанию к указанному патенту, устройство содержит корпус, на котором установлены две опоры для перемещения на них груза. Одна из опор имеет приводы ее вертикального и горизонтального перемещения. Каждый из приводов содержит пустотелые упругие элементы соответственно вертикального и горизонтального перемещения, которые выполнены одинаковыми и объединены с источником давления рабочей среды. Другая опора имеет аналогичный привод горизонтального перемещения с пустотелыми
упругими элементами горизонтального перемещения, соединенными с источником давления рабочей среды.
Как указано в описании изобретения, в исходном положении груз находится на первой несущей опоре, которая расположена выше второй опоры. Сначала через трубки (коллектор) подают давление в упругие элементы вертикального перемещения. Под действием давления кривизна этих упругих элементов изменяется и концы их перемещаются вверх, поднимают закрепленные на них трубчатые элементы горизонтального перемещения с закрепленной на них первой несущей опорой. Поднимаясь над второй опорой, первая опора отрывает от нее груз. Потом через коллектор с гибкими трубками подают давление в упругие элементы горизонтального перемещения. Кривизна упругих элементов горизонтального перемещения изменяется под действием давления, и первая опора вместе с грузом перемещается в горизонтальном направлении на величину шага h относительно второй несущей опоры. Затем снижают давление в упругих элементах вертикального перемещения и первая опора опускает груз на вторую опору в другом месте на расстоянии h. В этот момент одновременно снижают давление в упругих элементах горизонтального перемещения, и первая опора возвращается в начальное положение. Потом подают давление в упругие элементы горизонтального перемещения второй опоры, тем самым перемещая второй опорой груз в горизонтальном направлении на один шаг относительно первой опоры. После этого подают давление в упругие элементы вертикального перемещения и цикл повторяется. Как только первая опора поднимает груз, перемещенный на расстояние 2h относительно предыдущего положения над второй опорой, в этот момент снижают давление в упругих элементах горизонтального перемещения второй опоры и они возвращаются в начальное положение.
Описанное устройство имеет ряд существенных недостатков. Так, наличие нескольких приводов возвратно-поступательного движения грузоносителей, содержащих соответствующие пустотелые упругие элементы, существенно усложняет конструкцию устройства и повышает эксплуатационные затраты.
Кроме того, применение пустотелых упругих элементов безусловно требует дополнительных затрат на постоянное создание давления. Подача давления в упругие элементы может происходить лишь синхронно в определенной последовательности, и требует дополнительных затрат времени. Обязательная синхронность действия упругих элементов существенно снижает надежность устройства, нарушение указанной синхронности сразу приведет к остановке перемещения груза и может привести к повреждению или разрушению конструктивных элементов самого устройства. Описанное устройство, в случае увеличения скорости движения несущих опор, может обеспечить вибрационное уплотнение мягких контейнеров с сыпучими порошкообразными материалами, однако, с учетом необходимости обеспечения синхронного действия упругих элементов, а также общего конструктивного выполнения подвижной части устройства, применение описанного устройства для перемещения грузов, представляющего собой шаговый конвейер, для уплотнения мягких контейнеров приведет к уменьшению надежности устройства, его значительно быстрому износу и выходу из строя.
Кроме того, известен шаговый конвейер (Патент Российской Федерации №2193515, МПК В 65 G 25/04, дата публикации 27.11.2002).
Согласно описанию к указанному патенту, шаговый конвейер содержит плоский линейный асинхронный двигатель, который состоит из индукторов, установленных жестко на основании, и ротора, одновременно являющимся жестким транспортирующим элементом. Последний состоит из пластин и листа. Первая пластина выполнена из металла, имеющего высокую электропроводность (алюминий, медь), вторая пластина - из ферромагнитного металла, а лист, прикрепленный к второй пластине и обращенный к транспортируемому грузу, выполнен из материала с высокими фрикционными свойствами. Транспортирующий элемент со стороны направления транспортирования и с противоположной стороны жестко соединен с упругими элементами, закрепленными, в свою очередь, на основании. Ролики, установленные на штангах с упругими элементами, располагают
транспортирующий элемент параллельно к неподвижной раме и индукторам. Штанги установлены в отверстиях основания перпендикулярно к транспортирующему элементу. При свободном состоянии упругих элементов лист транспортирующей поверхностью выступает над поверхностью неподвижной рамы. Транспортирующий элемент может ограниченно перемещаться на упругих элементах перпендикулярно, а на роликах параллельно рабочей поверхности индукторов. Индукторы подключены к источнику переменного тока через блок управления. Транспортируемый груз расположен на транспортирующем элементе, причем ширина последнего меньше ширины груза.
Как указано в описании к патенту, блок управления подключает индукторы к источнику переменного тока. Индукторы создают электромагнитное поле, которое прикладывают к пластине транспортирующего элемента, в результате чего последний, сжимая упругие элементы, притягивается к рабочей поверхности индукторов. В результате этого, в некоторый момент транспортируемый груз ложится на неподвижную раму. Потом электромагнитное поле, направленное вдоль пластины, побуждает в ней электродвижущую силу и электрический ток. При взаимодействии электромагнитного поля и электрического тока возникает электромагнитная сила, которая приводит транспортирующий элемент в движение на роликах в направлении электромагнитного поля, например в сторону упругого элемента. При этом первый упругий элемент сжимается, а второй элемент растягивается. После отключения блоком управления индукторов от источника переменного тока электромагнитные силы исчезают, потенциальная энергия упругих элементов возвращается транспортирующему элементу. Под действием предварительно сжатых упругих элементов транспортирующий элемент поднимается и поднимает транспортируемый груз над неподвижной рамой. Потом под действием упругих элементов на роликах транспортирующий элемент вместе с грузом перемещается в сторону транспортирования.
Создание электромагнитного поля индукторов, необходимого как для притягивания транспортирующего элемента к рабочей поверхности индукторов, так и для создания электродвижущей силы, которая приводит транспортирующий элемент в движение на роликах, приводит к значительным расходам электроэнергии. Кроме того, работа шагового конвейера, а именно вертикальное и горизонтальное перемещения транспортирующего элемента, может происходить лишь поэтапно, в определенной последовательности, и нуждается в дополнительных затратах времени. Описанное устройство, в случае увеличения скорости движения транспортирующего элемента, может обеспечить вибрационное уплотнение мягких контейнеров с сыпучими порошкообразными материалами, однако, с учетом общего конструктивного выполнения подвижной части устройства и способа его работы, применение описанного устройства для перемещения грузов, представляющего собой шаговый конвейер, для уплотнения мягких контейнеров приведет к уменьшению надежности устройства, значительно быстрому износу изделия и к существенному повышению, и без того больших, затрат электроэнергии.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому шаговому конвейеру и избранным в качестве наиболее близкого аналога является шаговый конвейер в соответствии с патентом Украины №9573 (МПК В 65 G 25/08, дата публикации 17.10.2005).
Согласно описанию к указанному патенту, шаговый конвейер содержит неподвижную раму, выполненную в виде сварных плит, которые закреплены на фундаменте, подвижную несущую раму, выполненную в виде сварной металлоконструкции, которая установлена между плитами неподвижной рамы и одноплечевые рычаги, шарнирно установленные одной стороной на фундаменте, а другой стороной взаимно соединены опорными и фиксирующими роликами с подвижной несущей рамой, при этом опорные ролики установлены на осях рычагов, а фиксирующие ролики установлены на осях кронштейнов, шарнирно закрепленных на осях рычагов. Рычаги связаны между собой тягами,
которые регулируются гайками. Приводом подъема является первый гидроцилиндр, а приводом перемещения - второй гидроцилиндр.
Как указано в описании к патенту, сначала одноплечевые рычаги находятся в крайнем наклонном положении, при этом подвижная несущая рама находится в зоне приема груза из первой позиции в крайнем опущенном положении. Груз с помощью отдельных транспортных средств устанавливается на первую позицию неподвижной рамы. Под действием первого гидроцилиндра рычаги вращаются вокруг шарнира и устанавливаются в вертикальном положении, поднимая несущую раму, которая опирается на опорные ролики рычагов, в крайнее верхнее положение. При этом подвижная несущая рама подхватывает груз и немного поднимает его выше уровня неподвижной рамы. Дальше под действием второго гидроцилиндра подвижная несущая рама с грузом перемещается на установленный шаг на опорных роликах рычагов. Потом под действием первого гидроцилиндра рычаги оборачиваются вокруг оси и устанавливаются в крайнем наклоненном положении, опуская при этом подвижную несущую раму ниже уровня неподвижной рамы и устанавливая таким образом груз на вторую позицию неподвижной рамы. Дальше под действием гидроцилиндра подвижная несущая рама возвращается в начальное положение, перемещаясь на опорных роликах рычагов.
После этого цикл работы конвейера повторяется, перемещая грузы с одной позиции на друге через интервалы времени, которые отвечают ритму технологического процесса.
Итак, наличие двух приводов (в виде двух гидроцилиндров) возвратно-поступательного движения подвижной рамы - в плоскости направления транспортирования и в плоскости, перпендикулярной последней, существенно усложняет конструкцию устройства и повышает эксплуатационные затраты. Кроме того, применение гидроцилиндров безусловно нуждается в дополнительных затратах на создание в них давления. Работа гидроцилиндров, как и элементов механизма подъема и перемещения подвижной рамы, может происходить лишь синхронно в определенной последовательности и нуждается
в дополнительных затратах времени. Обязательная синхронность действия гидроцилиндров существенно снижает надежность устройства. Описанное устройство, в случае увеличения скорости движения подвижной рамы, может обеспечить вибрационное уплотнение мягких контейнеров с сыпучими порошковидными материалами, однако, с учетом необходимости обеспечения синхронного действия гидроцилиндров, а также общего конструктивного выполнения подвижной части устройства, применение описанного устройства для перемещения грузов, представляющего собой шаговый конвейер, для уплотнения мягких контейнеров приведет к уменьшению надежности устройства и к значительно быстрому износу изделия.
С учетом вышеизложенного, признаками наиболее близкого аналога, совпадающими с существенными признаками предложенной полезной модели, являются установленная на основе неподвижная рама, подвижная рама, соединенная с механизмом подъема и перемещения подвижной рамы, связанным с приводом и содержащим синхронизирующую тягу.
В основу полезной модели поставлена задача создания шагового конвейера с возможностью обеспечения вибрационного уплотнения мягких контейнеров с сыпучими порошкообразными материалами в процессе их транспортирования.
Поставленная задача решена за счет того, что в шаговом конвейере, содержащем установленную на основании неподвижную раму, подвижную раму, соединенную с механизмом подъема и перемещения подвижной рамы, связанным с приводом и содержащим синхронизирующую тягу, соответственно полезной модели, на неподвижной и подвижной рамах, на расстоянии друг от друга, установлены параллельные горизонтальные направляющие таким образом, что расстояние между направляющими неподвижной рамы больше горизонтального размера поперечного сечения направляющих подвижной рамы, а механизм подъема и перемещения подвижной рамы выполнен в виде двух, установленных параллельно и связанных указанной синхронизирующей тягой, валов, на которых с помощью
подшипниковой опоры установлена подвижная рама и концы которых соединены с неподвижной рамой с возможностью вращения указанных валов, а один из концов одного из валов соединен с приводом вращения, к тому же, каждый конец каждого из валов содержит два дополнительных участка с цилиндрическими поверхностями, а продольные оси симметрии каждого вала и двух, принадлежащих одному из его концов, участков параллельны и расположены на расстояния между собой, при этом, указанные участки одного конца каждого вала представляют собой зеркальное отображение участков второго конца вала, кроме того, указанная синхронизирующая тяга выполнена с кольцевидными концами, соединенными с соответствующими цилиндрическими поверхностями валов, не соединенными с подвижной и неподвижной рамами, при этом, устройство дополнительно содержит ориентирующий барабан, установленный над подвижной рамой таким образом, что его продольная ось симметрии расположена горизонтально и перпендикулярна направляющим подвижной рамы.
Именно эти признаки необходимы и достаточны для решения поставленной задачи.
Установка на неподвижной и подвижной рамах, на расстоянии друг от друга, параллельных горизонтальных направляющих таким образом, что расстояние между направляющими неподвижной рамы превышает горизонтальный размер поперечного сечения направляющих подвижной рамы, приводит к образованию опорной поверхности неподвижной рамы и несущей опорной поверхности подвижной рамы, которые, исходя из своего конструктивного выполнения, обеспечивают необходимое вибрационное уплотнение мягких контейнеров во время транспортирования.
Выполнение механизма подъема и перемещения подвижной рамы в виде двух, установленных параллельно и связанных указанной синхронизирующей тягой, валов, на которые с помощью подшипниковой опоры установлена подвижная рама, соединение концов валов с неподвижной рамой с возможностью вращения указанных валов, соединение одного из концов одного
вала с приводом вращения, выполнение каждого конца каждого из валов с двумя дополнительными участками с цилиндрическими поверхностями, то, что продольные оси симметрии каждого вала и двух, принадлежащих одному из его концов, участков параллельны и расположены на расстоянии между собой, а также то, что указанные участки одного конца каждого вала представляют собой зеркальное отображение участков второго конца вала, выполнение синхронизирующей тяги с кольцевидными концами, соединенными с соответствующими цилиндрическими поверхностями валов, которые не объединены с подвижной и неподвижной рамами, обеспечивает надежность подвижной части устройства при значительной скорости движения подвижной рамы, то есть, в вибрационном режиме работы устройства.
Введение в устройство ориентирующего барабана, установленного над подвижной рамой таким образом, что его продольная ось симметрии расположена горизонтально и перпендикулярная направляющим подвижной рамы, обеспечивает необходимое ориентирование мягких контейнеров на параллельных горизонтальных направляющих для осуществления вибрационного уплотнения во время транспортирования.
Суть полезной модели поясняется чертежами, где изображено на:
фиг.1 - общий вид шагового конвейера;
фиг.2 - общий вид шагового конвейера без корпуса;
фиг.3 - вид снизу шагового конвейера без корпуса;
фиг.4 - схема расположения осей конца вала;
фиг.5 - механизм подъема и перемещения подвижной рамы;
фиг.6 - конец вала;
фиг.7 - конец вала, соединенный с синхронизирующей тягой.
Один из возможных вариантов выполнения шагового конвейера состоит из установленной на основании 1 с помощью вертикальных опор 2 неподвижной рамы 3, выполненной в виде поперечных и продольных жестких элементов. На основании 1 закреплен мотор-редуктор 4 (привод воращения), вал которого
соединен с концом ведущего вала 5 механизма 6 подъема и перемещения подвижной рамы.
Механизм 6 подъема и перемещения подвижной рамы состоит из ведущего вала 5, параллельно установленного ему ведомого вала 7, синхронизирующей тяги 8.
Каждый конец вала 5 и вала 7 содержит участок 9 и 10, которые имеют цилиндрические поверхности. Продольные оси симметрии каждого вала и принадлежащих одному из его концов цилиндрических участков 9 и 10 параллельны и расположены на расстоянии между собой. При этом, в конкретном варианте выполнения они могут лежать в разных плоскостях, таким образом, что в поперечном сечении образуют вершины условного треугольника АБВ. К тому же, указанные участки 9, 10 одного конца вала представляют собой зеркальное отображение участков 9, 10 второго конца вала.
Цилиндрические участки 9 концов вала 5 и вала 7 с помощью подшипниковых опор 11 соединены с основанием 1.
Цилиндрическая поверхность участка 10 одного из концов вала 5, с помощью подшипников и кольцевидных концов 12 синхронизирующей тяги 8, соединена с соответствующей цилиндрической поверхностью 10 одного из концов вала 7.
На основных (центральных) частях вала 5 и вала 7, с помощью подшипниковых опор 13, установлена подвижная рама 14.
На неподвижной раме 3 и подвижной раме 14, на расстоянии друг от друга, установлены параллельные горизонтальные направляющие 15 и направляющие 16 соответственно таким образом, что расстояние между направляющими неподвижной рамы 3 превышает горизонтальный размер поперечного сечения направляющих подвижной рамы 14.
Указанные направляющие 15 неподвижной рамы 3, расположенные в одной плоскости, и направляющие 16 подвижной рамы 14, которые также
расположены в одной плоскости, образуют опорные поверхности для транспортируемого груза.
Над подвижной рамой 14, со стороны подачи транспортируемых мягких контейнеров, на вертикальных опорах установлен ориентирующий барабан 17, его продольная ось симметрии расположена горизонтально и перпендикулярна направляющим 15 и 16.
Работа шагового конвейера осуществляется следующим образом.
Сначала запускают мотор-редуктор, который приводит в движение механизм 6 подъема и перемещения подвижной рамы. Не зависимо от вертикального положения направляющих 16 подвижной рамы 14, мягкие контейнеры опускаются на участок цилиндрической поверхности барабана 17, находящуюся за условной вертикальной плоскостью, в которой расположена продольная ось симметрии барабана 17, со стороны направляющих 16. При этом, под действием массы мягкого контейнера, барабан 17 свободно оборачивается, благодаря чему мягкий контейнер переворачивается и ложится на направляющие 15 и/или направляющие 16 стороной или поверхностью, имеющей наибольшую площадь. Таким образом происходит ориентирование мягкого контейнера для дальнейшего его вибрационного уплотнения.
Если в момент укладывания мягкого контейнера на опорную поверхность горизонтальные направляющие 16 подвижной рамы 14, например, находятся в крайнем опущенном положении, то под действием привода вращения, соединенные с помощью подвижной рамы 14 и синхронизирующей тяги 8, валы 5 и 7 оборачиваются вокруг продольной оси симметрии их крайних участков 9. При этом, горизонтальные направляющие 16 подвижной рамы 14, установленной с помощью подшипниковых опор 13 на вале 5 и вале 7, сначала поднимаются над направляющими 15 неподвижной рамы 3, поднимая при этом мягкий контейнер над направляющими неподвижной рамы, перемещаются в сторону транспортирования, а потом опускаются ниже направляющих 15 неподвижной рамы 3 в крайнее нижнее положение, опуская мягкий контейнер
на направляющие неподвижной рамы на определенном расстоянии от предыдущего положения груза. После этого цикл работы шагового конвейера повторяется.
Благодаря установке на валах 5 и 7 синхронизирующей тяги 8, устраняется возможность наклона подвижной рамы 14 при прохождении "мертвых" точек, благодаря чему, во время перемещения направляющие 16 подвижной рамы 14 всегда находятся в горизонтальном положении.
При значительном количестве оборотов мотор-редуктора 4, происходит встряхивание сыпучих материалов, находящихся в мягком контейнере, благодаря чему осуществляется уплотнение сыпучих материалов в таре.
Шаговый конвейер, как он описан выше, позволяет обеспечить вибрационное уплотнение мягких контейнеров с сыпучими порошкообразными материалами в процессе их транспортирования.