КОВШОВЫЙ ЛЕНТОЧНЫЙ ЭЛЕВАТОР

Полезная модель относится к подъемно-транспортным машинам, а именно, к ковшовым ленточным элеваторам, и может быть примененная в машиностроении, строительстве, сельском хозяйстве, горной, химической и других областях промышленности, в частности, для транспортирования сыпучих мелкодисперсных абразивных материалов малой плотности, склонных к пылеобразованию, с сохранением целостности структуры частиц сыпучего материала.
Как известно, наиболее оптимальным средством перемещения насыпных грузов вверх по вертикальному или крутонаклонному (более 60° к горизонтали) направлению являются вертикальные или наклонные ковшовые элеваторы.
Известны ковшовые цепные элеваторы, имеющие две вертикально замкнутые цепи с жестко прикрепленными к ним ковшами. При этом, цепи огибают две соосные спаренные приводные звездочки и две соосные натяжные звездочки. Указанные пары звездочек расположены в одной вертикальной плоскости и вместе с другими описанными элементами размещены в закрытом кожухе, который имеет в нижней части загрузочное отверстие, а в верхней - разгрузочное отверстие. Подобный вертикальный ковшовый цепной элеватор описан в материалах к патенту СССР №12899, заявленному 28.11.1928 (заяв. свид. №36129) и опубликованному 31.01.1930.
Недостатками описанных элеваторов является большой вес, относительно небольшая производительность, обусловленная ограничением скорости вращения звездочек, и что очень существенно, невозможность применения для транспортирования абразивных сыпучих мелкодисперсных
материалов, склонных к пылеобразованию, попадание которых в места соединений элементов цепей и в зоны контакта зубцов звездочек с цепями может вызвать заклинивание и остановку элеватора, а также приведет к его быстрому износу.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому элеватору и избранным в качестве наиболее близкого аналога является ковшовый ленточный элеватор, имеющий бесконечно замкнутую на приводном и натяжном барабанах гибкую ленту с прикрепленными к ней ковшами с образованием грузовой и холостой ветвей, направляющие для корпусов подшипников натяжного барабана грузового типа, кожух, неподвижные направляющие для ленты, при этом, к верхней части кожуха с помощью двух гибких элементов, как на грузовой, так и на холостой ветвях, подвешены П-образные балки, размещенные в горизонтальной плоскости с зазорами относительно стенок кожуха и ковшей с охватом ковшей, при этом свободные концы балок соединены между собой шарнирными двухзвенниками, центральные шарниры которых гибкими элементами кинематически связаны с корпусами подшипников натяжного барабана и подпружинены к кожуху, а недвижные направляющие для ленты размещены на уровне П-образных балок (патент Российской Федерации №2229427 С1; МПК В 65 G 17/12, В 65 G 43/06; опубл. 27.05.2004).
Согласно материалам заявки по указанному патенту, элеватор выполнен вертикальным, верхняя часть кожуха содержит отверстие с разгрузочным патрубком, а нижняя - загрузочное отверстие. Кроме того, между параллельно расположенными частями ленты с ковшами, параллельно ее поверхности, установлены направляющие для ленты, корпусы подшипников натяжного барабана размещены на прямоугольных пластинах, установленных в вертикальных направляющих, с возможностью вертикального перемещения, а направляющие соединены со стенками кожуха. При этом, натяжной барабан имеет возможность вертикального
перемещения, а его максимальное нижнее положение, и соответственно натяжение ленты с ковшами, обеспечивается путем действия на этот барабан дополнительного веса, то есть применено весовое натяжное устройство.
К наиболее существенным недостаткам этого ковшового ленточного элеватора можно отнести следующее:
- наличие шарнирных соединений практически делает невозможным применение изделия для транспортирования абразивного мелкодисперсного материала, склонного к пылеобразованию, с учетом того, что попадание такого материала в места этих соединений приводит к заклиниваниям и быстрому износу;
- выполнение натяжного барабана со сплошной цилиндрической поверхностью обода приводит к разрушению частиц материала малой плотности, которые в результате осыпания из ковшей размалываются между поверхностями вращающегося барабана и охватывающей его ленты, таким образом ограничивается круг технологических процессов, где может быть применено изделие и его функциональные возможности;
- выполнение натяжного барабана со сплошной цилиндрической поверхностью обода также приводит к накоплению сыпучего материала в зоне между барабаном и лентой, в результате чего возникает проскальзывание и смещение ленты с поверхности барабана, что снижает надежность изделия;
- установка натяжного барабана с возможностью перемещения по направлению к и от оси приводного барабана с применением весового натяжного устройства может привести к смещению ленты с барабана при больших скоростях ее перемещения, обычно присущих ковшовым ленточным элеваторам с центробежным способом разгрузки, что ограничивает производительность и снижает надежность изделия.
Задачей полезной модели является разработка ковшового ленточного элеватора с более широкими функциональными возможностями и повышение его надежности путем нового выполнения элементов элеватора и их связей.
Поставленная задача решается за счет того, что в ковшовом ленточном элеваторе, который имеет вертикально замкнутую ленту с закрепленными на ней ковшами, которая огибает приводной и натяжной барабаны, установленные в вертикальной плоскости с возможностью вращения на горизонтально расположенных осях внутри кожуха в его верхней и нижней частях соответственно, при этом, верхняя часть кожуха содержит отверстие с разгрузочным патрубком, а нижняя - загрузочное отверстие, кроме того, между прямым участками ленты, параллельно ее поверхности, установлены направляющие для ленты, а корпусы подшипников оси натяжного барабана установлены в направляющих с возможностью перемещения в направлении от и до оси приводного барабана, согласно полезной модели, цилиндрическая поверхность натяжного барабана выполнена решетчатой.
Именно эти признаки необходимы и достаточны для решения поставленной задачи.
Кроме того, цилиндрическая поверхность натяжного барабана образована балками с круглым сечением одинакового диаметра, расположенными параллельно оси натяжного барабана, при этом соседние балки расположены на расстоянии друг от друга не меньше размера их диаметра.
Отверстие с разгрузочным патрубком выполнено с полкой, направленной вовнутрь кожуха, кромка которой параллельна ленте
Кроме того, корпусы подшипников оси натяжного барабана установлены в направляющих с возможностью фиксируемого перемещения.
Выполнение цилиндрической поверхности натяжного барабана решетчатой, то есть ее образование балками с круглым сечением одинакового диаметра, расположенными параллельно оси натяжного барабана, таким образом, что соседние балки расположены на расстоянии друг от друга не меньше размера их диаметра, позволяет избежать накопления сыпучего материала между цилиндрической поверхностью барабана и лентой, обеспечить перемещение материала в нижнюю часть корпуса для загрузки в ковш, в результате максимально уменьшить разрушение частиц материала, благодаря чему расширить функциональные возможности изделия.
Выполнение отверстия с разгрузочным патрубком с полкой, направленной вовнутрь кожуха, кромка которой параллельна ленте, позволяет уменьшить осыпание сыпучего материала, разгружаемого из ковшей в разгрузочное отверстие, в нижнюю часть кожуха, особенно при небольших скоростях перемещения ленты, благодаря чему уменьшается количество разрушенных частиц материала, которые попадают в зону между цилиндрической поверхностью натяжного барабана и лентой. Таким образом, достигается, как расширение функциональных возможностей изделия, так и повышение его производительности и надежности.
Установка корпусов подшипников оси натяжного барабана в направляющих и с возможностью фиксированного перемещения позволяет обеспечить фиксированное оптимальное натяжение ленты с ковшами для избежания колебания ленты и, соответственно, осыпания перемещаемого материала, а также сползания ленты с цилиндрической поверхности барабана, благодаря чему повышается, как надежность, так и производительность изделия.
Суть полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен вид ковшового ленточного элеватора;
на фиг.2 изображен продольный разрез ковшового ленточного элеватора.
Один из возможных вариантов выполнения ковшового ленточного элеватора имеет несущий тонкостенный кожух 1, выполненный в виде вертикально вытянутого короба. При этом, верхняя часть кожуха 1 содержит отверстие с разгрузочным патрубком 2, направленным вниз под острым углом к вертикали. Отверстие с разгрузочным патрубком 2 выполнено с полкой 3, направленной вовнутрь кожуха 1.
В верхней части кожух 1 содержит приводной барабан 4, соединенный с мотор-редуктором (на чертеже не показан). Приводной барабан 4 выполнен со сплошной цилиндрической поверхностью и закреплен на валу 5 привода, при чем, вал 5 установлен на стенках кожуха 1 с помощью подшипников 6, расположенных на внешних поверхностях кожуха 1.
В нижней части кожух 1 содержит натяжной барабан 7, который выполнен в виде "беличьего колеса" и закреплен на валу 8, при этом, концы вала 8 установлены в подшипниках 9, корпусы которых соединены с прямоугольными пластинами 10. Пластины 10 установлены в направляющих 11 с возможностью перемещения в вертикальном направлении, а положение этих пластин и, соответственно, натяжного барабана 6, фиксируется с помощью винтов 12.
Диаметр приводного барабана 4 равен диаметру натяжного барабана 7.
Между приводным барабаном 4 и натяжным барабаном 7 натянута гибкая лента 13 с ковшами 14, жестко установленными на ее внешней поверхности через одинаковые промежутки.
Между параллельно расположенными участками ленты 13, параллельно ее внутренним поверхностям, установлены направляющие 15, выполненные в виде пластин.
Нижняя часть стенки кожуха 1, параллельной поверхности ленты с ковшами, выше натяжного барабана 7, содержит прямоугольный вертикально
вытянутый люк с крышкой 16, предназначенный для ремонта и технического обслуживания ленты 13 и ковшей 14.
Кроме того, стенки нижней части кожуха 1 имеют круглые смотровые отверстия с заглушками 17 и отверстие с загрузочным патрубком 18.
Работа ковшевого ленточного элеватора осуществляется следующим образом.
Запускается мотор-редуктор (на чертеже не показан), который через вал 5 приводит во вращение приводной барабан 4. В свою очередь приводной барабан 4, за счет силы трения, приводит в движение ленту 13, таким образом, образуются две ветви элеватора: одна грузовая (левая), а вторая - холостая (правая).
Через загрузочный патрубок 18 сыпучий материал загружается в нижнюю часть ("башмак") кожуха 1. За счет перемещения ленты 13, ковши 14 подхватывают сыпучий материал и поднимают его к приводному барабану 4 (грузовая ветвь). При прохождении ковшей по дуге, в процессе огибания лентой 13 барабана 4, сыпучий материал, благодаря центробежной силе, выбрасывается в отверстие с разгрузочным патрубком 2 и под действием собственного веса перемещается к выходному отверстию патрубка 2, после чего высыпается наружу. При небольшой скорости вращения приводного барабана 4, когда центробежная сила, выбрасывающая сыпучий материал из ковшей, не достаточна для его отбрасывания к отверстию с разгрузочным патрубком 2, сыпучий материал высыпается на полку 3, после чего уже описанным путем попадает наружу.
Освобожденные ковши 14, вместе с лентой 13, на которой они установлены, спускаются вниз (холостая ветвь) и, перемещаясь по дуге вокруг натяжного барабана 7, захватывают новую порцию сыпучего материала и уже описанным путем транспортируют его к отверстию с разгрузочным патрубком 2.
В процессе перемещения ковшей 14 может происходить расшатывание вертикальных участков ленты 13, которое устраняется с помощью направляющих 15.
Часть сыпучего материала, который высыпается из ковшей 14 и попадает в зазор между кромкой ленты 13 и перпендикулярной ей стенкой кожуха 1, падает на верхнюю часть цилиндрической поверхности натяжного барабана 7 и сквозь решетку его цилиндрической поверхности осыпается на дно кожуха 1, после чего, вместе с материалом, подающимся через загрузочный патрубок 18, подхватывается ковшами 14.
С помощью вращения винта 12, осуществляется перемещение пластины 9 и, соответственно, натяжного барабана 7, в вертикальном направлении, благодаря чему обеспечивается необходимое натяжение ленты 13.
Ковшовый ленточный элеватор, как он описан выше, позволяет существенно расширить функциональные возможности и повысить надежность изделия, в частности, в случае применения для транспортирования сыпучих мелкодисперсных абразивных материалов малой плотности, склонных к пылеобразованию, с сохранением целостности структуры частиц сыпучего материала.