САМООЧИЩАЮЩИЙСЯ КРУТОНАКЛОННЫЙ ЛЕНТОЧНЫЙ КОНВЕЙЕР Российский патент 2006 года по МПК B65G17/02 B65G23/32 

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к ленточным конвейерам, крутонаклонно или горизонтально транспортирующим склонный к налипанию сыпучий материал с крупными кусками.

Известны крутонаклоные ленточные конвейеры для крупнокусковых материалов с расположением грузовой ветви под порожней ветвью, грузонесущее полотно которых выполнено в виде одной или двух продольно лежащих внахлестку лент, опирающихся в нижней грузовой ветви на ходовые траверсы, а в верхней порожней ветви - на ходовые поперечины, которые, в свою очередь, прикреплены к пакетам тросов, выполняющих функции тяговых органов (авт. св. №№988677, 1474032, 1703582, 1726324).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является конвейер по авт. св. №1726324, содержащий огибающее приводные и натяжные блоки, грузонесущее полотно в виде двух продольно расположенных внахлестку лент, прикрепленных по внешнему краю к дугообразным траверсам с ходовыми колесами, связанным между собой с каждого конца несколькими параллельно расположенными канатами, приводные блоки выполнены с поперечными пазами и размещенными в них посредством амортизационных вкладышей Г-образными пластинами, при этом канаты по бокам дугообразных траверс соединены между собой, посредством зажимных колодок, выполненных с выступами для размещения их в пазах приводных блоков с возможностью взаимодействия с Г-образными пластинами.

Недостатком известных конвейеров является то, что тяговые пакеты тросов в начальный обкаточный период эксплуатации могут вытягиваться. В результате этих остаточных деформаций по длине тяговых органов шаг между их упорами для сцепления в пазах приводных блоков увеличивается. На изменение шага между контактами сцепления могут влиять также суточные, сезонные и климатические температурные деформации. Это приводит к ускоренному износу контактных поверхностей сцепления, биению, аварийному выходу из зацепления тяговых органов с приводными блоками конвейера.

Кроме того, отклонение от точности шага сцепления между поверхностями упоров при монтаже пакетов тросов и между соответствующими поверхностями пазов при изготовлении приводных блоков может привести к критическим концентрациям напряжений на поверхностях сцепления и, следовательно, к ускоренному их износу вплоть до выкрашивания.

В наиболее близком по технической сущности к предлагаемому конвейере (авт. св. №1726324) все вышеизложенные вредные влияния уменьшаются, но полностью не исключаются. Предполагаемая податливость Г-образных пластин за счет амортизационных вкладышей обуславливает также возникновение силового трения между поверхностями контактов на колодках тягового органа и упорами приводных блоков как при вхождении в зацепление, так и при выходе из зацепления. Сосредоточение всей тяговой мощности в головном приводе конвейера технико-экономически усложняет задачу остановки и пуска груженого крутонаклонного конвейера. Более того, при наращивании конвейера в процессе эксплуатации на высоту транспортирования более чем 150÷200 метров тяговая нагрузка на колодках тяговых органов может возрасти до предельно допустимой, после которой дальнейшая эксплуатация конвейера по условиям безопасности запрещается.

Цель изобретения - обеспечение большей надежности работы конвейера и расширение области применения (увеличение работоспособности) путем придания дополнительных приводов, устройство сцепления которых с тяговыми органами обеспечивает устранение вредного влияния (допустимых) погрешностей изготовления и монтажа, температурных и эксплуатационных деформаций.

Указанная цель достигается тем, что крутонаклонный ленточный конвейер содержит огибающее приводные и натяжные блоки грузонесущее полотно в виде двух продольно расположенных внахлестку лент, лежащих в нижней части на несущих дугообразных траверсах с ходовыми колесами, а в верхней части на поперечинах с ходовыми колесами на концах, бесконечные тяговые органы, расположенные по бокам в виде, например, пакетов тросов, скрепленных колодками, к которым прикреплены концы траверс, внешние края лент и поперечины, содержит дополнительные приводы под грузонесущей нижней ветвью, устройство сцепления которых с тяговыми выполнено в виде упругих рычагов, например рессорных, вмонтированных с возможностью поворотов в тяговую цепь, замкнутую на приводных и натяжных звездочках, концы малого плеча рычагов уперты в тыльную часть колодок тягового органа конвейера, а катки концов большего плеча рычагов опираются на балку, например рельсу, поверхность качения которой имеет рабочую траекторию с начальным и конечным закруглениями.

Рычажно-упругое устройство сцепления с тяговыми органами грузонесущего полотна конвейера используется (смонтировано) и в головном приводе конвейера.

Признаки, обеспечивающие достижение поставленной цели, являются новыми, т.к. в известных технических решениях не обнаружены.

На фиг.1 изображена простейшая общая схема конвейера, вид сбоку; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез по В-В на фиг.1; на фиг.5 - разрез по Д-Д на фиг.6; на фиг.6 - разрез по Г-Г на фиг.5; на фиг.7 - схематический вид сбоку на головной блок конвейера.

Самоочищающийся крутонаклонный ленточный конвейер (см. фиг.1, 3, 5 и 7) состоит из конвейерного става 1, пакетов тяговых тросов 2, скрепленных колодками 3, имеющими выступы-зубья 4 для сцепления с кромками малого плеча рессорных рычагов 5 (и 35). Замкнутые пакеты тяговых тросов 2 огибают (см. фиг.1 и 7) пару приводных блоков 6 и натяжные блоки 7 (вместо блоков 7 могут быть использованы натяжные дуги-направляющие; чертежом не показано). Блоки 6 и 7 имеют ободы 8 с канавками для тросов и вырезами для помещения колодок 3 и пространства для диапазона поворотов частей малого плеча рессорных рычагов 5 (фиг.7). Натяжные блоки для правильного сочетания с тяговыми органами могут иметь дополнительные "гнезда", например, для колес (чертежом не показано). В колодках 3 закреплены трубчатые поперечины 9, на среднюю часть которых в качестве элементов жесткости надеты трубчатые отрезки 10 с запрессованными в кольцевые зазоры между ними амортизирующими прокладками (не показано). На фиг.3 показан вариант закрепления поперечин через одну колодку. Колодки 3 имеют проушины 11, к которым шарнирно крепятся концы траверс 12 и 13. Поперечины 9 на концах имеют колеса 14, установленные на направляющих 15. Траверсы 12 и 13 имеют колеса 16, установленные на направляющих 17. На траверсах 12 и 13 в нижней ветви лежат ленты 18 и 19, которые по внешним краям посредством петель вместе с траверсами 12 и 13 крепятся к проушинам 11. Внутренний край ленты 18 внахлестку наложен на ленту 19. В зоне движения траверс 12 и 13 вниз вокруг натяжного барабана 7 (или вокруг натяжных дуг) направляющие 17 по соответствующим дугам загнуты вверх для приемки-накатывания колес 16. В месте загрузки конвейера, например вибропитателем 20 (фиг.1), направляющие 15 и 17 могут устанавливаться на амортизаторах (на чертеже не показано). На участке разгрузки, например в бункеры 21 (фиг.1), направляющие 17 в требуемом месте раздвигаются, например, гидравликой, как показано на фиг.4. После разгрузки направляющие 17 имеют рабочие траектории для плавного возвращения траверс в прежнее положение и движения их вверх вокруг приводного барабана 6 в верхнюю холостую ветвь 22. Грузонесущее полотно конвейера имеет гибкие перегородки 23, которые в средней части крепятся обхватом 24 вокруг поперечины, а боковыми концами крепятся к проушинам 11. Для упирания траверс одна в другую в верхней холостой ветви траверсы 13 имеют крюк 25 (фиг.2). Края лент 18 и 19 на фиг.3 условно показаны линиями 26. В целесообразных местах по длине конвейера установлены дополнительные приводы 27, которые имеют смонтированные под нижней грузовой ветвью 28 по два устройства сцепления с тяговыми органами конвейера (фиг.1). Каждое устройство (фиг.5 и 6) состоит из спаренных приводных 29 и натяжных 30 звездочек, которые закреплены соответственно на общих для двух устройств силовом 31 и натяжном 32 валах. На звездочках 29 и 30 замкнута - натянута цепь 33, на пальцах 34 между звеньями которой закреплены с определенным интервалом (равным шагу сцепления между колодками 3) рессорные рычаги 35. Малое плечо 35 рессорных рычагов на конце имеет кромку для сцепления с колодками 3. Конец большего плеча 36 снабжен катком 37, который установлен на опорной балке 38 (например, рельс), имеющей начальный 39 и конечный 40 отгибы поверхности качения. Опорная балка крепится к швелерам 41. Для упругорычажного сцепления двух тяговых органов конвейера с парой головных блоков каждый блок 6 имеет (например, единой отливкой) пальцы-оси 42. На осях 42 монтируются рессорные рычаги 5, малое плечо которых на конце имеет кромку для сцепления с колодками 3. Конец большего плеча рессорных рычагов снабжен катком 43, который установлен на опорном кольце 45. Опорное кольцо 45 имеет с внешней стороны два цилиндрических участка поверхности качения с большим 44 и меньшим 46 диаметрами. Участки 44 и 46 цилиндрических поверхностей качения плавно соединены поверхностью качения 47 для входа рессорных рычагов в зацепление с колодками 3 и поверхностью качения 48 для плавного выхода рычагов из зацепления. Для правильной ориентации рычагов 5 после выхода из зацепления (для небольшого их прижатия катков 43 к холостой поверхности качения 46) могут быть использованы пружины, один конец которой вставляется в отверстие пальца-оси 42, другой крепится под болт 49 хомута рессорного рычага. Опорные кольца 44 крепятся стационарно, например, к станине приводных блоков.

Самоочищающийся крутонаклонный ленточный конвейер работает следующим образом.

Порядок включения всех двигателей приводов конвейерного агрегата в электрическую нагрузку обеспечивается известной электронной автоматикой. Слаженное, суммарное вхождение всех рессорных рычагов в зацепление с тяговыми органами конвейера обеспечивается известными муфтами предельного сцепления во всех приводах конвейерного агрегата. В случае какого-то аварийного заклинивания грузонесущего полотна или, например, поломке одного из приводов и резком увеличении нагрузки на другие двигатели, автоматика отключает двигатели всех приводов с введением в действие тормозов. За правильностью работы конвейера должен быть постоянный телевизионный контроль.

При вращении головных приводных блоков 6 и одновременной работе дополнительных приводов 27 рессорные рычаги 5 и 35 упираются в выступы-зубья 4 колодок 3 тяговых пакетов тросов 2 и двигают все замкнутое полотно конвейера. В процессе огибания натяжных блоков 7 колеса 14 поперечин 9 набегают с конечных верхних на приемные вниз направляющие 15. Траверсы 12 и 13 при этом под действием силы тяжести размыкаются из порожнего положения и поворачиваются в шарнирах проушин 11 колодок 3 до упора своими колесами 16 на приемные участки направляющих 17. Ленты 18 и 19 при этом ложатся на траверсы 12 и 13, накладываются внахлестку своими незакрепленными кромками, образуя желоб. Насыпной груз на движущееся рабочее желобчатое конвейерное полотно поступает от вибропитателя 20. В процессе загрузки поперечины 9 играют роль колосников, гасящих излишние удары крупных кусков на траверсы 12 и 13. При этом трубчатые отрезки 10 с запрессованными в кольцевые зазоры амортизирующими прокладками предохраняют поперечины 9 от накопления остаточных деформаций-изгибов. Возможность транспортирования тяжелых и крупных кусков крутонаклонно обеспечивается опиранием траверс 12 и 13 своими колесами на направляющие 17. В зоне загрузки удары тяжелых кусков на траверсы 12 и 13 и на поперечины 9 можно дополнительно смягчить установкой в данном месте направляющих 15 и 17 на амортизаторы. Если этого недостаточно по условиям эксплуатации, то колеса 16 крепятся к траверсам 12 и 13 на рессорах. При крутонаклонном транспортировании крупные куски упираются в поперечины 9. Надежность упирания кусков можно увеличить углублением желобчатости. Оползание мелких фракций груза при крутонаклонном транспортировании предотвращается гибкими перегородками 23. В требуемом месте разгрузки направляющие 17 разведены, поэтому траверсы 12 и 13 под действием тяжести поворачиваются в шарнирах проушин 11 и повисают, ленты 18 и 19 на этом участке разъединяются из положения внахлестку и на своих петлях-шарнирах проушин 11 также повисают до вертикального положения. Для этой же цели при проектировании выбираются оптимальные скорость и траектория движения грузонесущего полотна. Для предотвращения изломов лент внутренние передние кромки траверс 12 и 13 имеют большие закругления. После места разгрузки траектории направляющих 17 плавно возвращают траверсы 12 и 13 с лентами 18 и 19 в прежнее грузонесущее положение, наиболее подходящее для готовности сгибания приводного барабана 6. При этом для обеспечения наложения края ленты 19 внахлестку на ленту 18, траектория направляющей 17 для колес 16 поднимает траверсы 13 с опережением. Затем траверсы 12 кратковременно поднимают кромку ленты 18 немного выше рабочего положения противоположных кромок траверс 13 и опускаются вровень с этими траверсами, при этом крайняя часть ленты 18 ложится на траверсы 13, а крайняя часть ленты 19 внахлест ложится на ленту 18, опираясь вместе с ней на траверсы 12. В процессе движения конвейерного полотна снизу вверх вокруг приводного барабана 6 происходит распрямление желобчатости лент 18 и 19 и укладка их на поперечины 9 за счет собственной тяжести и натяжения. При движении верхней порожней ветви 22 ленты 18 и 19 лежат на поперечинах 9, а траверсы 12 и 13 посредством крюка 25 сводчато упираются одна в другую своими встречными кромками (возможны также случаи опирания - укладки траверс 12 и 13 непосредственно на ленты 18 и 19). Гибкие перегородки 23 складываются под лентами.

Самоочистка грузонесущего полотна начинается уже в процессе разгрузки. При боковом сваливании насыпного груза в момент разведения траверс и разъединения лент происходит и взаимодействие части груза с эффектом сдвигания, сталкивания, соскабливания, встряхивания лент при их повисании. После перехода лент в положение загрязненной стороной над грузовой ветвью происходит осыпание частиц груза опять же на грузовую ветвь. Для увеличения эффективности встряхивания и осыпания частиц груза с холостой ветви можно на определенных участках 50 (фиг.1) установить направляющие 15 для колес 14 - (с применением, например, твердой резины) с волнисто-ребристой поверхностью качения. Даже, если какие-то частицы или наслоения груза примерзнут-прилипнут и не осыпятся в первом рейсе, то они осыпятся в следующих, не ухудшая работу конвейера. При необходимости, ускорить самоочистку можно установкой сопел, обдувающих ленты горячим воздухом или перегретым паром, опрыскивающих антифризом и др.

Работа устройств сцепления дополнительных приводов и в головных приводных блоках конвейера происходит следующим образом.

При вращении силового вала 31 дополнительного привода (см. фиг.5 и 6) спаренные звездочки 29 тянут замкнутую цепь 33 вместе с находящимися в зацеплении с колодками 3 рессорными рычагами 35, передавая усилия тяговому органу конвейера (не более предела муфты сцепления в приводе). При движении на конечном отгибе 40 опорной балки 38 каждый рессорный рычаг освобождается от силового сцепления с колодкой 3 и движется с цепью 33 в холостом ходе вокруг звездочки 29 и дальше к звездочке 30. Правильная ориентация рессорных рычагов для последующего сцепления обеспечивается пружиной, прикрепленной с задней стороны большего плеча одним концом к ушкам специальной пары звеньев цепи 33, а другим прикреплена под болт хомута рычага. После движения вокруг звездочки 30 каток 37 каждого рычага набегает на начальный отгиб 39 опорной балки 38, доворачивает кромку малого плеча рычага 35 до контакта с колодкой 3 и дожимает до рабочего усилия с долей запаса упругой деформации (требуемая жесткость рессорных рычагов проверяется на заводских стендах). Аналогично работают устройства сцепления и в паре головных приводных блоков (см. фиг.7). При вращении блока 6 рессорные рычаги 5, находящиеся в зацеплении с колодками 3, двигают тяговый орган конвейера. Их катки 43 при этом прокатываются по участку 44 с большим диаметром внешней поверхности опорного кольца 45. На участке 48 катки сходят на участок 46 с меньшим диаметром, полностью освобождая каждый рессорный рычаг от тяговой нагрузки. Накатываясь на траекторию участка 47, каждый рычаг поворачивается до контакта кромкой малого плеча с колодкой 3 и дожимается до рабочего усилия с долей запаса упругой деформации. При холостом ходе рычагов 5 их катки двигаются по участку 46 с небольшим прижимом своими пружинами (их крепление см. выше в статической части).

В процессе работы рессорные рычаги как в головных блоках, так и в дополнительных приводах, за счет начальных и конечных плавных отклонений траекторий качения входят в зацепление и выходят из зацепления без силового трения независимо от температурных климатических изменений шага сцепления с учетом назначенных расчетом допустимых погрешностей при изготовлении, монтаже, упругих малых изменений шага сцепления при эксплуатации от изменений веса транспортируемого груза. Упругая податливость рычагов предохраняет от возникновения критических концентраций напряжений на поверхностях сцеплений. В процессе нагруженного движения в упругих рычагах происходит постоянное перераспределение и усреднение тяговых нагрузок. Суммарная перегрузка рычагов предохраняется за счет пробуксовки (малых смещений) в муфтах сцепления каждого привода. Целесообразно, чтобы конструктивное исполнение мест прижимов и отгибов упругих рычагов обеспечивало одновременность моментов плавного входа очередного рычага в зацепление с плавным выходом из зацепления рычага на другой стороне опорной балки. Расчетно-допустимое накопление в процессе эксплуатации конвейера остаточных деформаций (вытяжки) в тяговых органах (допустимое увеличение шага сцепления), а также сезонные (зимой, летом) температурные деформации можно оптимизировать наклоном балки, выпуклостью или вогнутостью рабочей траектории прижима рычагов.

Предлагаемое техническое решение сцепления головного и дополнительных приводов с тяговыми органами за счет более равномерного распределения нагрузок, уменьшения интенсивности износа, уменьшения продолжительности профилактических ремонтов увеличивает эксплуатационную производительность конвейера.

Дополнительные приводы с предлагаемыми устройствами сцепления обеспечивают возможность конвейерного транспортирования горной массы с крупными тяжелыми кусками с больших глубин, не устанавливая дополнительные конвейеры со сложными перегрузочными пунктами.

Создание и использование предлагаемых самоочищающихся крутонаклонных ленточных конвейеров обеспечит более эффективную систему вскрытия месторождений полезных ископаемых (например, крупнейшего Удоканского месторождения меди в Читинской области) с существенным уменьшением себестоимости транспортировки 1-го м³ горной массы. Возможна проходка двух параллельных крутонаклонных шахтных стволов (выдачного и вентиляционного) с использованием одного наращиваемого магистрального крутонаклонного конвейера.

Появление самоочищающихся крутонаклонных конвейеров для транспортирования взорванной массы с крупными кусками удешевит добычу полезных ископаемых, уменьшит загазованность и запыленность, задаст стимул к проектированию новых систем разработок, совершенствованию конвейерных подъемников предложенного типа, обеспечит существенный прогресс технологий в мировой горнодобывающей промышленности.

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к самоочищающимся крутонаклонным ленточным конвейерам. Конвейер состоит из огибающего приводные и натяжные блоки грузонесущего полотна в виде двух продольно расположенных внахлестку лент, лежащих в нижней части на несущих дугообразных ходовых траверсах, а в верхней части - на ходовых поперечинах с колесами на концах, бесконечных тяговых органов, расположенных по бокам в виде, например, пакетов тросов, скрепленных колодками, к которым прикреплены концы траверс, внешние края лент и поперечины. Под грузонесущей нижней ветвью расположены дополнительные приводы, устройство сцепления которых с тяговыми органами конвейера выполнено в виде упругих рычагов, например рессорных, вмонтированных с возможностью поворотов в замкнутую на приводных и натяжных звездочках цепь. Концы малого плеча рычагов уперты в тыльную часть колодок тяговых органов, а катки концов большего плеча рычагов опираются на балку, например рельс, поверхность качения на которой имеет рабочую траекторию с начальным и конечным закруглениями. Техническим результатом является обеспечение большей надежности работы конвейера и расширение области применения, устранение вредного влияния допустимых погрешностей изготовления и монтажа, температурных и эксплуатационных деформаций. 1 з.п. ф-лы. 7 ил.

1. Самоочищающийся крутонаклонный ленточный конвейер, содержащий огибающее приводные и натяжные блоки, грузонесущее полотно в виде двух продольно расположенных внахлестку лент, лежащих в нижней части на несущих дугообразных ходовых траверсах, а в верхней части - на ходовых поперечинах с колесами на концах, бесконечные тяговые органы, расположенные по бокам в виде, например, пакетов тросов, скрепленных колодками, к которым прикреплены концы траверс, внешние края лент и поперечины, отличающийся тем, что имеет под грузонесущей нижней ветвью дополнительные приводы, устройство сцепления которых с тяговыми органами конвейера выполнено в виде упругих рычагов, например рессорных, вмонтированных с возможностью поворотов в замкнутую на приводных и натяжных звездочках цепь, концы малого плеча рычагов уперты в тыльную часть колодок тяговых органов, а катки концов большего плеча рычагов опираются на балку, например рельс, поверхность качения на которой имеет рабочую траекторию с начальным и конечным закруглениями.2. Самоочищающийся крутонаклонный ленточный конвейер по п.1, отличающийся тем, что устройство сцепления с тяговым органом конвейера в виде упругих рычагов использовано и в головном приводном блоке конвейера.