УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ГРУЗОВ Российский патент 2007 года по МПК B65G29/00 B65D88/12 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах для транспортирования грузов.

Известно устройство для транспортирования грузов, выполненное в виде приводной транспортирующей трубы с гладкой цилиндрической поверхностью. Приводная транспортирующая труба установлена с наклоном к горизонту в сторону движения груза и располагается на опорных роликах, смонтированных на раме. В местах опирания на ролики на транспортирующую трубу насажены охватывающие ее бандажи (стальные кольца). Кроме опорных роликов, имеются упорные ролики для удержания транспортирующей трубы от осевого смещения, установленные по обе стороны от бандажей. Вращение транспортирующей трубе сообщается от привода с зубчатыми колесами, причем последнее в передаче зубчатое колесо напрессовано на транспортирующую трубу подобно бандажу. Насыпной груз, поданный в приводную транспортирующую трубу с одного конца, постепенно перемещаясь под действием силы тяжести, продвигается вдоль оси приводной транспортирующей трубы и высыпается с другого конца. Разгрузка происходит ссыпанием сыпучего груза через ее кромку. При явных преимуществах такого вида транспортирующих устройств, таких как сравнительная простота конструкции и надежность, они обладают и недостатками, к которым следует отнести: относительно низкую производительность (коэффициент заполнения трубы составляет 0,2-0,3) и невозможность горизонтального транспортирования грузов и вверх под углом к горизонту (см. Спиваковский А.О и др. «Транспортирующие машины». М., Машиностроение, 1983, с.358).

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение производительности и расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная задача решается известным устройством для транспортирования, содержащим приводную транспортирующую трубу, которое, согласно изобретению, снабжено, по меньшей мере, одним коническим грузовым контейнером.

Предлагается также устройство для транспортирования, содержащее приводную транспортирующую трубу, которое, согласно изобретению, снабжено, по меньшей мере, одним цилиндрическим грузовым контейнером со смещением центра тяжести относительно геометрического центра контейнера.

Предлагаемое устройство для транспортирования грузов при минимальных затратах на изготовление контейнеров обеспечивает надежное горизонтальное и под уклоном вверх транспортирование различных грузов в широком ассортименте (сыпучих и штучных различной конфигурации) при повышенной производительности (за счет увеличения коэффициента заполнения).

Проведенные патентные исследования не выявили сходных технических решений, что позволяет сделать вывод о новизне и изобретательском уровне заявляемого технического решения.

Отечественная промышленность располагает всеми средствами (материалами, технологией, оборудованием), необходимыми для изготовления предлагаемого устройства и широкого его использования в различных отраслях народного хозяйства для транспортирования различных грузов.

Сущность поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображен общий вид устройства для транспортирования с грузовым коническим контейнером;

на фиг.2 изображен общий вид устройства для транспортирования с грузовым цилиндрическим контейнером;

на фиг.3 - схема силового взаимодействия грузового конического контейнера и приводной транспортирующей трубы,

на фиг.4 - след точки касания грузового конического контейнера на внутренней поверхности приводной транспортирующей трубы,

на фиг.5 - след точки касания грузового цилиндрического контейнера на внутренней поверхности приводной транспортирующей трубы.

Предлагаемые устройства предназначены для транспортирования штучных изделий или сыпучих материалов. Устройство для транспортирования грузов содержит приводную транспортирующую трубу 1, которая может быть выполнена из любого материала (металла, органического стекла и т.д.). Приводная транспортирующая труба 1 может быть установлена горизонтально или под углом к горизонту для транспортирования груза вверх.

По первому варианту устройство снабжено, по меньшей мере, одним коническим грузовым контейнером 2.

По второму варианту устройство снабжено, по меньшей мере, одним грузовым цилиндрическим контейнером 3 со смещением центра тяжести вдоль оси цилиндра относительно геометрического центра контейнера 3.

Устройство работает следующим образом.

Контейнеры 2 или 3 заполняют грузом полностью или частично. Заполненный грузовой контейнер 2 или 3 в месте загрузки подают в приводную транспортирующую трубу 1, которая может быть установлена горизонтально или с подъемом к горизонту (в эксперименте угол подъема приводной транспортирующей трубы к горизонту составил 16°). В момент загрузки контейнера (конического 2 или цилиндрического 3) в приводную транспортирующую трубу 1 она может вращаться с постоянной угловой скоростью ω или быть отключенной. Заполненный изделиями грузовой конический контейнер 2 располагается вершиной конуса в направлении транспортировки груза. Грузовой цилиндрический контейнер 3 устанавливается в приводную транспортирующую трубу 1 так, что его центр тяжести С смещен в сторону направления транспортирования груза. При вращении транспортирующей трубы 1 с постоянной угловой скоростью ω контейнеры с грузом (конические 2 или цилиндрические 3) начинают перемещаться вдоль приводной транспортирующей трубы 1 к месту выгрузки. Грузовые контейнеры 2 или 3 подаются в приводную транспортирующую трубу 1 непрерывно.

Процесс движения грузовых контейнеров в приводной транспортирующей трубе можно разделить на три этапа.

На первом этапе: грузовой конический контейнер 2 в момент загрузки в приводную транспортирующую трубу 1 соприкасается с внутренней поверхностью приводной транспортирующей трубы 1 по образующей (АВ) грузового конического контейнера 2. В результате вращения приводной транспортирующей трубы 1 грузовой конический контейнер 2 начинает вращаться с угловой скоростью ω_Z вокруг собственной оси (Z).

На втором этапе: в результате действия сил трения грузовой конический контейнер 2 (проскальзывая в точке А соприкосновения с приводной транспортирующей трубой 1) поворачивается с угловой скоростью ω_X вокруг оси X, перпендикулярной продольной оси грузового конического контейнера 2 (Z) и проходящей через центр тяжести (С) его. Ввиду ограничения грузового конического контейнера 2 криволинейными поверхностями приводной транспортирующей трубы 1 этот поворот заканчивается, когда продольная ось (Z) грузового конического контейнера 2 составит с осью приводной транспортирующей трубы 1 некоторый угол β, который зависит, например, от коэффициента трения скольжения, скорости вращения и габаритов приводной транспортирующей трубы 1, габаритов грузового конического контейнера 2, массы загруженного конического контейнера и др. факторов.

На третьем этапе: контейнер находится под действием сил трения F_A и F_B. В плоскости меньшего основания конуса грузового контейнера 2 в точке А составляющими сил трения являются F'_A и F"_A, в плоскости большего основания конуса грузового контейнера 2 в точке В составляющими сил трения являются F'_B и F"_B (см. фиг.3).

Составляющие сил трения F'_A и F'_B (параллельные оси приводной транспортирующей трубы 1) обеспечивают поступательное движение грузового конического контейнера 2 вдоль приводной транспортирующей трубы 1 в направлении транспортирования грузов.

Составляющие сил трения F"_A и F"_B приводят грузовой конический контейнер 2 к вращению вокруг собственной оси (Z).

Описанные этапы движения грузового конического контейнера 2 в приводной транспортирующей трубе 1 справедливы и для грузового цилиндрического контейнера 3. Определяющим условием такого движения грузового цилиндрического контейнера 3 в приводной транспортирующей трубе 1 будет величина смещения центра тяжести грузового цилиндрического контейнера вдоль оси (в сторону транспортирования груза) и образующийся угол β (между продольной осью грузового цилиндрического контейнера 3 и осью приводной транспортирующей трубы 1).

На фиг.4 и фиг.5 штриховой линией изображен след точки касания конического 2 и цилиндрического 3 контейнеров на внутренней поверхности приводной транспортирующей трубы 1, представляющий собой винтовую линию с определенным шагом.

Скорость транспортирования (перемещения) грузовых контейнеров 2 и 3 вдоль приводной транспортирующей трубы 1 определяется шагом винтовой линии и угловой скоростью вращения ω приводной транспортирующей трубы 1.

Заявителями проведены испытания предлагаемого устройства для транспортирования грузов в конических 2 и цилиндрических 3 грузовых контейнерах.

Пример 1. Устройство включало приводную транспортирующую трубу 1 диаметром 300 мм, установленную с подъемом к горизонту 16°, контейнер грузовой конический (усеченный) с диаметрами большего основания конуса 280 мм, меньшего основания конуса 240 мм и высотой 750 мм. Грузовой конический контейнер 2 перемещался по приводной транспортирующей трубе 1 с шагом 25 мм. Коэффициент заполнения приводной транспортирующей трубы (ϕ), определяемый по формуле

ϕ=V_{контейнера}:V_трубы,

составил 0,7 при расстоянии между грузовыми контейнерами вдоль оси приводной транспортирующей трубы 1 не более 10% длины грузового контейнера 2.

Пример 2. Устройство включало приводную транспортирующую трубу 1 диаметром 300 мм, грузовой цилиндрический контейнер 3 с диаметром 240 мм, высотой 750 мм, смещением центра тяжести на 110 мм. Грузовой цилиндрический контейнер 3 перемещался по приводной транспортирующей трубе 1 с шагом 10 мм. Коэффициент заполнения приводной транспортирующей трубы 1 составил 0,6. Расстояние между грузовыми цилиндрическими контейнерами 3 вдоль оси трубы составляло не более 10% длины грузового цилиндрического контейнера 3.

При проведении испытаний процесс транспортирования осуществлялся при непрерывном перемещении грузовых контейнеров 2 и 3 без остановки и торможения при отсутствии заторов, обеспечивая высокую заполняемость приводной транспортирующей трубы 1.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для транспортирования грузов. Устройство содержит приводную транспортирующую трубу, установленную горизонтально или под углом к горизонту с возможностью вращения. По одному варианту устройство снабжено, по меньшей мере, одним коническим грузовым контейнером, загружаемым в приводную транспортирующую трубу с возможностью взаимодействия с ее внутренней поверхностью и располагаемым вершиной конуса в направлении транспортирования груза. По другому варианту устройство снабжено, по меньшей мере, одним цилиндрическим грузовым контейнером со смещением центра тяжести относительно геометрического центра цилиндрического грузового контейнера, загружаемым в приводную транспортирующую трубу с возможностью взаимодействия с ее внутренней поверхностью и устанавливаемым так, что центр тяжести упомянутого контейнера смещен в сторону направления транспортирования груза. Изобретение обеспечивает повышение производительности и расширение функциональных возможностей устройства. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для транспортирования, содержащее приводную транспортирующую трубу, установленную горизонтально или под углом к горизонту с возможностью вращения, отличающееся тем, что оно снабжено, по меньшей мере, одним коническим грузовым контейнером, загружаемым в приводную транспортирующую трубу с возможностью взаимодействия с ее внутренней поверхностью и располагаемым вершиной конуса в направлении транспортирования груза.2. Устройство для транспортирования, содержащее приводную транспортирующую трубу, установленную горизонтально или под углом к горизонту с возможностью вращения, отличающееся тем, что оно снабжено, по меньшей мере, одним цилиндрическим грузовым контейнером со смещением центра тяжести относительно геометрического центра цилиндрического грузового контейнера, загружаемым в приводную транспортирующую трубу с возможностью взаимодействия с ее внутренней поверхностью и устанавливаемым так, что центр тяжести упомянутого контейнера смещен в сторону направления транспортирования груза.