СПУСКНАЯ ТРАНСПОРТНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2011 года по МПК F16D33/20 B65G23/00 

Изобретение относится к спускной транспортной установке, в частности к ленточной конвейерной установке, с помощью которой транспортируемый груз перемещается из геодезически более высокого в геодезически более низкое место.

Спускные транспортные установки, в которых циркулирующее рельсовое, ленточно-конвейерное или кольцевое транспортирующее средство служит для приема и перемещения транспортируемого груза под уклон вниз, известны давно. Такие ленточные конвейерные установки, или ленточные конвейеры, используются, например, в подземных горных разработках.

Нагрузочный режим таких транспортных установок изменяется в зависимости от состояния их загрузки, что означает, что если, как правило, конвейерные или ленточные транспортирующие средства загружены транспортируемым грузом, то сила тяжести создает генераторный рабочий режим, в котором силы тяжести транспортирующего средства вместе с грузом достаточна для приведения транспортирующего средства в движение по кругу. Поэтому в таком генераторном рабочем режиме транспортирующее средство запускается само по себе, дополнительный момент инерционных сил, создаваемый предусмотренным приводом, рассматривается как неблагоприятный, поскольку во избежание сверхвысоких скоростей необходимо предусматривать соответственно рассчитанное дополнительное тормозное устройство, которое должно «притормаживать» момент инерционных сил, создаваемый приводом.

В противном случае, если транспортирующее средство не загружено или, по существу, не загружено, или загружено лишь частично, то (например, только на подъемах или преимущественно на участках подъема) для привода транспортирующего средства абсолютно необходим момент инерционных сил от двигательного привода, поскольку иначе транспортирующее средство не запустится, соответственно, по меньшей мере, не будет самостоятельно перемещаться по кругу.

Кроме того, известно, что в приводной ветви таких транспортных установок для обеспечения пуска транспортной установки, по меньшей мере, в двигательном рабочем режиме с как можно меньшим износом предусматривается гидродинамическая муфта с насосным и турбинным колесами, образующими друг с другом тороидальное рабочее пространство.

Соответствующие лопасти лопастных колес, т.е. насосного и турбинного колес, таких гидродинамических муфт, как правило, располагаются на одной линии и, если смотреть на гидродинамическую муфту в аксиальном сечении, направлены перпендикулярно верхнему ободу рабочего колеса или в направлении оси вращения гидродинамической муфты.

В других областях техники, в которых используются гидродинамические муфты, например в автомобилях, известно, что лопасти насосного и турбинного колес, если через рабочее пространство гидродинамической муфты смотреть в направлении окружности, устанавливаются под углом, так что при первом направлении вращения они расходятся, а при втором направлении вращения, противоположном первому, сходятся. В результате этой установки под углом добиваются того, что гидродинамическая муфта в обоих направлениях своего вращения имеет отличные друг от друга максимальные моменты инерционных сил. В первом направлении вращения, при котором лопасти насосного и турбинного колес сходятся, максимальный передаваемый момент больше, чем при втором, противоположном, направлении вращения, при котором лопасти насосного и турбинного колес расходятся. Это может помочь, например, в нагрузочном режиме, при котором мощность привода, т.е. момент вращения, передается с насосного колеса на турбинное, увеличить максимально передаваемый момент вращения и тем самым максимально передаваемую мощность, по сравнению с прямо облопаченной гидродинамической муфтой, в то время как в режиме принудительного холостого хода, т.е. в рабочих режимах, при которых турбинное колесо вращается быстрее насосного, нежелательное торможение турбинного колеса в результате передачи мощности вращения, т.е. момента вращения, на насосное колесо уменьшается. Поэтому гидродинамическая муфта рассчитана таким образом, чтобы лопасти в первом «нагрузочном» рабочем режиме сходились, в то время как во втором рабочем режиме «принудительного холостого хода» расходились бы.

Таким образом, использование облопаченной под углом гидродинамической муфты, известной из других областей техники, в вышеописанных транспортных установках привело бы к тому, что хотя в двигательном рабочем режиме с привода на транспортирующее средство мог бы передаваться особенно большой момент вращения, вышеописанная проблема в генераторном рабочем режиме оставалась бы нерешенной.

В отношении публикаций, раскрывающих уровень техники, следует сослаться на следующие документы:

DE 10255038 A1,

DE 1573455 C,

DE 1098828 B,

AT 205359 B.

Общим для всех публикаций является то, что наклон лопастей насосного колеса гидродинамической муфты в них показан в направлении вращения привода.

В основу изобретения положена задача создания спускной транспортной установки, у которой в вышеописанном генераторном рабочем режиме нежелательный момент инерционных сил, передаваемый на транспортирующее средство, является минимально возможным.

Задача согласно изобретению решается с помощью транспортной установки с признаками согласно пункту 1 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения описываются предпочтительные и особенно предпочтительные формы выполнения изобретения.

В спускной транспортной установке согласно изобретению, выполненной, в частности, в виде ленточной конвейерной установки с циркулирующей конвейерной лентой, или ленточного конвейера, в приводной ветви между двигательным приводом и транспортирующим средством, загружаемым перемещаемым материалом, предусмотрена гидродинамическая муфта с установленными под углом лопастями. Тем самым обеспечивается привод, по меньшей мере, почти без износа или пуск транспортной установки без износа. Гидродинамическая муфта, как известно, содержит насосное и турбинное колеса, которые образуют друг с другом тороидальное рабочее пространство, которое для передачи момента или, соответственно, мощности вращения заполнены или могут быть заполнены рабочей средой. В частности, рассматривается гидродинамическая муфта, постоянно заполненная рабочей средой (так называемая, постоянная муфта), предпочтительно такая, у которой в рабочем пространстве постоянно находится заданное максимальное количество рабочей среды. Однако может быть предусмотрена гидродинамическая муфта, содержащая наряду с рабочим пространством дополнительный резервуар для приема рабочей среды, так что степень заполнения рабочего пространства при подаче рабочей среды из дополнительного резервуара в рабочее пространство или из рабочего пространства в дополнительный резервуар может варьироваться. Наконец, рассматриваются гидродинамические муфты с внешней циркуляцией рабочей среды для заполнения и опорожнения рабочего пространства.

Насосное колесо гидродинамической муфты находится в (ведущей) приводной связи с двигательным приводом, а турбинное колесо гидродинамической муфты - в (ведомой) приводной связи с транспортирующим средством.

В отличие от вышеописанных гидродинамических муфт, облопаченных под углом, установка под углом согласно изобретению выполняется таким образом, что в рабочем режиме, при котором насосное колесо вращается быстрее турбинного, лопасти насосного и турбинного колес расходятся, в то время как в рабочем режиме, при котором турбинное колесо вращается быстрее насосного, лопасти насосного и турбинного колес сходятся. Правда, это ведет к тому, что максимальный момент вращения, передаваемый с привода двигателя на транспортирующее средство, по сравнению с прямо облопаченной гидродинамической муфтой, какой она применялась в спускных транспортных установках ранее, а тем более по сравнению с гидродинамической муфтой, противоположно облопаченной под углом, уменьшается. Однако вместе с тем это «перевернутое» облопачивание под углом обеспечивает передачу с турбинного колеса на насосное в, так называемом, генераторном рабочем режиме, т.е. в том рабочем режиме, в котором турбинное колесо в состоянии загрузки транспортирующего средства вращается быстрее насосного колеса, большего тормозного момента, предотвращая к тому же передачу нежелательно большого момента вращения в генераторном рабочем режиме с насосного колеса на турбинное. Можно было бы также говорить о том, что в тот момент, когда транспортная установка переходит от двигательного рабочего режима на генераторный рабочий режим, а турбинное колесо обгоняет насосное, характеристика муфты становится «крутой».

Даже если в двигательном рабочем режиме переходная характеристика гидродинамической муфты в отношении коэффициента полезного действия является неблагоприятной, благодаря выбору установки лопастей, предпочтительно, лишь под небольшим углом, например, в диапазоне 1-10° относительно оси вращения гидродинамической муфты, поддержка ускорения транспортирующего средства за счет привода от двигателя является достаточной для того, чтобы придать ускорение порожним или в значительной степени порожним, или частично загруженным транспортирующим средствам. Возможны также другие углы установки, например 30, 35 или 40 и 45°.

В тот момент, когда транспортирующее средство, в частности конвейерная лента, или ленточный конвейер, «обгоняет» привод, т.е. когда турбинное колесо вращается быстрее насосного, гидродинамическая муфта компенсирует это нежелательное ускорение за счет увеличения момента вращения.

В частности, когда рабочее пространство гидродинамической муфты в результате подачи или спуска рабочей среды может быть в большей или меньшей степени заполнено, благодаря описанной установке под углом добиваются того, что, по меньшей мере, при относительно большом заполнении рабочего пространства, в частности полном, момента вращения, передаваемого с насосного колеса на турбинное, достаточно для пуска транспортирующего средства с помощью привода двигателя. В отличие от этого в генераторном рабочем режиме гидродинамическая муфта действует чрезвычайно «круто» и защищает транспортирующее средство от сверхвысокой скорости даже при незначительном заполнении рабочего пространства.

Под спускной транспортной установкой в смысле настоящего изобретения понимаются не только те транспортные установки, которые на всем своем пути транспортирования непрерывно, в частности непрерывно в математическом смысле, осуществляют транспортировку сверху вниз, но и те, у которых имеются участки пути, на которых производится транспортировка снизу вверх. Однако конечный пункт транспортной установки располагается в геодезически более низком месте, нежели отправная точка.

Ниже изобретение поясняется на примере его осуществления со ссылкой на чертежи.

Фиг.1 изображает пример характеристики гидродинамической муфты, выполненной согласно изобретению, на транспортной установке по сравнению с прямо облопаченной гидродинамической муфтой на такой же транспортной установке;

фиг.2 - схематическое изображение установки лопастей под углом у насосного и турбинного колес.

На фиг.1 сплошной линией показана асимметричная характеристика гидродинамической муфты транспортной установки, выполненной согласно изобретению, а для сравнения пунктирной линией - левая часть симметричной характеристики прямо облопаченной гидродинамической муфты. Характеристика предусматриваемой в транспортном устройстве гидродинамической муфты согласно изобретению, облопаченной под углом, представлена в диапазоне от+100% пробуксовки, т.е. в состоянии, при котором насосное колесо вращается с максимальной скоростью, а турбинное колесо стоит на месте, до -100% пробуксовки, т.е. при состоянии, в котором насосное колесо стоит на месте, а турбинное колесо вращается с максимальной скоростью.

Горизонтальные линии M и G характеризуют момент вращения, создаваемый приводом от двигателя, для пуска порожнего транспортирующего средства (линия М) и максимальный момент инерционных сил, созданный транспортирующим средством, максимально загруженным перемещаемым материалом (линия G).

Штриховка означает комбинированный максимальный момент инерционных сил, получаемый от момента инерционных сил максимально загруженного транспортирующего средства, приводящего в движение самого себя, вместе с моментом инерции, дополнительно передаваемым гидродинамической муфтой с привода двигателя. Из сравнения участков, заштрихованных пунктирными и сплошными линиями, видно, что максимальный момент инерционных сил, с которым транспортирующее средство под действием силы тяжести и привода приводится в движение с помощью гидродинамической муфты, при прямо облопаченной гидродинамической муфте значительно больше, чем при предусматриваемой гидродинамической муфте согласно изобретению, облопаченной под углом.

На фиг.2 схематически изображен привод 2 от двигателя, находящийся в приводной связи с насосным колесом 3.1 гидродинамической муфты. Турбинное колесо 3.2 находится в приводной связи с транспортирующим средством 1, например, с ведущим колесом конвейерной ленты.

Насосное колесо 3.1 и турбинное колесо 3.2 имеют, соответственно, множество лопастей 4, которые на фиг.2 изображены в разрезе рабочего пространства гидродинамической муфты в направлении развернутой окружности. Как видно, лопасти 4 имеют наклон относительно вертикали к верхнему ободу 3.3 рабочего колеса или к оси вращения гидродинамической муфты. Наклон выполнен таким образом, что лопасти насосного колеса 3.1 и турбинного колеса 3.2 в двигательном рабочем режиме, т.е. в рабочем режиме, при котором насосное колесо 3.1 вращается быстрее турбинного колеса 3.2, расходятся, в то время как лопасти 4 насосного колеса 3.1 и турбинного колеса 3.2 сходятся, когда турбинное колесо 3.2 вращается быстрее насосного колеса 3.1, т.е. в генераторном рабочем режиме. В соответствии с этим лопасти насосного колеса 3.1 в изображенном разрезе в направлении от верхнего обода 3.3 рабочего колеса к вершине 3.4 лопасти наклонены против направления вращения привода насосного колеса 3.1 (см. стрелку справа рядом с насосным колесом 3.1), а лопасти турбинного колеса 3.2 в направлении от верхнего обода 3.3 рабочего колеса к вершине 3.4 лопасти имеют наклон по направлению вращения привода турбинного колеса 3.2 (см. стрелку слева рядом с турбинным колесом 3.2).

Изобретение относится к спускной транспортной установке. Спускная транспортная установка содержит двигательный привод и гидродинамическую муфту. Гидродинамическая муфта со стороны привода содержит насосное колесо с множеством лопастей, а со стороны отбора мощности турбинное колесо с множеством лопастей, которые образуют друг с другом тороидальное рабочее пространство, заполненное рабочей средой. Лопасти насосного колеса в разрезе рабочего пространства по окружности в направлении от верхнего обода рабочего колеса к вершине лопасти имеют наклон против направления вращения насосного колеса. Лопасти турбинного колеса в направлении от верхнего обода рабочего колеса к вершине лопасти наклонены по направлению вращения привода турбинного колеса. Причем установка имеет генераторный и двигательный режимы в зависимости от того, какое из насосного или турбинного колес вращается быстрее. Решение направлено на уменьшение крутящего момента в гидродинамической муфте. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Спускная транспортная установка, в частности ленточная конвейерная установка с циркулирующим рельсовым, цепным или кольцевым транспортирующим средством (1) для приема и перемещения транспортируемого груза вдоль транспортного пути из геодезически более высокого в геодезически более низкое место, с двигательным приводом (2) для приведения транспортирующего средства (1) в движение, с гидродинамической муфтой (3), содержащей со стороны привода насосное колесо (3.1), а со стороны отбора мощности - турбинное колесо (3.2), которые образуют друг с другом тороидальное рабочее пространство (3), заполненное или заполняемое рабочей средой, насосное колесо (3.1) и турбинное колесо (3.2) имеют соответствующее облопачивание с множеством лопастей (4), расположенных напротив друг друга таким образом, что каждая лопасть (4) насосного колеса (3.1) располагается с соответствующей лопастью (4) турбинного колеса (3.2) на одной линии, отличающаяся тем, что лопасти (4) насосного колеса (3.1) в разрезе рабочего пространства по окружности в направлении от верхнего обода (3.3) рабочего колеса к вершине (3.4) лопасти (4) имеют наклон против направления вращения насосного колеса (3.1), а лопасти (4) турбинного колеса (3.2) в направлении от верхнего обода (3.3) рабочего колеса к вершине (3.4) лопасти (4) наклонены по направлению вращения привода турбинного колеса (3.2), причем транспортная установка имеет первый, генераторный рабочий режим с транспортирующим средством (1), загруженным перемещаемым материалом, когда турбинное колесо (3.2) под действием обусловленного силой тяжести собственного привода транспортного средства (1) благодаря его массе и массе транспортируемого материала вращается быстрее насосного колеса (3.1), и второй, двигательный рабочий режим с транспортирующим средством (1), разгруженным или в значительной мере разгруженным от транспортируемого материала, когда насосное колесо (3.1) благодаря приводу со стороны двигательного привода (2) вращается быстрее турбинного колеса (3.2).

2. Транспортная установка по п.1, отличающаяся тем, что она является ленточной конвейерной установкой, и транспортирующее средство (1) представляет собой циркулирующую конвейерную ленту, или ленточный конвейер.

3. Транспортная установка по п.1, отличающаяся тем, что в разрезе рабочего пространства по окружности наклон лопастей (4) относительно оси вращения гидродинамической муфты (3) составляет 1-45°, 1-30° или 1-10°, в частности 1-5° или 1-3°.