Устройство для загрузки магистрального ленточного конвейера

 

Использование: устройство предназначено для загрузки высокоскоростных магистральных ленточных конвейеров. Сущность изобретения: устройство для загрузки магистрального ленточного конвейера включает основной ускорительный ленточный питатель с загрузочным приспособлением и направляющими бортами, размещенный над магистральным конвейером. Оно снабжено расположенным последовательно основному ускорительному ленточному питателю по тракту разгона груза, по меньшей мере, одним дополнительным ускорительным питателем. Роликоопоры рабочих ветвей ускорительных ленточных питателей выполнены желобчатыми, при этом угол наклона боковых роликов роликоопор каждого питателя увеличивается, а расстояние между направляющими бортами и высота направляющих бортов уменьшаются в направлении движения груза. Питатели могут быть размещены в одной плоскости, а головной барабан предыдущего и хвостовой барабан последующего питателей размещены с зазором друг к другу, допускающим пропуск через него груза при пуске загруженного предыдущего питателя, скорость движения ленты которого определяется по формуле, представленной в описании, представленных в формуле где v - скорость движения ленты питателя, м/с; n - порядковый номер питателя по ходу движения груза; D - средний диаметр смежных барабанов питателей, м; ϕ - угол трения транспортируемого груза по ленте питателя, град; D - зазор между смежными барабанами, м; g - ускорение свободного падения, м/с². 1 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к конвейеростроению, а именно к устройствам для загрузки магистральных ленточных конвейеров при большой скорости движения лент -до 10-15 м/с и более, и может быть использовано при проектировании новых и реконструкции действующих систем загрузки магистральных конвейеров.

Известны устройства для загрузки магистральных конвейеров, включающие ленточный ускорительный питатель с загрузочным приспособлением, при этом головка питателя размещена над магистральным конвейером при их частичном взаимном перекрытии [1] Недостатками известных устройств являются увеличенный расход ленты, мощность привода, невозможность механизировать уборку просыпи, образующейся за счет самоочистки холостой ветви ленты питателя.

Известно устройство для загрузки магистрального ленточного конвейера, включающее основной ускорительный ленточный питатель с загрузочным приспособлением и направляющими бортами, размещенный над магистральным конвейером [2] Однако недостатками устройства являются: 1) повышенный расход ленты при больших перепадах начальной и конечной скоростей движения груза за счет нерационального использования ширины ленты, которая номинально загружена лишь в зоне загрузки питателя, а на остальной длине коэффициент использования ленты снижается в несколько раз, обратно пропорционально отношению конечной и начальной скоростей движения груза; увеличения времени разгона, а, значит, и длины питателя за счет увеличенной площади контакта транспортируемого груза с боковыми стенками направляющих бортов в зоне загрузки питателя. Увеличенные сопротивления движению груза из-за его трения о направляющие борта значительно растягивают по длине питателя зону разгона груза, увеличивают в итоге работу сил трения груза о ленту и ее износ. Увеличение потребной мощности привода питателя и расход энергии на разгон груза.

Целью изобретения является повышение эффективности устройства для загрузки магистрального конвейера за счет снижения расхода ленты, затрат энергии на разгон груза и установленной мощности привода.

Изобретение характеризуется тем, что устройство для загрузки магистрального ленточного конвейера снабжено расположенным последовательно основному ускорительному ленточному питателю по тракту разгона груза, по меньшей мере, одним дополнительным ускорительным питателем, причем роликоопоры рабочих ветвей ускорительных ленточных питателей выполнены желобчатыми, при этом угол наклона боковых роликов роликоопор каждого питателя увеличивается, а расстояние между направляющими бортами и высота направляющих бортов уменьшаются в направлении движения груза. Кроме того, питатели размещены в одной плоскости, а головной барабан предыдущего и хвостовой барабан последующего питателей размещены с зазором друг к другу, допускающим пропуск через него груза при пуске загруженного предыдущего питателя, скорость движения ленты которого принимается равной v_n≥ D(1-0,5 sin ϕ)+ где v скорость движения ленты питателя, м/с; n порядковый номер питателя по ходу движения груза; D средний диаметр смежных барабанов питателей, м; ϕ угол трения транспортируемого груза по ленте питателя, град; Δ зазор между смежными барабанами, м;
g ускорение свободного падения, м/с².

На фиг. 1 показано устройство, вид сбоку; на фиг.2 поперечный разрез по грузонесущей ветви питателя; на фиг.3 -вариант размещения последовательно размещенных питателей в одной плоскости; на фиг.4 установка направляющих бортов; на фиг.5 то же, вид в плане; на фиг.6 вариант выполнения ускорительного питателя в виде ленточно-барабанной метательной машины.

Устройство для загрузки магистрального ленточного конвейера состоит из загрузочного приспособления в виде лотка 1, основного ускорительного ленточного питателя 2, последовательно с которым по тракту разгона груза установлен, по меньшей мере, один дополнительный питатель 3. Он может быть размещен в одной плоскости с питателем 2 (фиг.3). Причем роликоопоры рабочих ветвей 4 и 5 каждого питателя выполнены желобчатыми. При этом угол наклона боковых роликов 6, 8 и 7, 9 рабочих ветвей 4 и 5 каждого питателя 2 и 3 увеличивается в направлении движения груза от минимального угла α _o наклона боковых роликов 6, 7 на начальных участках до максимального угла α _к наклона роликов 8, 9 в конце питателей 2 и 3 (фиг.2). При этом проекция полезной ширины ленты 4, 5 на горизонтальную плоскость при минимальном угле наклона боковых роликов α _o будет b_o, а при максимальном угле наклона α _к боковых роликов b_к <b<SUB>о

В первом варианте (фиг.1) барабаны 12 и 13 размещены в разных плоскостях, а зазор 14 выбран, исходя из возможности подачи груза с одного питателя 2 на другой 3 без просыпи груза в период неустановившегося движения при пуске загруженного питателя 2. Во втором варианте (фиг.3) зазор 14 (Δ) принят из условия пропуска груза через него на ленту магистрального конвейера 15 при пуске загруженного питателя 2.

Скорость v₂ движения ленты 5 последующего питателя 3 больше скорости v₁ движения ленты 4 предыдущего питателя 2 из условия обеспечения конечной скорости равной скорости v_л ленты магистрального конвейера 15.

Для первого варианта размещения питателей ширина ленты каждого последующего питателя выбирается из соотношения
B_n+1/B_n= , где В ширина ленты питателя;
v скорость движения ленты питателя, м/с;
п порядковый номер питателя по ходу движения груза.

Для второго варианта размещения питателей соотношение углов наклона боковых роликов 6, 7 и 8, 9 принимается таким, чтобы отношение
не было меньше отношения В_п+1/В_п.

В варианте размещения питателей в одной плоскости (фиг.3) скорость движения ленты любого предыдущего питателя выбирается из условия подачи груза на ленту последующего питателя при установившемся режиме работы при просыпи груза между барабанами:
v_n≥ D(1-0,5 sin ϕ)+, где g ускорение свободного падения, м/с²;
D средний диаметр смежных барабанов;
ϕ угол трения транспортируемого груза по ленте питателя, град;
Δ зазор между смежными барабанами, м.

Ускорительные питатели 2, 3 в обоих вариантах по всей длине размещены над магистральным конвейером 15 с возможностью самоочистки холостых ветвей их лент на грузонесущую ветвь ленты магистрального конвейера.

Устройство для загрузки магистрального конвейера может быть выполнено в виде ленточно-барабанной метательной машины с ускорительной лентой 16. Нижняя часть наклонного днища 17 загрузочного приспособления со стороны вала 18 барабана 19 огибает с зазором вал 18 с переходом на горизонтальный участок 20 с возможностью его соединения 21 с направляющими бортами 22 магистрального конвейера 15.

Устройство работает следующим образом. После запуска магистрального конвейера 15 и ускорительных ленточных питателей 2 и 3 подлежащий транспортированию груз через лоток 1 подается на ленту 4 первого (основного) питателя 2, которым разгоняется до скорости v₁ после подхода груза к головному барабану 12. В процессе разгона груза за счет постепенно увеличивающегося угла наклона боковых роликов (с α _о до α _к) и уменьшающейся площади поперечного сечения груза ширина потока груза уменьшается пропорционально уменьшению проекции основания лотка ленты 4 с ширины b_o до ширины b_к. Суженный и уменьшенный по площади поперечного сечения поток груза перегружается на второй питатель 3, на ленте 5 которого разгоняется до скорости движения v₂, соответствующей скорости v_л ленты магистрального конвейера 15, на который и перегружается с питателя 3.

Благодаря сужению потока груза к моменту его выгрузки на второй питатель 3 ширина ленты 5 второго питателя 3 может быть принята меньше ширины ленты 4 пре- дыдущего питателя 2.

За счет увеличивающегося угла наклона боковых роликов всех питателей по ходу движения груза и соответствующей формы направляющих бортов 10 сокращается площадь контакта разгоняемого груза с неподвижными направляющими бортами 10, поэтому снижается их затормаживающее действие, а значит уменьшается работа сил трения, затрачиваемая на разгон груза, а следовательно и износ лент питателей. Износ лент питателей снижается также за счет формирования вместо одной по меньшей мере двух зон разгона, что снижает площадь контакта разгоняемого груза с направляющими бортами. Снижение работы сил трения на разгон груза позволяет уменьшить суммарную длину ускорительных питателей, а значит также дополнительно снизить износ и расход их лент, уменьшить расход энергии на разгон груза и установленную мощность приводов питателей.

При размещении питателей в одной плоскости скорость движения ленты v_п предыдущего питателя 2 выбрана такой, что при заданных диаметре D барабанов 12 и 13 и зазоре 14 (Δ) между ними перегружаемый с ленты 4 питателя 2 груз (при установившемся режиме работы, а также при пуске незагруженного питателя) попадает на ленту 5 при угле ее наклона к горизонту ϕ_o, который не более угла трения ϕ груза. Поэтому груз подхватывается лентой 5 второго питателя 3 и разгоняется им дальше, не просыпаясь между барабанами 12 и 13.

Однако могут встретиться случаи, когда пуск будет производиться при загруженной ленте 4 предыдущего питателя 2. Тогда до момента достижения лентой 4 питателя 2 своей номинальной скорости v₁ (v_п) все уменьшающаяся во времени часть груза будет разгружаться между барабанами 12, 13 и попадать на ленту магистрального конвейера 15. Но период пуска питателя 2 мал из-за его небольшой длины, поэтому количество груза, попавшее на ленту магистрального конвейера без предварительного разгона, будет невелико.

Второй вариант размещения питателей позволяет уменьшить высоту загрузочного устройства, снизить износ и расход ленты второго (последующего) питателя за счет того, что вектора скоростей движения груза на предыдущем (v_п) и последующем (v_п+1) питателях практически совпадают по направлению, поэтому транспортируемый груз не будет скапливаться на начальном участке разгона.

При работе загрузочного устройства как по первому, так и по второму вариантам размещения питателей просыпь с них, образующаяся при самоочистке лент 4 и 5, попадает на ленту магистрального конвейера 15, что исключает необходимость уборки просыпи с помощью специальных устройств или вручную.

При использовании в качестве ускорительного питателя ленточно-барабанной метательной машины подлежащий транспортированию груз по наклонному днищу 17 загрузочного приспособления подается между стенками барабана 19 на ленту 16, которой и разгоняется до скорости v_лдвижения ленты магистрального конвейера 15. Процесс разгона интенсифицируется за счет не только направления потока груза через днище 17 в сторону ленты 16, но и за счет центробежных сил. Оба фактора способствуют дополнительному (помимо силы тяжести) прижатию груза к ленте 16 и ускорению процесса разгона груза, который подается на ленту магистрального конвейера 15 компактной струей.

Использование устройства позволит снизить расход лент ускорительных питателей за счет снижения грузопотоков на лентах этих питателей, снизить расход энергии на разгон груза за счет оптимизации формы лотка лент и увеличения зон разгона.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАГРУЗКИ МАГИСТРАЛЬНОГО ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА, включающее основной ускорительный ленточный питатель с загрузочным приспособлением и направляющими бортами, размещенный над магистральным конвейером, отличающееся тем, что оно снабжено расположенным последовательно основному ускорительному ленточному питателю по тракту разгона груза по меньшей мере одним дополнительным ускорительным питателем, причем роликоопоры рабочих ветвей ускорительных ленточных питателей выполнены желобчатыми, при этом угол наклона боковых роликов роликоопор каждого питателя увеличивается, а расстояние между направляющими бортами и высота направляющих бортов уменьшаются в направлении движения груза.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что питатели размещены в одной плоскости, а головной барабан предыдущего и хвостовой барабан последующего питателей размещены с зазором друг к другу, допускающим пропуск через него груза при пуске загруженного предыдущего питателя, скорость движения ленты которого принимается равной

где v - скорость движения ленты питателя, м/с;
n - порядковый номер питателя по ходу движения груза;
D - средний диаметр смежных барабанов питателей, м;
ϕ - угол трения транспортируемого груза по ленте питателя, град;
D - зазор между смежными барабанами, м;
g - ускорение свободного падения, м/с².

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6