Результат интеллектуальной деятельности: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД УКЛОННОГО ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА

Изобретение относится к конвейерному транспорту, а именно к электрическим приводам уклонных ленточных конвейеров мощностью более 500 кВт.

Известен электрический привод ленточного конвейера, содержащий два или три приводных барабана, валы которых посредством муфт и редукторов соединены с электродвигателями, тормозами [1].

Известен синхронный электропривод ленточного конвейера, включающий приводные барабаны, соединенные муфтами с синхронными электродвигателями, отклоняющие барабаны, тормоза, систему электропитания и управления конвейером, содержащую датчики скорости ленты и датчики натяжения ленты, установленные перед и/или за приводными барабанами [2].

Из-за протяженного наклонного участка конвейера сила натяжения ленты в хвостовой части конвейера меньше силы натяжения ленты, сбегающей с последнего приводного барабана. Поэтому для поддержания необходимого натяжения ленты в хвостовой части конвейера требуется большое натяжение ленты, сбегающей с последнего приводного барабана. Это приводит к сильному натяжению ленты в месте набегания на первый приводной барабан. Недостатком приводов [1, 2] является использование дорогой и тяжелой высокопрочной конвейерной ленты.

Известны электрические приводы уклонных ленточных конвейеров, содержащие приводные и отклоняющие барабаны, огибаемые порожняковой ветвью ленты [3].

Недостатком таких приводов также является сильное натяжение ленты и необходимость использования высокопрочной конвейерной ленты.

Задачей изобретения является уменьшение требуемой прочности ленты конвейера.

Электрический привод уклонного ленточного конвейера, включающий огибаемые грузовой и/или порожняковой ветвями ленты приводные и отклоняющие барабаны, установленные на раме конвейера, приводные барабаны через редукторы или без них соединены с электродвигателями и тормозами, электродвигатели подключены к системе электропитания и управления конвейером.

Согласно изобретению электрический привод содержит дополнительный барабан, огибаемый порожняковой ветвью ленты и соединенный через мультипликатор или без него с электрогенератором, передающим электроэнергию системе электропитания и управления конвейером.

На фиг. 1 изображена схема системы электрических приводов уклонного ленточного конвейера с тремя приводными барабанами;

на фиг. 2 - схема соединения дополнительного барабана с электрогенератором через мультипликатор;

на фиг. 3 - эпюра натяжения ленты уклонного конвейера без дополнительного барабана;

на фиг. 4 - эпюра натяжения ленты уклонного конвейера с дополнительным барабаном.

Электрический привод уклонного ленточного конвейера включает огибаемые грузовой 1 и/или порожняковой 2 ветвями ленты приводные 3, отклоняющие 4 и натяжной 5 барабаны, установленные на раме конвейера. В зависимости от расположения мест загрузки и разгрузки конвейера, мест установки приводных барабанов 3 огибающая их лента может принадлежать грузовой 1 или порожняковой 2 ветви.

Приводные барабаны 3 через редукторы или без них соединены с электродвигателями, тормозами, храповыми остановами (на чертежах не показано). Натяжной барабан 5 соединен с натяжным устройством 6. Электродвигатели подключены к системе электропитания и управления конвейером (на чертежах не показана).

Электрический привод уклонного ленточного конвейера содержит дополнительный барабан 7, огибаемый порожняковой ветвью 2 ленты и соединенный через мультипликатор 8 или без него с электрогенератором 9, передающим электроэнергию системе электропитания и управления конвейером.

На фиг. 2 приведена схема соединения дополнительного барабана 7 с мультипликатором 8 муфтой 10 и мультипликатора 8 с электрогенератором 9 муфтой 11. Соединение дополнительного барабана 7 с мультипликатором 8 возможно предохранительной или управляемой муфтой 10. Возможно соединение дополнительного барабана 7 непосредственно с электрогенератором 9 общим валом (на чертежах не показано).

На фиг. 3 приведена эпюра натяжения ленты уклонного конвейера с одним приводным барабаном 3 в головной части конвейера и натяжным барабаном 5 в хвостовой части конвейера. Стрелками указано направление движения грузовой 1 и порожняковой 2 ветвей ленты. На фиг. 3 и фиг. 4 для упрощения изображен один приводной барабан 3, поскольку наличие нескольких приводных барабанов 3 в головной части конвейера вид эпюры натяжения ленты не изменяет.

Силу натяжения ленты в хвостовой части конвейера S₂ вычисляют через силу натяжения ленты S₁, сбегающей с последнего приводного барабана, по формуле

где q₀ - погонный вес ленты (Н/м), ω₀ - коэффициент сопротивления движению порожняковой ветви ленты, β - угол наклона конвейера к горизонту, L - длина наклонного участка конвейера (м).

Из-за протяженного наклонного участка конвейера сила натяжения ленты в хвостовой части конвейера S₂ меньше силы натяжения ленты S₁, сбегающей с последнего приводного барабана при β>arctgω₀. Например, если ω₀=0,03, то β>1,72°.

При установке на порожняковой ветви ленты дополнительного барабана 7, соединенного с электрогенератором 9, дополнительный барабан 7 создает сопротивление движению ленты F, и эпюра натяжения ленты имеет вид, приведенный на фиг. 4. Сплошная линия 12 на фиг. 4 изображает величину силы натяжения ленты при наличии дополнительного барабана 7. Пунктирная линия 13 изображает величину силы натяжения ленты при отсутствии дополнительного барабана 7.

При наличии дополнительного барабана 7 силу натяжения ленты в хвостовой части конвейера S₂ вычисляют по формуле

Из формул (1) и (2) следует, что установка на порожняковой ветви ленты дополнительного барабана 7, соединенного с электрогенератором 9, обеспечивает требуемую силу натяжения ленты в хвостовой части конвейера S₂ при меньшей силе натяжения ленты S₁, сбегающей с последнего приводного барабана 3.

Наибольшее натяжение S_max конвейерная лента имеет в месте набегания на первый приводной барабан 3.

S_max=S₁+F_Σ

где F_Σ - суммарная сила тяги приводных барабанов (Н).

Таким образом, снижение силы натяжения ленты S₁ приводит к снижению максимальной силы натяжения S_max и позволяет использовать конвейерную ленту меньшей прочности.

Энергия системы электрических приводов, затрачиваемая на преодоление дополнительного сопротивления движению ленты F, возвращается электрогенератором 9 в систему электропитания и управления конвейером.

При осуществлении изобретения может быть получен технический результат, заключающийся в повышении эффективности работы ленточного конвейера за счет использования менее прочной и более легкой ленты.

Источники информации, использованные при составлении заявки

1. Реутов А.А. Моделирование приводов ленточных конвейеров / А.А. Реутов. - Брянск: Брянский гос. техн. ун-т, 2011. - с. 7-14.

2. Патент 2606163, Российская федерация, МПК B65G 23/36. Синхронный электропривод ленточного конвейера и способ управления им. Заявл. 02.11.2015, опуб. 10.01.2017. Бюл. №1.

3. Шахмейстер, Л.Г. Подземные конвейерные установки / Л.Г. Шахмейстер, Г.И. Солод. - М.: Недра, 1976. с. 159, 233.