Безопасный ковшовый элеватор

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Мисун Леонид Владимирович Мисун Алексей Леонидович Агейчик Юрий Валерьевич Агейчик Валерий Александрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Безопасный ковшовый элеватор, содержащий шахту, установленные жестко на втулках приводную и натяжную звездочки, бесконечно замкнутый на звездочках двухцепной тяговый орган с закрепленными на его пластинчатых цепях и размещенными между ними ковшами, опорные ролики, установленные внутри шахты с возможностью взаимодействия с цепями восходящей ветви тягового органа неподвижные направляющие, причем опорные ролики выполнены в виде закрепленных на оси с возможностью совместного с ней вращения промежуточных звездочек с возможностью взаимодействия их зубьев с втулками пластинчатых цепей как восходящей, так и нисходящей ветвей тягового органа, при этом на оси промежуточных звездочек установлена обгонная муфта, а на уровне промежуточных звездочек с внешних сторон двухцепного тягового органа и с зазором по отношению к цепям на шахте закреплены неподвижные направляющие, при этом расстояниемежду окружностью, описываемой наружными кромками зубьев промежуточных звездочек, и неподвижными направляющими принято из условия 00,3, Фиг. 1 79082012.02.28 где- высота звена пластинчатой цепи- наружный диаметр втулки пластинчатой цепи,отличающийся тем, что на оси промежуточных звездочек с внешней со стороны привода стороны установлена подвижная втулка с возможностью осевого перемещения, причем к внешним цилиндрическим поверхностям подвижной втулки и соседней с ней втулки промежуточной звездочки со стороны их соседних торцов, с расположенной между ними концентрично коаксиально оси промежуточных звездочек основной винтовой цилиндрической пружиной сжатия, в четырех проходящих через ось вращения втулок плоскостях,равномерно расположенных по окружностям внешних поверхностей втулок, образованных перпендикулярными оси вращения втулок сечениями, на каждой втулке симметрично оси ее вращения попарно и диаметрально противоположно закреплены кронштейны, к которым шарнирно с возможностью вращения в каждой из указанных четырех осевых плоскостей присоединены равновеликие планки, которые попарно шарнирно соединены между собой снаружи внешних цилиндрических поверхностей втулок, при этом к каждому общему шарниру равновеликих планок с внешней по отношению оси вращения втулок стороны шарнирно присоединен стержень с закрепленным на его противоположном шарнирному соединению конце грузом, а к противоположному кронштейнам присоединения планок внешнему торцу подвижной втулки присоединена диэлектрическая кольцевая втулка с закрепленным на ней выполненным из электропроводящего материала подвижным контактом цепи электродвигателя с присоединенным к этому контакту проводом, являющимся частью основной электропроводящей цепи, включающей в себя соединенный с приводным валом с помощью компенсирующей муфты электродвигатель, рубильник, источник электрического тока и расположенный ближе к промежуточной звездочке на одной параллельной оси вращения втулок линии с подвижным контактом цепи электродвигателя неподвижный контакт цепи электродвигателя с возможностью соприкосновения этих контактов в случае осевого перемещения подвижной втулки в сторону промежуточной звездочки под действием центробежных сил инерции вращающихся грузов, причем эти контакты соединены между собой дополнительными электропроводящими проводами, подключенными к постоянно разомкнутому включателю с подпружиненной винтовой цилиндрической пружиной сжатия кнопкой с возможностью соединения этих проводов в случае преодоления усилия сжатия этой пружины, при этом на приводном валу установлен постоянно замкнутый колодочный тормоз, подключенный к электрической цепи с таким расчетом, что он приводится в разомкнутое состояние в случае вращения электродвигателя, причем параллельная цепь источника электрического тока с рубильником содержит электрический звонок и неподвижный контакт электрического звонка, а на диэлектрическом кольце закреплен выполненный из электропроводящего материала подвижный контакт электрического звонка с присоединенным к нему проводом,являющимся частью параллельной электропроводящей цепи, включающей в себя рубильник, источник электрического тока и расположенный на одной параллельной оси вращения втулок линии с неподвижным контактом электрического звонка подвижный контакт электрического звонка с возможностью соприкосновения этих контактов под действием основной пружины в случае отсутствия вращения подвижной втулки, а линии расположения контактов цепей электродвигателя и электрического звонка диаметрально противоположны относительно оси симметрии подвижной втулки, а с внешних сторон двухцепного тягового органа над приводными звездочками симметрично их общей вертикальной плоскости симметрии и с сектором обхвата 30-40 с зазорамипо отношению к цепям на шахте закреплены неподвижные концентричные направляющие.(56) 1. Спиваковский Л.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины. - М. Машиностроение, 1968. - С. 331-335, рис. 236. 2. Патент на изобретение Российской Федерации 2264968 1, МПК 65 17/1265 43/06, 2005. Полезная модель относится к элеваторостроению, а именно к ковшовым элеваторам с цепным тяговым органом и улавливающим устройством. Известен ковшовый элеватор 1, содержащий приводную и натяжную звездочки, бесконечно замкнутый на звездочках двухцепной тяговый орган с закрепленными на пластинчатых цепях и размещенными между ними ковшами, шахту элеватора, размещенные на восходящей ветви тягового органа и установленные с возможностью вращения опорные ролики, улавливающие устройства, выполненные в виде двуплечих рычагов с возможностью постоянного взаимодействия с цепями восходящей ветви. Недостатком известного элеватора является то, что при обрыве цепей улавливается лишь восходящая (грузонесущая) ветвь тягового органа с ковшами. Известен ковшовый элеватор 2, содержащий шахту, приводную и натяжную звездочки, бесконечно замкнутый на звездочках двухцепной тяговый орган с закрепленными на его пластинчатых цепях и размещенными между ними ковшами, опорные ролики,установленные внутри шахты с возможностью взаимодействия с цепями восходящей ветви тягового органа неподвижные направляющие, причем опорные ролики выполнены в виде сдвоенных звездочек с возможностью взаимодействия их зубьев с втулками пластинчатых цепей как восходящей, так и нисходящей ветвей тягового органа, при этом на оси сдвоенной звездочки установлена обгонная муфта, а на уровне упомянутых сдвоенных звездочек с внешних сторон двухцепного тягового органа и с зазором по отношению к цепям на шахте закреплены неподвижные направляющие, при этом расстояниемежду окружностью, описываемой наружными кромками зубьев сдвоенной звездочки, и неподвижными направляющими принято из условия 00,3,где- высота звена пластинчатой цепи- наружный диаметр втулки пластинчатой цепи. Такое устройство обеспечивает улавливание при разрыве тягового органа лишь расположенных на уровне и ниже сдвоенных звездочек его частей с ковшами. Расположенная выше места разрыва часть тягового органа продолжает движение за счет вращения приводной звездочки и сгруживается над сдвоенными звездочками, забивая верхнюю часть шахты, надолго выводя ковшовый элеватор из строя, снижая безопасность и эксплуатационную надежность его работы. Задача, которую решает полезная модель, заключается в повышении безопасности и эксплуатационной надежности работы ковшового элеватора. Поставленная задача решается с помощью безопасного ковшового элеватора, содержащего шахту, установленные жестко на втулках приводную и натяжную звездочки, бесконечно замкнутый на звездочках двухцепной тяговый орган с закрепленными на его пластинчатых цепях и размещенными между ними ковшами, опорные ролики, установленные внутри шахты с возможностью взаимодействия с цепями восходящей ветви тягового органа неподвижные направляющие, причем опорные ролики выполнены в виде закрепленных на оси с возможностью совместного с ней вращения промежуточных звездочек с возможностью взаимодействия их зубьев с втулками пластинчатых цепей как восходящей, так и нисходящей ветвей тягового органа, при этом на оси промежуточных звездочек установлена обгонная муфта, а на уровне промежуточных звездочек с внешних 3 79082012.02.28 сторон двухцепного тягового органа и с зазором по отношению к цепям на шахте закреплены неподвижные направляющие, при этом расстояниемежду окружностью, описываемой наружными кромками зубьев сдвоенной звездочки, и неподвижными направляющими принято из условия 00,3,где- высота звена пластинчатой цепи- наружный диаметр втулки пластинчатой цепи,где на оси промежуточных звездочек с внешней со стороны привода стороны установлена подвижная втулка с возможностью осевого перемещения, причем к внешним цилиндрическим поверхностям подвижной втулки и соседней с ней втулки промежуточной звездочки со стороны их соседних торцов, с расположенной между ними концентрично коаксиально оси промежуточных звездочек основной винтовой цилиндрической пружиной сжатия, в четырех проходящих через ось вращения втулок плоскостях, равномерно расположенных по окружностям внешних поверхностей втулок, образованных перпендикулярными оси вращения втулок сечениями, на каждой втулке симметрично оси ее вращения попарно и диаметрально противоположно закреплены кронштейны, к которым шарнирно с возможностью вращения в каждой из указанных четырех осевых плоскостей присоединены равновеликие планки, которые попарно шарнирно соединены между собой снаружи внешних цилиндрических поверхностей втулок, при этом к каждому общему шарниру равновеликих планок с внешней по отношению оси вращения втулок стороны шарнирно присоединен стержень с закрепленным на его противоположном шарнирному соединению конце грузом, а к противоположному кронштейнам присоединения планок внешнему торцу подвижной втулки присоединена диэлектрическая кольцевая втулка с закрепленным на ней выполненным из электропроводящего материала подвижным контактом цепи электродвигателя с присоединенным к этому контакту проводом, являющимся частью основной электропроводящей цепи, включающей в себя соединенный с приводным валом с помощью компенсирующей муфты электродвигатель, рубильник, источник электрического тока и расположенный ближе к промежуточной звездочке на одной параллельной оси вращения втулок линии с подвижным контактом цепи электродвигателя неподвижный контакт цепи электродвигателя с возможностью соприкосновения этих контактов в случае осевого перемещения подвижной втулки в сторону промежуточной звездочки под действием центробежных сил инерции вращающихся грузов, причем эти контакты соединены между собой дополнительными электропроводящими проводами, подключенными к постоянно разомкнутому включателю с подпружиненной винтовой цилиндрической пружиной сжатия кнопкой с возможностью соединения этих проводов в случае преодоления усилия сжатия этой пружины, при этом на приводном валу установлен постоянно замкнутый колодочный тормоз, подключенный к электрической цепи с таким расчетом, что он приводится в разомкнутое состояние в случае вращения электродвигателя, причем параллельная цепь источника электрического тока с рубильником содержит электрический звонок и неподвижный контакт электрического звонка, а на диэлектрическом кольце закреплен выполненный из электропроводящего материала подвижный контакт электрического звонка с присоединенным к нему проводом, являющимся частью параллельной электропроводящей цепи, включающей в себя рубильник, источник электрического тока и расположенный на одной параллельной оси вращения втулок линии с неподвижным контактом электрического звонка подвижный контакт электрического звонка с возможностью соприкосновения этих контактов под действием основной пружины в случае отсутствия вращения подвижной втулки, а линии расположения контактов цепей электродвигателя и электрического звонка диаметрально противоположны относительно оси симметрии подвижной втулки, а с внешних сторон двухцепного тягового органа над приводными звездочками симметрично их общей вертикальной плоскости симметрии и с сектором обхвата 79082012.02.28 30-40 с зазорамипо отношению к цепям на шахте закреплены неподвижные концентричные направляющие. Безопасный ковшовый элеватор представлен на фиг. 1, вид сбоку на фиг. 2 - установка промежуточной звездочки относительно цепи и неподвижной направляющей на фиг. 3 - принципиальная схема предохранительного устройства с электрической цепью. Безопасный ковшовый элеватор состоит из шахты 1, приводной 2 и натяжной 3 звездочек с возможностью их огибания бесконечно замкнутым двухцепным тяговым органом с закрепленными на его пластинчатых цепях 4 и размещенными между ними ковшами 5. Внутри шахты 1 с возможностью взаимодействия с цепями восходящей 11 ветви тягового органа (движется в направлении 6) жестко закреплены на оси 7 промежуточные звездочки 8 с возможностью вращения вместе с осью 7 и взаимодействия их зубьев 9 с втулками 10 пластинчатых цепей 4 как на восходящей 11, так и на нисходящей 12 ветвях тягового органа. На уровне промежуточных звездочек 8 с внешних сторон двухцепного тягового органа и с зазорами 13 и 14 по отношению к цепям 4 на шахте 1 закреплены неподвижные направляющие 15 и 16. При этом расстояние(фиг. 2) между окружностью 17, описываемой наружными кромками зубьев 9 промежуточных звездочек 8, и неподвижными направляющими 15 и 16 принято из условия 00,3,где- высота звена пластинчатой цепи 4- наружный диаметр втулки 10 пластинчатой цепи 4. На оси 7 промежуточных звездочек 8 установлена обгонная муфта 18 и с внешней со стороны привода, включающего подсоединенный к приводному валу 19 электродвигатель 20, стороны установлена подвижная втулка 21 с возможностью ее осевого перемещения. К внешним цилиндрическим поверхностям подвижной втулки 21 и соседней с ней втулки 22 промежуточной звездочки 8 со стороны их соседних торцов, срасположенной между ними концентрично коаксиально оси 7 основной винтовой цилиндрической пружиной сжатия 23, в четырех проходящих через ось вращения втулок 21 и 22 плоскостях, равномерно расположенных по окружностям внешних поверхностей втулок 21 и 22, образованных перпендикулярными оси вращения втулок 21 и 22 сечениями, на каждой втулке симметрично оси ее вращения попарно и диаметрально противоположно закреплены кронштейны 24, к которым шарнирно с возможностью вращения в каждой из указанных четырех осевых плоскостей присоединены равновеликие планки 25, которые попарно шарнирно соединены между собой снаружи внешних цилиндрических поверхностей втулок 21 и 22. К каждому общему шарниру равновеликих планок 25 с внешней по отношению оси вращения втулок 21 и 22 стороны шарнирно присоединен стержень 26 с закрепленным на его противоположном шарнирному соединению конце грузом 27. К противоположному кронштейнам 24 присоединения планок 25 внешнему торцу подвижной втулки 21 присоединена диэлектрическая кольцевая втулка 28 с закрепленным на ней выполненным из электропроводящего материала подвижным электропроводящим контактом 29 цепи электродвигателя 20 с присоединенным к нему проводом 30, являющимся частью основной электропроводящей цепи, включающей в себя соединенный с приводным валом 19 с помощью компенсирующей муфты 31 электродвигатель 20, рубильник 41, источник электрического тока 32 и расположенный ближе к промежуточной звездочке 8 на одной параллельной оси вращения втулок 21 и 22 линии с подвижным контактом 29 цепи электродвигателя неподвижный контакт 33 цепи электродвигателя с возможностью соприкосновения контактов 29 и 33 в случае осевого перемещения подвижной втулки 21 в сторону промежуточной звездочки 8 под действием центробежных сил инерции вращающихся грузов 27. Контакты 29 и 33 соединены между собой дополнительными электропроводящими проводами 34, подключенными к контактам 39 постоянно разомкнутого включателя 35 с подпружиненной винтовой цилиндрической пружиной сжатия 36 кнопкой 37 с возможностью соединения этих проводов в случае преодоления усилия сжатия пружины 36 и 5 79082012.02.28 замыкания контактов 39. На приводном валу 19 установлен постоянно замкнутый колодочный тормоз 38, подключенный к электрической цепи (на фигурах не показано) с таким расчетом, что он приводится в разомкнутое состояние в случае вращения электродвигателя 20. С внешних сторон двухцепного тягового органа над приводными звездочками 2 симметрично их общей вертикальной плоскости симметрии и с сектором обхвата 30-40 с зазорамипо отношению к цепям 4 на шахте 1 закреплены неподвижные концентричные направляющие 40. Параллельная цепь источника электрического тока 32 с рубильником 41 содержит электрический звонок 42 и неподвижный контакт 43 электрического звонка 42, а на диэлектрической кольцевой втулке 28 закреплен выполненный из электропроводящего материала подвижный контакт 44 электрического звонка 42 с присоединенным к нему проводом 45, являющимся частью параллельной электропроводящей цепи, включающей в себя рубильник 41, источник электрического тока 32 и расположенный на одной параллельной оси вращения втулок 21 и 22 линии с неподвижным контактом 43 цепи электрического звонка подвижный контакт 44 цепи электрического звонка с возможностью соприкосновения этих контактов под действием основной пружины 23 в случае отсутствия вращения подвижной втулки 21 и связанного с этим воздействия центробежных сил от массы грузов 27, а линии расположения контактов цепей электродвигателя и электрического звонка диаметрально противоположны относительно оси симметрии подвижной втулки 21. Безопасный ковшовый элеватор работает следующим образом. При включении рубильника 41 раздается предупреждающий персонал об опасности звук электрического звонка 42. Далее оператор нажатием кнопки 37 с одновременным преодолением усилия сжатия пружины 36 и замыканием контактов 39 подает электрический ток от источника питания 32 по проводам 34 к электродвигателю 20 и колодочному тормозу 38. Тормоз размыкается и одновременно электродвигатель приводит во вращение приводной вал 19 и с помощью тягового органа в виде цепей 4 ось 7 с закрепленными на ней промежуточными звездочками 8. При вращении оси 7 грузы 27 под действием центробежных сил инерции удаляются от оси вращения (на фиг. 3 показано штрихпунктирными линиями) и с помощью стержня 26 и планок 25 перемещают подвижную втулку 21 в сторону втулки 22 промежуточной звездочки 8, сжимая пружину 23, замыкая контакты 29 и 33 (на фиг. 3 показано штрих-пунктирными линиями) и размыкая контакты 43 и 44 цепи электрического звонка 42, прекращая его звучание. После этого кнопка 37 оператором отпускается и под действием пружины 36 контакты 39 включателя 35 размыкаются, и далее элеватор работает в нормальном режиме. При этом тяговый орган, выполненный из двух параллельных пластинчатых цепей 4 с прикрепленными к ним ковшами 5,движется в направлении 6, а промежуточные звездочки 8, взаимодействуя своими зубьями 9 с втулками 10 пластинчатых цепей на восходящей 11 и нисходящей 12 ветвях, вращаются по часовой стрелке. При этом обгонная муфта 18 не препятствует вращению оси 7 с промежуточными звездочками 8. При обрыве цепей 4 на восходящей ветви 11 (что наиболее вероятно) нижняя часть (от места обрыва) восходящей ветви 11 под действием веса цепей 4, ковшей 5 с транспортируемым грузом начинает двигаться вниз до встречи ближайших втулок 10 с зубьями 9 промежуточных звездочек 8. Улавливание оборвавшегося тягового органа происходит одновременно как на восходящей 11, так и нисходящей 12 ветвях тягового органа, т.к. вес восходящей ветви 11 больше (или равен при отсутствии транспортируемого груза в ковшах 5) веса нисходящей ветви 12, а обгонная муфта 18 препятствует вращению промежуточных звездочек 8 против часовой стрелки. Поэтому обе ветви 11 и 12 зависают в шахте 1 при взаимодействии втулок 10 цепей 4 и зубьев 9 промежуточных звездочек 8. Одновременно с прекращением вращения оси 7 с промежуточными звездочками 8 прекращается действие центробежных сил со стороны грузов 27 и под действием усилия сжатой пружины 23 подвижная втулка 21 удаляется от втулки 22 промежуточной звездочки 8 и контакты цепи электродвигателя 29 и 33 размыкаются, а 6 79082012.02.28 контакты 43 и 44 цепи электрического звонка замыкаются. В результате размыкания контактов 29 и 33 прекращается подача электрического тока на электродвигатель 20 и колодочный тормоз 38, вращение приводного вала 19 прекращается и его положение фиксируется колодочным тормозом 38 в его замкнутом положении. При этом охватывающие приводные звездочки 2 части как восходящей 11, так и нисходящей 12 ветвей двухцепного тягового органа за счет наличия над ними неподвижных концентричных направляющих 40 остаются на приводных звездочках 2 и не обрушаются вниз, забивая шахту и ломая оборудование. Одновременно до отключения рубильника 41 звучит электрический звонок 42, извещая обслуживающий персонал о поломке. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7