BRPI0707428A2 - transportador de acionamento direto, de baixa fricção - Google Patents
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Abstract
TRANSPORTADOR DE ACIONAMENTO DIRETO, DE BAIXA FRICçãO Um transportador inclui uma correia sem fim que tem dentescom faces de acionamento inclinadas em afastamento à direção de deslocamento, O transportador também inclui uma polia de acionamento quetem roldanas com faces de acionamento inclinadas para a direção de deslocamento. As faces de acionamento nas roldanas engatam as faces de acionamento nos dentes para mover a correia e o ângulo inclinado tende a puxar a correia para o interior. Um pé estacionário assiste a remoção de um dente acionado a partir de sua correspondente roldana.
Description
"TRANSPORTADOR DE ACIONAMENTO DIRETO, DE BAIXAFRICÇÃO"
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
REFERÊNCIA CRUZADA COM RELAÇÃO A PEDIDO PERTINENTEEste pedido reivindica o benefício do pedido provisional USno. de série. 60/743,212, depositado em 2 de fevereiro de 2006, que éincorporado aqui em sua totalidade.Campo da invenção
A invenção refere-se a correias sem fim para transportadores e,mais particularmente, a um transportador que usa dentes inclinados paraacionar uma correia sem fim por uma polia.Descrição da técnica Pertinente
Transportadores com correias planas, acionadas por fricção,são sistemas conhecidos para mover itens de um local para outro. Uma correiasem fim, tracionada, se estende entre uma polia de acionamento e uma peçatraseira (tipicamente uma polia ou uma barra fixa), pelo que fricção entre apolia de acionamento e a correia permite transferência de torque da primeirapara a última para induzir assim movimento da correia. Visto que tensãosobre a correia é requerida para manter a requerida fricção para mover acorreia, este tipo de transportador não se comporta bem em ambientes onde atensão e fricção podem ser comprometidas. Por exemplo, a introdução deóleo, graxa, ou outros efluentes de produtos transportados sobre a correiapode resultar em uma perda de fricção e afetar assim prejudicialmente odesempenho do transportador.
Outro tipo de transportador compreende uma correia modularde acionamento direto ou positivo. Neste tipo de transportador, uma correiamodular formada de uma pluralidade de conexões de interligação se estendeentre uma polia de acionamento e uma polia louca e compreende umapluralidade de dentes que engatam em correspondentes roldanas na polia deacionamento, ou alternativamente, dentes na polia de acionamento engatamnas conexões ou roldanas na correia. A interação entre os dentes e roldanastransfere torque para a correia. Como um resultado, o transportador não sebaseia em fricção para mover a correia, e compostos redutores de fricção nãoafetam o desempenho na maneira descrita acima para correias acionadas porfricção. Todavia, as correias modulares de acionamento direto, de baixatensão, são difíceis de serem limpas e de manutenção ser executada. Elas sãotambém porosas e, por conseguinte, não podem facilmente transportarprodutos tais como pós e similares.
Os transportadores com correias sem fim de acionamentopositivo, de baixa fricção, 100, que têm uma superfície plana 102 em um ladoe dentes 104 no outro lado, como ilustrado na figura 1, vencem os problemasassociados com as correias planas acionadas por fricção e as correiasmodulares. A superfície plana sem costura 102 é geralmente feita de ummaterial termoplástico, não poroso, e fácil de ser limpo,, enquanto os dentes104 engatam em roldanas 106 na polia de acionamento 108 para transferirtorque para a correia 100 sem requerer fricção entre a correia 100 e a polia deacionamento 108 ou tensão na correia 100. Um tal transportador é revelado noPedido de Patente US No. 60/593,493, o qual é incorporado aqui porreferência em sua totalidade.
Para levar em conta o estiramento de correia, foi determinadoque o passo de dente da correia tem que ser menor que o passo de roldana dapolia de acionamento em menos que o alongamento máximo da correia.Também, o passo de polia tem que ser igual ao passo da correia noalongamento máximo, dada ou tomada uma fração de um por cento. Alémdisto, para assegurar que os dentes de correia sejam posicionados para entrarnas roldanas de polia, a largura longitudinal de cada roldana na polia tem queexceder a largura longitudinal de dente de correia pelo menos pela medida dedistância gerada por meio de alongamento da correia pela medida máximaadmissível sobre o vão livre do envolvimento de correia. Como um resultadode diferenças de passo e largura, os dentes e as roldanas serãolongitudinalmente alinhados desde que a alongamento esteja em ou abaixo doalongamento máximo.
Devido à diferença de passo entre a correia e a polia, somenteum dente de correia será acionado por meio de uma roldana polia roldana emqualquer dado momento. Foi verificado que este dente engatado é sempre odente que está prestes a deixar a polia. Para todos subseqüentes dentes decorreia, que entram nas roldanas de polia em qualquer dado momento, estápresente um interstício entre a face de acionamento do dente de correia e aface de acionamento da roldana de polia, e que o interstício progressivamenteaumenta em tamanho para cada dente sucessivo. Conseqüentemente, quandoo dente em saída desengata da polia de acionamento, permanece algumamedida de interstício entre o dente de correia seguinte, i.e., o dente traseiro, ea face de sua respectiva roldana de polia. Neste instante, a polia continua agirar em relação à correia sem mover a correia, e as efetivas características deacionamento são perdidas até que a face de acionamento da roldana encoste-se à face de acionamento do dente traseiro. Em outras palavras, a polia giraenquanto a correia desliza até que um dente engate novamente. Descontandoqualquer momentum da correia e qualquer fricção entre a correia e a polia, acorreia irá efetivamente parar por um breve momento até que a roldanaseguinte engate o dente traseiro, o qual assim se torna o novo "dente desaída".
Algum deslizamento entre a correia e a polia é o que permiteuma aplicação de acionamento direto no trabalho. Este desengate temporáriode dentes de correia a partir das roldanas de polia causa com que a velocidademédia de correia seja menor que a velocidade média de polia. De fato, avelocidade média de correia é menor que a velocidade de polia pelapercentagem de alongamento que é ainda disponível na correia (alongamentomáximo - alongamento corrente). Por causa deste deslizamento necessário,qualquer fricção entre a polia e a correia irá comprometer benefícios deacionamento direto. Fricção entre a correia e a polia irá retardar odeslizamento e pode causar com que o dente traseiro não acerte a roldana depolia completamente. Para evitar tal fricção, a correia e a polia podem serfeitas de, ou revestidas com materiais anti-fricção, a polia pode serconfigurada de modo que a correia e polia têm reduzida área de contato entreas roldanas, e a correia seja preferivelmente mantida sob baixa tensão.
Também, para assegurar que o dente engatado (acionado)fique engatado até o momento apropriado para deixar a roldana, um limitadorde posição é usado adjacente à correia.
Longos segmentos de correia em aplicações de transportador,tais como aqueles que movem carvão de pedra, minério ou cascalhotipicamente requerem pesadas correias reforçadas para minimizar estiramentoe grandes motores de acionamento para mover a pesada correia bem como acarga sobre a correia. A precedente correia termoplástica, de acionamentodireto, de baixa fricção, não foi mostrada para ser conclusiva para longossegmentos de correia. E a complexidade de requerer limitadores de posiçãopara manter o dente de acionamento engatado com a polia somente serviriapara complicar um tal sistema no ambiente áspero de mover carvão de pedra,minério ou cascalho.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
De acordo com a invenção, um transportador de acionamentodireto, de baixa fricção, vence as limitações da técnica anterior com umacorreia de termoplástico sem fim, e pelo menos uma polia de acionamento emcontato com a correia de termoplástico sem fim para acionar a correia em umadireção de acionamento. Ou a polia de acionamento ou a correia tem roldanasem uma superfície, e a outra tem dentes em uma superfície. Cada dente e cadaroldana têm uma face de acionamento estendendo-se em um ângulo agudo apartir da superfície, na direção de acionamento a partir da superfície de polia eem afastamento à direção de acionamento a partir da superfície de correia.Um pé é disposto adjacente à polia de acionamento em um ponto de saída deum dente a partir de uma roldana para impulsionar os dentes a partir dasroldanas quando eles passam o pé. Desta maneira, a face de acionamentoestendendo-se a partir da superfície de polia de acionamento irá segurar a facede acionamento estendendo-se a partir da superfície de correia paraimpulsionar a correia contra a polia de acionamento e mover a correia nadireção de acionamento.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Nos desenhos:
a figura 1 é uma vista lateral de um transportador da técnicaanterior.
a figura 2 é uma vista ampliada em elevação de uma porção deuma forma de construção de um transportador de acordo com a invenção;
a figura 3 é uma porção ampliada da correia da figura 2;a figura 4 é uma porção ampliada da polia de acionamento dafigura 2; e
a figura 5 é uma vista em elevação de uma porção de umasegunda forma de construção de um transportador de acordo com a invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA
Uma forma de construção de um transportador de acordo coma invenção pode ser vista nas figuras 2 - 4. O transportador 200 compreendeuma correia sem fim 202 com uma superfície de transporte externa 204, lisa,geralmente contínua, em um lado da correia, e uma pluralidade de dentes 206uniformemente espaçados uns dos outros em um lado oposto da correia. Acorreia 202 é preferivelmente feita de um material termoplástico e pode serreforçada. Uma superfície interna 208 se estende entre dentes adjacentes,geralmente paralelos à superfície de transporte. A correia 202 se encurvaparcialmente em torno de uma polia 210 que tem uma pluralidade de ranhurastransversais ou roldanas 212 igualmente espaçados uns dos outros em tornoda periferia da polia. Cada dente 206 tem uma face de acionamento 214 ecada roldana tem uma face de acionamento 216. Quando a polia 210 gira emuma direção de acionamento denotada por meio da seta A, cada dente 206 épuxado para dentro de uma correspondente roldana 212 com a face deacionamento 214 do dente voltada para a face de acionamento 216 da roldanaquando a correia 202 se encurva em torno da polia 210. O passo dos dentes decorreia 206 é menor que o passo das roldanas de polia 212 ao longo de umarco coincidente C em um dado raio a partir do centro da polia, e a largura decada roldana é maior que a largura de cada dente. Assim, quando a correia202 inicia a se encurvar em torno da polia 210, o dente de entrada 206' paraentrar em sua roldana 212' terá sua face de acionamento 214 espaçada a partirde e não engatada com a face de acionamento 216 da roldana. Esta condiçãoreina até que atinja a posição do último dente 206", que engata na face deacionamento 216 da correspondente roldana 212" e engate este que empurra acorreia 202 em uma direção de acionamento denotada por meio da seta B.
Um dente 206 pode ser visto mais claramente na figura 3 quetem uma altura que é preferivelmente menor que a profundidade da roldana212. A face de acionamento de dente 214 é disposta em um lado traseiro dodente 206, em relação à direção de acionamento B. Também, a face deacionamento de dente 214 é inclinada. Em outras palavras, a face deacionamento de dente 214 se estende em um ângulo agudo α a partir de umplano imaginário 220 que é perpendicular à superfície de transporte 204 e àsuperfície interna 208. Além disto, a face de acionamento de dente 214 seestende em afastamento à direção de acionamento B.
Similarmente, uma roldana 212 pode ser vista mais claramentena figura 4. A face de acionamento de roldana 216 é disposta em um ladotraseiro da roldana 212, em relação à direção de acionamento A da polia 210,e se estende em um ângulo agudo α a partir de um plano imaginário 220 que éperpendicular à borda circunferencial da polia 210. Neste caso, a face deacionamento 216 se estende para a direção de acionamento A.
Como uma conseqüência, quando a face de acionamento deroldana 216 engata na face de acionamento de dente 214 do último dente216", suas respectivas orientações tendem a causar com que a roldana 212puxe o correspondente dente 206 para o interior em direção ao centro da polia210. Em uma situação onde a correia 202 efetivamente se encurva em tornoda polia 210 como na figura 2, pode ser necessário assistir a remoção do denteacionado 206 a partir da correspondente roldana 212 quando o dente é devesair da roldana em um ponto de saída 226. Um pé estacionário 222 é montadoadjacente à polia 210 no ponto de saída 226 em uma posição onde o dente 206irá contatar o pé. O pé 222 terá uma superfície de suporte 224, pelo menosuma porção da qual é posicionada tangencialmente a um círculo imaginárioformado por meio do fundo dos dentes 206 quando os dentes se encurvam emtorno da polia 210. Quando a face de acionamento 216 da roldana 212 napolia continua a impulsionar a correia 202 na direção de acionamento A, asuperfície de suporte 224 do pé 222 irá impedir o dente 206 de continuar agirar com a polia, e, em lugar disto, impulsionar o dente para fora da roldanapor forçar a face de acionamento de dente 214 a deslizar em relação à face deacionamento de roldana 216 contra a tendência de puxar o dente 206 para ointerior em direção ao centro da polia. Porque o pé 222 é estacionário, cadadente acionado sucessivo 206 será igualmente tracionado para fora de suacorrespondente roldana 212.
O ângulo α é preferivelmente aproximadamente 2o ou 3o,embora ele possa variar de aplicação para aplicação e de carga para carga.
Tipicamente, ele estará em uma faixa de I0 a 5o. O ângulo deve ser capaz deprover 1 ou 2 libras de força para puxar o correspondente dente para o interiorda roldana em direção ao centro da polia.Esta tendência do dente inclinado e arranjo de roldana parasegurar e puxar a correia em direção à polia significa que a correia não precisase encurvar muito em torno da polia, senão totalmente, minimizando aindamais a possibilidade de fricção e melhoria das características de acionamentodireto. Também significa que o arranjo é bem apropriado para outrasaplicações para transportadores alongados, tais como na forma deconcretização mostrada na figura 5. Este é um tipo de aplicação que poderiaser usado para suportar uma carga constante tal como carvão de pedra,cascalho, ou minério. Uma correia de termoplástico sem fim 300 que pode serreforçada se estende sobre uma pluralidade de polias de acionamento 302,cada tendo uma idêntica configuração, para as outras, separadas umas dasoutras através de um vão livre 303 e similares aquelas ilustradas na figura 2.Cada polia 302 pode ter mais ou menos roldanas 304. A correia 300 tem umapluralidade de dentes 306 em um lado, na maneira mostrada na figura 2, equando a correia passa sobre uma polia, os dentes 306 são acionados por meiode correspondentes roldanas 304 na mesma maneira explicada acima em umadireção denotada por meio da seta C. Preferivelmente, cada polia 302 é umapolia de acionamento em que ela separadamente aciona uma porção da correiaque ela contata. Desta maneira, as polias 302 podem puxar a correia 300 sobreuma longa distância. Opcionalmente, cada polia 302 pode ser provida com umpé (não mostrado) a fim de assistir o desengate dos dentes 306 a partir dascorrespondentes roldanas 304.
Conseqüentemente, um longo transporte pode ser acionado pormeio de uma pluralidade de menores motores, em lugar de um grande motor.Em adição, a correia pode ser mais leve em peso e até mesmo estirável, aoinvés das convencionais pesadas correias atualmente em uso. Ficará aparenteque a correia 300 precisa somente ser suficientemente forte para suportar epuxar o comprimento de transposição 303 entre polias adjacentes 302.
Embora a invenção tenha sido especificamente descrita emconexão com certas formas de concretização específicas da mesma, deve serentendido que isto é a título de ilustração e não de limitação, e o escopo dasreivindicações anexas devem ser entendidas tão amplamente quanto alimitação da técnica anterior, e o escopo das reivindicações anexas deve serentendido tão amplamente quanto a técnica anterior assim o permitir. Porexemplo, as ranhuras ou roldanas podem estar na correia e os dentes podemestar na polia. Também, as bordas dianteiras das roldanas e dentes podem terqualquer formato, e não precisam ser inclinados no mesmo ângulo que asfaces de acionamento.
Claims (7)
1. Transportador de acionamento direto, de baixa fricção,compreendendo uma correia sem fim (202, 300), pelo menos uma polia deacionamento (210, 302) em contato com a correia sem fim para acionar acorreia em uma direção de acionamento (B, D), e roldanas (212, 304) em umasuperfície (204, 213) de uma da correia sem fim e da polia de acionamento edentes (206, 306) em uma superfície da outra da correia sem fim e da polia deacionamento, caracterizado pelo fato de:cada dente e cada roldana tendo uma face de acionamento(214, 216) estendendo-se em um ângulo agudo (a) a partir da superfície, paraa direção de acionamento (B,D) a partir da superfície de polia e emafastamento à direção de acionamento (B, D) a partir da superfície de correia,pelo que a face de acionamento estendendo-se a partir dasuperfície de polia de acionamento se segurarão à face de acionamentoestendendo-se a partir da superfície de correia para impulsionar a correiacontra a polia de acionamento e mover a correia na direção de acionamento.
2. Transportador de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que os dentes (206, 306) são na correia (202, 300) eas roldanas (212, 304) são na polia (210, 302).
3. Transportador de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizado pelo fato de que o ângulo agudo (a) está dentro de uma faixa deaproximadamente I0 e 5o.
4. Transportador de acordo com a reivindicação 3,caracterizado pelo fato de que o ângulo agudo (a) é aproximadamente 2o.
5. Transportador de acordo com qualquer das reivindicações 1a 4, caracterizado pelo fato de que a correias sem fim é feita de termoplástico.
6. Transportador de acordo com qualquer das reivindicações 1a 5, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos duas polias deacionamento (302) e em que a correias sem fim (300) é acionada por cadapolia através de um vão livre (303).
7. Transportador de acordo com qualquer das reivindicações 1a 6, caracterizado pelo fato de compreender um pé (222) disposto adjacente acada polia de acionamento (210, 302) em um ponto de saída (226) de umdente (206, 306) a partir da roldana (212, 304) para impulsionar os dentes apartir das roldanas quando eles passam o pé.
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