DE112011102652T5

DE112011102652T5 - Verfahren zur Einstellung von Förderbandabstreifern und Steuerungssystem für Förderbandabstreifer

Info

Publication number: DE112011102652T5
Application number: DE112011102652T
Authority: DE
Inventors: Robert Todd Swinderman; Christian Vava
Original assignee: Martin Engineering Co
Current assignee: Martin Engineering Co
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2013-06-13
Also published as: US20120031736A1; TW201217247A; US8205741B2; WO2012019074A1

Abstract

Eine Schüttgutförderanlage umfasst einen Schüttgutförderapparat zur Beförderung von Schüttgut sowie ein Hilfsgerät, das den Apparat im Betrieb unterstützt. Das Hilfsgerät umfasst ein Steuergerät, das einen oder mehrere Sensoren aufweist. Das Steuergerät umfasst einen Prozessor und einen rechnerlesbaren Speicher, die die nachfolgenden Fähigkeiten aufweisen: (i) Empfangen eines Steuerungssignals, der einen Betriebszustand des Hilfsgeräts während eines Betriebszyklus des Hilfsgeräts andeutet; (ii) Speichern einer mit dem Betriebszustand des Hilfsgeräts verbundenen Grenze im Speicher des Steuergeräts; (iii) Vergleichen des Steuerungssignals mit der Grenze; (iv) Erzeugen eines Signals, das ein mit dem Betriebszustand verbundenes anormales Ereignis andeutet, wenn das Steuerungssignal die Grenze übersteigt; und (v) Erzeugen eines Reaktionssignals, wenn eine Anzahl erzeugter Signale über anormale Ereignisse einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.

Description

HINTERGRUND
Schüttgutfördervorrichtungen werden in Verbindung mit der Lagerung und Beförderung von Schüttgut wie Getreide, Sand, Kies, Kohle und dergleichen eingesetzt. Schüttgutfördervorrichtungen umfassen den Primär- sowie den Sekundär- oder Hilfsapparat. Zu den Primärapparaten gehören Förderbänder, Übergabepunkte, Übergangsschurren, Behälter, Silos, Trichter, Brecher, Siebe, Austrittsschleusen, verbundene Strukturen usw. Zu den Hilfsapparaten gehören Förderbandreiniger, Druckluftkanonen, industrielle Vibratoren, Bandschieflaufschalter, Schurreblockadesensoren, usw., die in Verbindung mit dem primären Schüttgutförderapparat eingesetzt werden. Beispielsweise werden Hilfsapparate wie Druckluftkanonen und industrielle Vibratoren in Verbindung mit Primärapparaten wie Übergabepunkten, Übergangsschurren, Behältern, Silos und Trichtern eingesetzt, um den Fluss des Schüttguts durch den Primärapparat zu fördern und zu steuern, und um die Leistung des Primärapparats zu verbessern. Ebenso werden Sekundärapparate wie Förderbandreiniger in Verbindung mit Primärapparaten wie Förderbändern eingesetzt, um die Leistung des Primärapparats zu verbessern.
Primärapparate, die Förderbänder umfassen, umfassen generell auch ein endloses Förderband zur Beförderung von Schüttgut von einem Ort zu einem anderen. Bei der Entladung des Schüttguts vom Förderband bleibt häufig ein Teil des Schüttguts am Band haften. Sekundärapparate wie Förderbandreiniger weisen generell einen oder mehrere Abstreifer zum Abstreifen des haftenden Stoffs vom Band, um so das Band zu reinigen. Die Abstreifer eines Förderbandes sind typischerweise an eine Querwelle gebunden, die sich querlaufend über die Breite des Förderbandes erstreckt. Der Förderbandreiniger kann eine oder mehrere Spanneinrichtungen umfassen, die die Abstreifer mit dem Förderband mit einer Kraft in Berührung bringen, die einen Abstreifdruck zwischen dem Abstreifer und dem Band erzeugt. Aufgrund der Berührung mit dem sich bewegenden Förderband unterliegt die Abstreifkante jedes Abstreifers der Abnutzung. Spannvorrichtungen bewegen die Abstreifer im Rhythmus ihres Verschleißes, um die Abstreifer mit dem Förderband in Berührung zu halten.
Um eine hinreichende Leistung des Förderbandreinigers zu erzielen, werden die Abstreifer mit dem Förderband mit einem ausgewählten Grad an Kraft in Berührung gebracht, um einen gewünschten Abstreif- bzw. Reinigungsdruck zwischen dem Abstreifer und dem Band zu erzeugen, und die Abstreifer werden je nach den Betriebsbedingungen in einem ausgewählten Reinigungswinkel zum Band angeordnet. Werden die Abstreifer mit übermäßiger Kraft gegen das Förderband gespannt, kann dies zu übermäßigem Verschleiß der Abstreifer führen, das Förderband beschädigen und die Spitze des Abstreifers infolge der zwischen dem Abstreifer und dem sich bewegenden Förderband erzeugten Reibung überhitzen. Werden die Abstreifer hingegen mit zu geringer Kraft gegen das Förderband gespannt, erfolgt womöglich keine wirksame Reinigung des Förderbandes.
Ausserdem können die Abstreifer gegen das Förderbrand vibrieren oder rattern, was potenziell den Förderbandreiniger und/oder das Band beschädigt und die Reinigungseffizienz reduziert. Ein Rattern des Abstreifers kann auf Unebenheit des Förderbandes (z. B. Absacken des Bandes, Defekte am Band, Klebestellen im Band, usw.) sowie auf zwischen dem Abstreifer und dem sich bewegenden Band erzeugte Reibungskräfte zurückzuführen sein. Das Rattern nimmt typischerweise mit zunehmendem Abstreifdruck ab. Ohne Rattern steigt die Reinigungseffizienz mit steigendem Abstreifdruck, und zwar bis an die Grenze der Stärke des Banddeckels. So werden die Vibration bzw. das Rattern der Bandabstreifer gegen den Bandreiniger sowie die Reinigungseffizienz vom Reinigungswinkel der Abstreifer und der Kraft, mit der die Abstreifer mit dem Förderband in Berührung kommen, beeinflusst.
Ferner weist jeder primäre und sekundäre Apparat eine Auslegungsmasse und damit eine charakteristische Vibrationsfrequenz auf. Die charakteristische Frequenz wird von rotierenden oder beweglichen Komponenten wie dem Band, Räderkästen, Motoren sowie zeitbedingten Änderungen am Apparat (z. B. die Menge des beförderten oder gelagerten Schüttgutes, Veschleiß oder Korrosion, oder ungewollte Ansammlung von Feststoffen in Form flüchtiger Materialien wie zurückgestragene Stoffe, Verschüttungen und Staub) beeinflusst. Veränderungen der charakteristischen Frequenz eines Apparats können auf einen veränderten mechanischen Zustand oder eine Veränderung deiner Betriebseffizienz hindeuten.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem für einen sekundären Schüttgutförderapparat wie einen Bandreiniger, der im Wesentlichen eine ”offene” Steuerung statt eines ”geschlossenen” Regelkreises umfasst. Die ”offene” Steuerung ist derart konfiguriert, dass sie auf eine große Anzahl Betriebsbedingungen des Bandes reagiert und nur dann Signale erzeugt, mit denen der Sekundärapparat gesteuert wird, wenn die gemessenen Betriebsparameter einen akzeptablen Spielraum lassen; experimental wird dies nach dem Betrieb der Schüttgutförderanlage bestimmt, und als Alternative zu Regelsystemen eingesetzt, wie diese in US Patent-Nr. 7 556 140 und 7 669 708 beschrieben werden, die den Zustand des sekundären Schüttgutförderapparates kontinuierlich überwachen und den Betrieb des Sekundärapparates derart einstellen, dass dieser auf die Veränderungen der Betriebsparameter reagiert. Ein ”offenes” Steuerungssystem wie das weiter unten beschriebene reagiert rasch auf veränderte Betriebsbedingungen der Anlage. Die Steuerung kann einen anormalen Betriebszustand erkennen und diesen als anormales Ereignis speichern. Die Steuerung kann dann in den nachfolgenden Zyklen Schutzmassnahmen ergreifen, wenn ein ähnliches anormales Ereignis erkannt wird.
Ein Regelsystem, wie es in US-Pat. Nr. 7 556 140 und 7 669 708 beschrieben wird, kann in komplizierten, ferngesteuerten und -überwachten Schüttgutförderanlagen eingesetzt werden. Bei einer derartigen Förderanlage kann es sich typischerweise um eine Anlage für hohe Tonnagen handeln, in der Bänder von 2 bis 3 m Breite mit Geschwindigkeiten von 5 m/s bis 10 m/s eingesetzt werden. Die Steuerkette einer derartigen Anlage muss schnell reagieren können. Beispielsweise kann in einem ”geschlossenen” Regelkreis eine Verzögerung von 100 ms wegen der Erkennung des Defekts im Band, der Erzeugung eines Regelungssignals, der Messung der Rückmeldung und der Ergreifung von Schutzmaßnahmen durch die Sensoren auftreten. Bei einer Bandgeschwindigkeit von 5 m/s entspricht eine Reaktionszeit bzw. Verzögerung von 100 ms dem Durchlauf von etwa 0,5 m des Bandes, bevor eine Schutzmaßnahme eingeleitet werden kann. Typische Defekte in derartigen Bändern beginnen als kleine, aber erhebliche Anormalien, die häufig viel kleiner als 0,5 m Länge sind. Häufig wird der Defekt mit jeder Umdrehung des Bandes und damit jedem Antreffen der anfänglichen Ursache(n) des Defektes größer oder schwerer. Deshalb ist ein ”geschlossener” Regelkreis zwar wirksam, reagiert aber in Echtzeit häufig zu langsam auf Defekte. Eine ”offene” Steuerung, wie sie vorliegend beschrieben wird, bietet ähnliche Reaktionszeiten der Steuerkette, versucht jedoch nicht, in Echtzeit zu reagieren. Stattdessen speichert die vorliegend beschriebene ”offene” Steuerung ein Defektereignis im Speicher, und kann dann während der nächsten Umdrehung proaktiv reagieren und/oder die Schwere des Defekts bei jeder Umdrehung vergleichen und derart programmiert sein, dass sie gemäß Anweisungen reagiert. Ausserdem, obwohl ein ”geschlossener” Regelkreis derart programmiert werden kann, dass er ähnlich einer offenen Steuerung reagiert, ist der mit einer ”offenen” Steuerung verbundene Ausrüstungsbedarf nicht so umfangreich wie bei einem ”geschlossenen” Regelkreis. In einem typischen mit einem Bandreiniger verbundenen ”geschlossenen” Regelkreis können z. B. ein mit jedem Abstreiferarm des Bandreinigers verbundener Regler sowie ein gesondertes Kabel vorgesehen sein. Beispielsweise erfordert ein 2 m breites Band typischerweise einen Bandreiniger mit 11 Abstreifern. So benötigt ein ”geschlossener” Regelkreis für den Bandreiniger 11 durch den Hauptrahmen des Bandreinigers gefädelte Kabel zur Steuerung jedes Stellantriebs. Da die Kabel zur Aktivierung der Reaktionsmittel (z. B. ein MR-Dämpfer) ein erhebliches Maß an Strom tragen und zum Einsatz im Bergbau zugelassen werden sein müssen, neigen die Kabel dazu, einen relativ großen Durchmesser aufzuweisen, und sind in einem Bandreiniger entsprechend schwer installierbar. In einer ”offenen” Steuerung kann die mit dem Abstreifersteuergerät verbundene Funktionalität erheblich reduziert oder vereinfacht werden, z. B. auf Steuerungssignale für die mit jedem Abstreifer verbundenen Dämpfer verzichtet wird. Die Vereinfachung und/oder Reduzierung der Funktionalität ermöglicht den Einsatz eines einzigen Sammelschienen-Kabelsystems in einem Bandreiniger für jede Bandbreite; dies stellt eine erhebliche Verbesserung ohne Funktionalitätsverlust für Defekte, die normalerweise bei der Beförderung von Schüttgut auftreten, dar.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zur Vereinfachung sowie der Anschaulichkeit halber werden die in den Zeichnungen dargestellten Elemente nicht immer maßstabgerecht dargestellt. Beispielsweise kann es vorkommen, dass die Abmessungen einiger Elemente relativ zu anderen Elementen klarheitshalber übertrieben worden sind. Wo dies für angemessen erachtet wird, werden ferner die Referenzen von Zeichnung zu Zeichnung wiederholt, um entsprechende oder analoge Elemente zu bezeichnen.
1 ist eine teilweise Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Förderbandreinigers.
2 ist eine teilweise Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Förderbandreinigers nach 1.
3 ist eine Frontalansicht des Reinigungsmechanismus des Förderbandreinigers.
4 ist eine Endansicht entlang der Linie 4-4 der 3.
5 ist ein Querschnitt entlang der Linie 5-5 der 3.
6 zeigt den Förderbandreiniger nach 5, aber mit entfernter Abweiserhaube.
7 zeigt den Förderbandreiniger, dessen Abstreifer sich mit dem Förderband in einem positiven Reinigungwinkel in Berührung befindet.
8 zeigt den Förderbandreiniger, dessen Abstreifer sich mit dem Förderband in einem negativen Reinigungwinkel in Berührung befindet.
9 ist eine seitliche Explosionsansicht des Förderbandreinigers.
10 ist eine Draufsicht des Hauptrahmens des Förderbandreinigers.
11 ist eine Rückansicht des Hauptrahmens.
12 ist ein Querschnitt entlang der Linie 12-12 der 11.
13 ist eine Draufsicht des oberen Montageelements des Hauptrahmens.
14 ist eine Frontalansicht des oberen Montageelements des Hauptrahmens.
15 ist eine Endansicht des oberen Montageelements des Hauptrahmens.
16 ist eine Frontalansicht der Zentralwelle des Hauptrahmens.
17 ist eine Unteranansicht der Zentralwelle.
18 ist eine Endansicht der Zentralwelle.
19 ist eine Frontalansicht der Pendelachse.
20 ist eine Endansicht der Pendelachse.
21 ist eine Seitenansicht der Gelenkbüchse.
22 ist eine Endansicht der Gelenkbüchse.
23 ist eine Draufsicht der Enddrehkappe.
24 ist eine Seitenansicht der Enddrehkappe.
25 ist eine Planansicht der Enddrehkappe.
26 ist eine Seitenansicht der Mitteldrehkappe.
27 ist eine Perspektivansicht des Arms des Förderbandreinigers.
28 ist eine Draufsicht des Arms.
29 ist eine Seitenansicht des Arms.
30 ist eine Unteransicht des Arms.
31 ist eine Rückansicht des Arms.
32 ist eine Frontalansicht des Arms.
33 ist eine Seitenansicht des Abstreifers.
34 ist eine Frontalansicht des Abstreifers der 33.
35 ist ein Querschnitt des Dämpfers.
36 ist eine Perspektivansicht des Schubantriebsmechanismus des Arms des rotatorischen Positioniermechanismus.
37 ist eine Seitenansicht der Controllerbox.
38 ist eine Rückansicht der Controllerbox.
39 ist ein Querschnitt entlang der Linie 39-39 der 37.
40 ist eine Perspektivansicht der Abweiserhaube.
41 ist eine Draufsicht der Abweiserhaube.
42 ist eine Seitenansicht der Abweiserhaube.
43 ist eine Rückansicht der Abweiserhaube.
44 ist eine Frontalansicht eines Montagemechanismus des Förderbandreinigers.
45 ist eine Seitenansicht des Montagemechanismus.
46 ist eine Seitenansicht einer Pratze des Montagemechanismus.
47 ist ein Querschnitt entlang der Linie 47-47 der 46.
48 ist eine Seitenansicht einer Büchse des Montagemechanismus.
49 ist eine Planansicht der Büchse des Montagemechanismus.
50 ist eine Endansicht der Pendelachse.
51 ist eine Seitenansicht der Pendelachse.
52 ist eine Endansicht der Einstellhülse.
53 ist eine Seitenansicht der Einstellhülse.
54 ist eine Draufsicht der Pratze des rotatorischen Positioniermechanismus.
55 ist eine Seitenansicht der Pratze der 55.
56 ist ein Diagramm der geometrischen Anordnung des Reinigungsmechanismus.
57 ist ein Blockdiagramm einer Schüttgutförderanlage, in der der in 1-56 abgebildete Förderbandreiniger zum Einsatz kommen kann.
58 ist ein Blockdiagramm eines Steuergeräts einer Schüttgutförderanlage, in der der in 1–56 abgebildete Förderbandreiniger zum Einsatz kommen kann.
59 ist ein Blockdiagramm eines Führungssteuergeräts des Steuergeräts der Schüttgutförderanlage.
60 ist ein Blockdiagramm eines Hilfssteuergeräts des Steuergeräts der Schüttgutförderanlage.
61 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines für das Hilfsgerät zur Schüttgutbeförderung geeigneten Sicherheitsreaktionsverfahrens
62 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform der Verarbeitung eines Steuergeräts.
63 zeigt die Auswirkungen der Verladung von Schüttgut auf die Armverschiebung eines Bandreinigers.
64 zeigt die Kabelverbindungen einer Ausführungsform einer Schüttgutförderanlage.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die nachfolgende Beschreibung beschreibt Verfahren zur Steuerung von Hilfsgeräten einer Schüttgutförderanlage. In der nachfolgenden Beschreibung werden zahlreiche konkrete Details wie Logikumsetzung, Opcodes, Mittel zur Festlegung von Operanden, Ressourcenteilung/-duplikate, Typen und Beziehungen der Anlagenkomponenten sowie Logikteilungs-/-integrationsentscheidungen festgelegt, um ein gründlicheres Verständnis der Ausführungsbeispiele zu vermitteln. Die Ausführungsformen können auch ohne derart konkrete Details ausgeführt werden. Auf eine ausführliche Darstellung von Steuerungsstrukturen, Torschaltungen sowie die vollständigen Software-Befehlssequenzen ist zugunsten einer klaren Beschreibung der Ausführungsformen verzichtet worden.
Vorliegend ist der Ausdruck ”eine Ausführungsform” o. ä. dahingehend auszulegen, dass die beschriebene Ausführungsform ein bestimmtes Merkmal bzw. Struktur umfasst, diese Merkmale bzw. Strukturen jedoch nicht in jeder Ausführungsform vorliegen. Ferner beziehen sich solche Ausdrücke nicht unbedingt auf dieselbe Ausführungsform. Ausserdem, wenn ein bestimmtes Merkmal oder Struktur in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben wird, wird vorausgesetzt, dass es zum Allgemeinwissen des Fachmanns gehört, das Merkmal bzw. die Struktur in Verbindung mit anderen Ausführungsformen selbst dann auszuführen, wenn sie nicht ausdrücklich beschrieben werden.
Die vorliegend beschriebenen Ausführungsformen können in Hardware, Firmware, Software oder einer beliebigen Kombination davon ausgeführt werden. Ferner können die vorliegend beschriebenen Ausführungsformen als auf einem maschinenlesbaren Datenträger gespeicherte Befehle, die von einem oder mehr Prozessoren abgelesen und ausgeführt werden können, ausgeführt werden. Bei einem maschinenlesbaren Datenträger kann es sich um einen beliebigen Mechanismus zur Speicherung oder zur Übertragung von Daten in maschinenlesbarer Form (z. B. Rechner) handeln. Beispielsweise gehören zu den maschinenlesbaren Datenträgern ROM, RAM, Magnetplatten, optische Speichermedien, Flash-Speicher usw.
SCHÜTTGUTFÖRDERANLAGE
57 ist eine schematische Darstellung einer Schüttgutförderanlage. Die Schüttgutförderanlage kann einen Schüttgutförderapparat 4, ein Hilfsgerät zur Beförderung von Schüttgut 6 sowie eine Benutzeroberfläche 8 umfassen. Der Schüttgutförderapparat 4 sowie das Hilfsgerät 6 können verschiedene Kombinationen von Schüttgutgeräten umfassen. Beispielsweise kann der Schüttgutförderapparat 4 einen oder mehrere Behälter umfassen, und das Hilfsgerät 6 kann eine oder mehrere Druckluftkanonen zur Beförderung des Schüttguts durch oder entlang den Behältern umfassen. Ebenso kann der Schüttgutförderapparat 4 eine Schurre umfassen, und das Hilfsgerät 6 kann einen oder mehrere Vibratoren zur Beförderung des Schüttguts durch oder entlang den Behältern umfassen. Ferner kann der Schüttgutförderapparat 4 ein Schüttgutförderband umfassen, und das Hilfsgerät 6 kann einen Reiniger zum Abstreifen, Schälen oder sonst zum Reinigen eines Bandes der Schüttgutfördervorrichtung umfassen. Auch weitere Kombinationen des Schüttgutförderapparats mit Hilfsgeräten sind vorgesehen.
Das Hllfsgerät 6 unterstützt den Schüttgutförderapparat 4 bei der Beförderung des Schüttguts. Beispielsweise kann das Hilfsgerät 6 Reinigungsabstreifer umfassen, die Schüttgutreste von einem Förderband des Schüttgutförderapparats 4 abstreifen, abschälen oder sonst entfernen. In einer solchen Ausführungsform unterstützt das Hllfsgerät 6 den Schüttgutförderapparat 4 dadurch, dass es verhindert, dass das Schüttgut am Förderband des Schüttgutförderapparats 4 anhäuft und potenziell die Bewegung des Förderbandes durch den Schüttgutförderapparat 4 verhindert.
Das Hilfsgerät 6 kann ein Steuergerät 12 mit Sensoren 10 zur Erkennung der charakteristischen Signale, die mit den Betriebsmerkmalen des Hilfsgeräts 6 und/oder dem Schüttgutförderapparat 4 in Verbindung stehen können. Die Sensoren 10 können Bewegungsmelder wie z. B. Beschleunigungsmesser zur Erkennung von Vibrationen oder sonstigen Bewegungen des Schüttguts, des Schüttgutförderapparats 4, des Hilfsgeräts 6 und/oder einer Komponente entweder des Schüttgutförderapparats 4 oder eines seiner Hilfsgeräte 6 umfassen. Ferner können die Sensoren 10 Temperaturfühler wie z. B. Infrarotsensoren zur Erkennung bzw. Messung der Temperatur des Schüttguts, des Schüttgutförderapparats 4, des Hilfsgeräts 6 und/oder einer Komponente entweder des Schüttgutförderapparats 4 oder eines seiner Hilfsgeräte 6 umfassen.
Das Steuergerät 12 des Hilfsgeräts 6 stellt den Betrieb des Hilfsgeräts 6 auf der Grundlage der Signale der Sensoren 10 ein. Ferner kann das Steuergerät 12 Signale von der Benutzeroberfläche 8 empfangen und ferner den Betrieb des Hilfsgeräts 6 auf der Grundlage der von der Benutzeroberfläche 8 empfangenen Signale einstellen.
Die Benutzeroberfläche 8 kann verschiedene Kombinationen von Ein-/Ausgabegeräten, z. B. LCD-Anzeigen, Leuchtdiodenanzeigen, CRT-Monitoren, Flachbildschirme, Tastaturen, Tasten, Knöpfe, Mäuse usw., um dem Nutzer Informationen zu vermitteln und von diesem Eingaben zu empfangen. Wie gezeigt ist die Benutzeroberfläche 8 an das Steuergerät 12 des Hilfsgeräts 6 gekoppelt. Die Kopplung kann über verdrahtete und/oder drahtlose Technologien erfolgen, die es ermöglichen, dass die Benutzeroberfläche 8 fern dem Hilfsgerät positioniert werden kann, wie z. B. eine serielle Schnittstelle vom Typ RS-232, RS-422 oder RS-485, eine Netzwerkstelle vom Typ IEEE 802.3 (Ethernet), eine Schnittstelle vom Typ IEEE 802.11 (WiFi) sowie sonstige Vebindungstechnologien, die eine Fernpositionierung der Benutzerschnittstelle 8 ermöglichen. Ebenso kann die Kopplung kann über verdrahtete und/oder drahtlose Technologien erfolgen, die es ermöglichen, dass die Benutzeroberfläche 8 in der Nähe des Hilfsgeräts positioniert werden kann, wie z. B. eine USB-Verbindung, eine IEEE 1394 (FireWire)-Verbindung, PS/2 Maus- und Tastaturanschlüsse, IEEE 802.15.1 (Bluetooth)-Verbindung sowie sonstige Vebindungstechnologien, die eine lokale Positionierung der Benutzerschnittstelle 8 ermöglichen. Obwohl im Vorstehenden bestimmte Verbindungstechnologie mit der ”Fern-” bzw. ”lokalen” Positionierung der Benutzeroberfläche 8 in Verbindung stehen, können viele der oben aufgeführten Verbindungstechnologien sowohl ”ferne” als auch ”lokale” Benutzeroberflächen 40 unterstützen, obwohl sie sich für die eine oder andere Variante eher eignen. Ferner dienen die oben aufgeführten Verbindungstechnologien lediglich der Veranschaulichung, und in einigen Ausführungsformen können Verbindungstechnologien Einsatz finden, die oben nicht einzeln aufgeführt sind.
Weitere Details zur Schüttgutförderanlage werden weitere unten hinsichtlich einer Ausführungsform präsentiert, in der der Schüttgutförderapparat 4 eine Schüttgutfördervorrichtung mit einem Förderband umfasst, und das Hilfsgerät 6 einen Förderbandreiniger mit Abstreifern umfasst. Die nachfolgenden Lehren bezüglich des Förderbandreinigers und der Ausführungsform des Förderbandes finden jedoch auch auf weitere Ausführungsformen eines Förderbandreinigers und Förderbandes anwendung, sowie auf weitere Ausführungsformen einer Schüttgutförderanlage, z. B. eine Ausführungsform, die eine Schurre mit einem Vibrator und einem Behälter mit einer Druckluftkanone umfasst.
FÖRDERVORRICHTUNG UND FÖRDERBANDREINIGER
1–56 zeigen mechanische Aspekte einer Ausführungsform der Schüttgutförderanlage, wobei der Schüttgutförderapparat 4 eine Schüttgutfördervorrichtung 78 mit einem Förderband 82 umfasst, und eine belastete Aussenfläche 84 aufweist, und wobei das Hilfsgerät 6 einen Förderbandreiniger 80 umfasst. Beim Förderbandreiniger 80 kann es sich um einen sekundären Förderbandreiniger, wie er allgemein in 7 und 8 gezeigt wird, wobei der Förderbandreiniger 80 zum Abstreifen des haftenden Stoffs von der Oberfläche 84 eines Abschnitts des Bandes 82, der sich in allgemein linearer Richtung bewegt, wie dies von den Pfeilen angedeutet wird. Der erfindungsgemäße Förderbandreiniger kann auch als primärer Förderbandreiniger, der zum Abstreifen von Schüttgut von der Oberfläche 84 eines Abschnitts des Bandes 82, das sich rotatorisch in Berührung mit der Ableitrolle der Fördervorrichtung bewegt, angepasst ist. Mehrere primäre und/oder sekundäre Förderbandreiniger können je nach den Betriebsbedingungen und dem Reinigungsbedarf am selben Förderband eingesetzt werden.
HAUPTRAHMEN DES BANDREINIGERS
Nun wird auf die 1–26 Bezug genommen: Der Förderbandreiniger 80 umfasst einen Reinigungsmechanismus 86 sowie einen oder mehrere Montagemechanismen 88A–B. Der Reinigungsmechanismus 86 umfasst einen Hauptrahmen 92, der eine Querwelle 94 umfasst, die eine allgemein lineare zentrale Längsachse 96 aufweist. Die Querwelle 94 erstreckt sich generell linear zwischen einem ersten Ende 98 und einem zweiten Ende 100. Die Querwelle 94 kann ein einziges Glied, oder, wie in 1 gezeigt, eine Mehrzahl Glieder oder Segmente umfassen. Die Querwelle 94 umfasst eine Zentralwelle 102, die sich zwischen einem ersten Ende 104 und einem zweiten Ende 106 erstreckt. Montageelemente 108, wie generell planare Platten, die eine oder mehrere periphere Öffnungen umfassen, werden jeweils an das erste 104 und das zweite Ende 106 der Zentralwelle 102 gebunden.
Die Querwelle 94 umfasst auch Wellenstümpfe 110A, 110B. Jeder Wellenstumpf 110A–B erstreckt sich zwischen einem ersten Ende 112 und einem zweiten Ende 114. Ein jeweiliges Montageelement 116, wie eine generell planare Platte, die eine oder mehrere periphere Öffnungen umfasst, wird an das erste 112 jedes Wellenstumpfes 110A, 110B. Der Wellenstumpf 110A ist derart angepasst, dass er abnehmbar an das erste Ende 104 der Zentralwelle 102 mit Befestigern wie Bolzen und Mütter gebunden werden kann, die sich durch die Öffnungen in den Montageelementen 108 und 116 hindurch erstrecken. Der Wellenstumpf 110B ist ebenso derart angepasst, dass er abnehmbar an das erste Ende 106 der Zentralwelle 102 mit Befestigern gebunden werden kann, die sich durch die Öffnungen in den Montageelementen 108 und 116 hindurch erstrecken. Der Wellenstumpf 110A ist derart angepasst, dass er abnehmbar an den Montagemechanismus 88A gebunden werden kann, und der Wellenstumpf 110B ist derart angepasst, dass er abnehmbar auf den Montagemechanismus 88B montiert werden kann. Die Zentralwelle 102 und die Wellenstümpfe 110A, 110B können aus rechteckigen oder quadratischen Röhren, wie in 1 gezeigt, oder runden Röhren, festen elementen oder sonstigen strukturellen Komponenten gebildet sein.
Die Zentralwelle 102 kann eine andere Querschnittskonfiguration oder Größe aufweisen, z. B. eine andere Breite, Höhe, Wandstärke usw. als die Wellenstümpfe 110A, 110B. Die Wellenstümpfe 110A, 110B behalten eine einheitliche Größe bei, um die Montage an die Montagemechanismen 88A–B zu erleichern, während die Größe der Zentralwelle 102 variiert werden kann, um die bestonderen Betriebsbedingungen, z. B. Förderbandbreite und damit auch die Länge der Zentralwelle 102 zwischen den Enden 104 und 106, zu berücksichtigen. Folglich kann eine kleinere Zentralwelle 102 mit relativ engen Förderbändern und eine größere Zentralwelle 102 mit breiteren Förderbändern eingesetzt werden, um die Ablenkung zu minimieren und erhöhten Biegespannungen Rechnung zu tragen. Die Verbindungen zwischen den Wellenstümpfen 100A–B und der Zentralwelle 102 ermöglichen es auch, dass die Zentralwelle 102 von den Wellenstümpfen 110A, 110B abgenommen werden kann, während die Wellenstümpfe 110A–B weiterhin auf den Montagemechanismen 88A–B montiert bleibt.
Wie in 16–18 gezeigt, umfasst die Zentralwelle 102 eine oder mehrere generell kreisförmige Öffnungen 118, die sich durch eine erste Wand der Zentralwelle 102 hindurch erstrecken und entlang der longitudinalen Länge der Mittelswelle 102 zwischen den Enden 104 und 106 generell voneinander gleichmäßig beabstandet sind. Die Zentralwelle 102 umfasst auch eine oder mehrere längliche schlitzartige Öffnungen 120, die sich durch eine zweite Seitenwand der Zentralwelle 102 hindurch erstrecken und entlang der longitudinalen Länge der Mittelswelle 102 zwischen den Enden 104 und 106 generell voneinander gleichmäßig beabstandet sind. Jede Öffnung 118 ist mit einer jeweiligen Öffnung 120 verbunden, so dass jedes Paar Öffnungen 118 und 120 sich relativ zueinander in der gleichen Position relativ zur Länge der Zentralwelle 102 zwischend en Enden 104 und 106 befindet. Die Öffnungen 118 und 120 stellen eine Verbindung zu einer Kammer 122 her, die innerhalb der Zentralwelle 102 angeordnet ist. Jedes Montageelement 108 und 116 umfasst eine große mittlere Öffnung, so dass sich ein hohler Durchgang durch die Querwelle 94 hindurch vom ersten 98 zum zweiten Ende 100; hierzu gehört auch die Kammer 122.
Wie in 9 gezeigt, ist eine Mehrzahl Abdeckplatten 123 abnehmbar an die Zentralwelle 102 gebunden, so dass jede Abdeckplatte 123 jeweils eine schlitzartige Öffnung 120 abdeckt. Jede Abdeckplatte 123 kann von der Zentralwelle 102 abgenommen werden, um Zugang zur Kammer 122 innerhalb der Zentralwelle 102 zu erhalten. Eine Zugentlastungsverbindung 124 oder alternativ eine Öse wird bei jeder Öffnung 118 jeweils an die Zentralwelle 102 gebunden.
Der Hauptrahmen 92 umfasst ein unteres Montageelement 126, z. B. ein Kantblech, das ein mit einer Wand der Zentralwelle 102 verbundenes erstes Ende 128, welches die schlitzartigen Öffnungen 102 umfasst, sowie ein zweites Ende 130, das radial auswärts von der Achse 96 relativ zum ersten Ende 128 angeordnet ist, aufweist. Das untere Montageelement 126 erstreckt sich auch longitudinal generell parallel zur Achse 96 zwischen einem ersten Ende 132 und einem zweiten Ende 134. Die Enden 132 und 134 erstrecken sich auswärts lecht über die Positionen der schlitzartigen Öffnungen 120 hinaus. Das untere Montageelement 126 umfasst einen oder mehrere Montagestifte 136, die an das zweite Ende 130 gebunden sind. Jeder Montagestift 136 umfasst eine Öffnung 138, die sich zwischen den Montagestift 136 hindurch generell parallel zur Achse 196 erstreckt. Die Montagestifte 136 sind entlang der Länge des unteren Montageelements 126 zwischen dem ersten Ende 132 und dem zweiten Ende 134 generell einheitlich beabstandet, wobei jder Montagestift 136 mit einer jeweiligen Öffnung 118 und einer schlitzartigen Öffnung 120 gefluchtet ist. Jede der Öffnungen 138 in den Montagestiften 136 ist generell konzentrisch um eine generell lineare Achse 140 angeordnet, die sich durch jede der Öffnungen 138 hindurch erstreckt. Die Achse 140 verläuft generell parallel zur Achse 96 und ist davon beabstandet.
Der Hauptrahmen 92 umfasst auch ein oberes Montageelement 144, das sich zwischen einem ersten Ende 146 und einem zweiten Ende 148 erstreckt, und an die Zentralwelle 102 gebunden ist. Das obere Montageelement 144 umfasst eine Basis 150, die mit der Zentralwelle 102 verbunden und relativ zur Achse 96 generell diametrisch vom unteren Montageelement 126 angeordnet ist. Die Basis 150 umfasst zwei sich nach aussen erstreckende Beine 152, die generell perpendikular zueinander verlaufen, so dass jedes Bein 152 zum Anbinden an eine jeweilige Wand des Rohrs, das die Zentralwelle Bildet 102, angepasst ist. Die Basis 150 umfasst auch einen Stamm 154, der sich von der Kreuzung der Beine 152 nach aussen erstreckt. Somit ist die Basis 150 generell Y-förmig. Der Stamm 154 ist in einem Winkel zu den Beinen 152 derart versetzt, dass der Stamm 154 nicht in einem Winkel in der Mitte zwischen den Beinen 152 angeordnet ist.
Eine Mehrzahl Hängebühnen 156 ist an das äussere Ende des Stammes 154 gebunden und generell äquidistant voneinander entlang der Länge des Stammes 154 zwischen dem ersten Ende 146 und dem zweiten Ende 148 des oberen Montageelements 144 beabstandet. Jede Hängebühne 156 erstreckt sich generell parallel zur Basis 150 zwischen einem ersten Ende 158 und einem zweiten Ende 160 erstreckt. Jede ängebühne 156 umfasst einen durch eine generell halbzylindrische Innenwand 164 gebildete Open-Top-Behälter mit offenen Enden 162. Jede Hängebühne 156 umfasst auch ein paar beabstandeter und generell paralleler Flansche 166, die sich vom ersten 158 zum zweiten Ende 160 erstrecken. Die Oberflächen der Flansche 166 sind generell planar und miteinander generell koplanar. Jeder Flansch 166 umfasst eine oder mehr sich durch ihn hindurch erstreckende Öffnungen. Die halbzylindrische Wand 164 der Hängebühne 156 ist um eine generell lineare Achse 168 gebildet. Wie in 13 und 14 gezeigt, weisen die an jedem Ende 146 und 148 des oberen Montageelements 144 angeordneten Behälter 162 etwa die Hälfte der Länge der in der Mitte des oberen Montageelements 144 zwischen den Endhängebühnen 156 angeordneten Behälter 156 auf. Jeder Flansch 166 in den Endhängebühnen 156 umfasst eine Öffnung, wobei jeder Flansch 166 der mittleren Hängebühnen 156 zwei Öffnungen umfasst. Die Achse 168 verläuft generell parallel zur Achse 96.
Eine Endkappe 172, wie in den 23 und 24 gezeigt, ist derart angepasst, dass sie abnehmbar an jede an den Enden 146 und 148 des oberen Montageelements 144 angeordnete Endhängebühne 156 gebunden ist. Die Endkappe 172 umfasst einen durch eine halbzylindrische Innenwand 176 gebildeten Open-Top-Behälter mit offenen Enden 174, der sich um die Achse 168 erstreckt. Die Endkappe 172 umfasst ein Paar beabstandeter und generell paralleler Flansche 178, von denen jeder eine oder mehr Öffnungen umfasst.
Die unteren Flächen der Flansche 178 sind generell koplanar und derart angepasst, dass sie mit den Flanschen 166 der Endhängebühnen 156 derart zusammenpassen, dass der Behälter 162 der Hängebühne 156 und der Behälter 174 der Endkappe 172 einen generell zylindrischen Behälter oder Bohrung bilden, die sich durch die Hängebühne 156 und die Endkappe 172 vom ersten Ende 158 zum zweiten Ende 160 generell konzentrisch um und entlang der Achse 168 erstreckt. Die Endkappen 172 sind abnehmbar an die Endhängebühnen 156 mit Befestigern wie Bolzen und Müttern gebunden.
Eine Mittelkappe 180, wie in den 25 und 26 gezeigt, ist derart angepasst, dass sie abnehmbar an jede mittlere Hängebühne 156 des oberen Montageelements 154 gebunden ist. Jede Mittelkappe 180 umfasst einen durch eine generell halbzylindrische Innenwand 184 gebildeten Open-Top-Behälter mit offenen Enden 182, der sich um die Achse 168 erstreckt. Jede Mittelkappe 180 umfasst ein Paar beabstandeter und generell paralleler Flansche 186, von denen jeder eine Mehrzahl Öffnungen umfasst. Die unteren Flächen der Flansche 186 sind generell miteinander koplanar und derart angepasst, dass sie jeweils mit den Oberflächen der Flansche 166 der mittleren Hängebühnen 156 zusammenpassen. Jede Mittelkappe 180 ist derart angepasst, dass sie an eine mittlere Hängebühne 156 mit Befestigern wie Bolzen und Müttern derart abnehmbar gebunden ist, dass der Behälter 182 der Endkappe 180 und der Behälter 162 der mittleren Hängebühne 156 einen generell zylindrischen Behälter oder Bohrung bilden, die sich durch die mittlere Hängebühne 156 und die Mittelkappe 180 vom ersten Ende 158 zum zweiten Ende 160 generell konzentrisch um und entlang der Achse 168 erstreckt. Der Hauptrahmen 92, zu dem auch die Querwelle 94, die unteren und oberen Montageelemente 126 und 144, die Kappen 172 und 180 sowie weitere Komponenten gehören, besteht vorzugsweise aus rostfesten Stoffen, und kann aus einem Metall wie Edelstahl bestehen.
Der Reinigungsmechanismus 86 umfasst eine oder mehr Pendelachsen 190. Jede Pendelachse 190 erstreckt sich zwischen aneinander grenzende Paare von Hängebühnen 156 des oberen Montageelements 144 und ist darauf montiert. Die Pendelachse 190 ist generell zylindrisch und erstreckt sich konzentrisch um und entlang der Achse 168 von einem ersten Ende 192 zu einem zweiten Ende 194. Die Pendelachse 190 umfasst eine generell zylindrische Oberfläche 196. Die Pendelachse 190 besteht vorzugsweise aus einem rostfesten Stoff und kann aus einem Metall wie Edelstahl bestehen.
Jedes Ende 192 und 194 der Pendelachse 190 ist derart angepasst, dass es rotierbar auf eine jeweilige Hängebühne 156 mittels einer Büchse 200 montiert ist. Die in 21 und 22 gezeigte Büchse 200 umfasst eine generell zylindrische Hülse 202 mit einer generell zylindrischen Oberfläche sowie eine generell kreisförmige Hülse 204, die an ein Ende der Hülse 202 gebunden ist. Die Hülse 204 erstreckt sich nach aussen über die Oberfläche der Hülse 202 hinaus, und bildet dadurch einen generell ringförmigen Rand. Eine generell zylindrische Bohrung 206 erstreckt sich durch die Hülse 202 und die Hülse 204 entlang der Achse 168. Die Bohrung 206 hat einen derartigen Durchmesser, dass das Ende der Pendelachse 190 in rotatorischer Verbindung mit der durch die Bohrung 206 gebildete Innenwand der Büchse 200 eng in die Bohrung passt 206. Die Büchse 200 kann aus einem reibungsreduzierenden Stoff, z. B. aus einem Metall wie lolitbronze, gebildet sein.
Die Hülse 202 jeder Büchse 200 ist derart angepasst, dass sie innerhalb des Behälters 162 einer Hängebühne 156 angeordnet ist, und ist dort durch Zusammenklemmen mit der End- 172 oder Mittelkappe 180 abnehmbar befestigt. Die Hülse 204 der Büchse 200 ist neben dem Ende des Behälters 162 angeordnet. Das erste Ende 192 einer Pendelachse 190 erstreckt sich in die Bohrung 206 einer Büchse 200 hinein, die in einer ersten Hängebühne 156 angeordnet ist; dabei erstreckt sich das zweite Ende 194 der Pendelachse 190 in die Bohrung 206 einer in einer angrenzenden Hängebühne 156 hinein. Die Pendelachse 190 erstreckt sich somit zwischen ein Paar angrenzender Hängebühnen 156. Die Pendelachse 190 ist derart angepasst, dass sie um die Mittelachse 168 relativ zu den Büchsen 200 und der Hängebühne 156 schwenkt oder rotiert.
Der Reinigungsmechanismus 86 umfasst auch ein oder mehr Abstreifelemente 210. Jedes Abstreifelement 210 umfasst einen Arm 212 und einen Abstreifer 214. Der Arm 212 erstreckt sich zwischen einem ersten Ende 216 und einem zweiten Ende 218 um eine zentrale Längsachse 220. Das erste Ende 216 umfasst einen generell zylindrischen Knotenpunkt 222, der sich generell quer zur Achse 220 zwischen einem ersten Ende 224 und einem zweiten Ende 226 erstreckt. Eine generell zylindrische Bohrung 228 erstreckt sich durch den Knotenpunkt 222 vom ersten Ende 224 zum zweiten Ende 226 entlang und konzentrisch um die Achse 168. Die Pendelachse 190 erstreckt sich durch die Bohrung 228 des Knotenpunktes 222 derart, dass das erste Ende 192 und das zweite Ende 194 der Pendelachse 190 jeweils nach aussen über die Enden 224 und 226 des Knotenpunktes 222 hinaus in etwa gleichem Abstand erstrecken. Die generell zylindrische Oberfläche des von der Bohrung 228 gebildeten Knotenpunktes 222 ist derart dimensioniert, dass sie mit der Oberfläche 196 der Pendelachse 190 in Wechselwirkung tritt. Der Knotenpunkt 222 kann an die Pendelachse 190 derart gekoppelt werden, dass der Arm 212 und die Pendelachse gemeinsam um die Achse 168 drehen. Die Pendelachse 190 kann mittels einer Reibungspassung zwischen ihnen oder ein Kopplungselement, z. B. Schlüssel oder Schweißnaht, an den Knotenpunkt 222 gekoppelt sein. Die Pendelachse kann auch 190 mit dem Arm 212 integriert werden. Alternativ kann der Arm 212 relativ zur Pendelachse 190 um die Achse 168 schwenken.
Die Aussenflächen des Rahmens und der Abstreifelemente kann aus Edelstahl bestehen und (nahezu) mit einer Hochglanzpolitur versehen werden. Eine feine Endoberfläche der Aussenflächen des Rahmens und der Abstreifelemente reduziert die Ansammlung und Haftung von Staub, Eis, zurückgetragenem Stoff und sonstigen Fremdkörpern am Bandreinigungs-Hilfsgerät. Die Fähigkeit der polierten Oberflächen, sich vom Stoff zu befreien, maximiert die Leistung des Hilfsgeräts, indem Blockaden des Hilfsgeräts reduziert und die Reinigung und Instandhaltung vereinfacht werden.
ABSTREIFELEMENTE
Den 7–8 und 27–34 sind weitere Details zu den Abstreifelementen 210 zu entnehmen. Der Arm 212 umfasst eine Strebe 230, die ein an den Knotenpunkt 222 gekoppeltes erstes Ende und ein an ein am zweiten Ende 218 des Arms 212 angeordnetes Montageelement 232 gekoppeltes zweites Ende aufweist. In der in 28 gezeigten Planansicht erstreckt sich die Strebe 230 generell linear entlang der Achse 220. In der Seitenansicht oder Draufsicht der 29 ist die Strebe 230 generell S-förmig, und umfasst einen nach unten gerichteten, generell konkaven Abschnitt, der sich vom Knotenpunkt 222 erstreckt, sowie einen nach oben gerichteten, generell konkaven Abschnitt, der sich vom nach unten gerichteten Abschnitt zum Montageelement 232 erstreckt. Die Strebe 230 umfasst einen zentralen Grat 234, der sich vom Knotenpunkt 222 zum Montageelement 232 erstreckt. Entgegengesetzte Seitenwände 236A–B erstrecken sich nach unten und nach aussen vom Grat 234 zu den jeweiligen Unterkanten 238A–B. Jede Unterkante 238A–B erstreckt sich vom Knotenpunkt 222 zum Montageelement 232. In der Unterwand der Strebe 230 ist ein Kanal 240 angeordnet, der sich vom Bereich neben dem Knotenpunkt 222 zum Montageelement 232 erstreckt. Der Kanal 240 teilt die Unterwand in jeweils beabstandete erste und zweite Unterwandabschnitte 242A–B ein. Die Strebe 230 umfasst ein Paar beabstandeter Zargen 244A–B, die sich jeweils entlang den Unterwandabschnitten 242A–B von einem neben dem Knotenpunkt 232 angeordneten proximalen Ende 246 zu einem generell am unteren Ende des nach oben gerichteten konkaven Abschnitts der Strebe 230 ersrecken und vom zweiten Ende 218 des Arms 212 beabstandet sind. Jede Zarge 244A–B umfasst eine oder mehr Öffnungen 248A–B, wobei jede Öffnung 248A–B in jeder Zarge 244A mit einer jeweiligen Öffnung 248A–B der Zarge 244B derart gefluchtet ist, dass die Öffnungen relativ zueinander koaxial und generell parallel zur Achse 168 angeordnet sind. Die Zargen 244A–B sind einwärts von und generell parallel zu den Kanten 238A–B, wie in 30 gezeigt, und bilden dadurch eine Lippe zwischen den Zargen 244A–B und den Kanten 238A–B, die sich entlang den Unterwandabschnitten 242A–B erstreckt. Der Arm 212 umfasst ein Paar beabstandeter Laschen 252A–B, die an den Knotenpunkt 222 gebunden sind und sich davon nach unten und nach aussen erstrecken. Ein sich parallel zur Achse 168 verlaufendes Schlitz 254 ist zwischen den Laschen 252A–B angeordnet. Das Schlitz 254 ist derart angepasst, dass es den Stamm 154 der Basis 150 des oberen Montageelements 144 des Hauptrahmens 92 aufnimmt.
Das Montageelement 232 des Arms 212 umfasst einen Halter 258, der eine an das zweite Ende der Strebe 230 gebundene Basis aufweist. Der Halter 258 erstreckt sich nach oben von der Basis zu einer Spitze 260. Der Halter 258 umfasst eine Innenfläche 262 sowie eine beabstandete Aussenfläche 264. Die Innen- und Aussenflächen 262 und 264 sind generell planar. Die Innenfläche 262 ist auf einer Ebene angeordnet, die generell parallel zur Achse 168 verläuft. Die Innenfläche 264 grenzt näher an das erste Ende 216 des Arms als die Aussenfläche 264. Eine oder mehr Öffnungen 266 erstrecken sich durch den Halter 258 hindurch von der Innen- 262 zur Aussenfläche 264.
Das Montageelement 232 umfasst auch eine Halterung 270 wie einen sich nach oben erstreckenden Finger oder Sims, der sich vom zweiten Ende der Strebe 230 nach oben erstreckt. Die Halterung 270 ist innwärts des Halters 258 und näher an das erste Ende 216 des Arms 212 als der Halter 258 angeordnet. Die Halterung 270 erstreckt sich nach oben zu einer distalen Spitze 272. Ein Querschlitz 274 erstreckt sich durch das Montageelement 232 zwischen den Halter 258 und die Halterung 270 hindurch. Das Schlitz 274 ist am oberen Ende zwischen der Spitze 272 der Halterung 270 und dem Halter 258, sowie an jedem Ende offen. Das Schlitz 272 bildet eine Innenwand an der Halterung 270, die generell planar ist und parallel zur Innenfläche 262 des Halters 258 verläuft. Das Schlitz 274 bildet auch eine Unterwand 276, die generell halbkreisförmig, wie in 29 gezeigt, oder generell planar sein kann, oder erwünschtenfalls auch andere Konfigurationen aufweisen kann. Die Spitze 260 des Halters 258 ist auswärts der Unterwand 276 des Schlitzes 274 in einem größeren Abstand als der der Spitze 272 der Halterung 270 zur Unterwand 276 angeordnet. Die Länge der Halterung 270 ist deshalb kürzer als die Länge des Halters 258. Der arm 212 besteht vorzugsweise aus rostfesten Stoffen und kann aus einem Metall wie Edelstahl bestehen.
Der Abstreifer 214 des Abstreifelements 210 ist derart angepasst, dass er abnehmbar mit dem Montageelement 232 des Arms 212 verbunden werden kann. Alternativ kann der Abstreifer 214 mit dem Arm 212 integriert werden. Wie in 33 und 34 gezeigt, umfasst der Abstreifer 214 eine Basis 280, die ein unteres Ende 282 sowie einen sich aufwärts von der Basis 280 zu einer Abstreifkante 286 erstreckenden Körper 284 aufweist. Der Abstreifer 214 umfasst eine Innenfläche 288 sowie eine beabstandete Aussenfläche 290, die sich jeweils vom unteren Ende 282 zur Abstreifkante 286 und von einem ersten Ende 292 zu einem zweiten Ende 294 des Abstreifers 214 erstrecken.
Wie in 33 gezeigt, kann die Innenfläche 288 konkav-zylindrisch gekrümmt sein, wie es z. B. bei einem Kreissegment der Fall ist. Die Oberflächen 288 und 290 sind voneinander generell gleichmäßig beabstandet. Der Abstreifer 214 weist deshalb eine generell einheitliche Stärke zwischen der Innen- 288 und der Aussenfläche 290 auf. Die Basis 280 umfasst eine oder mehr Öffnungen 296, die sich von der Innen- 288 zur Aussenfläche 290 erstrecken und derart angepasst sind, dass sie mit den jeweiligen Öffnungen 266 des Halters 258 des Arms 212 fluchten. Der Abstreifer 214 kann derart konfiguriert sein, dass er einen relativ konstanten Abstreifwinkel 82 zum Förderband einhält, während sich der Abstreifer 214 verschleißt und in kontinuierliche Berührung mit dem Band 82 um die Achse 96 gedreht wird.
Der Abstreifer 214 weist eine derartige Stärke auf, dass die Basis 280 derart angepasst ist, dass sie eng mit dem Schlitz 274 des Montageelements 232 des Arms 212 zusammenpasst, wobei die Innenfläche 288 der Basis 280 in der Nähe der Innenfläche der Halterung 270 und die Aussenfläche 290 in der Nähe der Innenfläche 262 des Halters 258 angeordnet sind. Das untere Ende 282 der Basis 280 kann halbkreisförmig gekrümmt sein, so dass es eng mit der Unterwand 276 des Schlitzes 274 im Montageelement 232 zusammenpasst. Alternativ kann das untere Ende 282 der Basis 280 generell planar sein, und die Unterwand 276 des Schlitzes 274 kann zwecks enger Zusammenpassung planar sein. Die Abstreifkante 286 des Abstreifers 214 kann generell halbkreisförmig gerundet sein, wie in 33 gezeigt. Alternativ kann die Abstreifkante 286 generell planar sein. Die Abstreifkante 286 kann eine eingebaute Spitze umfassen, wie sie in US-Patent-Nr. 6 374 991 und 6 575 292 der Martin Engineering Company, die Bestandteil der vorliegenden Beschreibung sind, beschrieben wird. Der Abstreifer 214 ist mit dem Montageelement 232 des Arms 212 mit sich durch die Öffnungen 296 im Abstreifer 214 und die Öffnungen 266 im Halter 258 des Montageeelements 232 hindurch erstreckenden Befestigern abnehmar verbunden. Der Abstreifer 214 kann deshalb vom Arm 212 abgenommen und ausgetauscht werden, z. B. wenn der Abstreifer 214 verschlissen oder geschädigt ist. Jedes Abstreifelement 210 lässt sich vom Hauptrahmen 92 durch Abnehmen der entsprechenden Kappen 172 und 180 selektiv abnehmen und austauschen.
Die Befestiger, die den Abstreifer 214 mit dem Montageelement 232 verbinden, verhindern Querverschiebungen des Abstreifers 214 relativ zum Halter 258.
Abstreifenden Reibungskräften, mit denen die Abstreifkante 286 des Abstreifers 214 infolge der Berührung mit dem sich bewegenden Förderband 82 beaufschlagt wird, wird mindestens teilweise durch die Berührung der Basis 280 des Abstreifers 214 mit der Halterung 270 des Montageelements 232 widerstanden. Mittels einer auf die Abstreifkante 286 durch das sich bewegende Band 82 angewendeten abstreifenden Reibungskraft wird die Aussenfläche 290 des Abstreifers 214 in Berührung mit der Spitze 260 des Halters 258 gepresst; diese versucht dann, das untere Ende 282 des Abstreifers 214 weg von der Innenfläche 262 des Halters 258 so zu schwenken, dass sich der Abstreifer 214 um die Spitze 260 des Halters 258 dreht. Diese Drehbewegung des Abstreifers 214 wird jedoch durch die Berührung der Basis 280 des Abstreifers 214 mit der Innenfläche 288 der Halterung 270 des Montageelements 232 verhindert. Der Abstreifer 214 kann aus Metall wie Edelstahl bestehen, und kann an der Abstreifkante 286 verschleißfeste Stoffe wie Wolframkarbid oder Keramik umfassen.
DÄMPFER UND HILFSSTEUERUNGSKASTEN
Der Reinigungsmechanismus 86 umfasst auch einen oder mehr Dämpfermechanismen 302. Die Dämpfer 304 sind derart ausgelegt, dass sie sich dämpfend auf ein breites Spektrum akzeptabler oder erwarteter Schwingungs- oder Vibrationszustände auswirken. Beispielsweise kann es sich beim Absacken des Bandes um die am längsten dauernde Exzitation handeln. Weitere Exzitationszustände wie Reibungen oder Banddefekte dauern typischerweise nicht so lang. Für weitere Ausführungsformen von Förderbandreinigern oder sonstigen Hilfsgeräten für die Bearbeitung von Schüttgut können die Dämpfer derart gewählt sein, dass sie die längste Exzitationszeit von Belang dämpfen.
Jeder Dämpfermechanismus 302 ist mit einem jeweiligen Abstreifelement 210 verbunden. Ein Beispiel eines Dämpfers wird in 35 und 37–43 im Detail gezeigt. Der Dämpfermechanismus 302 umfasst ein erstes 303 und ein zweites Ende 305. Jeder Dämpfermechanismus 302 umfasst einen Dämpfer 304 und kann auch ein Sensorgehäuse bzw. -kasten 306 umfassen. Wie in 37–39 gezeigt, umfasst der Kasten 306 ein generell rechteckiges Gehäuse 308, das eine oder mehr Innenkammern 310 bildet. Der Kasten 306 umfasst auch eine abnehm- und austauschbare, generell planare Seitenplatte 312 auf jeder Seite des Kastens 306. Die Seitenplatten 312 sind an das Gehäuse 308 abnehmbar gebunden, um selektiven Zugang zu den Kammern 310 zu gewähren. Die Seitenplatten 312 sind geschlossen an das Gehäuse 308 gebunden, so dass der Kasten 306 im Wesentlichen witterungsbeständig und wasserdicht ist. Eine Endwand des Gehäuses 308 umfasst eine Öffnung 314, die mit den Kammern 310 verbunden ist. Eine Zugentlastung 316 ist an das Gehäuse 308 gebunden und mit der Öffnung 314 derart verbunden, dass ein oder mehrere elektrische Drähte oder Kabel sich von einem Steuergerät innerhalb der Kammern 310 des Gehäuses 308 zur Zugentlastung 124 und der Kammer 122 des Hauptrahmens 92 erstrecken können. Die Zugentlastung 316 hält den Kasten 306 wasserdicht.
Ein Montagestift 320 ist an die Oberseite des Gehäuses 308 am zweiten Ende 305 des Dämpfermechanismus 302 gebunden. Der Montagestift 320 umfasst eine Bohrung 322, die sich entlang einer zentralen linearen Schwenkachse 324 erstreckt. Der Montagestift 320 weist eine Breite zwischen gegenüberliegenden Seitenwänden an jedem Ende der Bohrung 322 auf, die die Einführung des Montagestifts 320 zwischen die Zargen 244A–B des Arms 212 ermöglicht, wobei die Bohrung 322 mit einem jeweiligen Paar Öffnungen 248A–B in jeder der Zargen 244A–B koaxial gefluchtet ist. Ein Befestiger wie ein Bolzen oder eine Mutter erstreckt sich durch die Öffnungen 248 und die Bohrung 322 hindurch, um so den Dämpfermechanismus 302 mit dem Arm 212 zentral zu verbinden, so dass der Dämpfermechanismus 302 und der Arm 212 relativ zueinander um die Schwenkachse 324 schwenkbar sind. Das Gehäuse 308 umfasst auch ein Montageelement 326 auf der dem Montageelement 320 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 308. Das Montageelement 326 umfasst eine Bohrung mit Gewinde 328, die sich entlang einer generell linearen Achse 330 erstreckt und mit den Kammern 310 verbunden ist.
Wie in 35 gezeigt, erstreckt sich der Dämpfer 304 zwischen einem ersten 334 und einem zweiten Ende 336. Der Dämpfer 304 kann eine mit Dämpfer kombinierte Gasfeder oder einen hydraulischen Dämpfer umfassen. Der Dämpfer 304 umfasst ein generell zylindrisches und rohrförmiges Gehäuse 338, das eine innere Flüssigkeitskammer 340 bildet. Das Gehäuse erstreckt sich von einem ersten 342 zu einem zweiten Ende 344. Ein Montageelement 346 ist an das erste Ende 342 gebunden. Eine Bohrung 348 erstreckt sich entlang der Achse 140 durch das Montageelement 346 hindurch. Das Montageelement 346 kann ein Paar beabstandeter Ösen umfassen, durch die sich die Bohrung 348 erstreckt, so dass ein Montagestift 136 des unteren Montageelements 126 des Hauptrahmens 92 derart angepasst ist, dass er zwischen den Ösen aufgenommen wird, und dass sich ein Befestiger durch die Bohrung 348 des Montageelements 346 hindurch und durch die Öffnung 138 des Montagestifts 136 hindurch erstrecken kann, so dass der Dämpfermechanismus 302 relativ zum Hauptrahmen 92 um die Schwenkachse 140 schwenkbar ist. Der Dämpfer kann auch ein elastisches beaufschlagendes Glied, z. B. eine mechanische Schraubenfeder, umfassen, das sich um das Gehäuse 338 und den Kolben 354 herum erstreckt, wobei ein erstes Ende des beaufschlagenden Glieds an das Gehäuse 338 und ein zweites Ende an den Kolben 354 gekoppelt ist. Im Betrieb dämpf jeder Dämpfer 304 jeweils die Vibration des mit ihm verbundenen Abstreifers 214 hinsichtlich des Förderbandes 82. Die Dämpfungsmerkmale des Dämpfers 304 sind derart gewählt, dass sie die Dämpfungwirkung des Dämpfers über eine große Bandbreite optimieren, so dass sie automatisch auf die meisten in einem Bandreiniger auftretenden Exzitationen automatisch entsprechend reagieren können.
Eine Membran 350 ist innerhalb des Gehäuses 338 angeordnet, und trennt die Flüssigkeitskammer 340 von einer am zweiten Ende 334 des Gehäuses 338 angeordneten Sammlerkammer 352. Die Sammlerkammer 352 kann ein Druckgas wie Stickstoff umfassen. Die Flüssigkeitskammer 340 umfasst ein Hydrauliköl. Der Dämpfer 304 umfasst einen Kolben 354, der einen innerhalb der Flüssigkeitskammer 340 angeordneten Kolbenboden 355 aufweist, welcher eine erste Seite 356 und eine zweite Seite 358 umfasst. Der Kolbenboden 355 teilt die Flüssigkeitskammer 340 in jeweils auf einer Seite des Kolbenbodens 355 angeordnete Unterkammern auf. Der Kolbenboden 355 umfasst einen oder mehrere Flüssigkeitsdurchgänge 360, die sich durch den Kolbenboden 355 hindurch zwischen der ersten und zweiten Seite 356 und 358 erstreckt, welche eine Fließverbindung der Unterkammern der Flüssigkeitskammer 340 miteinander herstellen. Es können erwünschtenfalls auch zwischen der Kante des Kolbenbodens 355 und der inneren Seitenwand des Gehäuses 338 Flüssigkeitsdurchgänge gebildet werden.
Der Kolben 354 umfasst eine generell rohrförmige Welle 364, die ein mit dem Kolbenboden 355 verbundenes erstes Ende 366 und ein ausserhalb des Gehäuses 308 angeordnetes zweites Ende 368 mit Gewinde aufweist. Das zweite Ende 368 der Welle 364 ist derart angepasst, dass es in die Bohrung mit Gewinde 328 eingeführt werden kann, um die Controlbox 306 fest mit dem Montageelement 326 zu verbinden. Die Welle 364 erstreckt sich konzentrisch um und entlang einer linearen Achse 330. Die Welle 364 erstreckt sich durch das zweite Ende 344 des Gehäuses 338 hindurch und ist damit mittels einer Abdichtung 370 wasserdicht zusammengeschlossen.
Der Kolben 354 ist entlang der Achse 330 relativ zum Gehäuse 338 in jeder entlang der Achse 330 verlaufenden Richtung verschiebbar. Wenn sich der Kolben 354 relativ zum Gehäuse 338 entlang der Achse 330 bewegt, fließt Hydraulikflüssigkeit aus einer ersten Unterkammer in eine zweite Unterkamme durch die Flüssigkeitsdurchgänge 360, um so die Verschiebung des Kolbens 354 relativ zum Gehäuse 338 zu ermöglichen. Der Sammler 352 nimmt die durch die Einführung der Welle 364 in die Flüssigkeitskammer 340 und die Wärmedehnung der Hydraulikflüssigkeit verdrängte Hydraulikflüssigkeit auf. Die Flussmerkmale der Hydraulikflüssigkeit ermöglichen die Steuerung der Fähigkeit des Kolbens 354, sich entlang der Achse 330 relativ zum Gehäuse 338 zu bewegen und so aus Vibrationskräften, mit denen der Kolben 354 beaufschlagt wird, resultierende Vibrationen zu dämpfen. Die kinetische Energie des sich bewegenden Förderbandes 82 wird auf den Dämpfer 304 über das Abstreifelement 210 übertragen. Der Dämpfer 304 ermöglicht ohne Rücksicht auf die Verschiebung des Kolbens 354 relativ zum Gehäuse 338 und unter gleichzeitiger Dämpfung der Vibrationen des Abstreifers 214 relativ zum Band 82 eine relativ konstante Übertragung der Axialkräfte zwischen dem ersten Ende 334 und dem zweiten Ende 336. Zwar wird die Controlbox 306 in den Zeichnungen so dargestellt, dass sie das zweite Ende 368 des Kolbens 354 mit dem Arm 212 verbindet, kann das zweite Ende 368 des Kolbens 354 erwünschtenfalls unmittelbar mit dem Arm 212 schwenkbar verbunden werden.
Die Abstreifkraft, mit der jeder Abstreifer 214 mit dem Förderband 82 in Berührung gebracht wird, liefert der Dämpfer 304. Unterschiedliche Drucke des Gases in der Sammlerkammer 352 sowie unterschiedliche Volumina der Sammlerkammer 352 führen zu unterschiedlichen Kraft-Verschiebung-Leistungskurven. Ein Dämpfer 304 mit einer großvolumigen Sammlerkammer 352 und einem kurzen Kolbenhub wird bevorzugt, so dass die Ausgangsleistung-Verschiebung-Kurve relativ flach ist, wobei eine relativ konstante Abstreifkraft und Reinigungsdruck zwischen dem Abstreifer 214 und dem Band 82 gewährleistet wird. Verschiedene Dämpferarten 304 mit unterschiedlichen Gasdrucken und/oder unterschiedlichen Sammlerkammervolumina können nach Wunsch eingesetzt werden, um die gewünschte Abstreifkraft und den gewünschten Abstreifdruck zu gewährleisten. Die verschiedenen Dämpferarten 304 können im Reinigungsmechanismus 86 gegeneinander ausgetauscht werden, um die Abstreifkraft, mit der die Abstreifer 214 mit dem Band 82 in Berühung kommen, selektiv zu verändern.
Die Laschen 252A, 252B des Arms 212 sind derart angepasst, dass sie mit dem Stamm 154 des oberen Montageelements 144 derart in Berührung kommen, dass sie die Schwenkung des Arms 212 um die Schwenkachse 168 einschränken. So schränken die Laschen 252A–B die mögliche Hublänge des Kolbens 354 des Dämpfers 304 ein, was einen übermäßigen Rückzug des Kolbens 354, der die Membran 350 beschädigen könnte, sowie die Überdehnung des Kolbens 354, die die Abdichtung 370 beschädigen könnte, verhindert.
Das obere Montageelement 144 ist derart ausgelegt, dass die Abstreifer 214 entweder aneinandergereiht, voneinander abgesetzt sein oder sich überlappen können. Wie in 1 gezeigt, stehen alle Abstreifer 214 miteinander in einer Reihe. Erwünschtenfalls kann das obere Montageelement 144 des Hauptrahmens 92 in eine Mehrzahl Segmente eingeteilt werden, wobei jedes Segment jeweils eine erste und zweite Hängebühne 156 an jedem Ende umfasst. Jedes andere Segment des Montageelements ist Ende um Ende umgekehrt, um eine abgesetzte oder überlappende Anordnung der Abstreifer zu ermöglichen. Aufgrund der Absetzung der Stämme 154 sind die Hängebühnen 156 jedes anderen Montagesegments miteinander gefluchtet, wobei eine Gruppe von Hängebühnen entlang der Schwenkachse 168 und eine zweite Gruppe von Hängebühnen 156 entlang einer parallelen Schwenkachse, die parallel zur Schwenkachse 168 verläuft und davon beabstandet ist, gefluchtet ist. Die parallelen Schwenkachsen können in einem ausgewählten Abstand zueinander, z. B. 25 mm, angeordnet sein. Eine erste Gruppe, die aus allen anderen Abstreifelementen 210 besteht, ist deshalb miteinander gefluchtet, während eine zweite Gruppe der übrigen Abstreifelemente 210 miteinander gefluchtet ist. Die Abstreifer 214 der angrenzenden Abstreifelemente 210 sind deshalb voneinander abgesetzt, so dass die Abstreifer 214 sich entlang der Breite des Bandes überlappen können. Die Breite der in der abgesetzten Position eingesetzten Abstreifer ist vorzugsweise größer als die der in der aneinandergereihten Position eingesetzten Abstreifer, um eine Überlappung der angrenzenden Abstreifer zu gewährleisten. Alternativ können die Hängebühnen 156 geteilt sein, wobei die Endkappen 172 anstelle von Mittelkappen 180 eingesetzt werden, und die einzelnen Montageelemente 144 können voneinander weniger beabstandet sein, um eine Überlappung der angrenzenden Abstreifer zu gewährleisten. Die Dämpfermechanismen 302 sind schwenkbar mit den Öffnungen 248A der ersten Gruppe gefluchteter Abstreifelemente 210 verbunden, und die Dämpfermechanismen 302 sind schwenkbar mit den Öffnungen 248B der zweiten Gruppe gefluchteter Abstreifelemente 210 verbunden.
Befinden sich die Abstreifelemente 210 in abgesetzter und sich überlappender Anordnung, kann der Abstreifer 214 jedes Abstreifelements 210 schwenkbar auf das Montageelement 232 montiert werden, so dass mit einem einzigen sich durch eine Öffnung 226 und eine Öffnung 296 hindurch erstreckenden Befestiger der Abstreifer 214 relativ zum Arm 212 um eine generell senkrecht zur Achse 168 verlaufende Schwenkachse schwenkbar ist. Das untere Ende 282 des Abstreifers 214 ist von der Unterwand 276 des Schlitzes 274 in der Halterung 270 beabstandet, wenn der Abstreifer 214 zentriert ist, so dass der Abstreifer in einer beliebigen Richtung um die Schwenkachse schwenkbar ist, z. B. mehr oder weniger fünf Grad vor der Berührung der Basis 280 des Abstreifers 214 mit der Unterwand 276 des Schlitzes 274. In dieser Konfiguration sollte eine eingebaute Spitze zusätzlich an den durch die Abstreifkante 286 und die Enden 292 und 294 des Abstreifers 214 gebildeten Ecken eine vorgesehen sein, um ein Ausmeißeln des Bandes 82 während der Anpassung des Abstreifers 214 zur Bandoberfläche 84 zu verhindern.
Der Reinigungsmechanismus 86 umfasst auch eine Abweiserhaube 374. Wie in 40–43 gezeigt, umfasst die Abweiserhaube 374 eine erste Seitenwand 376 sowie eine seienverkehrte zweite Seitenwand 378. Die erste und zweite Seitenwand 376 und 378 sind voneinander beabstandet und generell parallel zueinander, und erstrecken sich zwischen einer Vorderwand 380 und einer Hinterwand 382. Die erste und zweite Seitenwand 376 und 378 erstrecken sich auch zwischen einer Unterkante 384 und einer Oberkante 386. Ein Durchgang erstreckt sich zwischen der Abweiserhaube 374 und einer im oberen Ende der Abweiserhaube 374 zwischen den Oberkanten 376 der ersten und zweiten Seitenwand 376 und 378 gebildeten Öffnung zu einer im unteren Ende der Abweiserhaube 374 zwischen den Unterkanten 384 der ersten und zweiten Seitenwand 376 und 378 gebildeten Öffnung. Jede Seitenwand 376 und 378 umfasst eine zur Aufnahme des Dämpfers 304 dazwischen angepasste Tasche 388.
Wie in 4 und 5 gezeigt, erstreckt sich der Dämpfermechanismus 302 durch den Durchang in der Abweiserhaube 374, wobei der Dämpfer 304 innerhalb der Taschen 388 angeordnet ist. Die Oberkante 386 der ersten und zweiten Seitenwand 376 und 378 stehen in engem Kontakt zu den Kanten 238A, 238B der Strebe 230 des Abstreifelements 210, um dazwischen eine Abdichtung zu bilden. So umschließt die Abweiserhaube 374 im Wesentlichen den Dämpfermechanismus 302 und entschließt den Kasten 306 sowie die Oberkante des Dämpfers 304 völlig, um das vom Band 82 durch den Abstreifer 214 abgestreifte Schüttgut von einer Einwirkung auf diese Komponenten abzuhalten. Die Abweiserhaube 374 kann aus einem elastomeren Stoff wie Urethan bestehen.
POSITIONIERMECHANISMEN
Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich auf 1, 36, 44–56. Die Montagemechanismen 88A–B können generell seitenverkehrt zueinander ausgelegt werden. Den Montagemechanismus 88B zeigen 44 und 45. Jeder Montagemechanismus 88A–B umfasst einen linearen Positioniermechanismus 394, der eine untere Anbauplatte 396 und eine obere Anbauplatte 398 (z. B. Winkeleisen) aufweist. Ein senkrechtes Bein der Anbauplatten 396 und 398 umfasst Öffnungen, so dass das senkrechte Bein zur abnehmbaren Anbindung an eine stationäre Abstützkonstruktion angepasst ist. Jedes waagerechte Bein der Anbauplatten 396 und 398 umfasst eine Öffnung. Ein linearer Stellantrieb wie eine Stange oder Welle mit Gewinde 400, der eine lineare Zentralachse 402 aufweist, erstreckt sich zwischen der unteren und oberen Anbauplatte 396 und 398 und durch die Öffnungen in deren waagerechten Beinen hindurch. Ein paar Stützmütter 404 sind mit Gewinde an die Welle 404 gebunden, wobei jeweils eine Stützmutter 404 mit der Obefläche des waagerechten Beins der Anbauplatten 396 und 398 in Berührung kommt. Ein paar Sicherungsmütter 406 sind mit Gewinde an die Welle 404 gebunden, wobei jeweils eine Sicherungsmutter 406 neben der Unterfläche eines jeweiligen waagerechten Beins der Anbauplatten 396 und 398 angeordnet ist. Die Sicherungsmütter 406 können selektiv weg von den Anbauplatten 396 und 398 verschoben werden, so dass die Welle 404 um die Achse 402 je nach Wunsch entweder in dem oder gegen den Uhrzeigersinn selektiv rotierbar ist. Die Sicherungsmütter 406 können mit den Anbauplatten 396 und 398 in Berührung gebracht werden, um so die Rotation der Welle 400 um die Achse 402 zu verhindern. Der lineare Stellantrieb 400 kann alternativ einen jeweils an jedem Ende des Hauptrahmens 92 angeordneten elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Stellantrieb umfassen.
Der lineare Positioniermechanismus 394 umfasst auch eine Pratze 410. Die Pratze 410 umfasst eine generell lineare Bohrung 412, die sich vom unteren Ende zum oberren Ende der Pratze 410 erstreckt und zur Aufnahme der Welle mit Gewinde 400 angepasst ist.
Die Pratze 410 umfasst auch einen Durchgang 414, der sich generell waagerecht und quer zur Bohrung 412 durch die Pratze 410 hindurch zwischen gegenüberliegenden Seitenwänden erstreckt. Der Durchgang 414 umfasst einen generell kreisförmigen und konkaven Behälter 416, der zur Aufnahme einer generell kreisförmigen Büchse 418 angepasst ist. Die Büchse 418 umfasst eine generell kreisförmige und konvexe Aussenwand 420, die zur rotierbaren Wechselwirkung und Zusammenpassung mit dem Behälter 416 angepasst ist. Die Büchse 418 umfasst auch eine zentrale Bohrung 422, die zur Aufnahme und Zusammenpassung mit einem Wellenstumpf 110A oder 110B des Hauptrahmens 92 angepasst ist, so dass der Hauprtrahmen 92 und die Büchse 418 gemeinsam um die Achse 96 relativ zur Pratze 410 rotierbar sind. Von den Pratzen 410 der Montagemechanismen 88A–B werden die entgegengesetzten Enden des Hauptrahmens 92 innerhalb der Büchsen 418 jeweils aufgenommen und abgestützt. Die Pratzen 410 und der Reinigungsmechanismus 86 sind durch entsprechendes Anheben oder Senken der Wellen mit Gewinde 400 selektiv in einer generell linearen Richtung entlang der Achse 402 der Wellen 400 nach oben und nach unten mittels Muttern 456 verschiebbar. Erwünschtenfalls können elektrisch betriebene Rotationsstellantriebe operativ an jede Welle 400 gekoppelt werden, um die gewählte Rotation der Wellen 400 und damit auch die selektive Positionierung des Reinigungsmechanismus 86 zu gewährleisten. Die Welle 401 kann sich an der Bohrung 412 orientieren, um eine waagerechte Verschiebung der Baugruppe 80 relativ zur Querachse des Förderbandes 82 einzuschränken.
Ein oder beide Montagemechanismen 88A–B kann einen rotatorischen Positioniermechanismus 428 umfassen. Der rotatorische Positioniermechanismus 428 umfasst eine Hülse 430, z. B. eine generell planare Platte, die eine zentrale Öffnung 432 umfasst, die derart angepasst ist, dass sie einen Wellenstumpf 110A oder 110B eng aufnimmt, so dass die Hülse 430 und der Hauptrahmen 92 gemeinsam um die Achse 96 rotierbar sind. Die Hülse 430 umfasst auch eine Mehrzahl peripherer Öffnungen und bogenförmiger Schlitze 434. Der rotatorische Positioniermechanismus 428 umfasst auch eine Pendelachse 436. Das erste Ende 438 der Pendelachse 436 umfasst eine generell kreisförmige Öffnung 442, die zur Aufnahme des Wellenstumpfes 110A oder 110B des Hauptrahmens 92 angepasst ist. Das erste Ende 438 umfasst auch eine Mehrzahl peripherer Öffnungen 444, die generell einheitlich um die zentrale Öffnung 442 herum beabstandet sind. Das erste Ende 438 der Pendelachse 436 ist zur abnehmbaren Verbindung mit der Hülse 430 mit sich jeweils durch die peripheren Öffnungen 434 und 44 hindurch erstreckenden Befestigern angepasst. Die Position der Pendelachse 436 relativ zur Hülse 430 um die Achse 96 kann durch selektives Positionieren der Befestiger innerhalb der geschlitzten Öffnungen 434 der Hülse 430 eingestellt werden. Das zweite Ende 440 der Pendelachse 436 umfasst eine von der zentralen Öffnung 442 beabstandete Öffnung 446.
Der rotatorische Positioniermechanismus 428 umfasst auch eine Pratze 450, die eine Bohrung 452 aufweist, die derart angepasst ist, dass sie mit Gewinde die Welle mit Gewinde 400 aufnimmt, so dass die Pratze 450 mittels Muttern 456 an der Welle 402 positioniert und von der Welle 400 abgestützt wird. Die Pratze 450 umfasst auch eine Längsbohrung mit Gewinde 452, die sich generell quer zur Zentralachse der Bohrung mit Gewinde 452 nach innen in die Pratze 450 inein erstreckt. Die Pratze 450 ist mit Gewinde an die Welle mit Gewinde 400 gebunden und unter der Unterseite der Pratze 410 des linearen Positioniermechanismus 394 angeordnet und davon beabstandet. Die Zentralachse der Bohrung mit Gewinde 454 verläuft generell quer zur Achse 402. Eine oder mehr Sicherungsmütter 456 befinden sich mit Gewinde in Berührung mit der Welle 400 und über und unter der Pratze 410 und der Pratze 450 derart angeordent, dass sie die Pratzen relativ zur Welle mit Gewinde 400 selektiv befestigen.
Der rotatorische Positioniermechanismus 428 umfasst auch einen linearen Stellantrieb 460. Der lineare Stellantrieb 460 umfasst einen Flüssigkeitszylinder 462, der ein erstes 464 und ein zweites Ende 466 aufweist. Der Flüssigkeitszylinder 462 umfasst ein Gehäuse 468 mit einer Öffnung 470 am zweiten Ende 466. Die Öffnung 470 erstreckt sich entlang einer generell linearen Achse 472. Eine aus- und einziehbarer linearer Stoßheber 474 erstreckt sich nach aussen vom ersten Ende des Gehäuses 468 zu einem distalen Ende 476 mit einer Öffnung 478. Die Öffnung 478 erstreckt sich entlang einer Achse 480, die parallel zur Achse 472 verläuft und davon beabstandet ist. Der Stoßheber 474 erstreckt sich entlang einer zentralen Längsachse 482 vom ersten Ende 464 zum zweiten Ende 466 des Flüssigkeitszylinders 462. Die Längsachse 482 verläuft quer zu den Achsen 472 und 480.
Das zweite Ende 466 des Flüssigkeitszylinders 462 ist schwenkbar an die Pratze 450 mittels eines sich durch die Öffnung 470 hindurch und in die Bohrung mit Gewinde 454 der Pratze 450 hinein erstreckenden Befestigers gebunden. Der Flüssigkeitszylinder 464 kann deshalb relativ zur Pratze 450 um die Achse 474 schwenken. Das erste Ende 464 des Flüssigkeitszylinders 462, und damit auch das distale Ende 476 des Stoßhebers 474, ist schwenkbar an das zweite Ende 440 der Pendelachse 463 mittels eines sich durch die Öffnung 478 und die Öffnung 446 erstreckenden Befestigers gebunden. Der Flüssigkeitszylinder 462 kann sich deshalb relativ zur Pendelachse 436 um die Achse 480 schwenken. Das distale Ende 476 des Stoßhebers 474 kann relativ zum Gehäuse 462 entlang der Achse 482 selektiv in jedwede Richtung verschoben, oder ein- oder ausgezogen werden.
Der lineare Stellantrieb 460 umfasst auch einen elektrischen Motor, der operativ mit einer Flüssigkeitspumpe 484 verbunden ist, die sich in Fließverbindung mit dem Flüssigkeitszylinder 462 befindet. Der elektrische Motor ist elektrisch mit den Hilfssteuergeräten 305 in den Controlboxen 306 verbunden. Die Flüssigkeitspumpe 484 ermöglicht die selektive Ein- und Ausziehung des Stoßhebers 474. Der Flüssigkeitszylinder 462 und die Flüssigkeitspumpe 484 können hydraulisch, oder erwünschtenfalls auch pneumatisch betrieben werden. Der lineare Stellantrieb 460 kann mit Gleichstrom (DC), z. B. 24 VDC, betrieben werden. Beim linearen Stellantrieb 460 kann es sich um einen ELEKTRAK TM 10 Series Actuator der Thomson industries, Inc. (Radford, VA) handeln.
Wie in 56 gezeigt, führt eine gleichzeitige Ausziehung der Stoßheber 474 der linearen Stellantriebe 460 der Montagemechanismen 88A–B zur Schwenkung oder Rotation der Pendelachsen 436 und des Reinigungsmechanismus 86 gegen den UZS um die Achse 96. Ein Einziehen der Stoßheber 474 führt zur Schwenkung der Pendelachsen 436 und des Reinigungsmechanismus 86 im UZS um die Achse 96. Ob ein oder beide Montagemechanismen 88A und 88B einen rotatorischen Positioniermechanismus 428 umfassen, kann je nach der Nennkraft des linearen Stellantriebs 460 und der Breite des Förderbandes 82 bestimmt werden. Beispielsweise kann es dann vorkommen, dass nur ein Montagemechanismus 88A oder 88B einen rotatorischen Positioniermechanismus 428 umfasst, wenn dieser in Verbindung mit Bändern bis zu etwa 1200 mm (48 Zoll) Breite eingesetzt wird, wobei beide Montagemechanismen 88A und 88B können jweils einen rotatorischen Positioniermechanismus 460 umfassen, wenn sie in Verbindung mit breiteren Bändern eingesetzt werden.
Der Reinigungswinkel des Reinigungsmechanismus 86 kann sich nach Wunsch variieren, indem der Montageabstand zwischen der Rotationsachse 96 des Hauptrahmens 92 und der Oberfläche 84 des Förderbandes 82 geändert wird. Beispielsweise, ist der Abstreifer 214, wie in 7 gezeigt, in einem positiven Reinigungs- oder Spanwinkel von etwa 45° zur Oberfläche 84 des Förderbandes 82 angeordnet. Ein positiver Reinigungs- oder Spanwinkel (auch ”Abschälwinkel” genannt) ist ein Winkel, in dem der Abstreifer in Fahrtrichtung des Förderbandes geneigt ist. Wie in 8 gezeigt, ist der Abstreifer 14 in einem negativen Reinigungs- oder Spanwinkel von etwa –10° zur Oberfläche 84 des Förderbandes 82 angeordnet. Ein negativer Reinigungs- oder Spanwinkel (auch ”Abstreifwinkel” genannt) ist ein Winkel, in dem der Abstreifer in Fahrtrichtung des Förderbandes geneigt ist. Ein Reinigungswinkel von 0° ist ein Winkel, in dem sich der Abstreifer senkrecht zur Oberfläche des Bandes 82 befindet. Durch entsprechende Rotation der Wellen 400 der Montagemechanismen 88A–B wird die Schwenkachse 96 des Reinigungsmechanismus 86 entlang einer Ebene 488, die generell parallel zu den Zentralachsen 402 der Wellen 400 ist, auf die Oberfläche des Förderbandes 82 zu geschoben. Werden die Wellen 400 in entgegengesetzter Richtung rotiert, bewegt sich die Schwenkachse 96 des Reinigungsmechanismus 86 entlang der Ebene 488 in der entgegengesetzen Richtung, und zwar weg von der Oberfläche des Förderbandes 82. Der lineare Positioniermechanismus 394 ermöglicht so die selektive Positionierung der Schwenkachse 96 des Reinigungsmechanismus 86 entlang der Ebene 488, so dass die Abstreifer 214 mit der Oberfläche 84 des Förderbandes 82 im gewünschten Reinigungswinkel, z. B. ein beliebiger Winkel zwischen einem positiven Reinigungswinkel von 45° und einem negativen Reinigungswinkel von –10°, in Berührung kommt. Weitere Reinigungswinkelbereiche können nach Wunsch auch verwendet werden. Der Reinigungswinkel der Abstreifer 214 lässt sich nach der Installation des Förderbandreinigers 80 einstellen, um den Reinigungswinkel optimal abzustimmen und den Reinigungswinkel nach Bedarf infolge von Änderungen der Bandgeschwindigkeit, des beförderten Stoffs oder sonstiger Betriebsparameter zu ändern. Diese Einstellung kann manuell oder automatisch erfolgen.
Ist der Reinigungsmechanismus 86 einmal in der gewünschten Montageposition entlang der Ebene 488 positioniert, rotiert der lineare Stellantrieb 460 des rotatorischen Positioniermechanismus 48 den Reinigungsmechanismus 86 um die Achse 96. Ein Einziehen des Stoßhebers 474 des Flüssigkeitszylinders 462 führt zur Schwenkung der Pendelachse 436 und des Reinigungsmechanismus 86 gegen den UZS, wie in 7 und 45 gezeigt, um die Abstreifer 214 mit dem Förderband 82 derart in Berührung zu bringen, dass die Dämpfer 304 ihre jeweiligen Abstreifer 214 mit der Oberfläche des Förderbandes 82 mit der gewünschten Kraft und Abstreifdruck elastisch in Berührung bringen.
Ein Einziehen des Stoßhebers 474 des Flüssigkeitszylinders 462 führt zur Schwenkung der Pendelachse 436 und des Reinigungsmechanismus 86 im UZS, wie in 7 und 45 gezeigt, und löst damit die Abstreifer 214 vom Förderband 82. Der rotatorische Positioniermechanismus 428 kann den Reinigungsmechanismus 86 deshalb vom Förderband 82 loslösen, wenn das Band 82 die Fahrtrichtung wechselt oder um Instandhaltungsmaßnahmen durchzuführen. Die linearen Stellantriebe 460 der rotatorischen Positioniermechanismen 48 können die Abstreifer 214 um die Achse 96 derart rotieren, dass sie im Rhythmus des nutzungsbedingten Verschleißes der Abstreifer 214 und unter Einhaltung eines im Wesentlichen konstanten Reinigungswinkels und -drucks in kontinuierliche Berührung mit dem Band 82 bringen. Lagemesseinrichtungen wie Magnetschalter können zur Einschränkung der Bewegung des Arms 436 eingesetzt werden.
Die geometrische Anordnung des Reinigungsmechanismus 86 wird generell in 56 in Verbindung mit einem rechteckigen X-Y-Koordinatensystem gezeigt. Die geometrische Anordnung des Reinigungsmechanismus 86 ermöglicht es dem Reinigungsmechanismus 86, mit den Abstreifern 214 in einem positiven, Null- oder negativen Reinigungswinkel ”CA” zum Förderband 82 eingesetzt zu werden. Wäre die Achse, nach der sich der Bogen und die Beaufschlagung der Abstreifer 214 bestimmen, koaxial mit der Achse 168, könnte der Reinigungsmechanismus 86 nur in positive Reinigungswinkeln eingesetzt werden, denn ein Anheben des Reinigungsmechanismus 86 entlang einer Ebene 488 zum Betrieb bei einem Null- oder negativen Reinigungswinkel würde zu Interferenzen zwischen dem Arm 212 und dem Band 82 führen, sofern der Abstreifer nicht am Bogen einer Rolle mit dem Band in Berührung kommt. Wie in 56 gezeigt, wird eine virtuelle Schwenkachse 490 vorgesehen, die die Krümmung und den Beaufschlagungswinkel des Abstreifers 214 definiert. Die virtuelle Schwenkachse 490 verläuft parallel zur Schwenkachse 168 und ist davon beabstandet; sie befindet sich über de Schwenkachse 168 und zwischen der Schwenkachse 168 und dem Band 82. Wäre die virtuelle Schwenkachse 490 an der Schwenkachse 168 angeordnet, betrüge der Beaufschlagungswinkel des Abstreifers 214 90°, was einen konstanten Reinigungswinkel bei Verschleiß gewährleisten würde. Befindet sich die virtuelle Schwenkachse 490 über der Achse 168, beträgt der Beaufschlagungswinkel des Abstreifers 214 weniger als 90°, und der Reinigungswinkel bleibt etwa konstant (+–0,5%) bei Verschleiß unter Einsatz eines im Bogen eines Kreises um die Achse 490 gebildeten Abstreifers 214. Ohne Rücksicht auf die Montagehöhe des Bandreinigungsmechanismus 86 entlang der Ebene 488 oder den Rotationsgrad des Bandreinigungsmechanismus 86 um die Achse 96, wird von der geometrischen Anordnung des Reinigungsmechanismus 86 ein im Wesentlichen konstanter Reinigungswinkel zwischen den Abstreifern 214 und dem Band 82 aufrechterhalten.
FÜHRUNGS- UND HILFSSTEUERUNG DER SCHÜTTGUTFORDERVORRICHTUNG
Unter Bezugnahme auf 58–63 wird eine Ausführungsform des Steuergeräts 12 der Schüttgutfördervorrichtung beschrieben. Wie gezeigt, umfasst das Steuergerät 12 eine Führungssteuerung 500 und einen oder mehrere Hilfssteuerungen 305. Obwohl das Steuergerät 12 auf dezentralisierte Art, wie in 58–63 gezeigt, ausgeführt werden kann, können weitere Ausführungsformen ein einziges Steuergerät 500 ohne gesonderte Hilfssteuerungen 305 umfassen. In einer derartigen Ausführungsform können die Sensoren der Hilfssteuerung 305 mit oder in der Nähe der zu überwachenden Komponenten angeordnet sein, auf die Logikkomponenten (z. B. Prozessoren) der Hilfssteuerung 305 kann aber verzichtet werden, wobei das einzige Steuergerät 500 derart konfiguriert ist, dass es die Logikaufgaben sowohl des Führungs- als auch der Hilfssteuerung ausführt. In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Steuergerät 12 der Schüttgutfördervorrichtung nur Hilfssteuerungen 305 aufweisen und auf eine gesonderte Führungssteuerung 500 verzichten. In einer derartigen Ausführungsform können die Aufgaben der Führungssteuerung 500 unter die Hilfssteuerungen 305 verteilt, einer einzigen Hilfssteuerung 305 zugewiesen und/oder teilweise ausgelassen werden. Ferner wird das Steuergerät 12 zum besseren Verständnis der Auslegung und des Betriebs des Steuergeräts 12 im Zusammenhang der Steuerung des Bandreinigungsmechanismus 86 beschrieben. Die Lehren hinsichtlich des Steuergeräts 12 können jedoch ohne weiteres auch auf weitere Schüttgutförderapparate 4 und/oder Hilfsgeräte 6 Anwendung finden. Ausserdem kann die Führungssteuerung mit einem System zur Fernüberwachung und -steuerung in Wechselwirkung treten, z. B. ein Plant Control System (PCS), wodurch ein dezentraler Bediener den Zustand jedes Arms jedes Reinigers überwachen, Parameter verändern und die Positioniermechanismen fernbedienen kann.
Unter Bezugnahme auf 58 und 59 wird die Beziehung zwischen den Komponenten des Steuergeräts 12 und eines Hilfsgeräts, z. B. die des Bandreinigungsmechanismus 86, veranschaulicht. Wie gezeigt, ist die Führungssteuerung 500 an Positioniermechanismen 530 des Bandreinigungsmechanismus 86, z. B. den linearen Positioniermechanismus 394 und den rotatorischen Positioniermechanismus 428, gekoppelt. So kann die Führungssteuerung 500 in einer Ausführungsform Steuerungssignale zur Einstellung der Position des Hilfsgeräts 6 relativ zur Schüttgutfördervorrichtung 4 erzeugen. Beispielsweise kann die Führungssteuerung 500 Steuerungssignale erzeugen, die veranlassen, dass der lineare Positioniermechanismus 394 den Bandreinigungsmechanismus 86 näher an das Förderband 82 rückt, oder dass der lineare Positioniermechanismus 394 den Bandreinigungsmechanismus 86 weiter vom Förderband 82 entfernt. Ebenso kann die Führungssteuerung 500 Steuerungssignale erzeugen, die veranlassen, dass der rotatorische Positioniermechanismus 428 den Bandreinigungsmechanismus 86 relativ zum Förderband 82 rotiert. Über Steuerungssignale an den linearen Positioniermechanismus 394 und den rotatorischen Positioniermechanismus 428 kann die Führungssteuerung 500 die von den Abstreifern 214 am Band 82 ausgeübte Kraft sowie den Winkel, indem die Abstreifer 214 mit dem Band 82 in Berührung kommen, einstellen. Die Führungssteuerung kann auch Funktionen bezüglich der Einschätzung des Abstreiferverschleißes, der Beladung des Bandes, des Verschleißes der Einheit oder der Klebrigkeit des vom Band beförderten Schüttgutes ausführen.
Ein Hauptversorgungsblock 520 wird in 58 gezeigt. In einer Ausführungsform empfängt der Hauptversorgungsblock 520 ein Steuersignal von einer Hauptstromquelle und kondizioniert und/oder wandelt das empfangene Steuersignal derart um, dass entsprechende Steuersignale dem Steuergerät 12 und dem Hilfsgerät 6 zugeführt werden.
In einer Ausführungsform wird der Hauptversorgungsblock 520 von der Hauptstromquelle mit einem AC-Steuersignal versorgt, und der Hauptversorgungsblock 520 wandelt das empfangene AC-Steuersignal in ein oder mehrere DC-Steuersignale um, die für das Steuergerät 12 und das Hilfsgerät 6 geeignet sind.
Der Hauptversorgungsblock 520 kann ferner ein Statussignal erzeugen, mit dem die Führungssteuerung 500 mit Statusdaten versorgt werden kann. In einer Ausführungsform kann der Hauptversorgungsblock 520 ein Statussignal erzeugen, um die Führungssteuerung 500 über einen Stromausfall, z. B. unzureichende Stromversorgung des Hauptversorgungsblocks 520 von dessen Hauptstromquelle und/oder unzureichende Stromversorgung der Komponenten der Schüttgutförderanlage durch den Hauptversorgungsblock, zu informieren. Der Hauptversorgungsblock kann ähnliche Signale an die Hilfssteuerung senden. Ferner kann der Hauptversorgungsblock 520 eine alternative Stromquelle oder Gangreserve, z. B. Hochleistungsakkus oder Superkondensatoren, umfassen, die das Steuergerät 12 und das Hilfsgerät 6 hinreichend mit Strom versorgen können, damit diese auf das Statussignal reagieren können, um die Führungssteuerung 500 über einen Ausfall der Hauptstromquelle zu informieren. Beispielsweise können die Gangreserven des Hauptversorgungsblocks 520 eine hinreichende Stromversorgung des Steuergeräts 12 und des Hilfsgeräts 6 gewährleisten, damit diese sicher auf eine Situation reagieren können, in der die Hauptstromquelle keinen (z. B. Stromausfall) oder unzureichenden Strom (z. B. Spannungsabfall) zuführt. In einer Ausführungsform kann die Führungssteuerung 500 Steuerungssignale erzeugen, die zur Einziehung der Arme 212 vom Band 82 durch die Positioniermechanismen 530, um eine Schädigung des Bandes 82 durch die Arme 212 zu vermeiden, falls der Hauptversorgungsblock 520 nicht in der Lage ist, das Hilfsgerät 6 hinreichend mit Strom zu versorgen, dass dessen Betrieb gewährleistet ist.
59 zeigt weitere Details einer Ausführungsform der Führungssteuerung 500. Wie gezeigt, umfasst die Führungssteuerung 500 in einer Ausführungsform einen Prozessor 540, einen Speicher 542, eine oder mehrere I/O-Schnittstellen 544 und einen Echtzeitgeber 546.
Der Prozessor 540 verwaltet generell die anderen Komponenten der Führungssteuerung 500. Hierzu umfasst der Prozessor 540 in einer Ausführungsform eingebettete Firmware, die vom Prozessor 540 zur Ausführung verschiedener Aufgaben ausgeführt wird. Der Prozessor 540 kann mit einem Mehrzweck-Prozessor, einem digitalen Signalprozessor oder einem Mikrokontroller ausgeführt werden; diese sind bei zahlreichen Herstellern, z. B. Intel Corporation, Advanced Micro Device, International Business Machines, Texas Instruments, usw. erhältlich. In einer Ausführungsform umfasst der Prozessor 540 einen von der Texas Instruments vermarkteten digitalen Signalprozessor entweder vom Typ TMS320LF2407 oder TMS320F2806, obwohl auch andere Prozessoren eingesetzt werden können.
Der Speicher 542 speichert Daten für die Führungssteuerung 500. Insbesondere kann der Prozessor 540 vom Speicher 542 Daten ablesen und auf den Speicher 542 Daten schreiben. In einer Ausführungsform umfasst der Speicher 542 eine abnehmbare Speicherkarte mit einer Kapazität von mindestens 512 KB. In einer derartigen Ausführungsform kann die Speicherkarte entfernt werden, um deren gespeicherte Daten zur späteren Einsicht zu archivieren und/oder zur Analyse durch einen sonstigen Rechner.
Die eine oder mehr I/O-Schnittstellen 544 stellen dem Prozessor 540 die Schnittstellen zum Austausch von Daten mit externen Geräten wie der Benutzeroberfläche 8, der Hilfssteuerung 305 und den Positioniermechanismen 510 bereit. In einer Ausführungsform umfasst die Hilfsschnittstelle 544 eine serielle Schnittstelle vom Typ RS-485, die die Führungssteuerung 500 an die Hilfssteuerung in einer Daisy-Chain-Verkabelung koppelt. Die Schnittstelle der Hilfssteuerung kann ferner entweder weitere verdrahtete und/oder drahtlose Schnittstellen umfassen, die zur operativen Kopplung der Benutzeroberfläche 8, die Hilfssteuerung 305 und der Positioniermechanismen 510 an die Führungssteuerung 500 eingesetzt werden können. Zu solchen verdrahteten und/oder drahtlosen Schnittstellen gehören insbesondere: Serielle Schnittstellen vom Typ RS-232, RS-422, RS-485 and Controller Area Network (CAN); Netzwerkschnittstellen vom Typ IEEE 802.3 (Ethernet); Schnittstellen vom Typ IEEE 802.11 (WiFi); USB-Schnittstellen; Schnittstellen vom Typ IEEE 1394 (FireWire); PS/2-Maus- und Tastaturschnittstellen; und Schnittstellen vom Typ IEEE 802.15.1 (Bluetooth).
Der Echtzeitgeber 546 beliefert den Prozessor 540 mit aktuellen Zeitangaben. Der Prozessor 540 kann die aktuelle Zeitangabe zur Versehung der von den an die I/O-Schnittstellen 544 gekoppelten Geräten empfangenen Daten mit Zeitstempeln verwenden. Der Prozessor 540 kann die Echtzeituhr 546 ferner zur Synchronisierung des Betriebs der Führungssteuerung 500 mit anderen Komponenten der Schüttgutförderanlage einsetzen.
In einer Ausführungsform umfasst der Echtzeitgeber 546 einen Chip mit Echtzeitgeber vom Typ M41T0M6 der ST Microelectronics.
60 ist eine schematische Darstellung einer mit einem Arm verbundenen Hilfssteuerungs. Jede Hilfssteuerung 305 erzeugt Steuerungssignale für einen oder mehrere Aspekte des Hilfsgeräts 6. In einer Ausführungsform umfasst jeder Arm 212 eine Hilfssteuerung 305, die Steuerungssignale erzeugt, die wiederum von der Führungssteuerung zusammengefasst werden. In einer Ausführungsform erzeugt die Hilfssteuerung 305 das Steuerungssignal auf der Grundlage der von dessen Sensoren, z. B. den Beschleunigungsmessern 552 oder dem Temperaturfühler 554, empfangenen Signale. Jede Hilfssteuerung 305 umfasst auch eine Signalschnittstelle, die Signale vom Beschleunigungsmesser und den Temperaturfühlern empfängt und eine Ausgabe erzeugt, die an einen Prozessor 558 gerichtet werden kann. Der Prozessor 558 liest die von den Sensoren gesendeten Signale regelmäßig ab, verarbeitet die Daten und informiert die Führungssteuerung 500 über den Betrieb des Arms. Der Prozessor weist die Module 560, 562, 564, 566, 568, 570, 572, 574, 576, 578, 580 auf, die die Signale aus den Beschleunigungsmessern und dem Temperaturfühler konditionieren, sowie einen eigenen Speicher 582, der permanente und flüchtige Speicherplätze umfasst. Die permanenten Speicherplätze enthalten den Code sowie die eindeutigen Identifikationskomponenten wie die Seriennummer und die Armadresse. Die flüchtigen Speicherplätze werden zum Betrieb des Prozessor sowie zur vorübergehenden Speicherung der Messparameter eingesetzt.
Wie in 60 gezeigt, kann die Hilfssteuerung mit einer lokalen Stromzufuhr 550 versehen werden, die Strom vom Hauptversorgungsblock 520 bezieht. Die lokale Stromzufuhr 550 kondizioniert den vom Hauptversorgungsblock 520 gelieferten Strom und/oder wandelt diesen um, um die Komponenten der Hilfssteuerung 305 mit entsprechenden Steuersignalen zu versorgen.
An der Hilfssteuerung 305 können die Bewegungsmelder 552 generell zur Erkennung von Bewegungen der Hilfssteuerung 305, des Schüttgutförderapparats 4, des Hilfsgeräts 6, des Schüttgutes und/oder einer Komponente entweder des Schüttgutförderapparats 4 oder eines seiner Hilfsgeräte 6 eingesetzt werden. Hierzu kann der Bewegungsmelder 552 Sensoren umfassen, die Verschiebungen, Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsänderungen und/oder sonstige Hinweise auf Bewegung erkennen. In einer Ausführungsform umfasst der Bewegungsmelder 552 eine Mehrzahl Beschleunigungsmesser, wobei ein Beschleunigungsmesser die Beschleunigung des Arms 212 und ein anderer Beschleunigungsmesser den Gradienten oder die Neigung des Arms 212 misst.
Die Beschleunigungsmesser sind nach einer Ausführungsform sehr klein und weisen einen breiten Temperaturbereich auf (Einsatzbereich –55...+125°C mit garantierten Vorgaben mindestens im Bereich –40...+100°C), und können Schlägen von mindestens 2000 g standhalten. Insbesondere können die Beschleunigungsmesser vom Typ MEMS (Micro Electro Mechanical System) sein; derartige Beschleunigungsmesser sind typischerweise sehr klein und können Gradientendaten mit einem einfachen Tiefpassfilter erzeugen. In einer Ausführungsform umfassen die Beschleunigungsmesser zur Messung der Beschleunigung den Beschleunigungsmesser ADXL78 und die Beschleunigungsmesser zur Messung der Neigung den Beschleunigungsmesser ADXL322; beide werden von der Analog Devices hergestellt. Ferner sind in einer Ausführungsform die Beschleunigungsmesser auf derselben Leiterplatte angeordnet wie der Prozessor 558 und die nahen Analogeingaben des Prozessors 558. Ferner werden die Beschleunigungsmesser in einem gewissen Abstand zu den Pulsbreitenmodulationsausgaben des Prozessors 558, um elektrisches Rauschen zu reduzieren, dass das Signal der Beschleunigungsmesser beeinflussen kann.
An der Hilfssteuerung 305 erzeugt der Temperaturfühler 554 ein analoges Messsignal, dass die vom Temperaturfühler gefühlte Temperatur 554 darstellt. In einer Ausführungsform hat der Temperaturfühler 554 einen Messbereich von –40°C–+125°C.
Ferner umfasst der Temperaturfühler in einer Ausführungsform einen Temperaturfühler der Analog Devices vom Typ AD7416ARM, obwohl auch andere Temperaturfühler eingesetzt werden können.
An der Hilfssteuerung 305 können die Signalschnittstellen 556 Messsignale von den Sensoren 552, 554 und diese derart konditionieren, dass sie sich als Eingaben für den Prozessor 558 eignen. Unter der Voraussetzung, dass die Sensoren 552, 554 analoge Messsignale erzeugen, die zur Weiterleitung an den Prozessor 558 als analoge Eingaben bestimmt sind, kann die Signalschnittstelle 556 die Messsignale derart filtrieren, verstärken, dämpfen oder einstellen, dass die konditionierten Messsignale im Einsatzbereich der analogen Eingaben des Prozessors 558 liegen. Unter der Voraussetzung, dass die Messsignale zur Weiterleitung an digitale Eingaben des Prozessors 558 bestimmt sind, können die Signalschnittstelle 556 die Messsignale ebenso derart filtrieren, verstärken, dämpfen, digitalisieren oder sonst einstellen, dass die digitalisierten Werte der Messsignale im Eingabebereich des Prozessors 558 liegen. Ebenso können die Signalschnittstellen 556 die vom Prozessor 558 erzeugten Steuerungssignale derart konditionieren, dass die Steuerungssignale innerhalb der Einsatzbereiche der Komponente liegen, die sie empfangen. Auch hier kann diese Konditionierung das Filtrieren, Verstärken, Dämpfen und/oder Digitalisieren der Steuerungssignale umfassen.
An der Hilfssteuerung 305 empfängt der Prozessor 558 die konditionierten Messsignale von den Sensoren 552, 554 und erzeugt ein Ausgabesteuersignal, das von der Führungssteuerung 500 zusammengefasst wird. In einer Ausführungsform umfasst der Prozessor 558 einen von der Texas Instruments vermarkteten digitalen Signalprozessor entweder vom Typ TMS320LF2401 oder TMS320F2801, obwohl auch andere digitale Signalprozessoren, Mehrzweck-Prozessoren und/oder Mikrocontroller eingesetzt werden können. Der Prozessor 558 umfasst in einer Ausführungsform einen Datenerfassungsblock 560, einen digitalen Filter 562, Integratoren 564, 566, einen Höchstwandler 568, einen Durchschnittsumwandler 570, einen RMS-Wandler 572, einen Signalumschalter 576, einen PID-Regler 578 und eine Pulsbreitenmodulationscontroller (PWM) 578. Viele der funktionellen Komponenten des Prozessors 558 können als spezialisierte Hardwareschaltungen und/oder als mittels Mehrzweckschaltungen ausgeführte Software ausgeführt werden.
Der Datenerfassungsblock 560 empfängt konditionierte Messsignale von den Sensoren 552, 554 über die Signalschnittstellen 556 und wandelt die analogen Signale in digitale Samples um, die die empfangenen Signale darstellen. In einer Ausführungsform empfängt der Datenerfassungsblock 552, 554 Messsignale von zwei Beschleunigungsmessern 552, und erzeugt deshalb auch zwei digitalisierte Signale daraus. Ein digitalisiertes Signal stellt die Beschleunigung des Arms 212 dar, und das andere digitalisierte Signal stellt die Neigung oder den Gradienten des Arms 212 dar.
Der digitale Filter 562 empfängt die digitalen Signale vom Datenerfassungsblock 560 und filtriert das digitale Signal weiter, um das Rauschen zu entfernen und das digitale Signal auf eine bestimmte Bandbreite zu beschränken. In einer Ausführungsform wird der digitale Filter 562 mit einer kurzen Gruppenlaufzeit ausgeführt, der innerhalb der operativen Bandbreite von 0 bis 250 Hz relativ konstant bleibt. Insbesondere wird eine Ausführungsform des digitalen Filters 562 mit einem Remez-Exchange-Algorithmus ausgeführt, um aus Verzögerungen des digitalen 562 und der sonstigen Komponenten der Hilfssteuerung 305 resultierende Steuerungsfehler zu reduzieren. In einer Ausführungsform beträgt die maximale Verzögerung in der Verarbeitungskette mit Filter 562 13,7 μs, um die durch Steuerungsverzögerungen erzeugten Steuerungsfehler in annehmbaren Grenzen zu halten.
Der erste Integrator 564 in einer Ausführungsform empfängt ein digitales Signal vom digitalen Filter 562, das die Beschleunigung des Arms 212 darstellt, und integriert dieses, um ein digitales Signal zu ergeben, dass die Geschwindigkeit des Arms 212 darstellt. Ebenso empfängt der zweite Integrator 566 in einer Ausführungsform ein digitales Signal vom ersten Integrator 564, das die Geschwindigkeit darstellt, und integriert dieses, um ein digitales Signal zu ergeben, dass die Verschiebung des Arms 212 darstellt. Der Höchstwandler 568, der Durchschnittsumwandler 570 und der RMS-Wandler 572 empfangen jeweils die digitalen Signale vom digitalen Filter 562 und den Integratoren 564, 566, und erzeugen Ausgabesignale, die jeweils die Spitzen-, Durchschnitts- und RMS-Werte der in einem Analysezeitraum empfangenen Signale darstellen. In einer Ausführungsform wird der Analysezeitraum auf 0,5 Sekunden eingestellt. Der Höchstwandler 568, der Durchschnittsumwandler 570 und der RMS-Wandler 572 können in einer Ausführungsform mit einem Analysezeitraum zwischen 50 μs und über 3 Sekunden programmiert werden.
Der Signalwähler 574 empfängt die digitalen Signale vom digitalen Filter 562, den Integratoren 564, 566 und den Umwandlern 568, 570, 572 und wählt die für die PID-Steuerung 576 interessanten Signale aus. Die PID-Steuerung 576 empfängt ausgewählte Signale vom Signalwähler und erzeugt auf dieser Grundlage ein digitales Steuerungssignal. Der PWM-Controller 578 empfängt das digitale Steuerungssignal und wandelt es in ein analoges Steuerungssignal um. Insbesondere erzeugt der PWM-Controller 578 das analoge Steuerungssignal mit einem Puls, der eine zum Wert des digitalen Steuerungssignals im Verhältnis stehenden Breite aufweist.
BETRIEB DES STEUERGERÄTS
Wie oben erwähnt, fasst die Führungssteuerung 500 die von den Hilfssteuerungen 305 erzeugten Signale zusammen. Die Führungssteuerung kann derart konfiguriert sein, dass sie Steuerungssignale an die Positioniermechanismen 530 erzeugt, wenn die Führungssteuerung feststellt, dass die von der Hilfssteuerung erfassten Betriebsparameter ausserhalb des zulässigen Bereichs liegen. Die Führungssteuerung kann auch derart konfiguriert sein, dass sie Signale empfängt, die auf einen von den Hilfssteuerungen festgestellten anormalen Betriebszustand hindeuten und ggf. Schutzmaßnahmen einleitet.
Obwohl die nachfolgende Beschreibung v. a. die mit der Führungssteuerung verbundenen Funktionen betrifft, können je nach Anwendungsbereich ähnliche Funktionen in einem oder mehreren der Führungsregler ausgeführt werden. So beschränkt sich die nachfolgende Beschreibung der Funktionen nicht auf die Führungssteuerung.
Die von der Führungssteuerung 500 ausführbaren Handlungen zeigen 61 und 62. Während 61 das Verfahren als sequentielle Schrittfolge darstellt, können die Schritte in einigen Ausführungsformen in einer anderen Reihenfolge, oder bestimmte Schritte parallel oder pseudoparallel zueinander ausgeführt werden. Im Block 630 empfängt die Führungssteuerung 500 Signale von den Hilfssteuerungen 305, z. B. ein oder mehrere der Beschleunigungs-, Geschwindigkeits-, Verschiebungs-, Spitzen-, Durchschnitts- und/oder RMS-Statussignale. Die Führungssteuerung 500 kann dann im Block 632 bestimmen, ob die Verschiebung des Arms 212 zulässig ist oder ob eine Schutzmaßnahme zu ergreifen ist, um die Sicherheit zu bewahren. Die nachfolgende Beschreibung betrifft die Feststellung auf der Grundlage der empfangenen Beschleunigungssignale. Hierbei ist jedoch anzumerken, dass diese Feststellung auch unter Zugrundelegung der Geschwindigkeits-, Verschiebungs-, Spitzen-, Durchschnitts- und/oder RMS-Statussignale nach einem ähnlichen Schema erfolgen kann. In einer Ausführungsform definiert die Führungssteuerung 500 grundsätzlich drei Schutzzonen. Eine obere Zone entspricht Beschleunigungswerten, die eine programmierte Obergrenze a_max übersteigen. Eine untere Zone entspricht Beschleunigungswerten, die eine programmierte Untergrenze arm unterschreiten. Eine mittlere Zone entspricht Beschleunigungswerten, die zwischen der Obergrenze a_max und der Untergrenze a_min liegen. Weist das Beschleunigungssignal auf eine Beschleunigung in der oberen Zone hin, wird die Ergreifung von Schutzmaßnahmen durch die Führungssteuerung 500 beschlossen, der im Block 642 derartige Maßnahmen ergreift. Weist das Beschleunigungssignal hingegen auf eine Beschleunigung in der unteren Zone hin, wird keine Ergreifung von Schutzmaßnahmen durch die Führungssteuerung 500 beschlossen, der im Block 634 entscheidet, ob aufgrund eines Temperatursignals Schutzmaßnahmen zu ergreifen sind.
Für Beschleunigungen, die in der mittleren Schutzzone liegen, veranlasst die Führungssteuerung 500 verzögerte Schutzmaßnahmen. Indem die Reaktion auf Beschleunigungen in der mittleren Zone verzögert wird, gewährt die Führungssteuerung 500 dem Hilfsgerät 6 kurze Beschleunigungszeiten in der mittleren Zone, leitete aber Schutzmaßnahmen ein, falls die Beschleunigungen über einen längeren Zeitraum über der Untergrenze bleiben. Neben den obigen drei Schutzzonen kann der Techniker mit der Benutzeroberfläche 8 Grenzen hinsichtlich von Beschleunigungs-, Geschwindigkeits- und Verschiebungsunterschieden zwischen angrenzenden Armen 212 des Bandreinigers 80 definieren. Stellt die Führungssteuerung 500 fest, dass sich die Bewegung der angrenzenden Arme 212 in einem Umfang unterscheidet, der die vom Techniker eingestellten Grenzen überschreitet, kann die Führungssteuerung 500 im Block 642 Schutzmaßnahmen ergreifen. Ein Grund, weshalb zwischen den Armen 212 Bewegungsunterschiede auftreten, besteht darin, dass der Reinigungsmechanismus 86 nicht richtig montiert ist, was dazu führt, dass die Arme 212 nicht mit dem Förderband 82 richtig gefluchtet sind. Noch ein Grund ist eine mögliche lokale Beschädigung des Bandes 82, die zu erheblich größeren Schlägen für eine Hilfssteuerung 305 führt. Ungeachtet der Ursache weisen erhebliche Bewegungsunterschiede zwischen den Armen 212 auf einen möglicherweise unsicheren Betriebszustand des Bandreinigers 80 hin, was zur Ergreifung von Maßnahmen durch die Führungssteuerung 500 führt.
Ist die Bewegung zulässig, so kann die Führungssteuerung 500 im Block 634 Temperatursignale von den Hilfssteuerungen 305 empfangen und im Block 636 feststellen, ob die in den empfangenen Statussignalen gemeldete Temperatur zulässig ist. In einer Ausführungsform werden Schutzmaßnahmen von der Führungssteuerung im Block 642 ergriffen, wenn die von einer Hilfssteuerung 305 gemeldete Temperatur außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. In einer Ausführungsform kann der Techniker mit der Benutzeroberfläche 8 die Temperaturgrenzen nach dem Stoff des Bandes, dem beförderten Stoff, den einschlägigen Vorschriften und sonstigen Umgebungsbedingungen einstellen. Beispielsweise kann in explosionsgefährdeten Umgebungen die Temperaturgrenze von der Entflammbarkeit der Umgebung bestimmt sein.
Im Block 638 kann die Führungssteuerung 500 Statussignale vom Hauptversorgungsblock 520 und den lokalen Stromzufuhren 550 über die Stromzufuhrkapazitäten der jeweiligen Einheiten empfangen. Im Block 640 kann die Führungssteuerung 500 auf der Grundlage der empfangenen Statussignale für die Stromzufuhr feststellen, ob Schutzmaßnahmen zu ergreifen sind. In einer Ausführungsform ergreift die Führungssteuerung 500 im Block 642 Schutzmaßnahmen, wenn eine lokale Stromzufuhr 550 nicht voll funktionsfähig ist oder der Hauptversorgungsblock 520 außerhalb sicherer Grenzen schwankt.
Im Block 642 werden Schutzmaßnahmen von der Führungssteuerung ergriffen. In einer Ausführungsform erzeugt die Führungssteuerung 500 Steuerungssignale, die veranlassen, dass die Positioniermechanismen 530 den Reinigungsmechanismus 86 mit allen Armen 212 vom Band 82 einziehen. Ferner kann die Führungssteuerung 500 den Techniker über die Benutzeroberfläche 8 über die ergriffenen Schutzmaßnahmen und/oder der Grund der Schutzmaßnahmen informieren.
Die Führungssteuerung 500 fragt in einer Ausführungsform jede Hilfssteuerung 305 nach Bewegungs-, Temperatur- und sonstigen Statusdaten ab. In einer Ausführungsform fragt die Führungssteuerung 500 die Hilfssteuerungen 305 regelmäßig nach derartigen Daten ab. In einer weiteren Ausführungsform senden die Hilfssteuerungen 305 die gesammelten Statusdaten und Daten über anormale Betriebszustände regelmäßig an die Führungssteuerung 500, anstatt dass diese jede der Hilfssteuerungen 305 abfragt. Gleichgültig, wie die Führungssteuerung 500 die Daten von den Hilfssteuerungen 305 erhält, führt die Führungssteuerung 500 in einer Ausführungsform ein Änderungsprotokoll, welches die Betriebswerte jedes Arms 212, die Zeitstempel der entsprechenden Werte sowie die zum Betrieb der Arme 212 verwendeten Parameter enthält. Die entsprechenden Parameter umfassen die oben beschriebenen gemessenen und abgeleiteten Werte sowie sonstige Werte wie den sicheren Betriebsbereich jedes Sicherheitsmerkmals.
Die Führungssteuerung 500 kann all diese Daten im Speicher 542 speichern und diese über die Benutzeroberfläche 8 lokalen oder fernen Nutzern zur Verfügung stellen. Ist der lokale Speicher 542 voll, kann die Führungssteuerung 500 generell ältere Daten löschen, um Platz für neuere Daten zu machen. Bestimmte Daten, denen eine größere Bedeutung beigemessen wird (z. B. über die Benutzerschnittstelle 8 empfangene Benutzerbefehle), können jedoch aus rechtlichen und Sicherheitsgründen länger aufbewart werden.
Wie oben beschrieben, kann in einer Ausführungsform jede Hilfssteuerung 305 die nachfolgenden Echtzeitwerte messen oder rechnerisch schätzen: Beschleunigung, Geschwindigkeit, Verschiebung, Armneigung und Temperatur. Ferner kann jede Hilfssteuerung 305 die nachfolgenden Werte für jedes gemessene Sample für die Beschleunigung, Geschwindigkeit und Verschiebung errechnen: Durchschnitt, Spitze, RMS-Wert. Diese Werte können von der Führungssteuerung 500 zur Überwachung der Aktivität der Anlage und zur Einstellung der Komponenten verwendet werden.
Beispielsweise kann die Führungssteuerung 500 den Betriebszustand jedes Arms 212 nach der Neigung bestimmen. Insbesondere kann die Führungssteuerung 500 jede Hilfssteuerung 305 in regelmäßigen Abständen abfragen. Deshalb kann die Führungssteuerung 500 ein Protokoll mit Neigungsdaten für jeden Arm 212 führen. Die Führungssteuerung 500 kann die Protokolle derart führen, dass der erste Armneigungseintrag für jeden Arm 212 einem Referenzwert zur Installationszeit entspricht.
Die Führungssteuerung 500 kann dann die Armneigungsdaten zur Messung des Verschleißes des Bandes 82 verwenden, denn der Winkel oder die Neigung der Arme 212 ändert sich mit zunehmendem Verschleiß des Bandes 82.
Die Führungssteuerung 500 kann ferner die Beladung des Bandes und/oder die Zusammensetzung des beförderten Stoffs unter Zugrundelegung der von den Hilfssteuerungen 305 empfangenen Statussignale überwachen. Insbesondere kann die Führungssteuerung 500 die Verschiebung jedes Arms 212 überwachen und die Beladung des Bandes 82 auf der Grundlage des Verschiebungsunterschieds bestimmen. Wie in 63 gezeigt, deutet die Verschiebung der Arme 212 die Beladung des Bandes 82 an. Wie aus 63 ersichtlich ist, liegt die Erstverschiebung bei Null, was auf ein leeres Förderband hinweist. Später sind erhöhte Verschiebungswerte festzustellen, die verschiedene Beladungszustände andeuten. Ferner kann die Führungssteuerung 500 dieses Verfahren zur Überwachung der Armverschiebung 212 zur Feststellung einer Bandblockade verwenden.
Neben den oben beschriebenen Überwachungstätigkeiten der Führungssteuerung kann die Führungssteuerung auch Reaktionssignale auf anormale Betriebszustände empfangen, die von den Hilfssteuerungen erzeugt werden, und ggf. Schutzmaßnahmen einleiten. In einer derartigen Ausführungsform können die bezüglich der Führungssteuerung oben beschriebenen Merkmale auch an der Hilfssteuerung verwendet werden, um es diesem zu ermöglichen, alle oder einige der oben beschriebenen Funktionen auszuführen, wodurch der Führungssteuerung eine Aufsichtsfunktion zukommt, die im Sinne einer letztendlichen Steuerung und Einleitung von Schutzmaßnahmen konfigurierbar ist. Durch eine mathematische Analyse und umfangreiche Versuche können die erwarteten Bereiche für die Signale der Hilfssteuerungen eingestellt werden. Bei der praktischen Installation stellt der Techniker die Systemparameter aufgrund von Erfahrungswerten, der Größe der Anlage, der Merkmale des Bandes und des beförderten Stoffs ein. Der Techniker kann auch das Verhalten der Anlage analysieren und die für die derzeitige Anwendung wichtigsten Anlageparameter verändern. Beispielsweise kann der beförderte Stoff infolge schwerer Regenfälle nass und klebrig werden. Deshalb kann der Techniker den durch die Abstreifer 212 gegen die Bandoberfläche 84 ausgeübten Druck zeitweise erhöhen.
Hierzu kann der Techniker die Grenzwerte bestimmter Anlageparameter der Hilfssteuerung verändern. Außerdem kann es vorkommen, dass das von den Sensoren der Hilfssteuerungen erzeugte Signal über eine zweite Schüttgutfördervorrichtung nicht symmetrisch sein muss. In einigen Fällen können sich asymmetrische Steuerungssignalmuster als nützlich erweisen. Grund hierfür ist, dass, wenn die rechte Seite eine flachere Neigung aufweist, die von der äusseren Kraft absorbierte mechanische Energie geringer ist, denn der Kopplungsfaktor ist niedriger. Weist die linke Seite eine steilere Neigung auf, ist die in die Umgebung dispergierte mechanische Energie höher, denn der Kopplungsfaktor ist auch höher.
Die Software der Hilfssteuerungen 305 kann derart konfiguriert sein, dass sie veranlasst, dass die Prozessoren 558 über den Signalwähler 574 aus verfügbaren Statussignalen wie Verschiebungs-, Geschwindigkeits-, Beschleunigungs-, Spitzen-, Durchschnitts- und RMS-Signalen wählt, die mit den Betriebsbedingungen des Hilfsgeräts in Verbindung stehen. Die Steuerungssignale aus nachfolgenden Bandzyklen können verarbeitet (z. B. gemittelt, zusammengefasst, usw.) und in den flüchtigen Speicherplätzen 582 des Prozessors als Betriebsgrenzwerte gespeichert werden. Die Betriebsgrenzwerte können auch unmittelbar durch den Techniker in den flüchtigen Speicherplätzen gespeichert werden, wie oben beschrieben. Dann vergleicht die Software der Hilfssteuerungen 305 die aktuellen Signale mit den mit einem von den Sensoren erkannten Betriebszustand verbundenen Betriebsgrenzwerten. Entspricht ein Steuerungssignal nicht oder fällt es außerhalb der vorgegebenen Betriebsgrenzwerte (z. B. aus nachfolgenden Zyklen von der Software ermittelt oder direkt vom Techniker eingegeben), die mit einem Betriebszustand in Verbindung stehen, wird von der Software der Hilfssteuerung ein anormales Ereignis erzeugt. Sollte die Anzahl anormaler Ereignisse eine im Speicher der Hilfssteuerung gespeicherte vorgegebene Grenze übersteigen, so ist die Software des Hilfssteuerung derart konfiguriert, dass sie ein entsprechendes Reaktionssignal an die Führungssteuerung sendet. Bei der vorgegebenen Grenze kann es sich je nach dem Betriebszustand des zu überwachenden Hilfsgeräts um ein oder mehrere anormale Ereignisse handeln.
Eine mögliche Reaktion kann in der Begrenzung der Beschleunigungshöchstgrenze bestehen. Wird eine Beschleunigung von einem Beschleunigungsmesser 552 einer Hilfssteuerung erfasst, die einen im Speicher gespeicherten vorgegebenen Grenzwert übersteigt, erzeugt die Hilfssteuerung ein anormales Ereignis und zugleich ein Reaktionssignal an die Führungssteuerung, aus dem dieser Zustand hervorgeht. Die Führungssteuerung kann dann Schutzmaßnahmen einleiten, indem er ein Signal an den rotatorischen Positioniermechanismus 428 erzeugt, um die Loslösung der Abstreifer vom Band zu veranlassen. Zweck dieser Funktion ist, schnell auf einen vorübergehenden Schlag zu reagieren, z. B. ein Loch im Band, das sonst den Bandreiniger beschädigen könnte.
Eine weitere mögliche Reaktion kann die Begrenzung der Durchschnittsbeschleunigung für eine Anzahl aufeinanderfolgender Samples umfassen.
Zweck dieser Funktion ist, auf Beschleunigungen zu reagieren, die in einem kurzen Zeitraum keine erkennbaren Folgen für die Anlage haben, längerfristig aber Schäden anrichten können. Dies ermöglicht es der Hilfs- und Führungssteuerung, Aktionen auf vorgegebene Zustände zu beschränken, z. B. Einziehen der Abstreifer vom Band bei Erkennung eines Lochs im Band, Aufrechterhalten der Berührung mit dem Band bei Erkennung einer Klebestelle im Band. In einer derartigen Situation kann der vorgegebene Grenzwert für anormale Ereignisse größer eins sein, um die Erfassung mehrerer Samples über die regelmäßigen Zyklen des Bandes zu ermöglichen, was es ermöglich, Schutzmaßnahmen nur dann einzuleiten, wenn ein längerfristiger Durchschnittsbetrieb, der die Grenzwerte übersteigt, vorliegt.
Eine weitere Reaktion kann eine Einschränkung der Betriebstemperatur eines einzelnen Arms umfassen. Zwei dieser Reaktion ist es, den Bediener zu informieren, dass ein Arm (z. B. mittels der eindeutigen Armkennung, die im permanenten Speicherplatz der Hilfssteuerung des Arms gespeichert ist) sich beispielsweise infolge übermäßigen Verschleißes der Reinigungsspitze des Abstreifers mit daraus resultierender Überhitzung nur dieses Arms in einem problematischen Betriebszustand befindet.
Eine weitere Reaktion kann eine Einschränkung der Betriebstemperatur mehrerer Arme umfassen. Zweck dieser Reaktion ist es, den Bediener von einem problematischen Betriebszustand der ganzen Anlage in Kenntnis zu setzen, z. B. eine übermäßige Betriebstemperatur mehrerer Arme, die auf die Umgebungstemperatur, übermäßigen Verschleiß der Reinigungsspitzen oder sogar Probleme mit der Stromversorgung zurückzuführen sein könnte.
Nach dem Empfang des Reaktionssignal über den anormalen Betriebszustand vo der Hilfssteuerung kann die Führungssteuerung einen oder mehrere des linearen Positioniermechanismus 394 oder des rotatorischen Positioniermechanismus 428 nach Wunsch steuern, um einen oder mehrere der obigen Zustände zu beheben.
Weitere Details über die Verkabelung der Komponenten des Steuergeräts 12 und eines Hilfsgeräts, z. B. die des Bandreinigungsmechanismus 86, sind 64 zu entnehmen. Wie gezeigt, kann jede Hilfssteuerung 305 an eine Anschlussbox 590 über zehn (10) Kabel der Größe 18 gekoppelt werden, und jeder rotatorische Positioniermechanismus 428 der Positioniermechanismen 530 kann über drei (3) Kabel der Größe 14 an die Anschlussbox 590 gekoppelt werden. Die Führungssteuerung kann an einen linearen Positioniermechanismus 396 der Positioniermechanismen 530 über drei (3) Kabel der Größe 14 und über drei (3) Kabel der Größe 18 an einen Netzstecker gekoppelt werden. Die Führungssteuerung 500 kann ferner an die Hilfssteuerung 305 über zehn (10) Kabel der Größe 18, die die Führungssteuerung 500 mit der Anschlussbox 590 verbinden, und an die rotatorischen Positioniermechanismen 428 über fünf (5) Kabel der Größe 14 gekoppelt werden, die die Führungssteuerung 500 mit der Anschlussbox verbinden. Die Anschlussbox 590 verbindet die Kabel der Führungssteuerung 500 entsprechend mit den Kabeln der Hilfssteuerungen 305 und der rotatorischen Positioniermechanismen 428, und bietet so eine zentrale Position zur Verbindung derartiger Komponenten.
Verschiedene Merkmale der Erfindung sind gesondert aufgezeigt und in Verbindung mit den gezeigten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden; es versteht sich jedoch, dass diese bestimmten Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen, und dass die Erfindung im weitesten Sinne aufzufassen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7556140 [0006, 0007]
US 7669708 [0006, 0007]
US 6374991 [0104]
US 6575292 [0104]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.3 [0080]
IEEE 802.11 [0080]
IEEE 1394 [0080]
IEEE 802.15.1 [0080]
IEEE 802.3 [0141]
IEEE 802.11 [0141]
IEEE 1394 [0141]
IEEE 802.15.1 [0141]

Claims

Schüttgutförderanlage, umfassend einen Schüttgutförderapparat zur Beförderung von Schüttgut, und ein Hilfsgerät zur Unterstützung des Schüttgutförderapparates bei der Beförderung des Schüttgutes, umfassend ein Steuergerät, das einen oder mehrere Sensoren aufweist, wobei das erste Steuergerät einen Prozessor und einen rechnerlesbaren Speicher umfasst und die nachfolgenden Fähigkeiten aufweist: (i) Empfangen eines Steuerungssignals, das einen Betriebszustand des Hilfsgeräts während eines Betriebszyklus des Schüttgutförderapparats andeutet; (ii) Speichern einer mit dem Betriebszustand des Hilfsgeräts verbundenen Grenze im Speicher des Steuergeräts; (iii) Vergleichen des Steuerungssignals mit der Grenze; (iv) Erzeugen eines Signals, das ein mit dem Betriebszustand verbundenes anormales Ereignis andeutet, wenn das Steuerungssignal die Grenze übersteigt; und (v) Erzeugen eines Reaktionssignals, wenn eine Anzahl erzeugter Signale über anormale Ereignisse einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
Schüttgutförderanlage nach Anspruch 1, ferner umfassend ein mit dem Steuergerät operativ verbundenes Führungssteuergerät, welches derart konfiguriert ist, dass es bei Empfang des Reaktionssignals vom Steuergerät Schutzmaßnahmen einleitet.
Schüttgutförderanlage nach Anspruch 1, wobei der Schüttgutförderapparat ein Förderband umfasst, und das Hilfsgerät ein Reiniger ist, der mit dem Förderband derart in Berührung kommt, dass er das Schüttgut vom Förderband abstreift.
Schüttgutförderanlage nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät derart konfiguriert ist, dass es mindestens ein Statussignal über den stabilen Betrieb des Schüttgutförderapparats erzeugt.
Schüttgutförderanlage nach Anspruch 4, wobei das Steuergerät derart konfiguriert ist, dass es ein Reaktionssignal über einen anormalen Zustand auf der Grundlage einer vorgegebenen Beziehung des mindestens einen Statussignals mit einem Grenzwert erzeugt.
Schüttgutförderanlage nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät derart konfiguriert ist, dass es in der Datenbank Steuersignale speichert, die mit einem Betriebszustand aus vorigen Zyklen des Schüttgutförderapparats in Verbindung stehen.
Schüttgutförderanlage nach Anspruch 6, wobei das Steuergerät derart konfiguriert ist, dass es den Grenzwert unter Zugrundelegung der in der Datenbank gespeicherten Steuerungssignale ermittelt.
Verfahren, umfassend: Erkennen eines Betriebszustandes eines Hilfsgeräts zur Schüttgutförderung mit einem mit dem Hilfsgerät verbundenen Sensor, wenn das Hilfsgerät einen Schüttgutförderapparat bei der Beförderung von Schüttgut unterstützt; Erzeugen eines Steuerungssignals, das einen Betriebszustand des Schüttgutförderapparates während eines Betriebszyklus des Schüttgutförderapparats andeutet; Vergleichen des Steuerungssignals mit einer mit dem Betriebszustand des Hilfsgeräts verbundenen Grenze; Erzeugen eines Signals, das ein mit dem Betriebszustand verbundenes anormales Ereignis andeutet, wenn das Steuerungssignal die Grenze übersteigt; Erzeugen eines Reaktionssignals, wenn eine Anzahl erzeugter Signale über anormale Ereignisse einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt; und Einleitung einer Schutzmaßnahme bei der Erzeugung des Reaktionssignals.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend das Ermitteln der Grenze unter Zugrundelegung von mit dem Betriebszustand aus vorigen Zyklen des Schüttgutförderapparats in Verbindung stehenden erzeugten Steuerungssignalen.
Hilfsgerät zur Schüttgutförderung, umfassend: einen Hauptrahmen mit einer Querwelle und ein an die Querwelle gebundenes erstes Montageelement, welches eine Hängebühne umfasst, die wiederum einen Behälter umfasst; ein im Behälter der Hängebühne angeordnetes Schwenkelement; ein Abstreifelement, das an das Schwenkelement derart gekoppelt ist, dass das Abstreifelement relativ zur Querwelle um eine Schwenkachse dreht, wobei das Abstreifelement einen Abstreifer umfasst, der derart angepasst ist, dass er mit einem Förderband in Berührung kommt; einen Dämpfer, wobei der Hauptrahmen ein an die Querwelle gebundenes zweites Montageelement umfasst, wobei der Dämpfer an das zweite Montageelement und an das Abstreifelement gekoppelt ist; und ein Steuergerät, umfassend einen oder mehrere Sensoren, einen Prozessor und einen rechnerlesbaren Speicher, das die nachfolgenden Fähigkeiten aufweist: (i) Empfangen eines Steuerungssignals, das einen Betriebszustand des Hilfsgeräts während eines Betriebszyklus andeutet; (ii) Speichern einer mit dem Betriebszustand des Hilfsgeräts verbundenen Grenze im Speicher des Steuergeräts; (iii) Vergleichen des Steuerungssignals mit der Grenze; (iv) Erzeugen eines Signals, das ein mit dem Betriebszustand verbundenes anormales Ereignis andeutet, wenn das Steuerungssignal die Grenze übersteigt; und (v) Erzeugen eines Reaktionssignals, wenn eine Anzahl erzeugter Signale über anormale Ereignisse einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
Hilfsgerät nach Anspruch 10, wobei das Steuergerät derart konfiguriert ist, dass es in der Datenbank Steuerungssignale speichert, die mit einem Betriebszustand aus vorigen Betriebszyklen in Verbindung stehen.
Hilfsgerät nach Anspruch 11, wobei das Steuergerät derart konfiguriert ist, dass es den Grenzwert unter Zugrundelegung der in der Datenbank gespeicherten Steuerungssignale ermittelt.
Hilfsgerät nach Anspruch 10, ferner umfassend ein mit dem Steuergerät operativ verbundenes Führungssteuergerät, welches derart konfiguriert ist, dass es bei Empfang des Reaktionssignals vom Steuergerät Schutzmaßnahmen einleitet.
Hilfsgerät nach Anspruch 10, wobei das Steuergerät derart konfiguriert ist, dass es mindestens ein Statussignal über den stabilen Betrieb des Hilfsgeräts erzeugt.
Hilfsgerät nach Anspruch 14, wobei das Steuergerät derart konfiguriert ist, dass es ein Reaktionssignal über einen anormalen Zustand auf der Grundlage einer vorgegebenen Beziehung des mindestens einen Statussignals mit einem Grenzwert erzeugt.
Hilfsgerät nach Anspruch 10, wobei Aussenflächen des Hauptrahmens und des Abstreifelements mindestens eine nahezu Hochglanzpolitur aufweisen.
Hilfsgerät zur Schüttgutförderung, umfassend: einen Hauptrahmen mit einer Querwelle und ein an die Querwelle gebundenes erstes Montageelement, welches eine Hängebühne umfasst, die wiederum einen Behälter umfasst; ein im Behälter der Hängebühne angeordnetes Schwenkelement; ein Abstreifelement, das an das Schwenkelement derart gekoppelt ist, dass das Abstreifelement relativ zur Querwelle um eine Schwenkachse dreht, wobei das Abstreifelement einen Abstreifer umfasst, der derart angepasst ist, dass er mit einem Förderband in Berührung kommt; wobei die Querwelle eine Zentralwelle, die ein erstes und ein zweites Ende aufweist, einen an das erste Ende der Zentralwelle abnehmbar gebundenen ersten Wellenstumpf und einen an das zweite Ende der Zentralwelle abnehmbar gebundenen zweiten Wellenstumpf umfasst; und ein Steuergerät, umfassend einen oder mehrere Sensoren, einen Prozessor und einen rechnerlesbaren Speicher, das die nachfolgenden Fähigkeiten aufweist: (i) Empfangen eines Steuerungssignals, das einen Betriebszustand des Hilfsgeräts während eines Betriebszyklus andeutet; (ii) Speichern einer mit dem Betriebszustand des Hilfsgeräts verbundenen Grenze im Speicher des Steuergeräts; (iii) Vergleichen des Steuerungssignals mit der Grenze; (iv) Erzeugen eines Signals, das ein mit dem Betriebszustand verbundenes anormales Ereignis andeutet, wenn das Steuerungssignal die Grenze übersteigt; und (v) Erzeugen eines Reaktionssignals, wenn eine Anzahl erzeugter Signale über anormale Ereignisse einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
Hilfsgerät nach Anspruch 17, wobei das Steuergerät derart konfiguriert ist, dass es in der Datenbank Steuerungssignale speichert, die mit einem Betriebszustand aus vorigen Betriebszyklen in Verbindung stehen.
Hilfsgerät nach Anspruch 18, wobei das Steuergerät derart konfiguriert ist, dass es den Grenzwert unter Zugrundelegung der in der Datenbank gespeicherten Steuerungssignale ermittelt.
Hilfsgerät nach Anspruch 17, ferner umfassend ein mit dem Steuergerät operativ verbundenes Führungssteuergerät, welches derart konfiguriert ist, dass es bei Empfang des Reaktionssignals vom Steuergerät Schutzmaßnahmen einleitet.
Hilfsgerät nach Anspruch 20, wobei das Steuergerät mit einem Abstreifelement verbunden ist.
Hilfsgerät nach Anspruch 17, wobei Aussenflächen des Hauptrahmens und des Abstreifelements mindestens eine nahezu Hochglanzpolitur aufweisen.