具有受控收緊的螺旋輸送機(jī)的制作方法
【專利說(shuō)明】具有受控收緊的螺旋輸送機(jī)
[0001]發(fā)明背景
[0002]本發(fā)明總體上涉及動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的輸送機(jī)，并且更具體地涉及其中的輸送機(jī)皮帶圍繞一個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)塔在螺旋路徑中驅(qū)動(dòng)的螺旋型輸送機(jī)。
[0003]輸送機(jī)皮帶通常被用于將物品例如食品和其他材料輸送穿過(guò)冷卻或加熱過(guò)的環(huán)境。其中的輸送機(jī)皮帶遵循著圍繞中央塔、轉(zhuǎn)鼓或保持架卷繞的螺旋路徑的螺旋輸送機(jī)被用于冰箱和烤箱中以提供具有小的占地面積的長(zhǎng)的輸送路徑。
[0004]—些螺旋輸送機(jī)被構(gòu)造為具有支撐在一個(gè)中央的不旋轉(zhuǎn)的塔上的螺旋軌道。其輸送機(jī)皮帶圍繞該螺旋軌道而被位于該螺旋路徑外部的單一位置處的多個(gè)驅(qū)動(dòng)鏈輪所驅(qū)動(dòng)。在皮帶中出現(xiàn)在其與這些驅(qū)動(dòng)鏈輪的接合處的正前方的最大張力對(duì)于這樣的長(zhǎng)皮帶會(huì)是相當(dāng)高的。為了減小最大皮帶張力，使用了超速驅(qū)動(dòng)的螺旋輸送機(jī)系統(tǒng)。在這些超速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，輸送機(jī)皮帶是通過(guò)皮帶的內(nèi)邊緣與轉(zhuǎn)鼓的更快旋轉(zhuǎn)的外表面之間的摩擦接觸來(lái)驅(qū)動(dòng)的，其中該皮帶被螺旋地纏繞在該轉(zhuǎn)鼓上。因?yàn)槭茄刂麄€(gè)螺旋路徑來(lái)驅(qū)動(dòng)皮帶，所以減小了最大皮帶張力。但為了轉(zhuǎn)鼓與皮帶邊緣之間的有效的摩擦接合，仍需要一定的張力。此夕卜，這種摩擦接合引起了皮帶邊緣和轉(zhuǎn)鼓外表面的磨損。由于驅(qū)動(dòng)該轉(zhuǎn)鼓所要求的大部分旋轉(zhuǎn)能量損失在摩擦中，因此電動(dòng)機(jī)和功率需求會(huì)是相當(dāng)高的。并且，由于超速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)鼓外部與皮帶的內(nèi)邊緣之間的摩擦是敏感的，因此張力和超速驅(qū)動(dòng)的特有設(shè)置是因設(shè)施而變化的。
[0005]已經(jīng)使用了其中的位于旋轉(zhuǎn)保持架外部的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)與位于輸送機(jī)皮帶內(nèi)部的結(jié)構(gòu)相接合的強(qiáng)制性驅(qū)動(dòng)螺旋型系統(tǒng)來(lái)克服超速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一些缺點(diǎn)。由于在位于保持架上規(guī)則地間隔開(kāi)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)與皮帶內(nèi)邊緣上的規(guī)則地間隔開(kāi)的邊緣結(jié)構(gòu)之間存在強(qiáng)制性接合，因此不存在如在超速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的滑動(dòng)。不需要額外的張緊并且摩擦損失較小。但是強(qiáng)制性驅(qū)動(dòng)螺旋型系統(tǒng)的一個(gè)問(wèn)題在于將皮帶與保持架上的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)干脆地接合并且與之脫離接合。另一個(gè)問(wèn)題是，當(dāng)離開(kāi)該驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓時(shí)皮帶會(huì)失掉其驅(qū)動(dòng)力。在傳統(tǒng)的螺旋輸送機(jī)中，在該轉(zhuǎn)鼓的下游的收緊滾輪或鏈輪是以恒速運(yùn)行的。如果收緊馬達(dá)和該轉(zhuǎn)鼓的馬達(dá)的速度相匹配以確保該皮帶速度保持恒定，則運(yùn)行將沒(méi)有問(wèn)題。但是皮帶溫度的變化(例如在冰柜或更惡劣的應(yīng)用中)致使該皮帶收縮和膨脹，這將影響皮帶從轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行收緊的正時(shí)。當(dāng)該轉(zhuǎn)鼓的馬達(dá)和該收緊馬達(dá)的速度固定時(shí)，收緊不能相對(duì)于正時(shí)變化來(lái)調(diào)節(jié)并且將拉動(dòng)太猛或拉動(dòng)不足。
[0006]概述
[0007]—種采用了本發(fā)明多個(gè)特征的、用于控制螺旋皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)的卸放區(qū)段中的張力的方法包括:(a)在以轉(zhuǎn)鼓速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的螺旋輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓上、從入口到出口沿著一條螺旋路徑來(lái)驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)皮帶；(b)通過(guò)被收緊馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸來(lái)驅(qū)動(dòng)該輸送機(jī)皮帶，該收緊馬達(dá)包括在該輸送機(jī)皮帶的路徑的、位于該驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓的出口下游的卸放區(qū)段中；(C)確定該卸放區(qū)段中的輸送機(jī)皮帶的張力；(d)以閉環(huán)控制模式控制該收緊馬達(dá)的速度，以調(diào)節(jié)該收緊馬達(dá)的速度從而維持該卸放區(qū)段中的輸送機(jī)皮帶的恒定張力；(e)確定該收緊馬達(dá)的速度；并且(f)從該閉環(huán)控制模式切換至開(kāi)環(huán)控制模式從而在該收緊馬達(dá)的所確定的速度降至低于預(yù)定失速速度水平時(shí)控制該收緊馬達(dá)以減小的速度運(yùn)行。
[0008]在本發(fā)明的另一個(gè)方面，采用了本發(fā)明多個(gè)特征的螺旋輸送機(jī)的一種型式包括一個(gè)具有豎直旋轉(zhuǎn)軸線的圓柱形驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓以及圍繞其周緣間隔開(kāi)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件。聯(lián)接至該驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓上第一馬達(dá)使該驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線以轉(zhuǎn)鼓速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。輸送機(jī)皮帶具有內(nèi)邊緣，該內(nèi)邊緣帶有被這些驅(qū)動(dòng)構(gòu)件強(qiáng)制性地接合的多個(gè)驅(qū)動(dòng)接收構(gòu)件。該輸送機(jī)皮帶被安排成沿著螺旋路徑在該驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓上從入口向出口上下地前進(jìn)；收緊機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)軸和以收緊速度運(yùn)行并且驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)軸的第二馬達(dá)，該收緊機(jī)構(gòu)在該出口下游的卸放區(qū)段中接合并且驅(qū)動(dòng)該輸送機(jī)皮帶。傳感器測(cè)量該螺旋輸送機(jī)的、指示該卸放區(qū)段中的輸送機(jī)皮帶的張力的操作變量并且產(chǎn)生反饋信號(hào)。聯(lián)接至該第二馬達(dá)上的控制系統(tǒng)接收該反饋信號(hào)并且產(chǎn)生收緊速度信號(hào)以便根據(jù)該反饋信號(hào)以閉環(huán)控制運(yùn)行模式來(lái)調(diào)節(jié)該第二馬達(dá)的速度從而維持該卸放區(qū)段中的輸送機(jī)皮帶的恒定張力。
[0009]在本發(fā)明的又一個(gè)方面，采用了本發(fā)明多個(gè)特征的螺旋輸送機(jī)的另一種型式包括一個(gè)具有豎直旋轉(zhuǎn)軸線的圓柱形驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓。第一馬達(dá)聯(lián)接至該驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓上以使該驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線以轉(zhuǎn)鼓速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。輸送機(jī)皮帶被安排成沿著螺旋路徑在該驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓上從入口向出口上下地前進(jìn)。收緊機(jī)構(gòu)在卸放區(qū)段中驅(qū)動(dòng)地接合該出口下游的輸送機(jī)皮帶、并且包括驅(qū)動(dòng)軸和第二馬達(dá)，該第二馬達(dá)以收緊速度運(yùn)行并且驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)軸。失速檢測(cè)裝置檢測(cè)該第二馬達(dá)的失速條件。當(dāng)該失速裝置檢測(cè)到失速條件時(shí)，切換裝置將對(duì)第二馬達(dá)的速度的控制從閉環(huán)控制切換至開(kāi)環(huán)恒速控制。
[0010]附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0011]參照以下描述、所附權(quán)利要求書(shū)和附圖將會(huì)更好地理解本發(fā)明的這些特征及其優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:
[0012]圖1是體現(xiàn)本發(fā)明特征的一種直接驅(qū)動(dòng)螺旋輸送機(jī)系統(tǒng)的側(cè)向立面示意圖；
[0013]圖2是用于圖1的螺旋輸送機(jī)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的框圖；
[0014]圖3是通過(guò)圖2的控制系統(tǒng)中的控制器來(lái)進(jìn)行的控制模式切換例程的流程；并且
[0015]圖4是轉(zhuǎn)鼓馬達(dá)速度、收緊馬達(dá)速度輸入、和驅(qū)動(dòng)軸扭矩的正時(shí)圖，展示了圖2的控制系統(tǒng)的運(yùn)行。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1中示意性示出了一種螺旋輸送機(jī)。該螺旋輸送機(jī)包括一個(gè)處于圓柱形轉(zhuǎn)鼓或保持架形式的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓10，該驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓被驅(qū)動(dòng)以便圍繞豎直旋轉(zhuǎn)軸線12旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓具有多個(gè)平行的、總體上豎直的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件14，這些驅(qū)動(dòng)構(gòu)件圍繞其周邊16是規(guī)則地間隔開(kāi)的。每個(gè)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的長(zhǎng)度在轉(zhuǎn)鼓的底部18與頂部19之間延伸。輸送機(jī)皮帶20圍繞該轉(zhuǎn)鼓從入口 17到出口 17’沿著多層螺旋路徑。該路徑是由一個(gè)螺旋搬運(yùn)裝置(carryway)或由位于底部的一個(gè)搬運(yùn)裝置以及安裝在皮帶上的多個(gè)搭接板(stacker plate)限定的。該皮帶的內(nèi)邊緣上的驅(qū)動(dòng)接收元件強(qiáng)制性地接合這些驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，這些驅(qū)動(dòng)構(gòu)件隨著該轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)而驅(qū)動(dòng)該皮帶向上或向下。在這個(gè)實(shí)例中，該皮帶被該轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動(dòng)向上。轉(zhuǎn)鼓10在其底部18處被安裝至一個(gè)底座24上并且被馬達(dá)21旋轉(zhuǎn)。該皮帶圍繞不同的收緊鏈輪、惰輪鏈輪以及給送鏈輪22行進(jìn)，使其產(chǎn)生了從位于轉(zhuǎn)鼓頂部的出口 17’返回至底部處的入口 17的路徑。安裝在驅(qū)動(dòng)軸15上的這些收緊鏈輪22’正好在皮帶從螺旋路徑離開(kāi)的出口17’下游接合該皮帶路徑的卸放區(qū)段25中的皮帶。在2012年I月19日公開(kāi)的國(guó)際公開(kāi)號(hào) TO2012/009222A1 “強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)式螺旋輸送機(jī)和皮帶(Positive-Drive Spiral Conveyorand Belt) ”中披露了此類螺旋輸送機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。
[0017]由于輸送機(jī)皮帶20被驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓10強(qiáng)制性地接合并驅(qū)動(dòng)，所以該轉(zhuǎn)鼓和收緊機(jī)構(gòu)的速度的必須相協(xié)調(diào)或者同步，該收緊機(jī)構(gòu)包括收緊驅(qū)動(dòng)軸15、鏈輪22’、和馬達(dá)23。如果該收緊馬達(dá)運(yùn)行太快，它將試圖將皮帶從轉(zhuǎn)鼓上以比該轉(zhuǎn)鼓可以提供的更快的速度拉下。這可能致使這些鏈輪跳齒并且可能損壞皮帶和鏈輪齒。如果收緊馬達(dá)運(yùn)行太慢，則皮帶20將在該皮帶從轉(zhuǎn)鼓10離開(kāi)的出口下游的卸放區(qū)段25中變得松弛并且開(kāi)始堆疊。為了避免這些問(wèn)題，該收緊驅(qū)動(dòng)馬達(dá)23在正常運(yùn)行過(guò)程中以閉環(huán)控制模式運(yùn)行，例如閉環(huán)恒扭矩控制模式。
[0018]圖2中示出了用于收緊馬達(dá)23的控制系統(tǒng)的框圖。該示例性的控制系統(tǒng)包括一個(gè)可編程序邏輯控制器(PLC) 28或其他可編程裝置以及一個(gè)馬達(dá)控制器30，例如變頻驅(qū)動(dòng)器?？刂破?8向