具有受控收緊的螺旋輸送機的制作方法
【專利說明】具有受控收緊的螺旋輸送機
[0001]發(fā)明背景
[0002]本發(fā)明總體上涉及動力驅(qū)動的輸送機，并且更具體地涉及其中的輸送機皮帶圍繞一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動塔在螺旋路徑中驅(qū)動的螺旋型輸送機。
[0003]輸送機皮帶通常被用于將物品例如食品和其他材料輸送穿過冷卻或加熱過的環(huán)境。其中的輸送機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被用于冰箱和烤箱中以提供具有小的占地面積的長的輸送路徑。
[0004]—些螺旋輸送機被構(gòu)造為具有支撐在一個中央的不旋轉(zhuǎn)的塔上的螺旋軌道。其輸送機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驅(qū)動鏈輪所驅(qū)動。在皮帶中出現(xiàn)在其與這些驅(qū)動鏈輪的接合處的正前方的最大張力對于這樣的長皮帶會是相當高的。為了減小最大皮帶張力，使用了超速驅(qū)動的螺旋輸送機系統(tǒng)。在這些超速驅(qū)動系統(tǒng)中，輸送機皮帶是通過皮帶的內(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驅(qū)動的，其中該皮帶被螺旋地纏繞在該轉(zhuǎn)鼓上。因為是沿著整個螺旋路徑來驅(qū)動皮帶，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，因此電動機和功率需求會是相當高的。并且，由于超速驅(qū)動系統(tǒng)對轉(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)動結(jié)構(gòu)與位于輸送機皮帶內(nèi)部的結(jié)構(gòu)相接合的強制性驅(qū)動螺旋型系統(tǒng)來克服超速驅(qū)動系統(tǒng)的一些缺點。由于在位于保持架上規(guī)則地間隔開的驅(qū)動結(jié)構(gòu)與皮帶內(nèi)邊緣上的規(guī)則地間隔開的邊緣結(jié)構(gòu)之間存在強制性接合，因此不存在如在超速驅(qū)動系統(tǒng)中的滑動。不需要額外的張緊并且摩擦損失較小。但是強制性驅(qū)動螺旋型系統(tǒng)的一個問題在于將皮帶與保持架上的驅(qū)動結(jié)構(gòu)干脆地接合并且與之脫離接合。另一個問題是，當離開該驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓時皮帶會失掉其驅(qū)動力。在傳統(tǒng)的螺旋輸送機中，在該轉(zhuǎn)鼓的下游的收緊滾輪或鏈輪是以恒速運行的。如果收緊馬達和該轉(zhuǎn)鼓的馬達的速度相匹配以確保該皮帶速度保持恒定，則運行將沒有問題。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)鼓進行收緊的正時。當該轉(zhuǎn)鼓的馬達和該收緊馬達的速度固定時，收緊不能相對于正時變化來調(diào)節(jié)并且將拉動太猛或拉動不足。
[0006]概述
[0007]—種采用了本發(fā)明多個特征的、用于控制螺旋皮帶輸送機系統(tǒng)的卸放區(qū)段中的張力的方法包括:(a)在以轉(zhuǎn)鼓速度進行旋轉(zhuǎn)的螺旋輸送機驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓上、從入口到出口沿著一條螺旋路徑來驅(qū)動輸送機皮帶；(b)通過被收緊馬達驅(qū)動的驅(qū)動軸來驅(qū)動該輸送機皮帶，該收緊馬達包括在該輸送機皮帶的路徑的、位于該驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓的出口下游的卸放區(qū)段中；(C)確定該卸放區(qū)段中的輸送機皮帶的張力；(d)以閉環(huán)控制模式控制該收緊馬達的速度，以調(diào)節(jié)該收緊馬達的速度從而維持該卸放區(qū)段中的輸送機皮帶的恒定張力；(e)確定該收緊馬達的速度；并且(f)從該閉環(huán)控制模式切換至開環(huán)控制模式從而在該收緊馬達的所確定的速度降至低于預定失速速度水平時控制該收緊馬達以減小的速度運行。
[0008]在本發(fā)明的另一個方面，采用了本發(fā)明多個特征的螺旋輸送機的一種型式包括一個具有豎直旋轉(zhuǎn)軸線的圓柱形驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓以及圍繞其周緣間隔開的多個驅(qū)動構(gòu)件。聯(lián)接至該驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓上第一馬達使該驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線以轉(zhuǎn)鼓速度進行旋轉(zhuǎn)。輸送機皮帶具有內(nèi)邊緣，該內(nèi)邊緣帶有被這些驅(qū)動構(gòu)件強制性地接合的多個驅(qū)動接收構(gòu)件。該輸送機皮帶被安排成沿著螺旋路徑在該驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓上從入口向出口上下地前進；收緊機構(gòu)包括驅(qū)動軸和以收緊速度運行并且驅(qū)動該驅(qū)動軸的第二馬達，該收緊機構(gòu)在該出口下游的卸放區(qū)段中接合并且驅(qū)動該輸送機皮帶。傳感器測量該螺旋輸送機的、指示該卸放區(qū)段中的輸送機皮帶的張力的操作變量并且產(chǎn)生反饋信號。聯(lián)接至該第二馬達上的控制系統(tǒng)接收該反饋信號并且產(chǎn)生收緊速度信號以便根據(jù)該反饋信號以閉環(huán)控制運行模式來調(diào)節(jié)該第二馬達的速度從而維持該卸放區(qū)段中的輸送機皮帶的恒定張力。
[0009]在本發(fā)明的又一個方面，采用了本發(fā)明多個特征的螺旋輸送機的另一種型式包括一個具有豎直旋轉(zhuǎn)軸線的圓柱形驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓。第一馬達聯(lián)接至該驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓上以使該驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線以轉(zhuǎn)鼓速度進行旋轉(zhuǎn)。輸送機皮帶被安排成沿著螺旋路徑在該驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓上從入口向出口上下地前進。收緊機構(gòu)在卸放區(qū)段中驅(qū)動地接合該出口下游的輸送機皮帶、并且包括驅(qū)動軸和第二馬達，該第二馬達以收緊速度運行并且驅(qū)動該驅(qū)動軸。失速檢測裝置檢測該第二馬達的失速條件。當該失速裝置檢測到失速條件時，切換裝置將對第二馬達的速度的控制從閉環(huán)控制切換至開環(huán)恒速控制。
[0010]附圖簡要說明
[0011]參照以下描述、所附權(quán)利要求書和附圖將會更好地理解本發(fā)明的這些特征及其優(yōu)點，在附圖中:
[0012]圖1是體現(xiàn)本發(fā)明特征的一種直接驅(qū)動螺旋輸送機系統(tǒng)的側(cè)向立面示意圖；
[0013]圖2是用于圖1的螺旋輸送機系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的框圖；
[0014]圖3是通過圖2的控制系統(tǒng)中的控制器來進行的控制模式切換例程的流程；并且
[0015]圖4是轉(zhuǎn)鼓馬達速度、收緊馬達速度輸入、和驅(qū)動軸扭矩的正時圖，展示了圖2的控制系統(tǒng)的運行。
【具體實施方式】
[0016]圖1中示意性示出了一種螺旋輸送機。該螺旋輸送機包括一個處于圓柱形轉(zhuǎn)鼓或保持架形式的驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓10，該驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓被驅(qū)動以便圍繞豎直旋轉(zhuǎn)軸線12旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓具有多個平行的、總體上豎直的驅(qū)動構(gòu)件14，這些驅(qū)動構(gòu)件圍繞其周邊16是規(guī)則地間隔開的。每個驅(qū)動構(gòu)件的長度在轉(zhuǎn)鼓的底部18與頂部19之間延伸。輸送機皮帶20圍繞該轉(zhuǎn)鼓從入口 17到出口 17’沿著多層螺旋路徑。該路徑是由一個螺旋搬運裝置(carryway)或由位于底部的一個搬運裝置以及安裝在皮帶上的多個搭接板(stacker plate)限定的。該皮帶的內(nèi)邊緣上的驅(qū)動接收元件強制性地接合這些驅(qū)動構(gòu)件，這些驅(qū)動構(gòu)件隨著該轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)而驅(qū)動該皮帶向上或向下。在這個實例中，該皮帶被該轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動向上。轉(zhuǎn)鼓10在其底部18處被安裝至一個底座24上并且被馬達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，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)動軸15上的這些收緊鏈輪22’正好在皮帶從螺旋路徑離開的出口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日公開的國際公開號 TO2012/009222A1 “強制驅(qū)動式螺旋輸送機和皮帶(Positive-Drive Spiral Conveyorand Belt) ”中披露了此類螺旋輸送機系統(tǒng)的一個實例。
[0017]由于輸送機皮帶20被驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓10強制性地接合并驅(qū)動，所以該轉(zhuǎn)鼓和收緊機構(gòu)的速度的必須相協(xié)調(diào)或者同步，該收緊機構(gòu)包括收緊驅(qū)動軸15、鏈輪22’、和馬達23。如果該收緊馬達運行太快，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。如果收緊馬達運行太慢，則皮帶20將在該皮帶從轉(zhuǎn)鼓10離開的出口下游的卸放區(qū)段25中變得松弛并且開始堆疊。為了避免這些問題，該收緊驅(qū)動馬達23在正常運行過程中以閉環(huán)控制模式運行，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23的控制系統(tǒng)的框圖。該示例性的控制系統(tǒng)包括一個可編程序邏輯控制器(PLC) 28或其他可編程裝置以及一個馬達控制器30，例如變頻驅(qū)動器。控制器28向