(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (51) T3 Int.Cl. B07B 1/42 ( ) B07B 1/28 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2014/27 EP B1 (54) Tytuł wynalazku: Przesiewacz trójosiowy (30) Pierwszeństwo: FR (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2013/26 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2014/12 (73) Uprawniony z patentu: Chauvin, Sassenage, FR (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 ROLAND LAMARCHE, Voiron, FR (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Izabela Ludwicka PATPOL KANCELARIA PATENTOWA SP. Z O.O. ul. Nowoursynowska 162 J Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 OPIS Dziedzina techniki [0001] Wynalazek dotyczy przesiewaczy, a zwłaszcza układu wytwarzania drgań z trzema osiami z niezrównoważoną masą (fr. axes à balourd). Stan techniki [0002] Takie układy opisano w dokumentach WO2007/014444, FR-A i FR-A [0003] Fig. 1a i 1b przedstawiają dwa widoki w perspektywie, pierwszy z przodu, drugi z tyłu, tradycyjnego przesiewacza trójosiowego, takiego jak model oferowany przez firmę Chauvin pod nazwą TRIROL. [0004] Trzy osie z niezrównoważonymi masami oznaczone w sposób ogólny jako 10a, 10b i 10c obracają się na łożyskach połączonych z bocznymi ścianami obudowy 12 opartej na resorach umieszczonych na ramie 14. Wszystkie trzy osie są równoległe i umieszczone w płaszczyźnie poziomej. [0005] Nierównowaga jest wytwarzana przez mimośród radialny (niewidoczny) na długości osi i przez dodatkowe niezrównoważone masy 16 zamocowane na przednich i tylnych końcach osi. Jak jest to przedstawione przez położenia mas niezrównoważonych, dwie osie zewnętrzne 10a i 10c mają masy niezrównoważone ustawione w tym samym kierunku, natomiast oś środkowa 10b ma masę niezrównoważoną zorientowaną w inny sposób, tutaj prostopadłe do orientacji dwóch pozostałych osi. [0006] Ta konfiguracja, gdy osie są obracane synchronicznie, umożliwia nadanie obudowie eliptycznej trajektorii drgań. Dłuższa oś elipsy może być nachylona w zależności od orientacji masy niezrównoważonej osi środkowej. [0007] Z tego względu jest istotne indeksowanie obracających się osi względem siebie. Jak widać na fig. 1b, to indeksowanie uzyskuje się za pomocą pasa zębatego 18 łączącego trzy zębate koła pasowe przymocowane do tylnych końców trzech odpowiadających im osi. Ten pas przechodzi pod kołami pasowymi osi zewnętrznych 10a i 10c oraz osi środkowej 10b koła pasowego w taki sposób, że osie zewnętrzne są napędzane w tym samym kierunku obrotu, a oś wewnętrzna w kierunku przeciwnym. Ponadto pętla powrotna pasa zębatego przechodzi przez urządzenie napinające przymocowane do ramy nad osią środkową 10b. [0008] Do obracania wszystkich trzech osi wystarczy połączenie jednej z osi z silnikiem. Jak widać na fig. 1a, przewidziano dwa silniki 20 sprzężone odpowiednio z osiami zewnętrznymi 10a i 10c za pomocą kół pasowych i pasów trapezoidalnych (pasy nie są przedstawione). Ta konfiguracja z dwoma silnikami umożliwia rozłożenie naprężeń w pasie zębatym, aby wolniej ulegał zużyciu zmęczeniowemu. [0009] Silniki muszą podążać za ruchem obudowy przy uruchamianiu. W tym celu są one zamontowane na podstawach 22 zamontowanych przegubowo względem ramy 14. Silniki są zasilane przez ten przemiennik częstotliwości (nieprzedstawiony), który umożliwia regulację ich prędkości obrotowej, a w konsekwencji regulację częstotliwości drgań. [0010] Istnieją przesiewacze, w których indeksowanie uzyskuje się za pomocą przekładni zębatych. Obecnie istnieje tendencja zastępowania układów z przekładniami zębatymi przez układy z pasem zębatym, ponieważ są one wyraźnie tańsze. Pas zębaty jednak zużywa się i musi być wymieniany w zależności od warunków użytkowania. [0011] Ponadto znane układy indeksowania dla przesiewaczy są głośne ze względu na uderzenia o siebie zazębiających się zębów i wycięć oraz niwelowanie luzów w elementach przekładni. Obecnie próbuje się poprawić warunki pracy operatorów, zwłaszcza w celu zmniejszenia hałasu wytwarzanego przez maszyny. 1

3 [0012] Niezależnie od podejmowanych środków przesiewacz będzie wytwarzać hałas ze względu na uderzenia przesiewanego kruszywa w skrzyni, lecz częstotliwości dźwięków wytwarzanych przez uderzenia kruszywa są mniej uciążliwe dla ludzi niż częstotliwości hałasu wytwarzanego przez układy indeksowania. Istota wynalazku [0013] Należy zauważyć, że potrzebny jest układ indeksowania z możliwością regulowania położenia wielu osi względem ich osi obrotu i wymagający niewielu czynności konserwacyjnych. [0014] Jest ponadto pożądane, aby układ indeksujący był stosunkowo cichy. [0015] Podejmuje się starania zaspokojenia tych potrzeb przez projektowanie układu generowania drgań dla przesiewacza zawierającego dwie obracające się synchronicznie równoległe osie z niezrównoważonymi masami; dwa silniki przystosowane do napędzania dwóch osi z niezrównoważonymi masami w sposób niezależny mechanicznie; pierwszy przemiennik częstotliwości przystosowany do sterowania pierwszym silnikiem, przy czym ten przemiennik częstotliwości jest skonfigurowany w trybie master, w którym podaje przez łącze zewnętrzne położenie kątowe pierwszego silnika; drugi przemiennik częstotliwości przystosowany do sterowania drugim silnikiem, połączony ze wspomnianym łączem zewnętrznym i skonfigurowany w trybie slave, w którym dostosowuje położenie kątowe drugiego silnika w zależności od położenia kątowego przekazywanego przez łącze zewnętrzne; oraz linie zasilania prądem stałym wspólne dla przemienników częstotliwości. Skrócony opis figur rysunku [0016] Inne zalety i cechy staną się bardziej zrozumiałe na podstawie dalszego opisu szczególnych sposobów realizacji podanych tytułem nieograniczającego przykładu i zilustrowanych na załączonych figurach rysunku: fig. 1a i 1b opisane poprzednio przedstawiają dwa widoki w perspektywie tradycyjnego przesiewacza; fig. 2 przedstawia częściowy widok w perspektywie przesiewacza, przedstawiający jeden z przykładów realizacji ulepszonego układu indeksowania; oraz fig. 3 przedstawia uproszczony schemat połączeń wielu przemienników częstotliwości zasilających odpowiednio silniki układu indeksowania z fig. 2. Opis korzystnego przykładu realizacji [0017] W celu zmniejszenia hałasu przewiduje się wyeliminowanie mechanicznego indeksowania osi i zastąpienie go przez indeksowanie elektroniczne. Umożliwia to również wyeliminowanie części układu przeniesienia napędu ulegających zużyciu, w szczególności pasów zębatych. [0018] Na fig. 2 każda z trzech osi z niezrównoważonymi masami 10a, 10b i 10c jest napędzana odpowiednio przez silnik 20a, 20b i 20c. Silniki są sterowane przez odpowiadające im trzy przemienniki częstotliwości (nieprzedstawione). Rodzaj każdego z przemienników częstotliwości umożliwia sterowanie położeniem kątowym odpowiadającego mu silnika na podstawie zewnętrznej nastawy. [0019] Jeden z zespołów silnik/przemiennik częstotliwości jest określony jako zespół master, który przekazuje położenie kątowe silnika do dwóch pozostałych zespołów, które zostaną określone jako zespoły slave. W wyniku tego przemienniki częstotliwości slave dopasowują położenie odpowiadających im silników do położenia silnika master w taki sposób, by wszystkie silniki były indeksowane względem siebie, jeśli chodzi o rotację osi. [0020] Ponieważ celem jest indeksowanie rotacji osi z niezrównoważonymi masami, korzystne będzie połączenie silników z osiami bezpośrednim układem przeniesienia napędu, co zapobiega względnemu 2

4 obrotowi wału z masą niezrównoważoną względem wirnika silnika. W tym celu stosuje się na przykład przeguby Cardana 24. Te przeguby Cardana umożliwiają montaż silnika na podłożu lub na podstawie nieruchomej w stosunku do ramy 14 w taki sposób, że silniki nie są poddawane drganiom z obudowy. [0021] Fig. 3 przedstawia schemat połączeń trzech przemienników częstotliwości (fr. variateurs) niezbędnych do zapewnienia żądanego automatycznego sterowania trzema silnikami. W celu zmniejszenia kosztów rozwiązania i ułatwienia konserwacji można korzystnie zastosować przemienniki częstotliwości standardowo dostępne na rynku. W tym przykładzie zastosowane przemienniki częstotliwości serii CFW oferowane przez firmę WEG. Te przemienniki częstotliwości obsługują wszystkie funkcje wymagane do wykonania wymaganego układu indeksowania, tzn. automatyczne sterowanie położeniem silnika na podstawie zewnętrznej nastawy. [0022] Każdy przemiennik częstotliwości CFW zawiera z lewej strony blok mocy i blok sterowania z prawej strony. Blok mocy zawiera moduł prostownika i filtrowania 30 zasilany z sieci trójfazowej. Prąd stały wytwarzany przez moduł 30 jest dostarczany dwiema liniami do modułu przekształtnika impulsowego 32, który wytwarza sygnał trójfazowy o amplitudzie i częstotliwości odpowiedniej do zasilania silnika 20. [0023] Blok sterowania przemiennika częstotliwości zawiera mikrokontroler CTRL, który steruje poszczególnymi elementami bloku mocy w zależności od różnych parametrów wewnętrznych i zewnętrznych. Mikrokontroler zawiera zwłaszcza wejście POS umożliwiające uzyskanie położenia kątowego silnika, podawanego przez czujnik zamontowany na wale silnika, oraz port komunikacyjny COMM przeznaczony zwłaszcza do przekazywania parametrów pracy do pozostałych przemienników częstotliwości. Jak przedstawiono, porty COMM trzech przemienników częstotliwości są połączone wspólną szyną. [0024] Przemiennik częstotliwości CFW ma dwa tryby pracy. Tryb master jest trybem standardowym przeznaczonym do pracy samodzielnej. W tym trybie przemiennik częstotliwości wykorzystuje informację o położeniu silnika do automatycznego sterowania prędkością obrotową w zależności od nastaw użytkownika. Ponadto podaje on informację o położeniu silnika na port komunikacyjny COMM. [0025] W trybie slave przemiennik częstotliwości CFW ustawia automatycznie silnik w położeniu przekazanym przez przemiennik częstotliwości w trybie master przez magistralę COMM. Położenie jest ewentualnie zmieniane z zastosowaniem przesunięcia (fr. décalage) regulowanego przez użytkownika w przemienniku częstotliwości. I tak, w przykładzie z fig. 2, jeżeli przemiennik częstotliwości master steruje silnikiem 20a, przemiennik częstotliwości slave, który steruje silnikiem 20b będzie ustawiony tak, że dodaje 90 do położenia, które otrzymuje, natomiast przemiennik częstotliwości, który steruje silnikiem 20c, dodaje 0. Operator, ustawiając przesunięcie przemiennika, który steruje silnikiem środkowym 20b, będzie ustawiać orientację masy niezrównoważonej osi środkowej 10b i, co za tym idzie, nachylenie osi eliptycznej trajektorii drgań. W tradycyjnej maszynie taka regulacja mogła być zapewniana tylko przez stosunkowo poważną ingerencję mechaniczną, na przykład w celu zmiany położenia paska zębatego w stosunku do kół. [0026] W przypadku prostego postępowania tak, jak opisano dotychczas, to znaczy z zastosowaniem trzech przemienników częstotliwości, jednego master i dwóch slave, połączonych ze sobą tylko przez szynę COMM, okazuje się, że każdy przemiennik częstotliwości znajduje się regularnie w niekorzystnych warunkach pracy i przełącza się w tryb bezpieczeństwa. W istocie, zdarza się to, gdy masa niezrównoważona wprawia silnik w ruch pod wpływem grawitacji silnik działa wtedy jak prądnica. [0027] Aby uniknąć tego problemu, jak przedstawiono, linie dostarczające prąd stały w każdym przemienniku częstotliwości są połączone z szyną DC Bus wspólną dla wszystkich przemienników częstotliwości. Umożliwia to redystrybucję energii wytwarzanej przez jeden silnik zachowujący się przejściowo jak prądnica 3

5 do pozostałych silników zamiast pobierania jej z sieci. [0028] Okazuje się, że przemienniki częstotliwości CFW mają zaciski B1 i B2, które umożliwiają dostęp z zewnątrz do linii prądu stałego, do umożliwia wykonanie takiego połączenia w formie magistrali bez modyfikowania przemienników częstotliwości. [0029] Ponadto każdy przemiennik częstotliwości zawiera zacisk B3 przewidziany do podłączenia zewnętrznego rezystora hamowania między zaciskami B3 i B1. Tranzystor 34 łączy zacisk B3 z linią podłączoną do zacisku B2. W ten sposób rezystor hamowania jest podłączony między obiema liniami prądu, gdy tranzystor 34 jest nasycony. Tranzystor 34 jest nasycony przez mikrokontroler CTRL, gdy jest wymagane zatrzymanie silnika. Energia wytwarzana przez silnik, który działa wtedy jako prądnica, jest rozpraszana w rezystorze. [0030] Na schemacie z fig. 3 byłoby normalnie konieczne podłączenie rezystora hamowania do każdego przemiennika częstotliwości. Rezystor hamowania, który byłby w stanie rozpraszać energię wielu kilowatów w ciągu kilku sekund, jest elementem kosztownym, który musi być montowany na radiatorze. [0031] Aby tego uniknąć, w rezystor hamowania 36 wyposaża się tylko przemiennik częstotliwości master. W istocie, biorąc pod uwagę fakt, że linie prądu stałego są wspólne dla wszystkich trzech przemienników częstotliwości, tranzystor przemiennika częstotliwości obsługuje rezystor hamowania dla wszystkich przemienników częstotliwości. [0032] Liczne odmiany i modyfikacje przykładów realizacji opisanych w niniejszym opisie będą oczywiste dla specjalisty w dziedzinie. Układ indeksowania osi został opisany w odniesieniu do trzech osi z niezrównoważonymi masami, które stanowią najbardziej przydatne zastosowanie, lecz dotyczy zasadniczo wszystkich układów wytwarzania drgań zawierających co najmniej dwie osie z niezrównoważonymi masami. ZASTRZEŻENIA PATENTOWE 1. Układ wytwarzania drgań dla przesiewacza, zawierający dwie równoległe osie z niezrównoważonymi masami (10a, 10b) obracające się synchronicznie, znamienny tym, że zawiera: dwa silniki (20a, 20b) przystosowane do napędzania dwóch osi z niezrównoważonymi masami w sposób niezależny mechanicznie; pierwszy przemiennik częstotliwości (CFW) przystosowany do sterowania pierwszym silnikiem (20a), przy czym ten przemiennik częstotliwości jest skonfigurowany w trybie master, w którym podaje przez łącze zewnętrzne (COMM) położenie kątowe pierwszego silnika; drugi przemiennik częstotliwości (CFW) przystosowany do sterowania drugim silnikiem (20b), połączony ze wspomnianym łączem zewnętrznym (COMM) i skonfigurowany w trybie slave, w którym dostosowuje położenie kątowe drugiego silnika w zależności od położenia kątowego przekazywanego przez łącze zewnętrzne; oraz linie zasilania prądem stałym (DC Bus) wspólne dla przemienników częstotliwości. 2. Układ według zastrz. 1, w którym silniki są zamontowane na podstawie stałej względem ramy (14) przesiewacza i są połączone z odpowiadającymi im osiami z niezrównoważonymi masami za pomocą przegubów Cardana (24). 3. Układ według zastrz. 1, w którym każdy przemiennik częstotliwości zawiera zacisk (B3) do przyłączenia rezystora hamowania, przy czym przemienniki częstotliwości są połączone razem z jednym wspólnym rezystorem hamowania (36) za pośrednictwem przemiennika częstotliwości w trybie master. 4

6 4. Układ według zastrz. 1, zawierający: trzy osie z niezrównoważonymi masami rozmieszczonymi równolegle w tej samej płaszczyźnie, przy czym masy niezrównoważone obu osi zewnętrznych (10a, 10c) mają tę samą orientację radialną, a masa niezrównoważona osi środkowej (10b) ma orientację inną niż orientacja osi zewnętrznych; trzeci silnik (20c) przystosowany do napędzania trzeciej osi z niezrównoważonymi masami (10c); oraz trzeci przemiennik częstotliwości w trybie slave, przystosowany do automatycznego sterowania położeniem kątowym trzeciego silnika w zależności od położenia kątowego przekazywanego przez łącze zewnętrzne (COMM). 5. Układ według zastrz. 4, w którym każdy przemiennik częstotliwości steruje automatycznie położeniem kątowym swojego silnika na podstawie położenia kątowego przekazywanego przez łącze zewnętrzne (COMM), które jest modyfikowane z uwzględnieniem regulowanego przesunięcia w przemienniku częstotliwości. 5

7 6 EP B1

8 7 EP B1

9 8 EP B1

10 ODNOŚNIKI CYTOWANE W OPISIE Poniższa lista odnośników cytowanych przez zgłaszającego ma na celu wyłącznie pomoc dla czytającego i nie stanowi części dokumentu patentu europejskiego. Pomimo, że dołożono największej staranności przy jej tworzeniu, nie można wykluczyć błędów lub przeoczeń i EUP nie ponosi żadnej odpowiedzialności w tym względzie. Dokumenty patentowe cytowane w opisie WO A [0002] FR A [0002] FR A [0002] 9