Роторное колесо с устройством для переворачивания ковшей

РОТОРНОЕ КОЛЕСО С УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ПЕРЕВОРАЧИВАНИЯ КОВШЕЙ Изобретение относится к роторным колесам (3), оснащенным на боковой поверхности или корпусе барабана поворотными ковшами (1). Поворотная ось (2) ковшей проходит параллельно оси вращения роторного колеса (3). В соответствии с изобретением ковши (1) имеют минимум один расположенный сбоку и выступающий там в виде консоли запирающий элемент (10). Кроме того рядом с роторным колесом (3) размещена минимум одна криволинейная кулиса (60), с которой при прохождении ковша (1) сбоку зацепляется запирающий элемент (10), и таким образом криволинейная кулиса (60) вызывает принудительное прохождение запирающего элемента (10) по криволинейной траектории. Благодаря движению криволинейной кулисы (60) и роторного колеса(3) с ковшом (1) относительно друг друга запирающий элемент (10) движется вдоль криволинейной кулисы (60), и тем самым передвигает ковш (1) из первого поворотного положения во второе поворотное положение. Возможны различные конструкции криволинейной кулисы (60), но в любом случае вход криволинейной кулисы должен быть размещен таким образом, чтобы запирающий элемент (10) ковша в первом поворотном положении направлялся в криволинейную кулису (60),то есть находился на таком же расстоянии от оси вращения роторного колеса, как и запирающий элемент (10). Изобретение относится к роторному колесу с устройством для автоматического переворачивания расположенных на роторном колесе ковшей или иных приемных приспособлений у реверсивных по направлению вращения роторных колес для экскаваторов, погрузчиков, конвейеров обратной транспортировки и тому подобного. Под воздействием имеющегося привода роторного колеса посредством этого устройства происходит зависимое от направления вращения реверсирование выполненных как ковши,чаши или черпаки приспособлений для захватывания груза. Ковши, чаши или черпаки для этих машин будут ниже обозначаться исключительно как ковши. Транспортные механизмы с роторными колесами, например, в мостовых конвейерах обратной транспортировки на перевалочных складах, чтобы иметь возможность выполнять работы в обоих направлениях продольного отвала, нуждаются в оборудовании с ковшами двухстороннего действия или с возможностью изменения направления действия. В существующих конструкциях такое деблокирование, опрокидывание и блокирование производится либо вручную обслуживающим персоналом, либо автоматически. У машин с поворачиваемыми вручную ковшами до сих пор для соответствующего направления вращения и направления выполнения работ они устанавливаются в четко заданное рабочее положение,фиксируются в нем и сохраняют это фиксированное положение с четко заданным углом установки. При поворачиваемых вручную ковшах обслуживающему персоналу приходится справляться с большой тяжестью ковшей. Под действием собственного веса движение опрокидывания является неконтролируемым и тем самым рискованным. Ковши при опрокидывании ударяются о несущую конструкцию роторного колеса. Для деблокирования ковшей обслуживающий персонал вынужден направляться в зону поворота ковшей. Из-за этого возникает большой риск несчастного случая для операторов. Блокирующие механизмы загрязняются и в результате этого заедают. Блокировка в новом конечном положении проблематична. На перестановку всех размещенных по периметру роторного колеса ковшей затрачивается много времени. Барабанный конвейер обратной транспортировки, у которого ковши опрокидываются автоматически, известен из печатного издания DE 2513400 С 2. Ковши поворачиваются и в зависимости от направления вращения фиксируются соответственно в одном из двух конечных положений. Переход из одного конечного положения в другое происходит автоматически в зависимости от направления вращения за счет сопротивления, которое транспортируемый груз оказывает ковшам. Ковши оснащены размещенными друг против друга режущими кромками и благодаря этому могут в зависимости от направления вращения барабана захватывать груз в обоих направлениях. Недостатками этого решения являются износ фиксирующего приспособления ковшей относительно барабана и их загрязнение транспортируемым грузом, постоянно изменяющаяся в связи с этим удерживающая сила, а также зависящий от этого момент поворота. Кроме того, при изменении направления вращения барабана и внезапном воздействии силы транспортируемого груза в противоположном направлении ковши резко вырываются из фиксирующего приспособления и после выполнения поворота, не сбавляя скорости, без амортизации резко входят в зацепление с фиксирующим приспособлением противоположной стороны. Это также вызывает дополнительный износ фиксирующих приспособлений. Когда несколько расположенных соответственно по одной горизонтальной линии ковшей внезапно одновременно переворачиваются, это является причиной экстремальной ударной нагрузки для ковшей,барабана и его привода. Свободно движущиеся ковши располагаются на барабане или роторном колесе с возможностью вращения и могут произвольно качаться между двумя жесткими концевыми упорами. Благодаря такому свободному маятниковому движению резание главной режущей кромкой ковшей и переворачивание в соответствующее рабочее положение для обоих направлений вращения происходят автоматически. Эти ковши могут быть выполнены крупногабаритными для всех транспортируемых грузов и больших потоков массы. Однако при каждом обороте барабана эти ковши под воздействием силы тяжести, усилия резания в отвале и веса транспортируемого материала жестко ударяются со стороны отвала, в обратном направлении в задний концевой упор/задние концевые упоры. После выхода из отвала и опорожнения ковша в верхнем отделе барабана эти ковши при круговом движении под воздействием силы тяжести с жестким ударом падают на противоположной отвалу стороне на передний концевой упор. Такое перманентное маятниковое движение с двумя жесткими ударами каждого ковша при каждом обороте барабана вызывает сильный износ концевых упоров и ковшей, высокую динамическую нагрузку в барабане и его приводах вплоть до циклических пиков потребления электроэнергии приводными двигателями. Эти нагрузки крайне высоки, когда одновременно в ряд переворачиваются несколько параллельных ковшей. Нередко следствием этого становятся структурные повреждения и трещины в барабанах и роторных колесах. Из патента DE 2543529 известен принцип опрокидывающихся ковшей для роторного колеса экскаватора с двумя направлениями вращения и пружинным возвратом. Этот принцип опрокидывающихся экскаваторных ковшей пока не применялся на практике, по-1 022015 скольку в представленной разработке он технически не выполним, а ожидаемый эффект по сравнению с конструктивными недостатками сомнителен. Недостатками являются немедленное опрокидывание ковшей экскаватора в то или иное конечное положение, а также экстремальное заглубление ковшей при первом вхождении в отвал с постоянным углом режущей кромки. Они приводят к тому, что уже при вхождении режущей кромки в отвал захватывается много материала и при дальнейшем проходе через отвал материал накапливается в заполненном ковше и перемещается наверх, а после выхода режущей кромки из отвала движется назад против направления вращения роторного колеса. Из-за этого не достигается задуманного резания главной режущей кромкой ковшей и в отвал привносится много излишней работы по перемешиванию. Применение принципа упруго опрокидывающихся ковшей для барабанных конвейеров обратной транспортировки с небольшим заглублением ковша не представлено в вышеназванном патенте именно из-за упомянутых недостатков. Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить устройство, обеспечивающее возможность автоматического переворачивания ковшей роторного колеса без вышеназванных недостатков уровня техники. К тому же устройство должно позволять блокировать и деблокировать ковши в конечных положениях поворотного движения. Согласно изобретению эта задача решается устройством с признаками п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения. Изобретение относится к роторным колесам, которые оснащены поворотными ковшами на боковой поверхности или корпусе барабана. Поворотная ось ковшей проходит параллельно оси вращения роторного колеса. Таким образом, ковши могут занимать два поворотных положения относительно направления вращения роторного колеса, причем в первом поворотном положении центр тяжести ковша, если смотреть по направлению вращения, расположен перед поворотной осью, а во втором поворотном положении - за поворотной осью. При этом центр тяжести ковшей находится над их поворотной осью. Соответствующее изобретению устройство для переворачивания ковшей позволяет повернуть ковши из первого поворотного положения во второе поворотное положение. Часто ковши выполнены максимально симметрично относительно содержащей поворотную ось плоскости симметрии с целью обеспечения одинаковых условий для изменяющихся направлений вращения и производства работ без переналадки,вмешательства в ручном режиме или стопорения. Для переключения направления работы ковшей роторное колесо не должно быть в контакте с захватываемым материалом. Ковши должны быть максимально опорожнены. В соответствии с изобретением ковши имеют минимум один размещенный сбоку и выступающий там в виде консоли запирающий элемент. Он представляет собой, например, в простом варианте выполнения стальной штырь, выступающий из боковой стенки ковша (в направлении оси вращения роторного колеса). Далее, рядом с роторным колесом размещена минимум одна криволинейная кулиса, с которой при проведении сбоку ковша входит в зацепление запирающий элемент и таким образом криволинейная кулиса вызывает принудительное направление запирающего элемента по криволинейной траектории. За счет движения криволинейной кулисы и роторного колеса с ковшом относительно друг друга запирающий элемент передвигается вдоль криволинейной кулисы, а в результате этого ковш передвигается из первого поворотного положения во второе поворотное положение. Криволинейная кулиса может иметь самые различные формы, но в любом случае вход криволинейной кулисы должен быть размещен так,чтобы запирающий элемент ковша в первом поворотном положении направлялся в криволинейную кулису, то есть должен находиться на таком же расстоянии от оси вращения роторного колеса, как и запирающий элемент. Предпочтительно и выход криволинейной кулисы должен быть расположен так же,благодаря чему устройство может использоваться в обоих направлениях вращения. Предпочтительно кривая симметрична относительно радиуса роторного колеса в наивысшей точке (точке наибольшего удаления от оси вращения роторного колеса) криволинейной кулисы. Между входом и выходом криволинейной кулисы расстояние кривой от оси вращения роторного колеса увеличивается так, что запирающий элемент, а соответственно и ковш приподнимаются и, таким образом, ковш переворачивается. При этом устройство для переворачивания ковшей может быть размещено с одной стороны роторного колеса или с обеих сторон, причем в этом случае запирающие элементы также должны быть размещены на ковшах с обеих сторон. При этом двухсторонний вариант особенно подходит для широких ковшей. Устройство для переворачивания ковшей может быть размещено в верхней или боковой части роторного колеса, причем предпочтительным является верхняя часть. Предпочтительно устройство для переворачивания ковшей приводится в рабочее положение на роторном колесе путем движения (управляемого гидравлически, вручную, электрически, пневматически или иным образом). При этом инициаторы и настройка привода роторного колеса обеспечивают то, что всегда задействуется свободное промежуточное пространство между двумя ковшами. Предпочтительно устройство для переворачивания ковшей имеет блокирующую кулису, которая выполняет функцию активной деблокировки и блокировки удерживающих элементов. Далее, устройство для переворачивания ковшей предпочтительно размещено на подвижных салазках. Расположение кулис относительно друг друга гарантирует точное согласование их функций по времени. Существенными преимуществами изобретательского решения являются простое и надежное конструктивное исполнение регулирующего и стопорного механизма для автоматически поворачивающихся, в зависимости от направления вращения, ковшей. Расположение регулирующего механизма может происходить в верхней, свободной от транспортируемого материала зоне роторного колеса или барабана, поскольку не используется собственная масса ковша. Изменение направления работы всей машины может быть выполнено за значительно более короткое время. Возможна автоматизация переключения ковшей. Эксплуатационная готовность и производительность машины повышаются. Обслуживающему персоналу не приходится входить в зону поворота ковшей, а также в рабочее пространство машины, и соответственно он выполняет лишь функцию контроля. Риск несчастного случая и затрата физических усилий обслуживающим персоналом существенно снижается. Поскольку изменения существующей конструкции ковша затрагивают только боковую стенку ковша, при известных условиях возможно дооборудование имеющихся машин, если соблюдалось необходимое качество изготовления и имеется свободное пространство для блока регулировки. Ниже изобретение будет более детально описано на основе предпочтительного варианта осуществления изобретения со ссылкой на фигуры. При этом они показывают следующее: фиг. 1 - роторное колесо, оснащенное соответствующим изобретению устройством, перед вставлением криволинейной и блокирующей кулисы,фиг. 2 - роторное колесо с вдвинутой криволинейной и блокирующей кулисой перед переворачиванием ковша,фиг. 3 - роторное колесо с вдвинутой криволинейной и блокирующей кулисой во время переворачивания ковша и фиг. 4 - роторное колесо с вдвинутой криволинейной и блокирующей кулисой с перевернутым ковшом. На корпусе роторного колеса 3 в ряд на равных расстояниях друг от друга размещены ковши 1. Направление вращения роторного колеса 3 обозначено на фиг. 2 стрелкой. Как изображено на фигурах, каждый из ковшей 1 установлен на поворотной оси 2 по окружности роторного колеса 3. Для каждого из ковшей 1 предусмотрен первый и второй блокировочный болт 4, 5. На чертеже по фиг. 2 первый блокировочный болт 4, а на чертеже по фиг. 4 второй блокировочный болт 5 находится в функциональной связи с верхним ковшом 1 в зоне деталей оборудования 12. На чертеже по фиг. 3 ни один из двух блокировочный болтов 4 и 5 не находится в зацеплении с ковшом 1. Автоматическое переворачивание ковшей 1 происходит по центру в верхнем отделе роторного колеса 3. В этом отделе также и в процессе работы нет непосредственного контакта с транспортируемым материалом. Как показано на фиг. 1, устройство 6 для переворачивания ковшей размещено на модуле подвижно относительно несущей рамы 7, на которую перемещено роторное колесо 3. Направление перемещения отмечено на фиг. 1 стрелкой. Для переключения роторное колесо 3 не должно находиться в контакте с захватываемым грузом. Ковши 1 опорожнены. Путем горизонтального ввода в действие модуля с устройством 6 для переворачивания ковшей в направлении ковшей 1 устройство 6 для переключения ковшей приводится в исходное положение на роторном колесе 3, как показано на фиг. 1. При этом приведение в действие устройства 6 для переворачивания ковшей происходит при помощи электрического, гидравлического или иного привода. Инициаторы и настройка привода роторного колеса обеспечивают, что всегда задействуется свободное промежуточное пространство между двумя ковшами 1. В этой заблокированной конечной позиции устройства 6 для переворачивания ковшей происходит переворачивание ковшей 1 на роторном колесе 3 в противоположное конечное положение. Ковши 1 на роторном колесе 3 установлены симметрично для обоих направлений работы. Обращенная к устройству 6 для переворачивания ковшей боковая стенка 11 каждого ковша 1 имеет запирающий элемент, выполненный здесь как откидной болт 10. Дополнительно рядом с поворотной осью 2 на заднем плане режущей кромки ковша 1 симметрично размещены два удерживающих элемента,выполненных здесь как детали оборудования 12. Посредством этих деталей оборудования 12 соответствующий блокировочный болт 4 или 5 удерживает ковш 1 в одном из двух конечных положений. Для каждого из ковшей 1 предусмотрены два отдельных блокировочных болта 4, 5. Блокировочные болты 4, 5 защищены от перекручивания и за счет упругой силы удерживаются в положении блокировки. В каждом из двух конечных положений ковша 1 для закрепления ковша 1 приводится в зацепление один блокировочный болт 4 или 5. Второй блокировочный болт 5 или 4 не находится в зацеплении. На внешних концах блокировочных болтов 4, 5 находится также защищенный от перекручивания захват, жестко соединенный с блокировочным болтом 4, 5. Устройство 6 для переворачивания ковшей состоит из двух компонентов: криволинейной кулисы 60 для опрокидывания ковша и блокирующей кулисы 61 для приведения в действие блокировочных болтов 4, 5. Эти компоненты 60, 61 имеют такую форму и установлены относительно друг друга таким образом,что происходит планомерное чередование отдельных функций при переворачивании ковшей 1. Принцип действия при переворачивании ковша 1 из одного конечного положения в другое следующий. Прежнее направление работы роторного колеса 3 было правовращающим. Это показано на чертеже по фиг. 2 посредством дугообразной стрелки. Блокировочный болт 4 удерживает верхний ковш 1 в этом положении. Для переворачивания этого ковша 1 в другое конечное положение устройство 6 для переворачивания ковшей должно быть введено в зацепление. Оно передвигается посредством линейного привода в горизонтальном направлении параллельно поворотной оси 2 ковша 1 к роторному колесу 3 и остается зафиксированным в конечном положении. Роторное колесо 3 вращается с уменьшенным числом оборотов. При этом сначала захват блокировочного болта 4 проходит через блокирующую кулису 61 и размыкается активно против упругой силы удерживающей пружины. В момент полной деблокировки по фиг. 3 откидной болт 10 уже находится в криволинейной кулисе 60 и направляется в ней таким образом, что опрокидывает ковш 1 через его поворотную ось 2 и вновь опускает на другой стороне. Перед опусканием параллельно с этим захват нового блокировочного болта 5 проходит через блокирующую кулису 61, так что перед опусканием ковша 1 блокировочный болт 5 уже разблокирован. После поворачивания ковша 1 захват блокировочного болта 5 проходит через блокирующую кулису 61 таким образом, что в принудительном порядке происходит блокировка ковша 1 в повернутом положении,то есть блокирующая кулиса вдавливает блокировочный болт в положение блокировки. Это особенно предпочтительно, когда движение блокировочного болта ограничено загрязнениями и т.п. и по этой причине силы удерживающей пружины не достаточно для движения блокировочного болта. Удерживающая пружина служит лишь для обеспечения положения блокировки. Конечное положение изображено на фиг 4. Затем следующие ковши 1 проходят через устройство 6 для переворачивания ковшей, переворачиваются там и фиксируются в новом рабочем положении. После того как все ковши 1 приведены в новое рабочее положение, модуль с устройством 6 для переворачивания ковшей вновь отводится роторным колесом 3 в положение покоя. Повторная перестановка системы ковшей происходит в обратном порядке. Ссылочные обозначения: 1 - ковш; 10 - откидной болт/запирающий элемент; 11 - боковая стенка; 12 - деталь оборудования/удерживающий элемент; 2 - поворотная ось; 3 - роторное колесо; 4 - блокировочный болт; 5 - блокировочный болт; 6 - устройство для переворачивания ковшей, состоящее из: 60 - криволинейной кулисы; 61 - кулисы блокировки; 7 - несущей рамы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Роторное колесо (3), содержащее ковши (1), закрепленные по окружности роторного колеса (3),устройство для переворачивания ковшей (1), причем ковши (1) закреплены с возможностью поворота вокруг своих поворотных осей (2), параллельных оси вращения роторного колеса (3), в положение, в котором центр тяжести ковша (1) расположен впереди его поворотной оси (2) по направлению вращения,причем ковши (1) имеют максимально симметричную форму, а поворотная ось (2) лежит в плоскости симметрии, причем устройство для переворачивания содержит минимум одну размещенную рядом с роторным колесом (3) в зоне ковшей (1) криволинейную кулису (60), причем каждый ковш (1) имеет минимум один расположенный на боковой стенке (11) и выступающий в виде консоли запирающий элемент (10), который при прохождении ковша (1) мимо криволинейной кулисы (60) сцепляется с ней и благодаря принудительному направлению запирающего элемента (10) в криволинейной кулисе (60) контролируемо поворачивает ковш (1). 2. Роторное устройство (3) по п.1, отличающееся тем, что ковши (1) имеют размещенный на боковой стенке (11) в плоскости симметрии запирающий элемент (10), а в криволинейной кулисе (60) выполнена прорезь такой ширины, которая достаточна для того, чтобы запирающий элемент (10) с зазором проходил через прорезь, причем прорезь выполнена в боковых зонах криволинейной кулисы (60) так, что путем вращения роторного колеса (3) запирающие элементы (10) ковшей (1) вводятся в криволинейную кулису (60), а дугообразность по центру криволинейной кулисы (60) уводит ковши (1) от роторного колеса (3) в наивысшую точку поворотного движения ковшей (1), причем расстояние между наивысшей точкой криволинейной кулисы (60) и осью вращения роторного колеса (3) соответствует сумме расстояния между осью вращения роторного колеса (3) и поворотной осью (2) плюс расстояния между поворотной осью (2) и запирающим элементом (10). 3. Роторное колесо (3) по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что устройство для переворачивания дополнительно содержит блокирующее приспособление, которое фиксирует ковши (1) в обоих конечных положениях поворотного движения. 4. Роторное колесо (3) по п.3, отличающееся тем, что блокирующее приспособление имеет минимум один размещенный на ковше (1) удерживающий элемент (12), который в обоих конечных положениях поворотного движения ковша (1) фиксируется в расположенных на роторном колесе (3) блокирующих элементах (4, 5). 5. Роторное колесо (3) по п.3, отличающееся тем, что блокирующее приспособление имеет два удерживающих элемента (12), размещенных на боковой стенке (11) ковша (1), причем каждый из удерживающих элементов (12) в конечном положении поворотного движения ковша (1) сцепляется с расположенным на роторном колесе (3) блокирующим элементом (4, 5) и фиксируется им, причем блокирующие элементы (4, 5) представляют собой подвижные в направлении оси вращения роторного колеса (3) и упруго установленные блокировочные болты (4, 5), причем устройство для переворачивания также содержит блокирующую кулису (61), расположенную рядом с роторным колесом (3) так, что блокирующая кулиса (61) при прохождении ковшей (1) один за другим открывает и вновь закрывает оба блокирующих элемента (4, 5), так что ковш (1) не фиксируется во время поворотного движения. 6. Роторное колесо (3) по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что криволинейная кулиса (60), а при необходимости и блокирующая кулиса (61) могут передвигаться в направлении оси вращения роторного колеса (3) из рабочего положения, в котором переворачиваются ковши (1), в положение покоя. 7. Роторное колесо (3) по п.5, отличающееся тем, что блокирующая кулиса (61) активно передвигает блокирующие элементы (4, 5) в положение блокировки. 8. Роторное колесо (3) по одному из пп.5 или 7, отличающееся тем, что блокирующая кулиса (61) и криволинейная кулиса (60) расположены относительно друг друга так, что при прохождении мимо них ковша (1) сначала поворачиваемый ковш (1) деблокируется посредством блокирующей кулисы (61), затем ковш (1) переворачивается посредством криволинейной кулисы (60), а после переворачивания вновь блокируется посредством блокирующей кулисы (61).