专利名称:宽域集料输送装置的制作方法
本发明涉及宽域集料输送装置，更具体地说，是涉及流体控制和致动的，皮带驱动的，活动辊子的集料输送装置，它有多个集料区用来沿着输送装置收集物件。
在物件装卸系统中，常常由于下游阻滞，上游急增，需要暂时贮存或由于其他一些原因而有必要在物件传送线上集料。过去对这个问题的解决是使用有多个集料区的集料输送装置。每区包含多个荷载辊以及启动和停止这些辊子转动的装置，这些装置对控制信号作出反应，动作是独立于其他区的辊子的。
此类型过去的典型的集料输送装置是采用皮带驱动的、活动辊子的集料输送装置的形式。在这样的输送装置里有一条单根的、公用的驱动皮带配置在各个区的辊子下方。可选择地动用的张力辊位于皮带下面，向上推动迫使在特定区里的皮带靠上荷载辊从而驱动它们和放在上面的任何物件。每区的张力辊的提升和落下是独立于其它区的张力辊的，并且受控于配备在各区里的物件检测器。致动器典型地是朝输送装置的边上布置的，例如把张力辊的一端抬起来顶高驱动皮带，这样这些张力辊在它们被抬起时是从一个倾斜位置移向一个水平位置。
一种流体，如压缩空气，通过气缸用来提升张力辊同时用来提供对这些气缸的气动控制。例如在一种已知的输送装置里，有一个常闭的控制阀机械地受制于一只弹簧，保持开启，该弹簧抗衡了一个信号装置的正常重量和在其中的空气压力，从而输送加压空气进入致动气缸来提升一个区内的张力辊和皮带以驱动该区。该控制阀由于检测装置检测到物件而关闭，该检测装置用机械方法克服弹簧力来关闭阀门，放出气缸中的空气从而使张力辊落下而使得该区停止。
尽管这样的集料输送装置具有许多优点，然而也存在着一些问题，至少没有多用性。具体地说来，不同区的荷载辊是由于皮带靠上它们所产生的摩擦接合所驱动的。张力辊必须用一个足够的力量来把皮带推靠荷载辊而驱动它们，这力量足以克服荷载辊本身固有的惯性和摩擦以及由任何其上的物件所加上的负载。
此外，这些输送装置依赖同一流体压力来作致动控制，也就是说用来操纵致动装置或气缸的同一流体是通过每区的物件操作的控制阀而且按照所用的特定控制回路来传送给这些致动装置和气缸的。
当这样一个输送装置使用常闭控制阀时，保持阀门打开(实现区域驱动)所需的弹簧力是与控制阀内的流体压力成正比的。这弹簧也应具有足够的强度来支承任何检测装置，它的正常重量是由阀的致动杆来支撑的。这样的检测装置通常都很重，甚至有可能使用一个和荷载辊具有相同大小和重量的检测辊子。这样较沉重的检测器又要求更强的弹簧。
在控制阀内的流体压力基本上与用在致动装置气缸中的压力相同，因而经常是定作所预期的输送装置负载的一个函数。压力必须足够使致动装置以足够的力量来提升张力辊将皮带压向荷载辊从而产生足够的摩擦接触以驱动带预期负载的荷载辊。
这样的一个系统实质上降低了集料输送装置的多用性，其原因是较重的负载需要更大一些的流体致动压力及因而导致比较轻负载高一些的控制压力。当一个集料输送装置要安排来处理较重的负荷时，就需要较高的流体压力来发动和保持皮带驱动接触，这样当控制阀需要有大一些的致动力来操作阀门时，就增加了控制阀中的压力。当输送装置作这样配置时，重量轻的物件就不具备足够的惯量来克服在相连的常闭控制阀中如此高的压力以拨动该区的物件检测器。具体地说，物件不能够克服为该区驱动而保持常闭控制阀打开所需的弹簧压力，此弹簧压力是对抗阀中送往张力辊致动器的较高的流体压力，这个较高的流体压力是使张力辊有足够力量来提升皮带以驱动该区运送重负载。
当输送装置为轻负载配置时，有效地提升张力辊和皮带所需的空气压力就比较低，相应地，在控制阀中的空气压力也比较低。因而可以用软得多的弹簧来保持常闭控制阀打开，一件沉重的物件可以毫无困难地克服这样一根软的弹簧以拨动物件检测器。然而，输送装置可能不能运送重一些的负载因为在张力辊致动气缸里面的较低的流体压力不可能大到有足够的力量驱动皮带紧靠荷载辊来推动重一些的负载。
这样的输送装置的一个典型的复杂因素是负载检测装置本身的实际构造，它们有一些在与所用的常闭控制阀有关的被检测的负载压力方面有很大的机械上的缺陷。此外，许多负载检测装置采用辊子和其他具有很大的内摩擦和惯量的结构，这些内摩擦和惯量要由被检测物件来克服，这就减损了被传送物件施加到控制阀上的有效作用力，同时要求增大驱动致动器的压力。这里要注意到，增大驱动致动器的压力使控制阀中的流体压力增加以及需要用更强的平衡弹簧来保持阀门打开，这又需要更大一些的物件产生的致动力，同时也说明了不合需要的摩擦与惯量以及检测装置的总机械效益很差所合成的有害效果。
某些已知的集料装置还有一个缺点，那就是张力辊的从一端到另一端的倾斜。当辊子的低端被举起来提升此皮带时，可能产生皮带对荷载辊的单点驱动而不是全皮带表面的接触。这实际上可能降低施加到辊子上的驱动力同时要求进一步增加致动器压力并带来控制阀压力的不受欢迎的增长。
总结来说，在这样的集料输送装置中采用已知的公用的控制和致动流体回路实际上已妨碍了它们装卸宽重量范围的混合型负载。
有鉴于此，本发明的目标之一就是提供一种改进的流体控制和致动的集料输送装置，它能使用一个固定的流体压力来装卸宽范围的轻重负载而毋须调节压力。
这样的集料输送装置还有一项考虑就是物件从一个区滑行到另一个区。如前所述，一个区的停顿是由于该区张力辊落下因而使驱动皮带降下离开荷载辊而造成。这区中的一个物件具有惯性，它能够滑过自由转动着的荷载辊进入下一区，就有可能拨动一个物件检测器使该区很难在零压力状态下集料或者按要求独立分离。为了防止出现这种现象建议使用输送装置制动器，希望提供一种用于皮带驱动，活动辊子型的集料输送装置的改进的制动器。
为实现这些目的，根据本发明的集料输送装置的一个推荐实施例包括多个集料区，每区具有一个常开控制阀和一个物件检测装置的组合在启动常开控制阀方面提供实在的机械效益。通过阀门的流体压力起着把阀保持在经常开启状态的作用，同时流入张力辊致动气缸，实现驱动该区的作用。没有必要使用任何外部的或者负载平衡弹簧来保持阀门打开，因为通过阀门的正常流体压力已起到这个作用。
每个区的物件检测器包括两个轻的弧形托架，每一个托架在靠荷载辊上游的一端固定在一个尼龙轴承支承的转轴上，在荷载辊的下面伸展，在它的下游端向上伸入物件传送线的平面。一个重量轻的检测辊含有一个较小直径的轴杆以及一个在该轴杆上可以旋转的合成材料制成的辊子连接在托架向上伸展的端部之间以便与在该区内沿着输送装置传送线运动的物件接触。一个常开控制阀装在输送装置边上，一个控制阀阀杆致动板装在转轴上跟阀杆接合和压下阀杆并且抗衡着通过常开阀的流体压力而将常开阀关闭。托架在检测辊的一端与转轴轴线之间的直线距离最好是转轴轴线与阀杆和阀杆致动板的触合点之间的直线距离的两倍左右或更大一些。用轻的弧形托架就可能实现，同时提供一个检测器对控制阀的实在的、有效的机械效益。
装在输送装置的正中间的一个区内的张力辊被一个对中装配的流体致动器所驱动而水平地和均匀地将辊子举起来将皮带水平而均匀地推靠该区的荷载辊而不带边到边的倾斜。张力辊装在固定于转轴上的托架之上，而流体致动器推动一个也固定在转轴上的驱动板以转动转轴同时举起张力辊。由驱动板、转轴和弧形托架提供的致动器对张力辊的机械效益，同样地至少为2左右，同时使致动器在一个给定的致动压力下发挥最大的效率。
此外，本发明在整个输送装置内还提供了在几个其他方面的机械效益例如采用很轻的合成材料来做可转动的检测辊可以使物件滚过辊子时遇到小的摩擦力和其他阻力，这样就毋须增加驱动力来推进物件。同样，采用对中安装的致动器和均匀地、水平地提升的张力辊和皮带可以使在任何一个给定致动压力下施加到荷载辊上的驱动压力发挥最大的效率。
流体控制和致动公共回路是由一个单一的流体压力源提供，如压缩空气。这个压力是可控地调整的，因而允许输送装置的广泛的多方面的能量范围可以调高调低以适应一个特定的物件重量范围。
在本发明中的常开阀或高机械效益物件检测器能够单独使用以有利于增加集料输送系统的多用性，象前面叙述过的它们的组合提供了一种具有实在的负载多用性的集料输送装置。例如根据本发明做出的一种皮带驱动、活动辊子集料输送装置原型可以装卸重量从100磅左右低到1磅左右或更轻一些的负载，全都毋须对约40磅/英寸2的流体控制与致动压力进行调节。从100磅左右到300磅左右的负载可以用同一输送装置运送或集料而毋须任何调整或改变，只需增大这个压力就行。负荷的多样性也可以由本发明所提供的其他机械效益来提高。
这样一种输送装置的一个令人惊奇的多用性被意外地发现出来，有一把不足一磅重的尖咀钳子偶然地落在一个用来集料和运送40到50磅或高达100磅重量的物件的本发明的原型之上，当这把尖咀钳子沿着输送装置输送时，它拨动了检测器使各区像收集和传送那些重得多的物件一样地动作。
也应当注意到本输送装置的致动和控制回路及元件大大地比过去的输送装置简化，减少了压力管线，元件及线路连接。本发明设想了至少在位于卸料区上游的所有集料区使用一种组合的致动器和往复阀。
在本发明的另一方面，张力辊安装在每区内第二转轴之上。一个驱动板也连接到至少一根这样的第二转轴之上，受到一个致动气缸推动而旋转来转动转轴以举起或降下张力辊。一个荷载辊制动器也连接到同一根第二转轴之上，当张力辊降下时，转轴转动，将荷载辊制动器向前摆动使它跟上述荷载辊接合并将它制动。
在一个区内的其他张力辊驱动板都是相互连接起来的，这样，一个气缸对一个驱动板的操纵就能控制全部的驱动板。同样方式，每一个张力辊的垂量，连带由皮带的重量和其调节张力所产生出来的作用力，都转移给装在一根第二转轴上的制动器上以提高制动效率。
这一些以及其他目的和效益将通过下面对本发明的一个最佳实施例及其附图的说明很快地得以证实;其中图1是本发明的一个最佳实施例在集料过渡阶段中的图解示意图;
图2是说明本发明的控制和致动回路的略图;
图3是本发明一个集料区局部纵剖面图;
图4是图3的一部份集料区的平面图。
现在转到附图上，图1示出根据本发明的一台输送装置10。输送装置10包含一个具有卸料区1以及多个标志为2，3和4的集料区的集料输送装置。可选择的外加区在图中提到但未示出。输送装置10能够运送和收集各种负载，如图例中负载L-1，L-2以及L-3。
应该指出的是在图1中对输送装置10的描绘示出输送装置在一种说明性的过渡状态仅仅为了描绘输送装置的结构及总体运行情况的目的。有关物件大小，物件在输送装置上的布置以及过渡状态的许多其他形式都是可能的。
每一个区包括多个用字母R标记的荷载辊，区2有些辊子标以R-1到R-4是为了描述的目的。
图3和图4描绘了一个单个的区，如区2，的立面图和平面图，图中可以更好地看到输送装置更详细的细详。在这个申请里，在卸料区的其他集料区都是相相似的，除非另有注明。
输送装置10包括多根槽形侧轨11(有一根未示出)平行布置。多根辊子轴12，上面装着各种转动辊子，平行布置在侧轨11之间。辊子轴12最好简单地平放在输送装置侧轨11的槽口内，这样就可将荷载辊在需要时向上移出输送装置。输送装置10还包括至少一个横向拉杆构件13伸展在侧轨11和其对面的侧轨(未示出)之间。
多个张力辊子T配置在每个区内，在图中区2内的是张力辊T-1，T-2和T-3。一条单根的公用驱动皮带B装在输送装置内位于荷载辊R下表面和张力辊T上表面之间。这里应该提到，皮带配有合适的驱动源和拉紧装置(图中未示)来驱动(同时调节其张力)皮带，使之朝着一个在图1中所示的与机器运行方向箭头MD相反的方向运行，这个皮带的运动将会使输送装置的辊子R按这样的转向转动来把负载按图1中箭头MD所指的机器运行方向运送。
每一个张力辊T都装在张力辊托架14上，而托架本身又固定在张力辊转轴15，16与17上，如图3与图4所示。
当每个区的转轴15，16与17按顺时针方向旋转时，他们带动托架14并从而均匀地举起张力辊平行而水平地进入图3所示的虚线位置，这就推动皮带B到图3的虚线位置使全皮带接触并靠上该区荷载辊的下面从而驱动该区。为了解说目的皮带B的虚线位置在图中被夸大了而真实的皮带轨迹不会弯成这样盖在张力辊上。
当张力辊由于转轴15，16和17逆时针方向旋转而降下时，该区的皮带被降下到图3所示的它的实线位置上。在这个降下来的位置上，皮带B与该区的荷载辊脱离接触，因而该区就停止活动并且不受驱动。
下面进一步说明输送装置区段中的张力辊的结构，一个驱动板18固定在转轴15上使得驱动板18在被转动时，它把转动传递给转轴15继而传给托架14。一个流体驱动的致动器19安装在横向拉杆13上，它含有一个流体驱动的可伸展的活塞20，活塞被安置在这样的位置来跟驱动板18接合这样就使驱动板在活塞20伸展的时候被推动朝顺时针方向转动。在活塞20缩回去时驱动板可以逆时针方向旋转，至少是受到张力辊T-1的重量所推动而致。因此，由致动器19的流体加压引起的活塞伸展使驱动板18及转轴15按顺时针方向旋转，从而举起张力辊T-1同时推动皮带B向上靠上辊子R-3，R-4以及位于该区内的其他相邻的辊子。
同样，这个区的张力辊T-2和T-3装在各自的辊子转轴16与17上。固定在转轴16，17上的是相应的其他两个驱动板21和22，这样驱动板21，22的转动就转动了各自的转轴16和17从而举起在皮带B下面的张力辊T-2和T-3以推动皮带B与该区内的其他辊子R接合。这个动作驱动荷载辊从而推动在它们上面的任何负载沿着一个传送线平面P(如图3所示)沿着MD方向运动。
驱动板18、21和22被连杆23和24连接起来。因此，驱动板18由于活塞20的伸展(图3所示的是回缩状态)所导致的顺时针旋转不仅转动驱动板18而且还推动互相连接的驱动板21和22按顺时针方向旋转，从而转动了转轴15、16和17在同一时间内举起了该区内所有张力辊T-1，T-2和T-3。因此，同时为了叙述的目的，每个区的整个流体致动器19和驱动板，相关的转轴及张力辊有时候归总称为流体致动装置。
要注意到从致动器19的活塞20跟驱动板18的接合点到转轴15轴线之间的距离约为同一轴线跟张力辊的旋转轴线之间的距离的两倍，这提供了一个数值约为2的驱动的机械效益，这样就使致动器19在一个给定的致动流体压力下发挥最大的效率。此外，值得指出的是张力辊T-2和T-3的驱动效益由于在转轴16与17的轴线和连杆23及24与相应的驱动板21，22的接合点之间有较长的力臂而变得更大一些，这就进一步增强了致动器19在一个给定的致动流体压力下所产生的驱动压力。
还是参考图3和图4，一个区制动器含有一个制动片25以及一个制动臂26，制动器也是装在转轴15上，在活塞20回缩时与辊子R-4接合。也可以把一个第二制动片(图中未显示)在皮带的另一面装到转轴15上。当致动器19排了气，这样的回缩使得转轴15依逆时针方向旋转。在这步动作中，当致动器19停止活动，张力辊T-1的重量连带由于作用到皮带上的调节张力连同皮带本身的重量一起施加到辊子T-1上的向下作用力，将转轴15依逆时针方向转动，将皮带降到张力辊上离开荷载辊而且同时将制动臂26和制动片25推向辊子R-4并与之接合，从而以摩擦力制动住该辊子以及位于其上的任何负载。
值得注意的是这包括制动片25和制动臂26的制动器布置在辊子R-4的上游边并且最好是象图3所示那样伸展到刚好在传送线平面下面。同时值得注意的是当致动器19的活塞20回缩时，每个张力辊T-1，T-2和T-3是自由地向下转动或是依逆时针方向转动。每个张力辊的垂量以及加在其上的皮带的压力都通过连杆23和24互相连接在一起并且增加了由制动器25靠上荷载辊R-4所施加的摩擦制动压力。
图3和图4也描述一个物件检测装置以及每区一个的控制阀。物件检测装置30最好包括有两个弧形托架31(一个未示出)，每个有一个上端32。这两个弧形托架配置在输送装置的两侧，在侧轨11之间，装在一根转轴34上面，转轴34两端装在输送装置两侧的尼龙轴承里以降低转动摩擦。
弧形托架31从转轴34伸展，经过荷载辊R-2的下面然后从辊子R-1和R-2当中向上伸出进入一个靠近或者伸入传送线平面P内的位置，如图3所示。一根小直径，约1/4英寸，的轴杆装在托架31的端部32之间，而一件轻质的检测辊33则可旋转地套在轴杆上并布置在传送线平面P之内或高于P平面，因而可以跟输送装置上往下流动的物件接合。检测辊33最好是用轻质合成材料如聚苯乙烯制造。
根据本发明，一个常开控制阀配备在每个区内，每个相同的控制阀分别标记为CV-1，CV-2，CV-3和CV-4。图3所描绘的一个控制阀CV-2是装在区2的输送装置侧轨11上。控制阀CV-2是一个常开阀，它的输入35直接连接到一个加压流体源上而它的输出36则连到致动器19上，将在下面叙述。
控制阀全部设计成常开阀并且每个阀都有一个可伸出的阀致动杆37，它可以被压下来关闭常开阀。在正常状态下，流通常开控制阀CV-2的空气将杆37保持在伸出位置上，压下杆37使控制阀关闭从而切断输入35的加压流体通过阀体流向输出36的通道。
在转轴34上也固定着一个控制阀杆致动板38，它跟随转轴34旋转。因此，值得注意的是当检测辊33跟一件在输送装置的传送线P上往下流动的物件接合时，弧形托架31被压下将转轴34依逆时针方向旋转。这动作使阀杆致动板依逆时针方向运动从而压下杆37并且关闭相应的控制阀。
应该注意到检测装置30提供一个物件对控制阀的显著的机械效益。尤其应该注意到从托架31上接近端部32处连向转轴34的轴线的一根直线39，其长度约两倍于从同一轴线到致动板38跟致动杆37的接合点之间的距离。这提供了一个数值约为2的物件对控制阀的机械效益。很明显，可以提供其它的结构，有些结构具有实质上较大的机械效益以进一步地有助于控制阀的致动，有些结构具有较小的机械效益，视所要求的参数而定。在任何情况下都不需要象在用常闭阀的系统那样需要克服任何外部弹簧压力。难一需要的阀致动压力就是抗衡流过阀中的空气的压力去关闭常开阀所需的压力(以及一个小量的压力用以克服将柱塞推向它的开启位置的一些内装弹簧偏置)。而且该所需压力可以依特定的阀结构而起实质的变化，最好选择一个常开控制阀，它具有操作能力以操纵张力辊致动器应付预期负载所需的流体压力，但由这个压力所引起的控制杆伸展力仅仅足够将检测装置30伸入输送装置的传送线。作为一个例子，在一个能够装卸从1磅左右或更轻一些到300磅左右的包裹的一个原型中，一个型号为MJVO-3的控制阀-一个由俄亥俄州辛辛纳提的克利帕尔德(Clippard)仪器实验室有限公司生产的两位三路常开阀适合这个用途。这样一种阀能够操纵象这里所说的约为40磅/英寸2的致动压力来驱动约小于1磅到约100磅的预期物件负载。这种阀也能够操纵重达300磅左右的物件负载所需的如约60磅/英寸2那样增大了的控制压力。
这种特定的阀包括一个内装阀弹簧，它提供一个较弱的力，当阀杆没有承受外力负载时将阀杆伸展到常开位置。这个内装弹簧在这样一个推荐的阀里是一件标准件，但是强度不足以抗衡这里描述的本发明的物件检测器的固有重量而将柱塞伸展出来，即使检测器上面没有物件负载。最佳的检测器和阀装置因而最好设计成不论存在或不存在这样的弹簧都能够操作，而且这样的弹簧并不含有与检测器重量或者阀内流体压力有关的负载平衡弹簧。
其他常开型的阀也可能满足需要。
现在转到图2，下面将叙述本输送装置的控制和致动回路。如图2所示，提供了一个流体压力源如一个压缩空气源，这压力源由一个接到一个供气管道线50的压力调整阀来调整。供气管道线50接到一条压力管线或管道线51，通过管线52，53，54和55互相连通并分别连到控制阀CV-1到CV-4的输入口35。每个控制阀有一个排气口，在图中标记为V，以及一个加压流体输出口36连到相应的管线56、57、58和59。从区2到区4，致动器19装有两个输入口A和B以及一个封闭两输入口其中之一的往复运动球。在区1也就是卸料区中，致动器19可能也有两个输入口A和B并配备着一个往复运动球，但是输入口B用来排气或最好象图示那样封闭起来。另一方案是，区1的致动器19的输入口B可以接到管线60。在区2和3中相应的致动器19的输入口B通过相应管线61和62接到最接近的上游致动器的输入口A。区4的致动器19的输入口B仅连到管线59和控制阀CV-4，或者连到一个可选择地增加的上游区(未示出)的另一个致动器19的输入口A。
推荐使用的特定的致动器19指定用一个由肯塔基州哲斐逊镇EVEI发展有限公司生产的型号为101S的1/2英寸冲程的气动夹。这样一个致动器如图2的示意包含一个可以伸展的活塞，流体驱动气缸，与一只整体往复阀配合，并且如图所示和上面叙述那样连接在一起。每个致动器的伸展活塞20都可以伸展出来分别跟各相应的区1-4中的驱动板18接合。
继续叙述图2中的控制和致动，管道线50在与管线51连接外还连接到主控制阀MCV的一个输入口3上，主控制阀还有一个输入口1以及一个输出口2而且能够由任何合乎需要的装置来控制以可选择地把输入口3和输出口2相连，或者把输入口1和输出口2相连。
当主控制阀MCV的输入口3连接到输出口2时，流体(如压缩空气)从压力源流出通过压力调整阀进入管道线50，再通过主控制阀的输入口3与输出口2到达区1的致动器19的输入口A。这样的加压空气用来伸展活塞20使之连续地跟区1的驱动板18接合从而向上提升该区的张力辊将皮带B压向该区的荷载辊，因而连续地驱动该区来带动其上的负载按图1中箭头MD方向运动，而不管区1中的控制阀CV-1处于甚么状态。
当MCV阀受控将输入口1连到输出口2时，区1的致动器19有效地通过管线56，63和64连接到该区的控制阀CV-1上。在这个方式中，区1仅在检测器30伸入物件传送线P内时才被开动或驱动。当检测器30被压下时，常开阀CV-1将被关闭将区1的致动器19放气从而使该区停止运动。
输送装置的操作现在结合着图1所示的在其上的不同的负载L-1，L-2和L-3和图2所示的有关元件的位置来进行叙述。首先，应该注意到，无论何时本区的控制阀或者前一个下游区的控制阀的柱塞37伸出来，区2、3和4的致动器19可以伸展以驱动张力辊向上从而驱动该区。这种现象可能发生在两个个别的负载都没有压下本区及各自的下游区的检测器30的时候。例如，当压力从控制阀CV-1通过输入口A或从控制阀CV-2通过输入口B传到致动器时，区2的致动器19被操纵来伸展活塞20。因此，例如区2，当CV-1或CV-2中任一个在常开状态，它就会被启动来推动其上的任何负载。同样，例如区3，当任何压力通过控制阀CV-2出现在输入口A或者通过控制阀CV-3出现在输入口B上，它就会被启动。
现在来看图1及图2所示的输送装置的特定状态，可以看到主控制阀MCV处在这样的位置来把输入口3跟输出口2连接起来，这样就对管线64及致动器19的输入口A加压以恒定地将活塞20伸展出去，不管控制阀CV-1处在甚么状态。这保证了输送装置以一种独立分离的方式连续操作，也就是这样一种方式，其中由受上述控制所操纵的区2到区4的操作用以分开卸入区1的负载和自该区卸出的负载。
如图1和图2所示，负载实质上跨越了区2，但仍有部分留在区2的检测器30之上，这就压下控制阀CV-2的致动杆37将该阀从其常开位置推动到关闭位置，从而通过出气口V泄放了任何在管线61、57以及输出口36中的压力，与此同时控制阀CV-1仍然保持常开状态，这是因为负载L-1并没有触及卸料区1的检测器(即使区1的检测器30被压下，该区会由于主控制阀超越控制阀CV-1而继续运行)。
在这种情况中，控制阀CV-1被操纵将压力从管道线51通过它的输出口36及管线56和60传递到区2的致动器19的输入口A。这个压力推动活塞20伸出以致驱动了对应于区2的张力辊T-1到T-3的驱动板18从而如以前叙述的那样提升所有该区的张力辊以驱动区2。
往上游看，一个负载L-2实际上跨越了区3，但仍然停留在区3的致动器上，这就压下控制阀CV-3的致动杆37并且将管线58和62放气。与此同时，负载L-1并未脱离区2的检测器30，由此也引致控制阀CV-2的致动杆37被压下，跟着导致该阀将管线57和61放气。于是没有压力导向区3的致动器19，其活塞20可以缩回。这就使在区3的驱动板18按逆时针方向运动，从而落下该区的张力辊和所有连在一起的张力辊。应要注意到张力辊的重量连同皮带所施加的力量一道压在该区致动器19的活塞20上。
再往上游看，应该也看到一件负载3实质上通过了区4，但仍压下区4的检测器30，因而控制阀C-4的致动杆37被压下，泄放了管线中的一切压力。与此同时，因为负载L-2并未脱离区3的检测器30，管线58和62仍然处在排气状态因而在区4的致动器19中没有压力存在。这样，区4的张力辊就落下同时该段停止运行。所以，如图1所示的那种情况，区1和2在运转或开动而区3和4在暂停或止动。在停动的输送区3和4上面的负载L-3因而被收集起来并从其它负载摆开。这负载在区3重新启动之前不会被移动。因此保证了负载在它们沿着区段运动过程中是分隔开的或者说是“独立分离的”。
一俟负载L-1脱离了区2的检测器30，在控制阀CV-2中的空气压力会将活塞37伸展靠上该段的被解放了的检测器并且将它提升，于是控制阀CV-2就会回到它的常开状态从而加压输出口36、管线57和61。这就通过施加在区3的致动器19的输入口A上的压力保证了接合，因此致动器操纵张力辊使之提升皮带与区3的辊子R接合，这就驱动荷载L-3深入区3。一俟负载L-3脱离区4的检测器30，控制阀CV-4就伸展回自己的正常位置，从而加压自身的输出口36、管线59及区4的致动器19的输入口B。这就驱动区4运送任何跟着来的来自一个上游的输送装置或者来自一个上游的集料输送装置或区的包裹，视情况而定。
因此，应该注意到任何一区的操作都随紧跟着的下游区的情况以及该本区的情况而定。
当有必要在输送装置充分收集负载时，在输送装置的传送线P上要配备一个负载止动用来停住一个把在区1的检测器30上的物件。同时，主控制阀动作把输入口1和输出口2连接起来使得任何要推伸卸料区1致动器19的活塞20的压力都必须通过控制阀CV-1来获得。因为在那情况下任何在区1的负载压下控制阀CV-1的致动杆37，都不会有任何压力而且该区将保持不工作状态直到那包裹被人工地从输送装置上移开或者主控制阀被切换到把输入一3和输出口2接通为止。与此同时，一个包裹止动，作为例子，被撤走。
还要注意到一旦任一区的张力辊由于上述的操作而落下，制动片25和制动臂26就被该区的转轴15的逆时针方向旋转所带动而制动辊子，如区2的辊子R-4。这就阻止了任何荷载滑行越过本区进入下一区。当然，还要注意到检变器和制动器可以配置在该区整个区的不同位置上来实现任何合乎需要的制动作用。而且还应该注意到张力辊的重量与拉紧的驱动皮带所施加的力结合起来提供了足够的制动压力。
这样，一个物件积集在区1，停了下来，随后的一个物件移动通过区2到该区的检测器上，使该区停止运转并制动了该区，再后一个物件进入区3，停止并制动了该区，对整个输送装置的上游区都是依此类推。物件于是积集在“零压力”方式下，彼此间并不施加明显的压力。
还要注意到，负载L-1，L-2和L-3在形体大小和重量上有实质上的区别。在一个最佳实施例里，可以注意到输送装置10有能力装卸如负载L-1那样约100磅重的负载，也同样能够装卸轻得多的如负载L-3那样尺寸小得多以及重量小到1磅或更轻一些的负载。并且输送装置10还能够装卸中等重量(1磅到100磅)和中等尺寸的负载，如图1所示的负载L-2。
在最佳实施例中，在这个负载范围内输送和收集物件能够用大约40磅/英寸2的控制和致动压力来完成而毋须作任何调整。在100磅以上到300磅左右的负载只要对控制和致动压力作一下调整就可以用同样的方式来运送和收集，而毋须对输送装置以及它的控制阀和致动器作其他调整;压力调整最好通过一个单个的可调压的压力调整器。
还要注意到由检测器30提供的显著的机械效益使每一区的控制阀能够被如上述的重量变化范围很宽的物件压下并致动。机械效益加上常开阀的使用(与通过机械作用保持开启、致动后关闭的常闭阀相反)被认为提供了这个合乎需要的功能。有可能只使用文中所述的经过改进了机械效益的检测器30，或者只使用文中所述的常开控制阀，就能够将集料输送装置的负载范围扩展一些，但这两种部件结合使用会提供更有利和增进了的效果，使输送装置能装卸具有宽域重量变化特征的包裹而毋须对空气压力作任何调节。
当检测器、辊子、以及托架装置的机械效益已经叙述过，还应该注意到机械效益的获得并没有受到荷载辊的妨碍，这是由于使用了弧形托架从一个荷载辊的后面与下面伸展到它的前面的缘故。因此，输送装置可以提供这个机械效益而不受荷载辊中心轴线的影响。
也应当注意到本发明在由检测器托架以及阀杆致动板的有效作用臂所提供的机械效益之外还结合了几个其他的机械效益。使用可旋转的、合成材料制成的检测辊可以减少摩擦力，而这摩擦力是物件拨动和跨过检测器时必须克服的。张力辊的对中布置，结合对中布置的致动器以及它们的均匀、平行而水平的提升动作，保证了驱动皮带和荷载辊全面接触从而在任何一个给定致动压力下传递出最大的驱动力，从而最有效地利用了预定的控制和致动流体压力来装卸重一些的负载。
还有，由致动器通过相应的驱动板21、22和连杆23和24所提供的对张力辊的显著的机械效益，进一步地提高了在一个给定的流体致动压力下致动器的工作能力，从而提高了驱动压力并且扩宽在给定的流体控制和致动压力下输送装置的有效负载范围。
也应该注意到输送装置的最佳实施例在关于装卸从1磅左右或更轻一些到100磅左右的负载这方面已经叙述了。例如，通过压力调整阀调整空气压力，可以使输送装置能够装卸相似宽范围的负载，只是高了一个量级，如提过的高达300磅左右的负载，而毋须作其他的调整。
因此，应该注意到本发明提供了一种改进了的集料输送装置，它能够装卸重量变化范围很宽的负载包括重量变化从1磅左右或更轻一些到100磅左右的负载，所有都毋须作任何压力调整，即使输送装置有关区的流体控制和流体致动利用同一的压力。高达300磅的负载也能用相同的方式来装卸，只需要调整一下公共的控制和致动压力就行。不需要另外不同的控制阀或致动器。本发明也提供了一种改进了的制动器，部分地由所在区的所有落下的张力辊的重量来致动。
这一些和其他优点及改良之处内行人很快就弄清楚，并不脱离本发明的范围，本申请人打算发明范围只限于附在这里的权利要求
书。
我们提出的权利要求
为
权利要求
1.一种集料输送装置，具有多个受皮带驱动的活动辊子配置在多个可挑选地驱动的集料区中，用来在一条传送线内输送和收集物件，该集料区具有流体控制装置和流体致动装置，一套供检测上述区内物件的经过改进了的装置与一个由上述检测装置操纵的流体控制阀的组合，其特征在于上述的阀包含有一根由阀中伸出的杆件以接受上述检测装置的驱动，而上述检测装置包含有一根转轴，可绕转轴轴线旋转；至少一个弧形托架固定在上述转轴上而且随转轴绕该转轴轴线旋转；一个物件检测装置装在上述托架离开上述转轴轴线的一端并且配置在一条物件传送线内；一件阀杆致动板装在上述转轴上并随转轴绕着该转轴轴线转动；上述阀杆致动板跟该阀杆在离开上述转轴轴线的一点接合；以及，从上述转轴轴线到上述弧形托架端部其间的直线距离至少是从转轴轴线到阀杆与致动板的接合点其间直线的长度的两倍左右。
2.按权利要求
1的一个输送装置，其中该流体控制阀是一个常开阀，当一个物件被检测出时，上述托架被拨动而引起转轴的旋转，带动上述致动板压下上述阀杆，克服了在该常开阀中流通的流体所施加的压力而将该阀关闭起来。
3.按权利要求
2的一个输送装置包括有一个单一的流体压力源供一个公共压力给上述集料区作为流体控制及流体致动的动力，上述常开阀被连接成可挑选地传送加压流体到上述流体致动装置。
4.按权利要求
3的一个输送装置包括压力调整装置用来调节通向上述集料区的流体控制装置和流体致动装置两者的流体的压力。
5.按权利要求
3的一个输送装置，其中上述流体致动装置是配备来有选择地绷紧一条驱动皮带靠上活动辊子，而且在每个集料区内制动至少一根辊子，该流体致动装置还包括一根第二转轴;至少一个装在该第二转轴上的张力辊支承托架，一个张力辊装在该托架上;一个流体驱动的致动器是这样的安装使它能有选择地转动上述第二转轴按这样一个旋转方向去推动该张力辊靠上上述皮带并将它推向一个活动辊子，而且也能有选择地让该第二转轴朝相反方向旋转以解除该皮带和该活动辊子的接触。
6.按权利要求
5的一个输送装置还包括一个装在上述第二转轴上的驱动板用以转动该第二转轴，并且其中上述流体驱动致动器包括一个可选择地伸展的活塞，它是配备来接合和转动上述的驱动板从而转动该第二转轴。
7.按权利要求
5的一个输送装置还包括一个装在上述第二转轴上的制动臂，当上述致动器被操纵来使该第二转轴朝上述相反旋转方向旋转时它跟一个活动辊子接合并将它制动。
8.按权利要求
6的一个输送装置，其中每区的上述流体致动装置还包括多根第二转轴，它们具有装于其上的驱动板和皮带张力辊支承托架，而皮带张力辊则可受操纵地装在上述托架之上，致动装置还包括连杆装置将上述的多个驱动板跟由上述可伸展活塞接合的上述流体驱动致动器的上述驱动板串接在一起。
9.按权利要求
5的一个输送装置，其中上述流体致动器包括一个整体的往复阀，它具有两个输入口而且是可操纵地连接于一个能伸展的活塞上。
10.按权利要求
3的一个输送装置，其中上述流体致动装置是配备来有选择地绷紧一条驱动皮带靠上上述活动辊子，并且其中上述流体致动装置还包括一根具有旋转轴线的第二转轴;至少一个固定在上述第二转轴上的张力辊支承托架，一个绕着一根轴线旋转的装在上述托架上的张力辊;一个固定在上述第二转轴上的驱动板;一个可受操纵地安装来有选择地接合上述驱动板从而转动上述第二转轴按这样一个旋转方向去推动上述张力辊靠上上述皮带并将它推向活动辊子，而且能有选择地让该第二转轴朝相反方向旋转以解除该皮带和该活动辊子的接触;并且其中从上述流体致动器与上述驱动板的接合点到上述第二转轴的旋转轴线其间的距离约为从该第二转轴该旋转轴线到上述张力辊的旋转轴线其间的距离的两倍。
11.按权利要求
10的一个输送装置，其中每一区内的上述流体致动装置还包括多根第二转轴，每根具有一条旋转轴线和装在其上的驱动板以及皮带张力辊支承托架，皮带张力辊可受操纵地装在上述托架之上绕张力辊轴线旋转，该致动装置还包括连杆装置把上述多个驱动板跟由该流体驱动致动器所驱动的该驱动板串接在一起。
12.按权利要求
11的一个输送装置，其中在每个上述连杆装置和相应驱动板的连接处跟相应一根第二转轴的旋转轴线之间的距离，至少是从相应的第二转轴旋转轴线到一个相应的皮带张力辊的一条相应旋转轴线之间的距离的两倍左右。
13.一种皮带驱动的，带活动辊子的集料输送装置具有多个配置在限定了的集料区中的荷载辊，一条驱动皮带，以及多个在每区内的驱动皮带张力辊用来推动上述驱动皮带与一个相应区的上述荷载辊接合并驱动它们，上述输送装置还包括一根具有一条旋转轴线的张力辊转轴;固定在上述转轴上的托架;一个装在托架间环绕一条旋转轴线的张力辊;一个固定在上述转轴上的驱动板;一个致动器具有一个可伸展的活塞，它在一点上与上述驱动板接合并转动该驱动板与转轴绕着该转轴的旋转轴线而旋转，从而推动上述驱动皮带靠上位于上述有关区的荷载辊;其中从上述致动器活塞和上述驱动板的接合点到上述转轴轴线其间的距离至少是从该转轴的旋转轴线到上述张力辊的旋转轴线其间的距离的两倍左右。
14.按权利要求
13的一个输送装置，还包括多根转轴，每根有一条旋转轴线，装在轴上的一个驱动板以及皮带张力辊支承托架，以及一个可操纵地装在每根转轴的托架上绕着一根旋转轴线转动的皮带张力辊，输送装置还包括连杆装置将上述多个驱动板跟由上述流体驱动的致动器所驱动的驱动板串接在一起，在每条相应的转轴轴线与连杆装置跟在该相应转轴上的驱动板的连接点之间的距离至少是在同一转轴轴线与装在该相应的转轴上的张力辊的旋转轴线之间的距离的两倍左右。
15.一种流体控制的，流体致动的，皮带驱动的，活动辊子集料制动输送装置具有一条驱动皮带，多个皮带驱动的荷载辊布置在多个可选择地驱动和制动的集料区里界定了一条共同的物件传送线，张力辊用来有选择地推动上述皮带与相应区的荷载辊接合，还有每区内的制动装置用来有选择地跟该区内至少一个荷载辊接合，上述输送装置还包含每区一个的常开流体控制阀;每区一个的流体驱动致动装置，当该区上述流体控制阀是常开时，它用来有选择地推动上述皮带跟该区的荷载辊接合;整套的流体管路装置工作在一个来自一个单一的加压流体源的公共流体压力下而且可操纵地连接上述流体控制阀和上述流体驱动致动装置;以及一个物件检测装置，它包括一根转轴，一个弧形托架装在该转轴上并从一个荷载辊底下伸入上述传送线内，一个驱动板装在该转轴上当一个物件在上述传送线中拨动了上述托架和上述转轴时以可操纵地接合上述常开流体控制阀并关闭该阀，上述托架、转轴及驱动板提供了一个数值至少约为2的关于上述物件对上述阀的操作所产生的机械效益。
16.一种用于集料输送装置的流体控制和致动回路具有一个卸料区和多个集料区，每一个区都有用来可选择地驱动该区的流体致动装置，上述流体控制和致动回路包含每区一个的常开流体控制阀;每集料区一个的流体致动器包括一个往复阀，它具有两个输入口和一个输出口并可操纵地连接到一个可伸展的活塞以发动一个区的驱动;每个集料区的每一个致动往复阀的至少一个输入口连接到一个各该区的常开流体控制阀上，同时连接到上一个上游区的流体致动往复阀的一个输入口上;以及一个集料区的每一个致动器的另一个输入口则至少连接到一个在下游区的常开流体控制阀上。
17.按权利要求
16的一个流体控制和致动回路还包括一个加压流体源，一个流体压力调整器，一个主控制阀，以及一个在上述卸料区的流体致动器，该主控制阀有第一和第二输入口和一个单个输出口以及一套装置用来可选择地把主控制阀第一或第二输入口连接到该主控制阀输出口，另一输入口除外，主控制阀该第一输入口连接到上述压力调整器，主控制阀该第二输入口连接到上述卸料区的常开控制阀，而该主控制阀输出口连接到卸料区内的流体致动器的一个输入口上。
18.按权利要求
17的一个流体控制和致动回路，与上述区的物件检测装置配合，其中一个区里的该检测装置的动作克服了在上述常开流体控制阀中的流体压力而关闭了该区的上述常开流体控制阀。
19.一种流体控制的，流体致动的，皮带驱动的，活动辊子集料制动输送装置具有一条驱动皮带，多个皮带驱动的荷载辊布置在多个可选择地驱动和制动的集料区里界定了一条共同的物件传送线，张力辊用来有选择地推动上述皮带与相应区的荷载辊接合，以及每区内的制动装置用来有选择地跟该区内至少一个荷载辊接合，上述输送装置还包含每区一个的常开流体控制阀;每区一个的流体驱动致动装置，当该区上述流体控制阀是常开时它用来有选择地推动上述皮带跟该区的荷载辊接合;整套的流体管路装置工作在一个来自一个单一的加压流体源的共同流体压力下并且可操纵地连接上述流体控制阀和上述流体驱动致动装置;以及一个物件检测装置，它包括一根转轴，一个弧形托架装在该转轴上并从一个荷载辊底下伸入上述传送线内，一个驱动板装在该转轴上当一个物件在上述传送线中拨动了上述托架和上述转轴时以可操纵地接合上述常开流体控制阀并关闭该阀，上述托架、转轴及驱动板提供了一个数值至少约为2的关于上述物件对上述阀的操作所产生的机械效益;上述输送装置可操作来在一个恒定的公共流体压力下运送1磅以下到高达100磅的负载。
专利摘要
一种流体控制与制动的皮带驱动活动辊集料输送装置包括一个改进的物件检测器与控制阀，并收集不同形状与重量，例如从1磅到高达约100磅的物件而毋须调整流体压力。重达300磅的负荷只增大流体压力就能装卸而毋须作结构改变。一个物件检测器提供一个显著机械效益来操纵每区的控制阀，并且结合一个常开控制阀提供一个装卸这样宽范围的物件重量的集料装置。一个制动器直接装在一根张力辊转轴上，当张力辊落下时制动物件。
文档编号B65G47/29GK86107853SQ86107853
公开日1987年6月3日 申请日期1986年11月11日
发明者丹尼尔·J·伊顿, 乔治·W·本宁菲尔德 申请人:菲吉国际公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan