DE102011051187B4

DE102011051187B4 - Förderanlage mit einer Einrichtung zur Stromerzeugung

Info

Publication number: DE102011051187B4
Application number: DE102011051187.3A
Authority: DE
Inventors: Bernd Küsel
Original assignee: Phoenix Conveyor Belt Systems GmbH
Current assignee: Phoenix Conveyor Belt Systems GmbH
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2024-03-07
Anticipated expiration: 2031-06-21
Also published as: AU2012272051B2; US20140103744A1; DE102011051187A1; US8950575B2; WO2012175291A1; AU2012272051A1

Abstract

Förderanlage (1, 14) mit einem Fördergurt (2), umfassend eine tragseitige Deckplatte (3) und eine laufseitige Deckplatte (4) aus jeweils einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften, sowie ferner mit einer Antriebstrommel (7), Umkehrtrommel, Tragrollen (12) und mit Traggerüsten, wobei die Förderanlage ein materialförderndes Obertrum (A) mit einer Aufgabestelle (5) für das Fördermaterial (6) und ein zumeist materialfreies Untertrum (B) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderanlage (1, 14) an der Aufgabestelle (5) für das Fördermaterial (6) unterhalb des Fördergurtes (2) des Obertrums (A) mit einer Einrichtung (8, 15) zur Stromerzeugung versehen ist, umfassend ein Aufpralllager (9, 12) mit gleitfähigen Eigenschaften für die laufseitige Deckplatte (4) des Fördergurtes des Obertrums (A), wenigstens einen Generator (10, 17), der mit dem Aufpralllager in Verbindung steht, und eine Stützvorrichtung (11, 18) für den Generator, wobei der Generator wenigstens einen Teil der Aufprallenergie des Fördermaterials in Strom umwandelt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Förderanlage mit einem Fördergurt, umfassend eine tragseitige und laufseitige Deckplatte aus jeweils einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften, sowie ferner mit einer Antriebstrommel, Umkehrtrommel, Tragrollen und mit Traggerüsten, wobei die Förderanlage ein materialförderndes Obertrum mit einer Aufgabestelle für das Fördermaterial und ein zumeist materialfreies Untertrum ausbildet.
Eine gattungsgemäße Förderanlage wird insbesondere in folgenden Druckschriften detailliert beschrieben:

Die tragseitige und laufseitige Deckplatte eines Fördergurtes als Kernbauteil einer Förderanlage bestehen zumeist aus einer Kautschukmischung, enthaltend eine Kautschukkomponente oder einen Kautschukkomponentenverschnitt, ein Vernetzungsmittel oder ein Vernetzungssystem, umfassend ein Vernetzungsmittel und einen Beschleuniger, sowie zumeist weitere Mischungsingredienzien, insbesondere einen Füllstoff und/oder ein Verarbeitungshilfsmittel und/oder ein Alterungsschutzmittel und/oder einen Weichmacher und/oder sonstige Zusatzstoff (z.B. Fasern, Farbpigmente). Die diesbezügliche Kautschukbasis ist insbesondere:

Naturkautschuk (NR)
Butadien-Kautschuk (BR)
Chloropren-Kautschuk (CR)
Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)
Nitrilkautschuk (NBR)
Butylkautschuk (IIR)
Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM)
Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM)
SBR/NR-Verschnitt
SBR/BR-Verschnitt
NR/BR-Verschnitt

Von besonderer Bedeutung ist bislang CR, das sich durch eine hohe Flamm-, Witterungs- und Alterungsbeständigkeit auszeichnet, insbesondere für Fördergurte mit Einsatz im Untertagebergbau. Im Übertagebergbau haben ferner NR sowie die oben erwähnten Verschnitte ( DE 10 2009 043 904 A1 ) eine größere Bedeutung erlangt.
Bedingt durch die Vulkanisation einer Kautschukmischung der oben genannten Art erfährt der Fördergurt die erforderlichen elastischen Eigenschaften.
Der Fördergurt ist zumeist noch mit einem eingebetteten Zugträger versehen. Als Zugträger kommen in Fördergurtlängsrichtung parallel verlaufende Seile aus Stahl oder Aramid zum Einsatz, wobei Seile aus Stahl von besonderer Bedeutung sind. Der Zugträger kann aber auch ein ein- oder mehrlagiges textiles Gebilde, insbesondere in Form eines Gewebes, sein. Von besonderer Bedeutung ist hier ein Polyamid-Polyester-Gewebe. Insbesondere in Verbindung mit Stahlseilfördergurten wird zwecks Schlitzschutz zusätzlich eine in der tragseitigen und/oder laufseitigen Deckplatte eingebettete Querarmierung aus Synthesecorden, beispielsweise aus Polyamid, verwendet ( WO 2008/ 034 483 A1 ).
In die tragseitige und/oder laufseitige Deckplatte können zudem noch folgende Bauteile eingebettet sein: Leiterschleifen, Transponder, Barcodes, eine Polymermatrix mit eingemischten detektierbaren Teilchen oder andere detektierbare Elemente. Diesbezüglich wird insbesondere auf folgende Patentliteratur verwiesen:

Der Fördergurt kann noch mit einem Aufbauteil, beispielsweise mit einem Mitnehmerteil, Führungsteil sowie mit Rand- und Seitenwandprofilen versehen sein. Derartige Aufbauteile bestehen aus einem polymeren Werkstoff (Elastomer, Thermoplastisches Elastomer, Thermoplast) und werden fußseitig mit der tragseitigen Oberfläche des elastischen Fördergurtes verklebt. Derartige Aufbauteile werden insbesondere in der folgenden Patentliteratur beschrieben:

Weitere Bauteile einer Förderanlage können sein:

- Umlenkrollen oder Umlenktrommeln
- Niederhalterollen bei Rohrfördergurtanlagen
- Korrekturrollen, insbesondere bei Rohrfördergurtanlagen
- Schurren an der Aufgabestelle für das Fördermaterial
- Überwachungseinrichtungen

Hinsichtlich der Überwachungseinrichtungen sind insbesondere folgende Möglichkeiten mit umfangreichen Entwicklungstätigkeiten zu nennen:

- Bei der Überwachung der Beschädigungen der tragseitigen und/oder laufseitigen Deckplatte kommen opto-elektronische Systeme, insbesondere in Form einer Zeilen- oder Flächenkamera, zum Einsatz, wobei diesbezüglich insbesondere auf folgende Patentliteratur verwiesen wird:
- DE 24 13 543 A1 DE 101 29 091 A1
- DE 42 40 094 A1 DE 101 40 920 A1
- DE 100 29 545 A1 EP 1 187 781 B1
- DE 100 48 552 A1 WO 2005/ 023 688 A1
- DE 101 00 813 A1 WO 2008/ 031 648 A1
- Von zunehmender Bedeutung ist die Inspektion eines Fördergurtes mittels energiereicher Strahlen, insbesondere Röntgenstrahlen. Eine derartige Einrichtung ist insbesondere in folgender Patentliteratur beschrieben:
- DE 35 17 314 A1
- WO 2006/ 066 519 A1
- JP 4 158 208 B2 (Patent Abstracts of Japan)
- JP 2000 - 292 371 A (Patent Abstracts of Japan)

Trotz umfangreicher Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet der Förderanlagen gibt es bislang noch ein ungelöstes Problem, das im Folgenden näher beschrieben wird.
Bei der Förderung von Material mittels Fördergurten wird das Fördermaterial, beispielsweise Kohle, Erze, Mineralien, an einer Aufgabestelle der Förderanlage auf den laufenden Fördergurt aufgegeben. Im extremen Fall sind dies 40.000 Tonnen pro Stunde, und zwar bei einer Fallhöhe von bis zu 18 Metern. Um die hohe Beanspruchung des Fördergurtes durch den Aufprall des Fördermaterials zu minimieren, wird die laufseitige Deckplatte des Fördergurtes mit einer Aufpralleinrichtung abgestützt, die beispielsweise ein Teil der Tragrollen übernimmt. Diese Aufpralleinrichtung absorbiert teilweise die kinetische Energie.
Die US 6 341 930 B1 beschreibt einen Schüttgutförderer zur Verbesserung des Materialflusses, wenn das Material den im Allgemeinen neunzig Grad (90°) Übergang vom Fallrohr zum im Allgemeinen horizontalen Förderer vollzieht. Das Fallrohr weist eine innerste divergierende Oberfläche auf, die sich von der Auslassöffnung des Fallrohrs nach oben erstreckt. Die divergierende Oberfläche kann durch eine Einlasswand definiert werden, die in die äußere Gehäusewand des Fallrohrs eingepasst ist, oder durch die äußere Gehäusewand selbst.
Die US 2007/ 0 215 391 A1 beschreibt eine Waage, die ein Förderband umfasst, das eine Last trägt, wobei die Last ein Gewicht hat. Ein Generator ist enthalten, der mechanische Energie empfängt, die aus der Bewegung des Förderbands entsteht, und elektrische Energie ausgibt, die einer Bewegungsgeschwindigkeit des Förderbands entspricht. Mindestens eine Wägezelle erhält die elektrische Energie vom Generator, erfasst das Gewicht der Last und gibt eine Spannung aus, die dem Gewicht der Last und der Bewegungsgeschwindigkeit des Förderbandes entspricht.
Die DE 36 06 129 A1 beschreibt eine geschlossene Bandförderanlage, bei der das Fördergut mittels eines rohrförmig verschließbaren Förderbandes transportiert wird. Die Tragrollen sind in Form von Rollengirlanden angeordnet, wodurch eine flexible Anpassung an den Bandinhalt und Vorteile bei der Montage sowie bei Reparatur und Wartung der Anlage erreicht werden. Die sinnvolle Positionierung der Rollengirlanden und ihrer Rollen bewirkt einen verschleißarmen und energiesparenden Betrieb der Anlage.
Im Rahmen einer Weiterentwicklung besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Förderanlage bereitzustellen, die die nicht absorbierte kinetische Aufprallenergie bzw. den nicht absorbierten Aufpralldruck des Fördermaterials an der Aufgabestelle in elektrischen Strom umwandelt.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die Förderanlage an der Aufgabestelle für das Fördermaterial unterhalb des Fördergurtes des Obertrums mit einer Einrichtung zur Stromerzeugung versehen ist, umfassend ein Aufpralllager mit gleitfähigen Eigenschaften für die laufseitige Deckplatte des Fördergurtes des Obertrums, wenigstens einen Generator, der mit dem Aufpralllager in Verbindung steht, und eine Stützvorrichtung für den Generator, wobei der Generator wenigstens einen Teil der Aufprallenergie des Fördermaterials in Strom umwandelt.
Hinsichtlich des Aufpralllagers, das auch gleitfähige Eigenschaften aufweisen muss und somit zusätzlich als Gleitlager dient, kommen insbesondere folgende Varianten zum Einsatz:

- Da die Förderanlage mit einer Vielzahl von Tragrollen (Tragrollensystem) ausgestattet ist, dient wenigstens eine Tragrolle als Aufpralllager, wobei die Tragrollenachse mit dem Generator in Verbindung steht. Vorzugsweise besteht das Aufpralllager aus zwei oder mehreren Tragrollen, wobei jede Tragrollenachse mit einem Generator Kontakt hat.
- Das Aufpralllager besteht aus wenigstens einem Aufpralldämpfer, der mit dem Generator in Verbindung steht. Vorzugsweise besteht auch hier das Aufpralllager aus zwei oder mehreren Aufpralldämpfern, wobei jeder Aufpralldämpfer mit einem Generator Kontakt hat. Gegebenenfalls ist die Kontaktfläche des Aufpralllagers zur laufseitigen Deckplatte des Fördergurtes des Obertrums mit einer gleitfähigen Schicht ausgestattet, beispielsweise aus einem Fluorkunststoff, insbesondere aus Polytetrafluorethylen.

Hinsichtlich des Generators, der hier auch als Druck-Strom-Wandler bezeichnet werden kann, kommen wiederum insbesondere folgende Varianten zum Einsatz:

- Der Generator besteht aus einem piezoelektrischen Werkstoff, wobei hier insbesondere ein Blei-Titanat, Blei-Zirkonat oder ein Blei-Titanat-Zirkonat zu nennen sind.

In diesem Zusammenhang wurden bereits piezoelektrische Energiegeneratoren entwickelt, die Vibrationen in elektrische Energie umwandeln. Diese versorgt einen Sensor mit Funkschnittstelle, so dass ein batterieloses und drahtloses Sensorsystem verwirklicht wird. Als Beispiel ist hier der HSG-IMIT zu nennen, entwickelt vom Institut Mikrosystemtechnik der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg.

- Es gelangt ein Generator auf elektrostriktiver, magnetostriktiver oder elektrostatischer Basis zum Einsatz.
- Elektrostriktive Mikroaktoren ähneln in ihrer Funktionsweise den piezoelektrischen Aktoren. Sie besitzen ebenfalls schnelle Antwortzeiten und einen geringen Hub bei großen Kräften. Eingesetzt werden insbesondere elektrostriktive Kunststoffe, beispielsweise Polyacrylate.
- Magnetostriktion ist die Deformation ferromagnetischer Stoffe infolge eines angelegten magnetischen Feldes.
- Die Elektrostatik umfasst ein Teilgebiet der Physik, das sich mit ruhenden elektrischen Ladungen, Ladungsverteilungen und den elektrischen Feldern geladener Körper befasst.
- Hinsichtlich weiterer Informationen zu dieser Technik wird auf Wikipedia, der freien Enzyklopädie, verwiesen.

Der auf diese Weise erzeugte Strom wird abgeführt und genutzt, beispielsweise für den Fördergurtantrieb und/oder eine Überwachungseinrichtung.
Es gibt auch Förderanlagen, die zusätzlich im Untertrum beladen werden. Unter diesem Aspekt könnte nach der Lehre dieser Erfindung die Stromerzeugung auf dem Obertrum und Untertrum erfolgen.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine Förderanlage mit einer Einrichtung zur Stromerzeugung, umfassend ein Aufpralllager in Form von Tragrollen, Generatoren und eine Stützvorrichtung;
2 eine Förderanlage mit einer Einrichtung zur Stromerzeugung, umfassend ein Aufpralllager in Form von Aufpralldämpfern, Generatoren und eine Stützvorrichtung.

1 zeigt eine Förderanlage 1 mit einem Fördergurt 2, umfassend eine tragseitige Deckplatte 3 für das Fördermaterial und eine laufseitige Deckplatte 4 aus jeweils einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften, beispielsweise aus einer vulkanisierten Kautschukmischung auf der Basis von CR, sowie mit einem eingebetteten Zugträger, beispielsweise in Form von Stahlseilen. Die laufseitige Deckplatte 4 stützt sich innerhalb des Obertrums A und Untertrums B an Tragrollen in Form eines Tragrollensystems ab.
An der Aufgabestelle 5 der Förderanlage 1 wird das Fördermaterial 6, beispielsweise ein Erz, auf die tragseitige Deckplatte 4 des Fördergurtes 2 aufgegeben. Diese Aufgabestelle befindet sich zumeist in der Nähe der Antriebstrommel 7, die das Fördermaterial in Fördermaterialrichtung X und in Laufrichtung Y des Fördergurtes zum Zielort führt, die die Umkehrtrommel als Abwurftrommel ist.
An der Aufgabestelle 5 für das Fördermaterial 6 unterhalb des Fördergurtes 2 des Obertrums A ist die Förderanlage 1 mit einer Einrichtung 8 zur Stromerzeugung versehen.
Diese Einrichtung umfasst ein Aufpralllager 9 mit Kontakt zur laufseitigen Deckplatte 4 des Fördergurtes innerhalb des Obertrums A. Das Aufpralllager besteht hier aus drei Tragrollen 12 als Teil des Tragrollensystems der Förderanlage. Jede Tragrollenachse 13 ist dabei mit einem Generator 10 verbunden, wobei die hier drei vorhandenen Generatoren auf einer Stützvorrichtung 11 aufliegen. Der Generator bzw. das Generatorensystem wandelt wenigstens einen Teil der Aufprallenergie in Strom um, der abgeführt und insbesondere für den Anlagenbetrieb genutzt wird.
2 zeigt nun eine Förderanlage 14 mit dem gleichen Anlagengrundkonzept wie bei der Förderanlage 1 nach 2. Die Einrichtung 15 zur Stromerzeugung umfasst hier jedoch als Aufpralllager 16 drei Aufpralldämpfer 19 anstelle von Tragrollen. Jeder Aufpralldämpfer ist hier mit einem Generator 17 versehen, wobei die hier ebenfalls drei vorhandenen Generatoren auf einer Stützvorrichtung 18 aufliegen. Die Stromerzeugung erfolgt nach dem gleichen Prinzip wie bei der Einrichtung 8 gemäß der Förderanlage 1 nach 1.
Bezugszeichenliste

1: Förderanlage
2: Fördergurt
3: tragseitige Deckplatte
4: laufseitige Deckplatte
5: Aufgabestelle für das Fördermaterial
6: Fördermaterial
7: Antriebstrommel
8: Einrichtung zur Stromerzeugung
9: Aufpralllager
10: Generator
11: Stützvorrichtung
12: Tragrolle
13: Tragrollenachse
14: Förderanlage
15: Einrichtung zur Stromerzeugung
16: Aufpralllager
17: Generator
18: Stützvorrichtung
19: Aufpralldämpfer
A: Obertrum
B: Untertrum
X: Fördermaterialrichtung an der Aufgabestelle
Y: Laufrichtung des Fördergurtes

Claims

Förderanlage (1, 14) mit einem Fördergurt (2), umfassend eine tragseitige Deckplatte (3) und eine laufseitige Deckplatte (4) aus jeweils einem polymeren Werkstoff mit elastischen Eigenschaften, sowie ferner mit einer Antriebstrommel (7), Umkehrtrommel, Tragrollen (12) und mit Traggerüsten, wobei die Förderanlage ein materialförderndes Obertrum (A) mit einer Aufgabestelle (5) für das Fördermaterial (6) und ein zumeist materialfreies Untertrum (B) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderanlage (1, 14) an der Aufgabestelle (5) für das Fördermaterial (6) unterhalb des Fördergurtes (2) des Obertrums (A) mit einer Einrichtung (8, 15) zur Stromerzeugung versehen ist, umfassend ein Aufpralllager (9, 12) mit gleitfähigen Eigenschaften für die laufseitige Deckplatte (4) des Fördergurtes des Obertrums (A), wenigstens einen Generator (10, 17), der mit dem Aufpralllager in Verbindung steht, und eine Stützvorrichtung (11, 18) für den Generator, wobei der Generator wenigstens einen Teil der Aufprallenergie des Fördermaterials in Strom umwandelt.
Förderanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufpralllager (9) aus wenigstens einer Tragrolle (12) besteht, wobei die Tragrollenachse (13) mit dem Generator (10) in Verbindung steht.
Förderanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufpralllager (9) aus zwei oder mehreren Tragrollen (12) besteht, wobei jede Tragrollenachse (13) mit einem Generator (10) in Verbindung steht.
Förderanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufpralllager (16) aus wenigstens einem Aufpralldämpfer (19) besteht, der mit dem Generator (17) in Verbindung steht.
Förderanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufpralllager (16) aus zwei oder mehreren Aufpralldämpfern (19) besteht, wobei jeder Aufpralldämpfer mit einem Generator (17) in Verbindung steht.
Förderanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (10, 17) aus einem piezoelektrischen Werkstoff besteht.
Förderanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der piezoelektrische Werkstoff ein Blei-Titanat, Blei-Zirkonat oder ein Blei-Titanat-Zirkonat ist.
Förderanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Generator (10, 17) auf elektrostriktiver, magnetostriktiver oder elektrostatischer Basis zum Einsatz gelangt.