CN101780875B - 传送带裂口探测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带有具有裂口探测插入件的传送带的传送带裂口探测系统，裂口探测插入件在较低花费下更容易地结合到传送带上。这些裂口探测插入件不会负面地影响传送带的耐用性，并且在传送带损坏的情况下能够容易地被替换。裂口探测系统还提供传送带损坏的较高可靠性的早期图像，在传送带大幅度损坏前这些图像能够有利于快速修复。本发明更具体地揭示了一种传送带，其包括(1)具有负载运输表面和平行滑轮结合表面的弹性体；(2)设置在弹性体内的加强层；和(3)多个裂口探测插入件。其中，该裂口探测插入件沿传送带纵向长度被间隔，其中该裂口探测插入件包含由导磁材料构成的多个裂口探测丝，其中该裂口探测丝从垂直于传送带的纵向方向上在15°至75°的偏角被排列在该裂口探测插入件中。并且该裂口探测丝被递增地间隔通过该传送带的宽度。
Description
【背景技术】
传送带广泛地用于将矿石、煤和各种制造类产品从一处运送至另一处。用于采矿操作的重载传送带可以延伸超过几公里的距离并且是工业材料装卸作业的高成本部件。不幸地，这些传送带易于被在其上传输的材料损坏，裂口、裂缝、切口和撕口可能在带中展开。例如，被运输的原料的尖锐边缘会凿切传送带的表面，这就会导致裂口的展开。
经过探测，撕口或者裂口的传送带能够被维修。可是，维修重载传送带和清理由于传送带的损坏而漏出的材料的费用是巨大的。在未探测到这种损坏并及时维修的情况下，在继续使用下，裂口沿传送带的长度典型地普及，这使得维修更为困难和昂贵。因此在损坏发生后，希望尽快地探测传送带的损坏并且快速维修传送带的损坏区域。通过这样做传送带损坏的程度能够被最小化并且被传输的原料的漏出能够被减少。
多年来已经开发出许多系统，用于探测传送带损坏和用于在损坏发生后自动地停止传送带的进一步运动。熟知的是在传送带中采用传感器作为裂口探测系统的部件。在典型的系统中，传感器以导线回路的形式粘贴或嵌入到传送带中，并且作为整个裂口探测系统的部件以提供裂口探测功用。裂口探测是在传送带中的一个或多个传感器回路中通过“断路”情况的推导式探测实现。典型地，在传送带外的电源电感地或电容地耦合到传送带中的传感器回路。传感器导线回路的破坏可被远端的发射器/接收器(励磁器/探测器)探测到。多个这种传感器沿传送带间隔的分布可在每个传感器通过在不同位置上的一个或多个励磁器/探测器的读取范围的情况下被影响。裂口或撕口将会遇到并损坏最近的传感器回路，并且当最近的传感器回路损坏被其下个通道处的阅读器探测到为断路时，撕口的存在将会被探测到。在该方式下，撕口的存在将被迅速地探测并且在对传送带的进一步损坏被最小化的情况下维修。
美国专利3,742,477揭示了一种在带传感器系统中有用的“figure eight”传感器回路。美国专利3,922,661揭示了一种用于传送带的电子控制系统，其探测在传送带中的嵌入传感器导体的情况，并且当传送带或控制电路发生损坏时提供警报指示和/或传送带的关闭。
美国专利4,621,727揭示了一种加强传送带，其在其中包括用于在裂口监测系统中使用的导体，所述传送带包括：(a)具有上层运输表面和平行下层滑轮结合表面(parallel lower pulley engaging surface)的弹性体，各表面在传送带运行的方向上无限延伸；(b)位于所述弹性体中的多个加强层；(c)位于所述弹性体内并且在传送带运行方向上相隔间距的低摩擦系数材料的多个包层(envelopes)，其中，各包层在包层中建立在所述弹性体内的中空区域(void area)；和(d)位于所述包层中的成形导体，使所述加强传送带运行时，所述导体在所述中空区域中自由移动。
美国专利4,854,446示出了一种沿传送带间隔分布的“figure eight”传感器回路。该文献更具体地揭示了一种具有运行方向的无尽(endless)的传送带，其包括：(a)具有负载运输表面和平行滑轮结合表面的弹性体；(b)位于所述弹性体内的加强层(reinforcement ply)；和(c)位于所述传送带内的导体，其以预设的形式形成闭环电流通路，以及其中所述导体包括第一金属的多个强度长丝(strength filaments)或线，其包绕第二金属的导芯，所述强度长丝或线相比导电线芯具有更高的抗疲劳性，用以增强导芯的抗疲劳性。
美国专利6,352,149提供了一种系统，在该系统中天线嵌入传送带中以耦合由两个探测器头以及电子仪器组件组成的电磁电路。耦合仅仅发生在当天线横穿探测器头时，并且仅仅发生在当回路完整性末被破坏时。美国专利6,352,149更具体地揭示了一种在其内部结合有裂口探测传感器的传送带，该裂口探测传感器包括以信号转换配置设置的以无尽回路形成的导体，其中，导体在至少一个交叉位置进行自我交叉，其特征在于，导体形成为微线圈弹性丝(microcoilspringwire)；导体通过交叉通过自身自我交叉，从而微线圈弹性丝大致设在包括交叉位置的贯穿传感器的单个平面中，以及用于阻止在交叉位置导体短路的装置。
美国专利6,715,602揭示在其内部结合有裂口探测传感器的传送带，该裂口探测传感器包括以无尽回路形成的导体，，其特征在于：传送带包括以与导体耦合关系紧固到传送带的至少一个转发器(transponder)，；以及转发器传递辨识沿传送带导体的位置的信息。
美国专利6,988,610揭示了一种用于探测和报告传送带情况的检查系统，该系统包括：控制器，其包括从至少一个照相机接收图像数据的衔接探测程序(splice detection program)，该至少一个照相机被构成为并被设置为捕获传送带一部分的图像，用于通过处理接收的图像数据探测在传送带一部分上的图像中的衔接，并用于基于探测的衔接产生与传送带一部分相关联的状态信息。
国际专利公开号WO 2007/026135 A1揭示了一种用于监测传送带安装操作的系统，其包括具有钢或其它相关导磁强化材料的传送带，所述系统包括场发生器、传感器单元、监测装置和输出装置，场发生器设置为靠近传送带以产生磁场，传感器单元设置为作为传送带运动的正常方向上在场发生器的下游的位置处靠近传送带，所述传感器单元感应通过的传送带发射的磁场，监测装置用于接收与磁场属性相关的数据，其由传感器单元在传送带的每个长度通道通过传感器单元期间被感应，所述监测装置结合比较装置，用以将之后接收的一组数据与更早接收的一组数据比较，输出装置用于，当之后接收的数据与更早接收的数据的差异超过设定范围时，提供代表加强损坏(reinforcement damage)或破坏的输出信号。现有技术中的裂口探测板产生要么能够影响传送带的完整性要么替换破坏的回路的能力的问题。具有横向到传送带的丝的裂口探测板从制造的角度是被期望的。然而，这种裂口探测板产生了不期望的弯曲特性，这能导致传送带的过早损坏。因此存在对一种可靠的裂口探测系统的需要，它能够经济地装入传送带中并且能在发生损坏时方便替换。这种传送带是较高耐用的也是十分重要。
【发明内容】
本发明涉及一种带有具有裂口探测插入件的传送带的传送带裂口探测系统，该裂口探测插入件在较低花费下更容易地结合到传送带上。这些裂口探测插入件不会负面地影响传送带的耐用性，并且在传送带损坏的情况下能够容易地被替换。裂口探测系统还提供传送带损坏的较高可靠的早期图像，在传送带大幅度损坏前这些图像能够有利于快速修复。本发明的裂口探测系统同样提供能够忽视发生在修理前的裂口探测系统的损坏而同时继续探测传送带的进一步损坏的优点。无线射频辨识标签(radio frequency identification tags)也能够结合到使用在本发明的系统中的传送带中，用以通过将其置于已知的靠近于裂口探测插入件中识别损坏发生处的在传送带上的点。
本发明更具体地揭示了一种传送带，其包括(1)具有负载运输表面和平行滑轮结合表面(parallel pulley engaging surface)的弹性体；(2)设置在弹性体内的加强层(reinforcement ply)；和(3)多个裂口探测插入件，其中，该裂口探测插入件沿传送带的纵向长度被间隔，其中该裂口探测插入件包含由导磁材料构成的多个裂口探测丝，其中该裂口探测丝从垂直于传送带的纵向方向上在15°至75°的偏角被排列在该裂口探测插入件中，并且其中该裂口探测丝被递增地间隔通过该传送带的宽度。
本主题发明进一步揭示了一种传送系统，其包括(A)传送带，该传送带包括(1)具有负载运输表面和平行滑轮结合表面的弹性体；(2)设置在弹性体内的加强层；和(3)多个裂口探测插入件，其中该裂口探测插入件沿传送带的纵向长度被间隔，其中该裂口探测插入件包含由导磁材料构成的多个裂口探测丝，其中该裂口探测丝从垂直于传送带的纵向方向上在15°至75°的偏角被排列在该裂口探测插入件中，并且其中该裂口探测丝被递增地间隔通过该传送带的宽度；(B)适于接收该传送带的滑轮结合表面的滑轮系统；(C)用于沿滑轮系统驱动传送带的装置；(D)用于在裂口探测丝中产生磁场的装置；和(E)用于探测由裂口探测丝产生的磁场的装置。为了确定裂口探测板的长度以及将其与传送带接合区别，将测速计、接近传感器或编码器结合到系统中将是有利的。
本发明还揭示了一种用于随着传送带向前通过传送系统时探测传送带损坏的方法，所述方法包括随着传送带向前通过传送系统时监测与多个裂口探测插入件相关联的磁场图像，用于细分成多个分板磁像(subdivisions into multiplesubpanel magnetic image)。其中，传送系统包括(A)传送带，该传送带包括(1)具有负载运输表面和平行滑轮结合表面的弹性体；(2)设置在弹性体内的加强层；和(3)多个裂口探测插入件，其中该裂口探测插入件沿传送带的纵向长度被间隔，其中该裂口探测插入件包含由导磁材料构成的多个裂口探测丝，其中该裂口探测丝从垂直于传送带的纵向方向上在15°至75°的偏角被排列在该裂口探测插入件中，并且其中该裂口探测丝被递增地间隔通过该传送带的宽度；(B)适于接收该传送带的滑轮结合表面的滑轮系统；(C)用于沿滑轮系统驱动传送带的装置；(D)用于在裂口探测丝中产生磁场的装置；和(E)用于探测与裂口探测插入件相关联的磁场的图像的装置；和(F)监测与裂口探测插入件相关联的磁场，用于细分成多个分板磁像。
本主题发明还揭示了一种传送带，该传送带包括(1)具有负载运输表面和平行滑轮结合表面的弹性体；(2)设置在弹性体内的加强层；和(3)多个裂口探测插入件，其中该裂口探测插入件沿传送带的纵向长度被间隔，其中该裂口探测插入件包含由导磁材料构成的多个裂口探测丝，其中该裂口探测丝从垂直于传送带的纵向方向上在15°至75°的偏角被排列在该裂口探测插入件中，其中，裂口探测丝沿穿过垂直于偏角的裂口探测插入件的线路(line)在长度上改变，并且其中在裂口探测插入件中，最短的裂口探测丝具有小于最长裂口探测丝长度的大约50％的长度。
本主题发明还揭示了一种传送系统，其包括：(A)传送带，该传送带包括(1)具有负载运输表面和平行滑轮结合表面的弹性体；(2)设置在弹性体内的加强层；和(3)多个裂口探测插入件，其中该裂口探测插入件沿传送带的纵向长度被间隔，其中该裂口探测插入件包含由导磁材料构成的多个裂口探测丝，其中该裂口探测丝从垂直于传送带的纵向方向上在30°至60°的偏角被排列在该裂口探测插入件中，其中，裂口探测丝沿穿过垂直于偏角的裂口探测插入件的线路(line)在长度上改变，并且其中在裂口探测插入件中，最短的裂口探测丝具有小于最长裂口探测丝长度的大约50％的长度，(B)适于接收该传送带的滑轮结合表面的滑轮系统；(C)用于沿滑轮系统驱动传送带的装置；(D)用于在裂口探测丝中产生磁场的装置；和(E)用于探测由裂口探测丝产生的磁场的装置。
本主题发明还揭示了一种用于随着传送带向前通过传送系统时探测传送带损坏的方法，所述方法包括随着传送带向前通过传送系统时监测与多个裂口探测插入件相关联的磁场图像，用于细分成多个分板磁像，其中所述传动系统包括(A)传送带，该传送带包括(1)具有负载运输表面和平行滑轮结合表面的弹性体；(2)设置在弹性体内的加强层；和(3)多个裂口探测插入件，其中该裂口探测插入件沿传送带的纵向长度被间隔，其中该裂口探测插入件包含由导磁材料构成的多个裂口探测丝，其中该裂口探测丝从垂直于传送带的纵向方向上在30°至60°的偏角被排列在该裂口探测插入件中，其中，裂口探测丝沿穿过垂直于偏角的裂口探测插入件的线路(line)在长度上改变，并且其中在裂口探测插入件中，最短的裂口探测丝具有小于最长裂口探测丝长度的大约50％的长度，(B)适于接收该传送带的滑轮结合表面的滑轮系统；(C)用于沿滑轮系统驱动传送带的装置；(D)用于在裂口探测丝中产生磁场的装置；和(E)用于探测与裂口探测插入件相关联的磁场图像的装置。
本发明还揭示了一种传送带，该传送带包括(1)具有负载运输表面和平行滑轮结合表面的弹性体；(2)设置在弹性体内的加强层；和(3)多个裂口探测插入件，其中该裂口探测插入件沿传送带的纵向长度被间隔，其中该裂口探测插入件包含由导磁材料构成的多个裂口探测丝，其中该裂口探测丝从垂直于传送带的纵向方向上在15°至75°的偏角被排列在该裂口探测插入件中，并且其中，裂口探测丝由至少一根直径在0.1mm至0.6mm的钢丝组成。
本主题发明还揭示了一种传送系统，其包括(A)传送带，该传送带包括(1)具有负载运输表面和平行滑轮结合表面的弹性体；(2)设置在弹性体内的加强层；和(3)多个裂口探测插入件，其中该裂口探测插入件沿传送带的纵向长度被间隔，其中该裂口探测插入件包含由导磁材料构成的多个裂口探测丝，其中该裂口探测丝从垂直于传送带的纵向方向上在15°至75°的偏角被排列在该裂口探测插入件中，并且其中，裂口探测丝由至少一根直径在0.1mm至0.6mm的钢丝组成；(B)适于接收该传送带的滑轮结合表面的滑轮系统；(C)用于沿滑轮系统驱动传送带的装置；(D)用于在裂口探测丝中产生磁场的装置；和(E)用于探测由裂口探测丝产生的磁场的装置。
【附图说明】
图1是本发明的裂口探测插入件的截面示意图，示出了在其中的多个多个裂口探测丝，其中裂口探测插入件未遭受传送带损坏。
图2图示了图1所示的裂口探测插入件的磁场图像(在传送带没有损坏的情况下)。
图3是本发明的裂口探测插入件的截面示意图。其中，裂口已经发生，在裂口处破坏裂口探测丝。
图4图示了在传送带发生损坏并且在裂口处裂口探测丝断裂之后图3所示的裂口探测插入件的磁场图像。如图所示，与裂口探测插入件关联的磁场已经被细分成两个不同的分板磁像。
【具体实施方式】
本发明的传送带具有带有在其顶侧上负载运输表面和在其底侧上滑轮结合表面的弹性体。这些传送带还包括设置在弹性体内的至少一个加强层和大量裂口探测插入件。该裂口探测插入件沿传送带的长度递增地被间隔。它们能够位于传送带的顶盖或拉引盖(top cover or puller cover)。
弹性体通常包括典型地在传送带内纵向延伸的纤维或加强钢缆层。本发明的传送带可选地也能包括常规感应带损坏传感器回路，其包括嵌入传感元件(transducer element)。这种类型的常规裂口探测系统在美国专利4,621,727，美国专利4,854,446，美国专利6,715,602中被描述。美国专利4,621,727，美国专利4,854,446，美国专利6,715,602的教示按引用被结合到这里，用于揭示能与本发明结合使用的常规裂口探测和辨识系统。
图1示出了裂口探测插入件中的多个裂口探测丝，其中，裂口探测插入件尚未遭受传送带的损坏。这些裂口探测插入件沿传送带的纵向长度被间隔。裂口探测插入件包括由磁导材料构成的多个裂口探测丝，例如铁磁性材料。例如，裂口探测丝可以为镀铜的钢帘子线(steel tire cords)。裂口探测丝具有在0.1mm至大约0.6mm范围内的直径的钢丝并且钢丝具有在0.2mm至大约0.4mm范围内的直径是非常有利的。钢丝被缠绕成包括2到大约12根钢丝甚至大约18的丝束同样是非常有利的。裂口探测丝可以是具有或不具有螺旋缠绕的各种广泛结构的帘子线(tire cord)。可被使用的结构的一些代表示例包括2x，3x，4x，5x，6x，7x，8x，11x，12x，1+2，1+3，1+4，1+5，1+6，1+7，1+8，2+1，2+2，2+7，2+8，2+9，2+10，3+1，3+2，3+3，和3+9。能够在本发明的实践中有利地使用为裂口探测丝包括上至12根钢丝的钢帘子线更详细的描述被提供在美国专利6,247,514中。美国专利6,247,514的教示按参考被结合到这里，用于描述上至12根钢丝的合适钢帘子线的目的。
裂口探测丝典型地从与传送带的纵向方向垂直在偏角为15°至75°被排列在裂口探测插入件中。裂口探测丝更典型地以30°至60°的偏角排列在裂口探测插入件中，并且更优选地以40°至50°的偏角排列在裂口探测插入件中。
裂口探测丝递增地间隔通过传送带的宽度。通常，单个裂口探测丝不会延伸通过超过传送带宽度的大约70％。大多数情况下，单个裂口探测丝不会延伸通过超过传送带宽度的大约50％。更典型地，单个裂口探测丝不会延伸通过超过传送带宽度的大约40％甚至30％。
很多情况下，裂口探测丝沿穿过垂直于偏角的裂口探测插入件的线路在长度上改变，并且其中在裂口探测插入件中最短的裂口探测丝具有小于最长裂口探测丝长度的大约50％的长度。典型地，在裂口探测插入件中最短的裂口探测丝具有小于最长裂口探测丝长度的大约25％的长度。在某些情况下，在裂口探测插入件中最短的裂口探测丝具有小于最长裂口探测丝长度的大约10％的长度。
与本发明的所述传送带结合使用的传送系统通常包括，适于接收本发明的传送带的滑轮结合表面的滑轮系统；用于沿滑轮系统驱动传送带的装置；用于在裂口探测丝中产生磁场的装置；和用于探测由裂口探测丝产生的磁场的图像的装置。磁场图像通常将被检测过传送带的整个宽度。为了确定裂口探测板的长度，将测速计、接近传感器或编码器结合到系统中是有利的。
为了图示主题发明的目的，特定代表的实施例以及细节已经被示出，对于本领域的技术人员而言，在不背离本主题发明的范围的情况下显然可以作出各种改变和修改。
Claims (10)
1.一种传送带，其包括：(1)具有负载运输表面和平行滑轮结合表面的弹性体；(2)设置在弹性体内的加强层；和(3)多个裂口探测插入件，其特征在于，该裂口探测插入件沿传送带的纵向长度被间隔，其中该裂口探测插入件包含由导磁材料构成的多个裂口探测丝，其中该裂口探测丝从垂直于传送带的纵向方向在15°至75°的偏角被排列在该裂口探测插入件中，其中单个裂口探测丝不会延伸通过超过传送带宽度的70％，并且其中该裂口探测丝递增地被间隔通过该传送带的宽度。
2.如权利要求1所述的传送带，其特征在于，单个裂口探测丝不会延伸通过超过传送带宽度的30％。
3.如权利要求1所述的传送带，其特征在于，裂口探测丝沿穿过垂直于偏角的裂口探测插入件的线路在长度上改变，并且其中在裂口探测插入件中最短的裂口探测丝具有小于最长裂口探测丝长度的50％的长度。
4.如权利要求3所述的传送带，其特征在于，在裂口探测插入件中最短的裂口探测丝具有小于最长裂口探测丝长度的25％的长度。
5.如之前任一项权利要求所述的传送带，其特征在于，偏角在30°至50°的范围之间。
6.如权利要求1所述的传送带，其特征在于，该裂口探测丝由至少一根钢丝组成，所述至少一根钢丝具有0.1mm到0.6mm范围内的直径。
7.如权利要求6所述的传送带，其特征在于，裂口探测丝由至少两根钢丝组成，所述至少两根钢丝以从下述组群中选出的结构缠绕在一起，2x，3x，4x，5x，6x，7x，8x，11x，12x，1+2，1+3，1+4，1+5，1+6，1+7，1+8，2+1，2+2，2+7，2+8，2+9，2+10，3+1，3+2，3+3，和3+9。
8.一种传送系统，其特征在于，包括(A)权利要求1所述的传送带；(B)适于接收该传送带的滑轮结合表面的滑轮系统；(C)用于沿滑轮系统驱动传送带的装置；(D)用于在裂口探测丝中产生磁场的装置；和(E)用于探测由裂口探测丝产生的磁场的装置。
9.一种用于随着传送带向前通过传送系统时探测传送带损坏的方法，所述方法特征在于，随着传送带向前通过传送系统时监测与多个裂口探测插入件相关联的磁场图像，用于细分成多个分板磁像，其中，传送系统包括(A)权利要求1所述的传送带；(B)适于接收该传送带的滑轮结合表面的滑轮系统；(C)用于沿滑轮系统驱动传送带的装置；(D)用于在裂口探测丝中产生磁场的装置；和(E)用于探测与裂口探测插入件相关联的磁场图像的装置；和(F)监测与裂口探测插入件相关联的磁场，用于细分成多个分板磁像。
10.如权利要求9所述的一种探测传送带损坏的方法，其特征在于，磁场图像延伸过传送带的宽度，其中在细分成多个分板磁像被探测到的情况下，触发报警。
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