CN103787046B - 一种带式输送机用无源液压断带抓捕器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带式输送机用无源液压断带抓捕器，机架（8）顶部设与皮带（1）垂直的旋转主轴（9），旋转主轴（9）正下方设有夹紧梁（10），夹紧梁（10）至少一侧设置检测滚筒（2），检测滚筒（2）连接超越离合器（3），超越离合器（3）连接液压泵（4），液压泵（4）通过单向阀（11）连接液压马达（14），液压马达（14）连接液压回转机构（6），与液压回转机构（6）相连的旋转主轴（9）上还设置有抓捕旋转臂（7）；在皮带正常运行时抓捕旋转臂底边翘悬于旋转主轴一侧，在皮带断带运行时，检测滚筒逆转触发超越离合器驱动液压泵，液压泵驱动液压回转机构带动抓捕旋转臂底边下落，与夹紧梁共同夹紧皮带。

Description

一种带式输送机用无源液压断带抓捕器

技术领域

本发明涉及一种皮带抓捕器，尤其涉及一种带式输送机用无源液压断带抓捕器。

背景技术

带式输送机以其运输能力大、结构简单、连续输送、投资费用相对较低和维护方便等优点，已在煤炭生产中普遍采用，成为煤矿生产的“动脉”和“咽喉”。但随着科学技术的进步和高产、高效的需要，输送机已经向着长距离、大功率、大运量、高带速方向发展，皮带长期在这种高负荷运转和各种意外的因素的影响下，不可避免的会发生断带和输送机倒转的事故，给矿井带来巨大的经济损失，甚至极大地威胁职工的生命安全。因此，深入研究带式输送机断带原因，并设计研发出安全可靠的带式输送机断带抓捕器，对降低断带事故造成的危害和保证矿山的安全生产具有重要的指导意义。

目前，国内外带式输送机断带保护装置有很多，一种是对输送带进行局部夹持实现断带保护，这种捕捉器是利用断裂输送带的下滑动力作为制动力实现，它抓捕输送带的空载边，作用面积小，容易造成皮带的纵向撕裂；一种是独立于输送机的抓捕器，主要由机架总成、液压系统、电气控制系统、信号采集系统组成，它利用电控系统对检测信号进行判断，一旦发生断带事故就发出信号启动断带保护装置，通过压紧机构、支撑机构与胶带的上、下表面之间的强大摩擦力去完成制动，虽然解决了断带局部抓捕的缺陷，但是存在以下问题：1、信号采集系统价格昂贵，易产生误动作，可靠性不好；2、需要电机和控制箱的电源配合，不宜在防爆要求高的矿井使用；3、结构复杂，故障率高，制造和安装维护的成本也高。

发明内容

在对断带事故进行全面分析以及在国内外断带捕捉器应用效果总结的基础上，为了避免断带后事故的进一步恶化，解决由于现有抓捕器需要动力源而导致的结构复杂、浪费能源的问题，本发明将设计了一种纯机械式带式输送机用无源液压断带捕捉器，无需外来动力源，通过采用超越离合器连接检测滚筒和液压泵，以液压泵驱动液压回转机构来实现抓捕。

为实现上述目的，本发明提供一种带式输送机用无源液压断带抓捕器，主要设计思路为：包括机架，机架顶部设有一在水平面内与皮带垂直的旋转主轴，机架中部设有一位于旋转主轴正下方且与之平行的夹紧梁，皮带自夹紧梁上表面穿过，旋转主轴上还设置有抓捕旋转臂，欲通过抓捕旋转臂与夹紧梁之间的相互配合对皮带实施制动，抓捕旋转臂顶端套设在旋转主轴上，在皮带正常运行时其底边翘悬于旋转主轴一侧，在皮带断带运行时其底边下落后与夹紧梁共同夹紧皮带。

本发明机械传动还包括：旋转主轴一轴端安装在机架上，另一轴端连接设置在机架上的液压回转机构，设计抓捕旋转臂的旋转下落是由液压回转机构带动旋转主轴实现的。夹紧梁至少一侧设置一平行放置、高度齐平的检测滚筒，检测滚筒两端均安装在机架上，皮带自夹紧梁与检测滚筒上表面穿过，检测滚筒用于检测皮带的运行方向，且总是沿皮带运行的方向旋转，一旦检测到皮带断带逆行则检测滚筒也会逆行。检测滚筒一轴端连接超越离合器，超越离合器连接液压泵，其中：超越离合器是一种利用牙的啮合、棘轮-棘爪的啮合或滚柱、楔块的楔紧作用单向传递运动或扭矩的离合器，在机械传动中由主从动部分相对运动速度变化或旋转方向的改变使其自动结合或脱开，也就是说，驱动元件检测滚筒只能从单一方向即皮带断裂运行方向触发超越离合器，继而带动从动元件液压泵产生液压动力。

本发明液压传动还包括：液压泵吸油口连通油箱、其出油口通过单向阀连接液压马达，液压马达连接液压回转机构，液压泵的功能是把检测滚筒的机械能转换成液体的压力能，以驱动液压回转机构转动，进而带动旋转主轴旋转，以实现抓捕旋转臂的旋转下落。抓捕旋转臂底边下落后，其与夹紧梁之间的垂直间距有一定的要求，能够达到与夹紧梁共同夹紧皮带为准。

所述的液压回转机构起到增大扭矩，降低速度的效果，实现低速大扭矩的要求。优选的，液压回转机构采用减速机，在原动机液压马达和执行机构抓捕旋转臂之间起匹配转速和传递转矩的作用，把液压马达高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的。

所述的抓捕旋转臂以旋转主轴为中心，自上而下做圆弧运动，故优选的，抓捕旋转臂纵截面为扇形。扇形的顶角固定在旋转主轴上，其弧边端做下落旋转动作。抓捕旋转臂弧边端垂落后，其底边与夹紧梁上表面的垂直间距不宜过大或过小，要求能够夹紧皮带。

为进一步确保整个系统压力正常，单向阀与液压马达之间还设有蓄能器。其中，蓄能器是液压气动系统中的一种能量储蓄装置，它在适当的时机将系统中的能量转变为压缩能或位能储存起来；当系统需要时，又将压缩能或位能转变为液压或气压等能而释放出来，重新补供给系统；当系统瞬间压力增大时，它可以吸收这部分的能量，以保证整个系统压力正常。为方便读取压力值，单向阀与液压马达之间还设有压力表。

本发明采用上述结构，利用检测滚筒反向运动时产生的反力或力矩为驱动源，采用单向超越离合器作为动力源引入的连接器件，通过仅能单向传递动力的超越离合器来连接检测滚筒和液压泵，如此，皮带正常运行时，不会触发超越离合器，则液压泵不产生液压力，抓捕旋转臂停止工作，对皮带不产生任何影响，也不浪费任何能源。在皮带断裂反向运行时，逆向皮带的摩擦力带动检测滚筒逆转，从而触发超越离合器，继而带动液压泵产生液压动力，进而带动液压回转机构，驱动在皮带正常运行时一直悬于旋转主轴一侧的抓捕旋转臂下落，抓捕旋转臂底边下落至与夹紧梁合力共同对皮带实行抓捕，完成对断带的制动。

该装置结构简单，检测滚筒反向运动时产生的反力或力矩作为抓捕旋转臂的动力源来达到制动的目的，省去了电气检测单元，能耗降低，无需外来动力源即可实现皮带抓捕功能，适用于防爆要求高的场所。断带抓捕器结构简单，成本低，完全采用纯机械式结构，减少了由于电信号的误判给矿井带来不必要的经济损失，抓捕动作更加可靠。

附图说明

图1为本发明在皮带正常运行时的结构示意图；

图2是本发明在皮带断带运行时的结构示意图；

图3是图2的左视图；

图4为本发明的液压原理图。

图中：1、皮带，2、检测滚筒，3、超越离合器，4、液压泵，5、油箱，6、液压回转机构，7、抓捕旋转臂，8、机架，9、旋转主轴，10、夹紧梁，11、单向阀，12、蓄能器，13、压力表，14、液压马达。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图2和图3所示，本发明包括机架8，所述的机架8顶部设有一在水平面内与皮带1垂直的旋转主轴9，且旋转主轴9一轴端安装在机架8上，另一轴端连接设置在机架8上的液压回转机构6；所述的机架8中部设有一位于旋转主轴9正下方且与之平行的夹紧梁10，夹紧梁10至少一侧设置一平行放置、高度齐平的检测滚筒2，检测滚筒2两端均安装在机架8上，皮带1自夹紧梁10与检测滚筒2上表面穿过，检测滚筒2一轴端连接超越离合器3。

如图4所示，超越离合器3的一个力矩输入端与检测滚筒2的轴连接，使其能够与检测滚筒2的轴共同转动，液压泵4的传动轴与超越离合器3的另一个力矩输出端固定连接。液压泵4吸油口连通油箱5、其出油口通过单向阀11连接液压马达14，液压马达14连接液压回转机构6，与液压回转机构6相连的旋转主轴9上还设置有抓捕旋转臂7。

如图1所示，所述的抓捕旋转臂7顶端套设在旋转主轴9上，在皮带1正常运行时其底边翘悬于旋转主轴9一侧；如图2所示，在皮带1断带运行时其底边下落后与夹紧梁10共同夹紧皮带1。

上述实施例中，本发明中超越离合器3、液压泵4的类型不受限制。液压回转机构6的结构多样复杂，此方案中宜采用与液压马达14配合的减速机。为使系统压力稳定，单向阀11与液压马达14之间还设有蓄能器11和压力表13。

使用时，该装置安装在带式输送机上，机架8需要专门的基础，检测滚筒2和皮带1下部接触。如图2所示，当皮带1自夹紧梁10与检测滚筒2上表面正常运行时，检测滚筒2在皮带1的驱动下，与皮带1正常运行的方向同向旋转，此时与检测滚筒2连接的超越离合器3不传递动力，与超越离合器3连接的本发明的液压泵4的传动轴不转动，即液压泵4处于静止状态，抓捕旋转臂7如图2所示上翘，固定悬于旋转主轴9一侧。

如图3所示，当皮带1断裂时，皮带1运行方向就会发生改变，即皮带逆向运行，继而检测滚筒2在皮带1摩擦力的带动下反转，检测滚筒2旋转方向的改变会触发超越离合器3，反向转动的扭矩会经过超越离合器3传递给液压泵4的传动轴，使得检测滚筒1通过超越离合器3带动液压泵4泵出液压油，产生液压动力驱动液压回转机构6旋转，液压回转机构6带动抓捕旋转臂7自旋转主轴9一侧向夹紧梁10方向旋转下落，抓捕旋转臂7底边越来越接近皮带1上表面，至其落于皮带1上表面，与皮带下方的夹紧梁10一起夹紧逆向运行的皮带1，进而实现对皮带1的实时抓捕，防止皮带继续逆向运行。当检测滚筒2停止反向转动、或者改为正向转动时，本实施方式的超越离合器3停止工作，抓捕旋转臂7放开皮带1。

关于抓捕旋转臂7的尺寸和形状，如图3所示，其沿旋转主轴9轴向的宽度可据皮带1的宽度做调节，略小于皮带1的宽度最佳，以确保皮带1受到抓捕旋转臂7底边制动的面积最大。在抓捕旋转臂7纵截面内，抓捕旋转臂7旋转轴心至底边上至少一点的距离大于该轴心至皮带1上表面的垂直距离，以确保抓捕旋转臂7底边能够与夹紧梁10从上下两个方向卡住断带。为方便抓捕旋转臂做弧线下落运动，所述的抓捕旋转臂7优选纵截面为扇形的，则抓捕旋转臂的底边为弧边，如图2所示。

本带式输送机用无源液压断带抓捕器利用皮带1带动断带后下落的抓捕旋转臂7，与夹紧梁10的距离变小形成自锁将输送带夹紧制动，该保护装置沿输送机均距安装3-4个，皮带1一旦发生断带事故，该抓捕器在收到断带信号之后立即动作，将输送带夹持制动。由于皮带横向断裂需要200t/mm的张力差，所以1m宽的皮带断裂会存在200×1000t的拉力，断带抓捕器要抓捕断带，就需要承受200×1000t以上的冲击力，则断带抓捕器支架脚必须固定牢靠。防止皮带跑偏时与支架摩擦造成事故，皮带两侧的断带抓捕器支架脚偏离输送机机架200-300mm。由于没有涉及电，所以安装起来很方便，这也是纯机械式抓捕器的优点之一。

Claims (2)

1.一种带式输送机用无源液压断带抓捕器，包括机架（8），其特征在于，所述的机架（8）顶部设有一在水平面内与皮带（1）垂直的旋转主轴（9），且旋转主轴（9）一轴端安装在机架（8）上，另一轴端连接设置在机架（8）上的液压回转机构（6）；

所述的机架（8）中部设有一位于旋转主轴（9）正下方且与之平行的夹紧梁（10），夹紧梁（10）至少一侧设置一平行放置、高度齐平的检测滚筒（2），检测滚筒（2）两端均安装在机架（8）上，皮带（1）自夹紧梁（10）与检测滚筒（2）上表面穿过；

所述的检测滚筒（2）一轴端连接超越离合器（3），超越离合器（3）连接液压泵（4），液压泵（4）吸油口连通油箱（5）、其出油口通过单向阀（11）连接液压马达（14），液压马达（14）连接液压回转机构（6），与液压回转机构（6）相连的旋转主轴（9）上还设置有抓捕旋转臂（7）；

所述的抓捕旋转臂（7）顶端套设在旋转主轴（9）上，在皮带（1）正常运行时其底边翘悬于旋转主轴（9）一侧，在皮带（1）断带运行时其底边下落后与夹紧梁（10）共同夹紧皮带（1）；

所述的液压回转机构（6）采用减速机；

所述的抓捕旋转臂（7）纵截面为扇形；

所述的单向阀（11）与液压马达（14）之间还设有蓄能器（12）。

2.根据权利要求1所述的一种带式输送机用无源液压断带抓捕器，其特征在于，所述的单向阀（11）与液压马达（14）之间还设有压力表（13）。