CN104860038B - 一种煤矿带式输送系统落煤冲击能量缓冲监测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤矿带式输送系统落煤冲击能量缓冲监测装置及方法，该装置包括冲皮带滚筒组、缓冲托架、缓冲弹簧、冲击能量收集阻尼、信号转换发送装置和安装底板，缓冲皮带滚筒组固定在缓冲托架上，缓冲弹簧和冲击能量收集阻尼的上、下两端分别与缓冲托架和安装底板连接，冲击能量收集阻尼通过导线与固定在安装底板上的信号转换发送装置相连；该方法将上述装置安装在料处皮带正下方，冲击能量收集阻尼将落煤处皮带所受冲击力转化为电信号，通过信号转换发送装置发送到上位机，上位机根据落料情况和上游皮带机运行情况综合判断是否发生堆料故障。本发明能够缓解落煤冲击力对皮带破坏，通过对落煤状况监测进行堆煤保护。

Description

一种煤矿带式输送系统落煤冲击能量缓冲监测装置及方法
技术领域
本发明涉及一种皮带运输系统落料处冲击能量缓冲监测装置及方法，尤其适用于对长运距、大载荷、高速度的煤矿带式输送系统落料处的冲进能量进行缓冲和监测。
背景技术
带式输送机由于具有输送量大、结构简单、运距长等特点被广泛用于煤炭井下和地面主要运输巷道中，是煤矿生产的“大动脉”。输送带，作为带式输送系统中最重要的传动部件，同时也是带式输送系统中最昂贵和最易损坏的部件，由于受到机头处落料的冲击而经常发生损坏，给煤矿造成了巨大的损失。为了减轻落煤处冲击对输送带的破坏，目前常用的方法是在机头落煤处加装缓冲托辊或者缓冲床。其中，缓冲托辊由于支撑点较小，容易被落煤冲击力破坏。而缓冲床为了减小皮带与缓冲介质之间的摩擦力，需要采用高弹性特种橡胶层，对材料要求较高。都不能很好的满足现有的要求。
同时，落煤处也是皮带运输机堆煤事故直接影响区域。根据煤炭安全规程，带式输送机在运行过程中必须进行堆煤保护措施。而现有的堆煤保护装置多集中在在煤仓上口或两带式输送机搭接处加装堆料触发装置，这种装置存在受湿度影响较大且对块煤不灵敏的问题。
因此，必须研制一种能够抵抗落煤冲击且与皮带摩擦较小的缓冲承载装置，才能够缓解落煤冲击力对皮带的破坏，同时需要对落煤冲击力进行有效监测，才能够了解落煤状况，进行堆煤保护。
发明内容
发明目的：本发明针对大型带式输送机落料处落煤冲击力会对皮带产生破坏的问题，克服原有技术不足，设计了一种能够缓解落煤冲击力对皮带破坏且对落煤状况进行监测的装置及方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种煤矿带式输送系统落煤冲击能量缓冲监测装置，所述落煤冲击能量缓冲监测装置包括缓冲皮带滚筒组、缓冲托架、缓冲弹簧、冲击能量收集阻尼、信号转换发送装置和安装底板；所述缓冲皮带滚筒组固定在缓冲托架上，缓冲弹簧上端通过凸台与缓冲托架相连，缓冲弹簧下端通过凸台与安装底板相连，冲击能量收集阻尼上端与缓冲托架相连，冲击能量收集阻尼下端与安装底板相连，冲击能量收集阻尼通过导线与信号转换发送装置相连，信号转换发送装置固定在安装底板上。
本发明中，优选的，所述缓冲皮带滚筒组包括水平缓冲皮带滚筒组和对称设置在水平缓冲皮带滚筒组两侧的倾斜缓冲皮带滚筒组，倾斜缓冲皮带滚筒组倾斜向上；所述水平缓冲皮带滚筒组和倾斜缓冲皮带滚筒组均包括若干数量相等且等间距布置的滚筒组单元，每个滚筒组单元包括至少两个滚筒，滚筒套设在滚轴上，在滚筒外套设橡胶环。
本发明中，优选的，所述倾斜缓冲皮带滚筒组的滚轴上端设有橡胶条一，橡胶条一通过螺栓与缓冲托架固定；水平缓冲皮带滚筒组的滚轴两端设有橡胶条二，橡胶条二通过沉头螺钉与缓冲托架固定。
本发明中，优选的，所述缓冲托架包括加强筋板、水平加强筋板和竖直加强筋板，水平缓冲皮带滚筒组下方设有平行于水平缓冲皮带滚筒组的加强筋板和竖直加强筋板，倾斜缓冲皮带滚筒组下方设有平行于倾斜缓冲皮带滚筒组的加强筋板和水平加强筋板。
本发明中，优选的，所述冲击能量收集阻尼包括上层橡胶隔离层，永磁体，线圈、防爆外壳和螺纹旋转体，上层橡胶隔离层和永磁体通过螺纹旋转体与缓冲托架固定，线圈套设在永磁体上，线圈与永磁体接触部分包裹防爆外壳。
本发明中，优选的，所述信号转换发送装置包括整流装置，整流装置分别连接冲击能量收集阻尼和逆变器，逆变器连接电流测量装置，电流测量装置连接无线路由器，无线路由器连接平板天线。
一种煤矿带式输送系统落煤冲击能量缓冲监测方法，将上述落煤冲击能量缓冲监测装置安装在带式输送系统落料处皮带正下方，冲击能量收集阻尼将落煤处皮带所受冲击力转化为电信号，信号转换发送装置接收到的电信号发送到上位机，上位机根据信号情况判别落料情况，落料情况分为未落料，正常落料和超载落料三种情况，同时上位机通过调取上游皮带机的称重系统数据判断上游皮带机是否正常运行，若上游皮带机运行正常，而落料情况为未落料或超载落料，则说明出现堆料故障，通过上位机同时关闭上游皮带机的皮带驱动电机一和带式输送系统的皮带驱动电机二。
有益效果：本发明落煤冲击能量缓冲监测装置由缓冲托架及缓冲弹簧阻尼实现多层缓冲，将主要的缓冲阻尼部分转移到装置下部，在保护缓冲皮带滚筒组的基础上，减小了皮带与缓冲装置的摩擦力，同时收集阻尼能量分析落煤状况，联合控制器可起到防止堆煤故障的效果。
附图说明
图1是本发明落煤冲击能量缓冲监测装置的总装图；
图2是本发明滚筒组单元主视图；
图3是本发明滚筒组单元侧视图；
图4是本发明滚筒组单元安装结构图；
图5是本发明冲击能量收集阻尼的结构图一；
图6是本发明冲击能量收集阻尼的结构图二；
图7是本发明信号转换发送装置的结构图；
图8是本发明落煤冲击能量缓冲监测方法的实施原理图。
图中：1-缓冲皮带滚筒组，2-缓冲托架，3-缓冲弹簧，4-冲击能量收集阻尼，5-信号转换发送装置，6-安装底板，1-1-橡胶环，1-2-滚筒组，2-1-平行加强筋板，2-2水平加强筋板，2-3竖直加强筋板，3-1-橡胶条二，3-2-沉头螺钉，3-3-螺栓，3-4-橡胶条一，4-1-隔离层，4-2-永磁体，4-3-线圈，4-4-防爆外壳，4-5-螺纹旋转体，7-落煤冲击能量缓冲监测装置，8-带式输送系统，9-上位机，10-上游皮带机，11-称重系统，12-皮带驱动电机一，13-皮带驱动电机二。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1所示，本发明煤矿带式输送系统落煤冲击能量缓冲监测装置包括缓冲皮带滚筒组1、缓冲托架2、缓冲弹簧3、冲击能量收集阻尼4、信号转换发送装置5和安装底板6。缓冲皮带滚筒组1固定在缓冲托架2上，缓冲弹簧3上端通过凸台与缓冲托架2相连，缓冲弹簧3下端通过凸台与安装底板6相连，冲击能量收集阻尼4上端通过焊接与缓冲托架2固定连接，冲击能量收集阻尼4下端通过螺栓与安装底板6相连，冲击能量收集阻尼4通过导线与信号转换发送装置5相连，信号转换发送装置5通过螺栓固定在安装底板6上。
如图1至3所示，缓冲皮带滚筒组1包括水平缓冲皮带滚筒组和对称设置在水平缓冲皮带滚筒组两侧的倾斜缓冲皮带滚筒组，倾斜缓冲皮带滚筒组倾斜向上；水平缓冲皮带滚筒组和倾斜缓冲皮带滚筒组均包括若干数量相等且等间距布置的滚筒组单元，每个滚筒组单元包括至少两个滚筒1-2，滚筒1-2套设在滚轴1-3上，在滚筒1-2外套设橡胶环1-1。缓冲托架2包括加强筋板2-1、水平加强筋板2-2和竖直加强筋板2-3，水平缓冲皮带滚筒组下方设有平行于水平缓冲皮带滚筒组的加强筋板2-1和竖直加强筋板2-3，倾斜缓冲皮带滚筒组下方设有平行于倾斜缓冲皮带滚筒组的加强筋板2-1和水平加强筋板2-2。
如图2至4所示，倾斜缓冲皮带滚筒组的滚轴1-3上端设有橡胶条一3-4，橡胶条一3-4通过螺栓3-3与缓冲托架2固定；水平缓冲皮带滚筒组的滚轴1-3两端设有橡胶条二3-1，橡胶条二3-1通过沉头螺钉3-2与缓冲托架2固定。由于橡胶环1-1设计有效长度小于滚筒组单元两外侧滚轴1-3安装距离，因此将两外侧滚轴1-3安装后即使橡胶环1-1拉紧。
如图5和6所示，冲击能量收集阻尼4包括上层橡胶隔离层4-1，永磁体4-2，线圈4-3、防爆外壳4-4和螺纹旋转体4-5，上层橡胶隔离层4-1和永磁体4-2通过螺纹旋转体4-5与缓冲托架2固定，线圈4-3套设在永磁体4-2上，线圈4-3与永磁体4-2接触部分包裹防爆外壳4-4，通过防爆外壳4-4将线圈4-3与永磁体4-2部分整体密封。
如图7所示，信号转换发送装置5包括整流转置、逆变器、电流测量装置、平板天线、无线路由器。整流装置分别连接冲击能量收集阻尼4和逆变器，逆变器连接电流测量装置，电流测量装置连接无线路由器，无线路由器连接平板天线。落煤冲击产生的振动，带动冲击能量收集阻尼4的永磁体4-2上下振动，线圈4-3中产生极不稳定的感应电流，感应电流经过整流装置的整流流入后续的逆变器，形成可使用的交流电，电流测量装置对电流的大小进行检测并形成数据信息，经过无线路由器实现局域网络和广域网络的实时连接，无线路由器充当转发器角色，平板天线将数据信息通过无线电波发送。
如图8所示，本发明煤矿带式输送系统落煤冲击能量缓冲监测方法为：将上述的落煤冲击能量缓冲监测装置7通过安装底板6的四个卡槽安装在带式输送系统8落料处皮带正下方，使落煤冲击能量缓冲监测装置7上表面与带式输送系统8皮带之间留有10mm的间距，冲击能量收集阻尼4将落煤处皮带所受冲击力转化为电信号，信号转换发送装置5接收到的电信号发送到上位机9，上位机9根据信号情况判别落料情况，落料情况分为未落料，正常落料和超载落料三种情况，同时上位机9通过调取上游皮带机10的称重系统11数据判断上游皮带机10是否正常运行，若上游皮带机10运行正常，而落料情况为未落料或超载落料，则说明出现堆料故障，通过上位机9同时关闭上游皮带机10的皮带驱动电机一12和带式输送系统8的皮带驱动电机二13。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种煤矿带式输送系统落煤冲击能量缓冲监测装置，其特征在于：所述落煤冲击能量缓冲监测装置(7)包括缓冲皮带滚筒组(1)、缓冲托架(2)、缓冲弹簧(3)、冲击能量收集阻尼(4)、信号转换发送装置(5)和安装底板(6)；所述缓冲皮带滚筒组(1)固定在缓冲托架(2)上，缓冲弹簧(3)上端通过凸台与缓冲托架(2)相连，缓冲弹簧(3)下端通过凸台与安装底板(6)相连，冲击能量收集阻尼(4)上端与缓冲托架(2)相连，冲击能量收集阻尼(4)下端与安装底板(6)相连，冲击能量收集阻尼(4)通过导线与信号转换发送装置(5)相连，信号转换发送装置(5)固定在安装底板(6)上；
所述缓冲皮带滚筒组(1)包括水平缓冲皮带滚筒组和对称设置在水平缓冲皮带滚筒组两侧的倾斜缓冲皮带滚筒组，倾斜缓冲皮带滚筒组倾斜向上；所述水平缓冲皮带滚筒组和倾斜缓冲皮带滚筒组均包括若干数量相等且等间距布置的滚筒组单元，每个滚筒组单元包括至少两个滚筒(1-2)，滚筒(1-2)套设在滚轴(1-3)上，在滚筒(1-2)外套设橡胶环(1-1)；
所述倾斜缓冲皮带滚筒组的滚轴(1-3)上端设有橡胶条一(3-4)，橡胶条一(3-4)通过螺栓(3-3)与缓冲托架(2)固定；水平缓冲皮带滚筒组的滚轴(1-3)两端设有橡胶条二(3-1)，橡胶条二(3-1)通过沉头螺钉(3-2)与缓冲托架(2)固定；
所述冲击能量收集阻尼(4)包括上层橡胶隔离层(4-1)，永磁体(4-2)，线圈(4-3)、防爆外壳(4-4)和螺纹旋转体(4-5)，上层橡胶隔离层(4-1)和永磁体(4-2)通过螺纹旋转体(4-5)与缓冲托架(2)固定，线圈(4-3)套设在永磁体(4-2)上，线圈(4-3)与永磁体(4-2)接触部分包裹防爆外壳(4-4)。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿带式输送系统落煤冲击能量缓冲监测装置，其特征在于：所述缓冲托架(2)包括加强筋板(2-1)、水平加强筋板(2-2)和竖直加强筋板(2-3)，水平缓冲皮带滚筒组下方设有平行于水平缓冲皮带滚筒组的加强筋板(2-1)和竖直加强筋板(2-3)，倾斜缓冲皮带滚筒组下方设有平行于倾斜缓冲皮带滚筒组的加强筋板(2-1)和水平加强筋板(2-2)。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿带式输送系统落煤冲击能量缓冲监测装置，其特征在于：所述信号转换发送装置(5)包括整流装置，整流装置分别连接冲击能量收集阻尼(4)和逆变器，逆变器连接电流测量装置，电流测量装置连接无线路由器，无线路由器连接平板天线。
4.一种煤矿带式输送系统落煤冲击能量缓冲监测方法，其特征在于：将权利要求1所述落煤冲击能量缓冲监测装置(7)安装在带式输送系统(8)落料处皮带正下方，冲击能量收集阻尼(4)将落煤处皮带所受冲击力转化为电信号，信号转换发送装置(5)接收到的电信号发送到上位机(9)，上位机(9)根据信号情况判别落料情况，落料情况分为未落料，正常落料和超载落料三种情况，同时上位机(9)通过调取上游皮带机(10)的称重系统(11)数据判断上游皮带机(10)是否正常运行，若上游皮带机(10)运行正常，而落料情况为未落料或超载落料，则说明出现堆料故障，通过上位机(9)同时关闭上游皮带机(10)的皮带驱动电机一(12)和带式输送系统(8)的皮带驱动电机二(13)。
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