CN105883333A - 具有线型探测器的带式输送机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带式输送机，尤其是一种具有线型探测器的带式输送机。其包括托辊和线型探测器，托辊的轴呈管形，具有沿轴向贯通的通道，线型探测器设置在通道内。这样，线型探测器可以直接探测托辊温度或其他状态量。

Description

具有线型探测器的带式输送机

技术领域

本发明涉及一种带式输送机，尤其是一种具有线型探测器的带式输送机。

背景技术

带式输送机是冶金、采矿、动力、建材、交通运输等行业的重要的运输设备。其在运行过程中，会因诸多因素造成皮带与托辊之间的打滑现象，会导致辊筒表面温度迅速升高，形成火灾隐患。由于带式输送机距离长、托辊数量庞大，人工巡检困难，常规的点式探测器也不适用。目前最新的监测手段采用线型感温探测器。

这些新型的线型感温探测器主要包括分布式光纤温度传感器、感温电缆等。分布式光纤温度传感器至少四种实现技术：ROTDR基于拉曼散射的光时域反射、OFDR基于拉曼散射的光频域散射、BOTDR基于布里渊的光时域反射和BOTDA基于布里渊的光时域分析。感温电缆至少包括三种类型：双芯开关量式、四芯模拟量定温式和四芯模拟量差定温式。它们的特点是敏感部件为线型，包括单线型和支线型两种。其中分布式光纤温度传感器的敏感部件为光纤，其探测主机可以实时检测与之相连的一根连续光纤沿长度方向上分布温度，采样间隔的典型值为1m；该类探测主机可以以星型方式连接多根光纤，也可以连接一根光纤的两端，形成双端测量模式，但光纤本身不具有分支，故可以视为单线型。感温电缆的敏感部件为一根具有至少两个导体的电缆，当其上任一点过热时，所连接的探测主机可以发出报警指示；感温电缆可以以单线型方式工作，也可以采用从一根母线上分出多个支线的型式工作，这种型式称为支线型。

本发明所述的线型探测器特指呈线型的敏感部件，而不包括探测主机。近年出现的分布式光纤振动传感器还提供了一种潜在的带式输送机的机械振动状态监测方法；本发现所述的线型探测器不仅包括线型感温探测器、还包括线型振动探测器和其他呈线型的敏感部件。

如何将线型探测器布设在带式输送机上并取得良好探测效果是一个技术问题。

中国专利公开号CN102080995A，公开日2011年6月1日，名称为用于矿用带式输送机光纤测温的导热夹具，公开了一种用于带式输送机光纤测温的导热夹具，包括光纤收纳盘，所述光纤收纳盘采用导热性好的金属材料制作，光纤收纳盘的中部设置有用于盘放光纤的腔室，光纤收纳盘的底部平面通过可拆卸的固定装置与带式输送机上的测温部位固定连接；这些测温部位包括胶带输送机机头、机尾等滚筒以及交待输送机沿线各托辊等。该发明指出：只有将传感光纤盘绕在光纤收纳盘上才能获得充分的热量，因此在采用盘圈放置方式的情况下，还必须保证光纤在光纤收纳盘内的放置长度要达到1m，故盘放光纤的腔室设计须符合光纤最小盘圈直径D≥6.5cm的要求，以满足光纤耗损；。

中国专利公开号CN201971425U，公开日2011年9月14日，名称为带测温光缆的皮带机，公开了一种带测温光缆的带式输送机，测温光缆设置在皮带下，并用固定卡子与托辊支架相连接，或用固定卡子固定在托辊支架下端及桁架槽钢内。

中国专利公开号CN201945407U，公开日2011年8月24日，名称为一种光缆测温夹具，公开了一种安装在带式输送机托辊支架内的测温光缆夹具，包括测温夹具体、光缆保护盒、支撑杆和固定架，光缆保护盒上设有测温夹具体，测温夹具体采用传热性能好的铝板制成，测温夹具体的两侧挡板分别与皮带机承载托辊轴的支架内侧紧密接触，来自托辊的热量通过测温夹具体传递给光缆保护盒内的探测光缆。

中国专利公开号CN203283811U，公开日2013年11月13日，名称为基于光纤传感技术的运输皮带机温度监测系统，公开的技术方案中包括了测温光缆在带式输送机上的设置方法：测温光缆设于托辊支架上。

以上技术方案均将测温光缆主要设置在托辊支架或桁架槽钢上，它们的不足之处是不能直接检测托辊温度，而间接地检测托辊支架或更远的桁架槽钢的温度。托辊至托辊支架的传热途径主要有两条：通过轴的热传导、辊筒端面的热辐射，前者的接触面较小、后者辐射本身传递热量有限；又由于托辊支架和桁架槽钢的散热条件良好，量测到的温升远小于辊筒的实际的温升(试验显示前者仅为后者的15％左右，在有风环境中，情况更糟)。不能直接测温是这些技术方案的缺点。

另外，现有技术设置测温光缆的部位空间有限，为了取得正常量测效果，往往需要将一定长度的光缆盘绕并塞入托辊支架内或保护容器中。这种匝数多、弯曲半径小的盘绕会大大增加光纤的附加损耗，严重消减探测光纤的实际工作距离。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够直接探测托辊温度或其他状态量的具有线型探测器的带式输送机。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种具有线型探测器的带式输送机，包括托辊和线型探测器，托辊的轴呈管形，具有沿轴向贯通的通道，所述线型探测器设置在所述通道内。

作为本发明的一个线型探测器布线方案，所述线型探测器经由所述通道的一端穿入，经由所述通道的另一端穿出。

可推演地，按照上述方式，所述线型探测器依次穿过一组托辊的通道。

作为本发明的另一个线型探测器布线方案，所述线型探测器经由所述通道的一端穿入，经由所述通道的另一端穿出，再经原路径返回。

可推演地，按照上述方式，所述线型探测器依次穿过一组托辊的通道，再经原路径返回。

作为本发明的一个线型探测器选型方案，所述线型探测器为光缆。

作为本发明的另一个线型探测器选型方案，所述线型探测器为感温电缆。

作为本发明的一个优选方案，还包括防尘罩，设置在所述托辊的轴的端部。

作为本发明的一个优选方案，所述托辊的轴由无缝钢管制成。

本发明将探测器直接设置在托辊的轴心处。托辊的故障热源为筒壳和轴承，轴至两处的热阻均很小，并且自身散热不良；托辊的故障振动源主要为轴承；因此，该处是探测托辊温度、机械振动等状态量的最理想的位置。相对于现有技术，这种探测方案在准确度、响应时间、抗外部干扰方面具有显著优势。本发明可以实现带有可靠性高、实时响应快、低误报率的状态自检设备的带式输送机。

另外，本发明对于线型探测器是光缆的情况，和现有技术相比，无需盘绕光缆，附加损耗小，可以充分发挥分布光纤传感器探测距离长的优势，实现对超长距离带式输送机的实时状态监测。

附图说明

包括3幅附图，说明如下：

图1是本发明实施例1的结构示意图，适用于单线式线型探测器；

图2是图1中托辊的剖视图；

图3是本发明实施例2的结构示意图，适用于支线式线型探测器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明：

实施例1

参照附图1和附图2，给出了一个具有测温光缆的带式输送机的实现方案：

托辊1的轴2，通过其上开有的平槽，卡入托辊支架3和托辊支柱4上的槽内；轴2采用45号钢无缝钢管经过车、铣、热处理等工序制成，内径20mm，外径30mm。

线型探测器5为光缆，内置一根多模光纤(含被覆层外径600微米)、螺旋钢丝铠装、抗拉部件为芳纶纤维，外护套为阻燃塑料，外径为2.2mm，瞬时最小弯曲半径6mm，短期允许拉伸力200kN；光缆依次穿过一个槽形托辊组的轴的通道后，按原路经折返，并行进至下个托辊或托辊组；折返处形成回绕圈6，其弯曲半径不小于50mm。

实际安装中，使用1根前端带有一个叉形结构、外径为8mm的尼龙长杆完成光缆布设在托辊的轴的通道的工作：通过量测获得光缆上将成为折返点的位置，将该点挂入尼龙长杆的叉形结构上，将尼龙长杆携带光缆推入首个托辊的轴的通道中，在托管支架处两个轴的通道对接点，手工确保尼龙长杆前端进入下一个轴的通道。或者，先导入一根钢丝，在其尾端钩住光缆的折返点，将光缆拉入托辊的轴的通道。使用中，如需更换托辊，只需有关的局部段光缆抽出，托辊更换完后，再将光缆推入。

在托辊支柱4的上端设置一个可以手工插拔的防尘罩11，由1mm镀锌钢板经钣金工序制成。

由上述结构可以看到，测温光缆布设在辊筒的轴心，直接检测辊筒的温度；并且光缆的允许弯曲半径可以得到保证。这一技术方案，可以充分利用光纤测温距离长、定位精确的优势，实现对长距离带式输送机的托辊温度实时监测。

实施例2

参照附图3，给出了一个具有支线型感温电缆的带式输送机的实现方案：

托辊1的轴2，通过其上开有的平槽，卡入托辊支架3和托辊支柱4上的槽内；轴2采用20号钢无缝钢管经过车、铣、热处理等工序制成，内径10mm，外径25mm。

线型探测器7为感温电缆支线，双芯开关型、铠装、外护套为阻燃塑料，外径为4.6mm；感温电缆支线依次穿过一个槽形托辊组的轴的通道，并继续沿托辊支柱向下并穿入一水平托辊的轴的通道，在该通道的另一端形成盲端，并由一个终端件8保护。感温电缆支线是其感温电缆母线10通过分支器9的一个分支。感温电缆母线10和感温电缆支线结构相同。

使用中，如需更换托辊，只需将有关的感温电缆支线抽出，托辊更换完后，再将感温光缆推入。

在托辊支柱4的上端设置防尘罩11，是一个与托辊支柱4为一体的挡板结构。

由上述结构可以看到，感温电缆布设在辊筒的轴心，直接探测辊筒的温度；这一技术方案，可以充分利用感温光缆可靠和经济的优势，实现对短距离带式输送机的托辊温度报警。

Claims (9)

1.一种具有线型探测器的带式输送机，包括托辊和线型探测器，其特征在于所述托辊的轴呈管形，具有沿轴向贯通的通道，所述线型探测器设置在所述通道内。

2.根据权利要求1所述的具有线型探测器的带式输送机，其特征在于，所述线型探测器经由所述通道的一端穿入，经由所述通道的另一端穿出。

3.根据权利要求2所述的具有线型探测器的带式输送机，其特征在于，所述线型探测器依次穿过一组托辊的通道。

4.根据权利要求1所述的具有线型探测器的带式输送机，其特征在于，所述线型探测器经由所述通道的一端穿入，经由所述通道的另一端穿出，再经原路径返回。

5.根据权利要求4所述的具有线型探测器的带式输送机，其特征在于，所述线型探测器依次穿过一组托辊的通道，再经原路径返回。

6.根据权利要求1所述的具有线型探测器的带式输送机，其特征在于，所述线型探测器为光缆。

7.根据权利要求1所述的具有线型探测器的带式输送机，其特征在于，所述线型探测器为感温电缆。

8.根据权利要求1所述的具有线型探测器的带式输送机，其特征在于，所述托辊的轴由无缝钢管制成。

9.根据权利要求1所述的具有线型探测器的带式输送机，其特征在于，还包括防尘罩，设置在所述托辊的轴的端部。