CN109051626B - 矿用刮板输送机断链监测传感器 - Google Patents

Abstract

一种矿用刮板输送机断链监测传感器，该传感器包括专用传感器工装、断链监测装置，本发明中，刮板输送机、专用传感器工装、断链监测装置之间采用插装方式安装，方便、快捷，该断链监测装置直接插入专用传感器工装中，能实现双重保护，使该断链监测装置不易损坏，采用第一霍尔感应器、第二霍尔感应器分别来检测左侧链条、右侧链条，且第一霍尔感应器或第二霍尔感应器中第一永磁体、第二永磁体相对设置的端部极性相反，能形成完整的磁场分布，磁场强度高，导磁板能屏蔽上链条对磁场的干扰，保证平环和立环的有效识别，解决了现有技术中只能检测刮板的状态，精度低，可靠性差的技术瓶颈。

Description

矿用刮板输送机断链监测传感器

技术领域

本发明涉及矿用刮板输送机设备技术领域，特别涉及一种矿用刮板输送机断链监测传感器。

背景技术

刮板输送机是煤矿输送作业的重要设备，其能否可靠地运行直接关系到矿井的安全高效生产。刮板输送机工作时工作面起伏多变，在井下实际生产中煤量的大小随采煤工作面条件的变化而变化，这样就造成输送机的负载复杂多变。如果这种恶劣工况频繁和长期存在，则链条必然要承受巨大的反复交变的冲击载荷。在这种反复交变的冲击载荷的作用下，链条很容易产生低周疲劳、焊缝开裂，甚至导致断链事故。同时，链条使用一段时间后，随着链环节距不断增大，链条松弛，也会造成堆链、卡链，甚至发生断链事故，尤其是底链断链，处理事故需4-16h，占用工时长，严重影响工作面的开机率，而且处理事故劳动强度大。

申请号为200620012363.8的中国专利提出了监测方案，该方案要求的权利是在刮板上方安装与刮板平行的支架及安装在其上的接近开关。该方案存在的问题是刮板上方安装支架，直接阻碍了煤流通过，支架和接近开关直接受到煤块和矸石的冲击，容易造成毁坏。同时该方案只支持检测上链道刮板，不支持检测链条及下链道刮板机链条。

申请号为201110052986.3的中国专利提出了一种刮板输送机刮板的检测装置。该装置是在刮板输送机的左右槽帮安装永磁铁，中板内安装霍尔元件。该方案存在的问题是刮板输送机中部槽的左右槽帮及中板需要切割后重新改造，改造后检测装置形式固化，不能修改，中部槽整体强度受到较大影响，同时该方案只支持检测刮板。

申请号为201621402128.1的中国专利提出了一种刮板输送机断链监测装置。该装置是在开天窗中部槽插板上开凹槽，并在凹槽内安装霍尔传感器、永磁铁、导磁棒及信号处理板，外壳尼龙材质。该方案存在的问题是单磁铁本身磁场强度弱，容易受到周围铁材料的影响，导致插板装入中部槽开天窗后霍尔元件感受不到磁场的变化，从而失效。

发明内容

有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种能检测精度高、不易损坏、更换快速方便的矿用刮板输送机断链监测传感器。

一种矿用刮板输送机断链监测传感器，该传感器包括专用传感器工装、断链监测装置，专用传感器工装的左右两侧加工成凹槽，以将该专用传感器工装插装入刮板输送机的中部槽的插板中，所述凹槽沿专用传感器工装的长度方向延伸，所述凹槽贯穿前侧壁，所述凹槽不贯穿后侧壁，该专用传感器工装的前端端面为倒立T形，该专用传感器工装的后端端面为方形，在专用传感器工装的顶部端面中部位置设置有T型安装槽，T型安装槽相对专用传感器工装倾斜设置，T型安装槽的截面为倒T形，所述T型安装槽贯穿后侧壁，所述T型安装槽不贯穿前侧壁，在该专用传感器工装的顶部端面上设有第一定位孔，所述第一定位孔靠近T型安装槽后端端部左侧位置设置，在靠近T型安装槽后端端部的底壁上设有第二定位孔，断链监测装置包括不锈钢基体、第一霍尔感应器、第二霍尔感应器，所述不锈钢基体为截面成T形的扁长体，不锈钢基体的长度与T型安装槽的长度相应，不锈钢基体的截面形状与T型安装槽的截面形状相应，第一霍尔感应器、第二霍尔感应器相互间隔一定距离安装在不锈钢基体，在第一霍尔感应器、第二霍尔感应器相应位置的不锈钢基体上设有第一安装槽，所述第一霍尔感应器包括第一永磁体、第二永磁体、霍尔基座、霍尔元件、导磁板，第一永磁体、第二永磁体分别内置于第一霍尔感应器位置相应的第一安装槽的两端，第一永磁体、第二永磁体相对设置的端部极性相反，霍尔基座也内置于第一安装槽内，并放置于第一永磁体、第二永磁体的中间位置，所述霍尔基座为一个内设第二安装槽的不锈钢块，在第二安装槽固定安装有霍尔元件，第一安装槽的槽口盖合有导磁板，以将第一永磁体、第二永磁体、霍尔基座、霍尔元件封装于第一安装槽内，导磁板指向左侧链条的上链条设置，所述导磁板与不锈钢基体通过紧固螺栓固定连接，所述第二霍尔感应器与第一霍尔感应器具有相同的结构，并以相同的方式安装于不锈钢基体上，第一霍尔感应器、第二霍尔感应器之间的距离与刮板输送机左侧链条、右侧链条之间距离相等，第一霍尔感应器位于左侧链条的上行段链条、下行段链条之间，第一霍尔感应器的第一永磁体、第二永磁体位于下行段链条的两侧，以在下行段链条的两侧形成小范围、专用于下行段链条的闭合磁场，第二霍尔感应器位于右侧链条的上行段链条、下行段链条之间，第二霍尔感应器的第一永磁体、第二永磁体位于下行段链条的两侧，以在下行段链条的两侧形成小范围、专用于下行段链条的闭合磁场。

优选的，断链监测装置还包括电缆连接器，所述电缆连接器固定安装于不锈钢基体的端部，在不锈钢基体内设有走线槽，所述走线槽沿不锈钢基体长度方向设置，走线槽与第二安装槽连通，在走线槽内设有电源线，电源线将霍尔元件与电缆连接器连接，在走线槽内设有信号线，信号线将霍尔元件与信号处理器连接。

本发明中，刮板输送机、专用传感器工装、断链监测装置之间采用插装方式安装，方便、快捷，本发明中的断链监测装置中，将第一永磁体、第二永磁体、霍尔基座、霍尔元件全部集中放置在不锈钢基体中，该断链监测装置直接插入专用传感器工装中，这样的设计既能满足方便安装的要求，同时对该断链监测装置实现双重保护，使该断链监测装置不易损坏，采用第一霍尔感应器、第二霍尔感应器分别来检测左侧链条、右侧链条，且第一霍尔感应器或第二霍尔感应器中第一永磁体、第二永磁体相对设置的端部极性相反，能形成完整的磁场分布，磁场强度高，导磁板能屏蔽上链条对磁场的干扰，保证平环和立环的有效识别，解决了现有技术中只能检测刮板的状态，精度低，可靠性差的技术瓶颈。

附图说明

图1为所述专用传感器工装的俯视图。

图2为所述专用传感器工装的主视图。

图3为所述断链监测装置的俯视图。

图4为图3中所述断链监测装置沿A-A方向剖视图。

图5为图3中所述断链监测装置沿B-B方向剖视图。

图中：专用传感器工装10、凹槽11、T型安装槽12、第一定位孔13、第二定位孔14、断链监测装置20、不锈钢基体21、走线槽211、第一霍尔感应器22、第一永磁体221、第二永磁体222、霍尔基座223、霍尔元件224、导磁板225、第二霍尔感应器23、电缆连接器24、左侧链条80、右侧链条90。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1至图5，本发明实施例提供了一种矿用刮板输送机断链监测传感器，该传感器包括专用传感器工装10、断链监测装置20，专用传感器工装10的左右两侧加工成凹槽11，以将该专用传感器工装10插装入刮板输送机的中部槽的插板中，凹槽11沿专用传感器工装10的长度方向延伸，凹槽11贯穿前侧壁，凹槽11不贯穿后侧壁，该专用传感器工装10的前端端面为倒立T形，该专用传感器工装10的后端端面为方形，在专用传感器工装10的顶部端面中部位置设置有T型安装槽12，T型安装槽12相对专用传感器工装10倾斜设置，T型安装槽12的截面为倒T形，T型安装槽12贯穿后侧壁，T型安装槽12不贯穿前侧壁，在该专用传感器工装10的顶部端面上设有第一定位孔13，第一定位孔13靠近T型安装槽12后端端部左侧位置设置，在靠近T型安装槽12后端端部的底壁上设有第二定位孔14，断链监测装置20包括不锈钢基体21、第一霍尔感应器22、第二霍尔感应器23，不锈钢基体21为截面成T形的扁长体，不锈钢基体21的长度与T型安装槽12的长度相应，不锈钢基体21的截面形状与T型安装槽12的截面形状相应，第一霍尔感应器22、第二霍尔感应器23相互间隔一定距离安装在不锈钢基体21，在第一霍尔感应器22、第二霍尔感应器23相应位置的不锈钢基体21上设有第一安装槽，第一霍尔感应器22包括第一永磁体221、第二永磁体222、霍尔基座223、霍尔元件224、导磁板225，第一永磁体221、第二永磁体222分别内置于第一霍尔感应器22位置相应的第一安装槽的两端，第一永磁体221、第二永磁体222相对设置的端部极性相反，霍尔基座223也内置于第一安装槽内，并放置于第一永磁体221、第二永磁体222的中间位置，霍尔基座223为一个内设第二安装槽的不锈钢块，在第二安装槽固定安装有霍尔元件224，第一安装槽的槽口盖合有导磁板225，以将第一永磁体221、第二永磁体222、霍尔基座223、霍尔元件224封装于第一安装槽内，导磁板225指向左侧链条80的上链条设置，导磁板225与不锈钢基体21通过紧固螺栓固定连接，第二霍尔感应器23与第一霍尔感应器22具有相同的结构，并以相同的方式安装于不锈钢基体21上，第一霍尔感应器22、第二霍尔感应器23之间的距离与刮板输送机左侧链条80、右侧链条90之间距离相等，第一霍尔感应器22位于左侧链条80的上行段链条、下行段链条之间，第一霍尔感应器22的第一永磁体221、第二永磁体222位于下行段链条的两侧，以在下行段链条的两侧形成小范围、专用于下行段链条的闭合磁场，第二霍尔感应器23位于右侧链条90的上行段链条、下行段链条之间，第二霍尔感应器23的第一永磁体、第二永磁体位于下行段链条的两侧，以在下行段链条的两侧形成小范围、专用于下行段链条的闭合磁场。

本实施方式中的专用传感器工装10可根据需要直接插装入刮板输送机的中部槽的插板中，断链监测装置20根据需要再直接插装入专用传感器工装10中，不存在阻碍煤流通过的问题，也不需要对现用的矿用刮板输送机进行改造。

本实施方式中，通过第一定位孔13来固定专用传感器工装10在刮板输送机的中部槽的插板中的位置，通过第二定位孔14来固定断链监测装置20在专用传感器工装10中的位置，专用传感器工装10两侧凹槽11的设置实现该专用传感器工装10在刮板输送机的中部槽的插板中的快速插装定位，专用传感器工装10上设置的T形安装槽实现该断链监测装置20在专用传感器工装10中的快速插装定位，该专用传感器工装10对断链监测装置20实现有效防护，保证断链监测装置20能够准确的测量刮板输送机的链条数据。

霍尔元件224用于检测霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，当刮板经过第一霍尔感应器22、第二霍尔感应器23时，刮板引起的磁场变化，使得第一永磁体221、第二永磁体222之间的磁场变化，霍尔元件224输出一个电压信号。链条中的平环和立环相对引起的磁场变化太小，因此，霍尔元件224不能输出区分链条中的平环和立环的电压变化，也就不能识别链条中的平环和立环。

本实施方式中，刮板输送机左侧链条80、右侧链条90分别由第一霍尔感应器22、第二霍尔感应器23来检测，第一霍尔感应器22或第二霍尔感应器23中第一永磁体221、第二永磁体222相对设置的端部极性相反，在第一永磁体221、第二永磁体222之间便能形成完整的磁场分布，霍尔元件224设置在第一永磁体221、第二永磁体222之间的中心位置，在左侧链条80和右侧链条90正中下方的位置均形成了完整的磁场分布，与现有技术中的断链检测装置相比，磁场强度高，平环和立环由于位置、角度不同，相应的磁场变化强度不同，使得霍尔元件224能输出不同的电压信号，同一侧链条的上链条和下链条之间还设置导磁板225，导磁板225能屏蔽上链条对磁场的干扰，保证对下行段链条的平环和立环的有效识别，例如，前一个时间点，上链条正好是平环，下链条是立环，后一个时间点，上链条正好是立环，下链条是平环，这样，前后两个时间点，上链条和下链条的总和引起的磁场变化正好相同，导致霍尔元件224输出的电压信号一样，这种情况下，平环和立环便无法区别，正是基于上述设计，解决了现有技术中只能检测刮板，检测精度低，可靠性差的技术瓶颈，使得刮板输送机的断链识别的精度和可靠性提升了一个高度。

以下给出了一个具体的实施例中采用示波器检测到的一个霍尔元件224的电压输出值，根据示波器的输出结果，霍尔元件224输出的立环的电压值为3.0V、平环的电压值为2.7V、刮板的电压值为3.7V，而无物体经过时电压值为2.5V，说明该断链监测装置20能有效识别刮板、平环、立环。

个别断链的情况下，经过第一霍尔感应器22、第二霍尔感应器23的刮板数量依然是正常状态，常规的断链监测装置检测由于只能检测到刮板的状态，便不能检测到断链，因此，常规的断链监测装置精度低，可靠性差。本发明中断链监测装置20能识别平环和立环，这种情况下，经过第一霍尔感应器22、第二霍尔感应器23的平环和立环数量与正常情况下不一致，从而能效果判断出断链。

本实施方式中的断链监测装置20中的第一永磁体221、第二永磁体222、霍尔基座223、霍尔元件224全部集中放置在不锈钢基体21中，使整个断链监测装置20形成了一个整体，这种完全包络式的设计，能够有效保护断链监测装置20，而整体式设计，可直接将断链监测装置20插入专用传感器工装中，进一步避免受到煤块和矸石的冲击而损坏，还能方便断链监测装置20失效后的更换。

本发明中，刮板输送机、专用传感器工装10、断链监测装置20之间采用插装方式安装，方便、快捷，本发明中的断链监测装置20中，将第一永磁体221、第二永磁体222、霍尔基座223、霍尔元件224全部集中放置在不锈钢基体21中，该断链监测装置20直接插入专用传感器工装中，这样的设计既能满足方便安装的要求，同时对该断链监测装置20实现双重保护，使该断链监测装置20不易损坏，采用第一霍尔感应器22、第二霍尔感应器23分别来检测左侧链条80、右侧链条90，且第一霍尔感应器22或第二霍尔感应器23中第一永磁体221、第二永磁体222相对设置的端部极性相反，能形成完整的磁场分布，磁场强度高，导磁板225能屏蔽上链条对磁场的干扰，保证平环和立环的有效识别，解决了现有技术中只能检测刮板的状态，精度低，可靠性差的技术瓶颈。

参见图3，进一步，该断链监测装置20还包括电缆连接器24，电缆连接器24固定安装于不锈钢基体21的端部，在不锈钢基体21内设有走线槽211，走线槽211沿不锈钢基体21长度方向设置，走线槽211与第二安装槽连通，在走线槽211内设有电源线，电源线将霍尔元件224与电缆连接器24连接，在走线槽211内设有信号线，信号线将霍尔元件224与信号处理器连接。

本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (1)

1.一种矿用刮板输送机断链监测传感器，其特征在于：该传感器包括专用传感器工装、断链监测装置，专用传感器工装的左右两侧加工成凹槽，以将该专用传感器工装插装入刮板输送机的中部槽的插板中，所述凹槽沿专用传感器工装的长度方向延伸，所述凹槽贯穿前侧壁，所述凹槽不贯穿后侧壁，该专用传感器工装的前端端面为倒立T形，该专用传感器工装的后端端面为方形，在专用传感器工装的顶部端面中部位置设置有T型安装槽，T型安装槽相对专用传感器工装倾斜设置，T型安装槽的截面为倒T形，所述T型安装槽贯穿后侧壁，所述T型安装槽不贯穿前侧壁，在该专用传感器工装的顶部端面上设有第一定位孔，所述第一定位孔靠近T型安装槽后端端部左侧位置设置，在靠近T型安装槽后端端部的底壁上设有第二定位孔，断链监测装置包括不锈钢基体、第一霍尔感应器、第二霍尔感应器，所述不锈钢基体为截面成T形的扁长体，不锈钢基体的长度与T型安装槽的长度相应，不锈钢基体的截面形状与T型安装槽的截面形状相应，第一霍尔感应器、第二霍尔感应器相互间隔一定距离安装在不锈钢基体，在第一霍尔感应器、第二霍尔感应器相应位置的不锈钢基体上设有第一安装槽，所述第一霍尔感应器包括第一永磁体、第二永磁体、霍尔基座、霍尔元件、导磁板，第一永磁体、第二永磁体分别内置于第一霍尔感应器位置相应的第一安装槽的两端，第一永磁体、第二永磁体相对设置的端部极性相反，霍尔基座也内置于第一安装槽内，并放置于第一永磁体、第二永磁体的中间位置，所述霍尔基座为一个内设第二安装槽的不锈钢块，在第二安装槽固定安装有霍尔元件，第一安装槽的槽口盖合有导磁板，以将第一永磁体、第二永磁体、霍尔基座、霍尔元件封装于第一安装槽内，导磁板指向左侧链条的上链条设置，所述导磁板与不锈钢基体通过紧固螺栓固定连接，所述第二霍尔感应器与第一霍尔感应器具有相同的结构，并以相同的方式安装于不锈钢基体上，第一霍尔感应器、第二霍尔感应器之间的距离与刮板输送机左侧链条、右侧链条之间距离相等，第一霍尔感应器位于左侧链条的上行段链条、下行段链条之间，第一霍尔感应器的第一永磁体、第二永磁体位于下行段链条的两侧，以在下行段链条的两侧形成小范围、专用于下行段链条的闭合磁场，第二霍尔感应器位于右侧链条的上行段链条、下行段链条之间，第二霍尔感应器的第一永磁体、第二永磁体位于下行段链条的两侧，以在下行段链条的两侧形成小范围、专用于下行段链条的闭合磁场；断链监测装置还包括电缆连接器，所述电缆连接器固定安装于不锈钢基体的端部，在不锈钢基体内设有走线槽，所述走线槽沿不锈钢基体长度方向设置，走线槽与第二安装槽连通，在走线槽内设有信号线，信号线将霍尔元件与信号处理器连接。