CN113086560A - 一种万向防堆煤保护装置及堆煤保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种万向防堆煤保护装置及堆煤保护方法，所述的万向防堆煤保护装置包括电气检测器和万向推进杆，所述万向推进杆的固定端固定于电气检测器的底部，所述的电气检测器包括壳体，所述壳体内部设置有至少一个水银开关，所述的水银开关电性连接报警模块。本发明提供的万向防堆煤保护装置具有动作可靠、准确率高、故障率低和寿命长等优点，采用快装快拆式、现场故障检测适应不同场所的防堆煤保护，符合煤矿井下皮带运输的实际现场工况，特别适用于煤矿井下潮湿环境的皮带运输自动化生产线以及井下煤仓的堆煤保护。
Description
技术领域
本发明属于煤炭运输技术领域，涉及一种万向防堆煤保护装置及堆煤保护方法。
背景技术
带式输送机因其具有可连续工作、稳定性高、运量大等特点，从而在矿山开采中作为煤炭运输工具被广泛应用。当工作运距大于带式输送机的最大运距或在需要改变运输方向时，则需要将两条带式输送机在交汇位置上下搭接起来，上方的带式输送机将煤炭抛至下方的带式输送机上，以延长带式输送机的运距或满足运输方向的转变。而一旦位于下方的带式输送机由于故障或其他原因暂停运行，而上方的带式输送机依旧正常运行时，就会导致运输的煤炭在下方带式输送机接煤处堆积，如果不及时发现处置，输送机机头的煤越积越多，将会产生以下严重的后果，堆积的煤会封堵巷道，影响矿井正常通风，引起瓦斯积聚和瓦斯超限事故，堆积的煤使输送机的负荷增大，引起输送机打滑，容易造成磨断输送带、输送机火灾等事故，给煤矿生产造成重大经济损失。
堆煤保护装置是当输送机机头发生堆积煤时能够使输送机自动停机的装置。堆煤保护是胶带机四保护两装置之一，它的可靠性直接影响着胶带机的安全、高效运行。
目前煤矿井下皮带运输的堆煤保护大部份采用机械档杆触碰式机械电气触点实现堆煤保护，还有一部份采用电极实现检测实现堆煤保护，它的机械动作机构复杂，元件多而且全部为金属元件，还有电器接点也采用机械触碰接点，因为它的特殊工作环境，致使其长期处在潮湿环境中，时间一长金属机械机构就会生腐蚀生锈，弹簧老化等多种故障现象，当皮带发生堆煤时可能出现保护失灵，动作不准等现象时皮带就不能正常运输；还有当保护出现损坏必须更换时因其安装和接线全部采用金属螺栓安装，长时间的锈蚀更换保护相当费时费力，正还更换一个保护也最少需要1个小时左右的时间，为了先保证皮带运输任务就出现了“甩”保护现象。
CN207046321U公开了一种防堆煤保护结构，包括对射型光电传感器，对射型光电传感器包括用于发射光信号的发射器和用于接收光信号的接收器；其中，发射器和接收器分别设置在溜煤斗的相对两侧，以使由发射器发出的光信号在未被遮挡时经过溜煤斗的腔体后到达接收器；对射型光电传感器与用于向溜煤斗送煤的胶带机连接，以在接收器未收到发射器发出的光信号时使胶带机停止向溜煤斗内送煤。
CN207551238U公开了一种带式输送机堆煤保护装置，通过悬挂装置将中托辊及边托辊悬挂在托辊支架上，该悬挂装置包括两端分别与所述托辊支架及弹性装置相连的挂钩和另一端与所述边托辊相连弹性装置，该带式输送机堆煤保护装置还包括压力监测装置及通过导线与之电连接的控制器，压力监测装置安装在所述中托辊的下方机架上。当皮带上方堆积煤炭时，弹性装置被拉伸，中托辊下降至压力监测装置上，压力监测装置根据所受压力大小判断堆煤量多少，并及时发出报警信号。
CN203753872U公开了一种堆煤保护装置。其包括固定外框、传感器固定架、传感器、传动机构、连接杆和堆煤触导杆，传感器设置有行程开关，通过传感器固定架固设于固定外框上方；连接杆架设在固定外框上，两端通过轴承与固定外框连接，以使连接杆能绕其轴向转动；传动机构包括传动板和传感器触杆，传动板固定于连接杆上，以使传动板相对两端能随连接杆的转动而绕连接杆转动；传感器触杆设置于传动板一端的上方，与传动板成一角度，以使传感器触杆能在传动板的作用下触发行程开关；堆煤触导杆上端连接传动板远离传感器触杆的一端，并与传动板成一角度。
煤矿井下普遍存在潮湿，空间狭小，工况环境恶劣，还有煤矿井下现有的带式输送机防堆煤保护装置机构构成复杂、安装和检测繁琐、检测灵敏度低、时有发生误动作或动作不可靠，检修和更换费时费力，而为了保证皮带运输任务的需要，就出现不能及时维护、维修的“甩”保护和保护“带病”使用的现象，从而给皮带运输埋下了安全隐患。
所以如何通过科技手段制造出符合煤矿井下皮带运输的实际现场工况、装拆便捷、使用寿命长等特点的新型跑偏的创新产品，从而避免由此引发的皮带运输安全事故成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种万向防堆煤保护装置及堆煤保护方法，本发明提供的万向防堆煤保护装置具有动作可靠、准确率高、故障率低和寿命长等优点，采用快装快拆式、现场故障检测适应不同场所的防堆煤保护，符合煤矿井下皮带运输的实际现场工况，特别适用于煤矿井下潮湿环境的皮带运输自动化生产线以及井下煤仓的堆煤保护。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种万向防堆煤保护装置，所述的万向防堆煤保护装置包括电气检测器和万向推进杆，所述万向推进杆的固定端固定于电气检测器的底部，所述的电气检测器包括壳体，所述壳体内部设置有至少一个水银开关，所述的水银开关电性连接报警模块，所述的万向防堆煤保护装置悬挂于煤流上方，所述的万向推进杆的底端与煤流之间的距离为煤流安全高度，煤流超出安全高度后触碰并推动万向推进杆，使得水银开关倾斜并连通报警模块。
本发明提供的万向防堆煤保护装置采用快拆快装的安装方式取代了传统的安装方案，现场安装更省时便捷，使用场景更加自由，更换时间可以短至“秒”级，提高了检修效率，保证了煤矿井下带式输送机的安全运输。此外，本发明提供的万向防堆煤保护装置采用机械动态检测方式取代了传统的电子检测方式，检测更可靠、安全和使用寿命长。在装置使用过程中，当皮带或煤仓口的上端堆煤高度达到安全警戒高度时，随着煤流推动万向推进杆倾斜，此时倾斜的万向推进杆致使电气检测器内的水银开关倾斜，倾斜的水银相当于电器接点接通，从而向报警模块发出堆煤报警信号。
综上，本发明提供的万向防堆煤保护装置具有动作可靠、准确率高、故障率低和寿命长等优点，采用快装快拆式、现场故障检测适应不同场所的防堆煤保护，符合煤矿井下皮带运输的实际现场工况，特别适用于煤矿井下潮湿环境的皮带运输自动化生产线以及井下煤仓的堆煤保护。
需要说明的是，本发明提供的水银开关的结构及工作方式为本领域技术人员所公知，水银开关，又称倾侧开关，是电路开关的一种，利用水银具有良好的导电性和流动性这一特点对电气回路进行开、关控制，主要由玻璃管、水银、固定电极、引线等组成，由于管内水银的表面张力和比重很大，且富于流动性，因此，只要玻璃管稍有倾斜，水银的位置马上改变，并以面接触的方式与电极相接触，从而实现开关动作。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的万向推进杆包括主杆，所述的主杆底端沿周向设置有至少两个推片。
优选地，所述的主杆底端沿周向等距设置有三个推片。
本发明中，三片周向布置的推片可以从多角度捕捉煤流并增大煤流的流动阻力，使得煤流推动推片发生垂直偏移，从而确保电气检测器内的任意一个方向的水银开关倾斜并接通。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的壳体由相对扣合的上壳体和下壳体组成。
优选地，所述的上壳体和下壳体的对接处设置有胶圈。
优选地，所述的上壳体和下壳体通过开口处的螺纹旋合扣紧。
在本发明中，通过胶圈和螺纹接口扣紧旋合，使得壳体完全密封，保护壳体内的电器元件不受潮湿环境影响，正常可靠动作。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的壳体内还设置有线路板，所述的线路板上设置有排线插座和中间继电器，各个水银开关分别独立地电性接入所述的排线插座，所述中间继电器的线圈通过导线引出并接入排线插座，所述的水银开关通过排线插座电性连接中间继电器的电磁线圈；所述中间继电器的接点电性连接所述的报警模块，所述的水银开关通过中间继电器控制报警模块；
作为本发明一种优选的技术方案，所述的中间继电器与报警模块分别电性连接供电模块，通过所述的供电模块对中间继电器和报警模块进行供电，所述的供电模块与万向防堆煤保护装置分体布置。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的上壳体的顶部设置有插拔接头，所述的插拔接头用于实现万向防堆煤保护装置与供电模块之间的快速插拔，所述的插拔接头电性连接所述的中间继电器和报警模块，所述的中间继电器和报警模块通过插拔接头接入供电模块。
在本发明中，供电模块的电气连接线通过插拔接头与电气检测器内部的电气元件连通并供电，在安装或拆卸时只需要拔出插拔接头而无需现场松紧螺丝，从而缩短防堆煤保护装置的安装和拆卸时间，真正体现了煤矿井下特殊潮湿环境中自动化生产线中所要求的“哪里出现问题哪里快速更换”以及“一机适应多种场所的优势”，真正达到现场“只换不修”、“秒极更换”和“一机多能”的原则并真正实现“用科技保安全、用创新提效率”，不但提高了皮带运输的效率，也更提升了煤矿井下皮带输送机的安全性。
需要特别强调的是，本发明所述的供电模块并不属于万向防堆煤保护装置，供电模块并不在本发明的保护范围和公开范围之内，本发明圈定的保护范围只是不包括供电模块的防堆煤保护装置，本发明的发明点之一也是可以实现防堆煤保护装置与供电模块之间的快速安装拆卸，在生产现场，煤炭运输产线中可以布置多个供电模块，本发明提供的防堆煤保护装置通过插拔接头在各个供电模块之间快速切换。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的报警模块为嵌入所述壳体上的指示灯。
在本发明中，通过调整中间继电器常开和常闭的连接方式，电气检测器壳体上的指示灯可以随时为现场检测人员检测该装置的好与坏，当出时故障时指示灯不亮，正常运行时指示灯常亮。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的万向防堆煤保护装置通过吊绳悬挂于煤流上方，所述的吊绳两端分别固定于所述壳体顶面两端。
优选地，所述的壳体顶面外缘处对称设置有两个吊环，所述的吊绳两端分别固定于两个吊环上。
优选地，所述的吊绳两端固定后形成对折，并将对折后的吊绳穿过卡扣。
优选地，所述的吊绳为不锈钢包塑钢丝绳。
在本发明中，通过不锈钢包塑钢丝绳将万向防堆煤保护装置悬挂到需要检测堆煤高度的皮带上方或煤仓口上端的任意位置和任意高度，此装置安装更换方式简单快捷，特别适合煤炭运输生产线的煤堆高度检测。
第二方面，本发明提供了一种采用第一方面所述的万向防堆煤保护装置进行的堆煤保护方法，所述的堆煤保护方法包括：
所述的万向防堆煤保护装置悬挂于煤流上方，万向推进杆的底端与煤流之间的距离为煤流安全高度，当煤流超出安全高度后触碰并推动万向推进杆，使得水银开关倾斜并连通报警模块，发出报警信号。
第三方面，本发明提供了一种第一方面所述的万向防堆煤保护装置的应用，所述的万向防堆煤保护装置用于煤矿井下皮带运输自动化生产线或井下煤仓。
本发明整体采用防潮防尘式结构，特别适应煤矿井下潮湿环境，具有使用寿命长、检测准确、动作可靠、现场免维护和价格合理等优势，具备极高的推广前景和应用价值。
所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的万向防堆煤保护装置采用快拆快装的安装方式取代了传统的安装方案，现场安装更省时便捷，使用场景更加自由，更换时间可以短至“秒”级，提高了检修效率，保证了煤矿井下带式输送机的安全运输。此外，本发明提供的万向防堆煤保护装置采用机械动态检测方式取代了传统的电子检测方式，检测更可靠、安全和使用寿命长。在装置使用过程中，当皮带或煤仓口的上端堆煤高度达到安全警戒高度时，随着煤流推动万向推进杆倾斜，此时倾斜的万向推进杆致使电气检测器内的水银开关倾斜，倾斜的水银相当于电器接点接通，从而向报警模块发出堆煤报警信号。
(2)本发明提供的万向防堆煤保护装置具有动作可靠、准确率高、故障率低和寿命长等优点，采用快装快拆式、现场故障检测适应不同场所的防堆煤保护，符合煤矿井下皮带运输的实际现场工况，特别适用于煤矿井下潮湿环境的皮带运输自动化生产线以及井下煤仓的堆煤保护。
附图说明
图1为本发明一个具体实施方式提供的万向防堆煤保护装置的结构示意图；
图2为本发明一个具体实施方式提供的线路板的俯视结构示意图；
图3为本发明一个具体实施方式提供的线路板的仰视结构示意图；
图4为本发明一个具体实施方式提供的万向防堆煤保护装置的立体结构示意图。
其中，1-吊绳；2-卡扣；3-吊环；4-上壳体；5-下壳体；6-主杆；7-推片；8-插拔接头；9-指示灯；10-胶圈；11-线路板；12-水银开关；13-中间继电器；14-排线插座。
具体实施方式
需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在一个具体实施方式中，本发明提供了一种万向防堆煤保护装置，所述的万向防堆煤保护装置如图1和图4所示，包括电气检测器和万向推进杆，万向推进杆的固定端固定于电气检测器的底部，电气检测器包括壳体，壳体由相对扣合的上壳体4和下壳体5组成。
上壳体4和下壳体5的对接处设置有胶圈10，上壳体4和下壳体5通过开口处的螺纹旋合扣紧，通过胶圈10和螺纹接口扣紧旋合，使得壳体完全密封，保护壳体内的电器元件不受潮湿环境影响，正常可靠动作。
壳体内部设置有至少一个水银开关12(如图2所示)，水银开关12电性连接报警模块，可选地，报警模块为嵌入壳体上的指示灯9。在装置使用过程中，当皮带或煤仓口的上端堆煤高度达到安全警戒高度时，随着煤流推动万向推进杆倾斜，此时倾斜的万向推进杆致使电气检测器内的水银开关12倾斜，倾斜的水银相当于电器接点接通，从而向报警模块发出堆煤报警信号。
万向推进杆包括主杆6，主杆6底端沿周向设置有至少两个推片7；更进一步地，主杆6底端沿周向等距设置有三个推片7，三片周向布置的推片7可以从多角度捕捉煤流并增大煤流的流动阻力，使得煤流推动推片7发生垂直偏移，从而确保电气检测器内的任意一个方向的水银开关12倾斜并接通。
壳体内还设置有线路板11，如图2和图3所示，线路板11上设置有排线插座14和中间继电器13(如图3所示)，各个水银开关12分别独立地电性接入排线插座14，中间继电器13的线圈通过导线引出并接入排线插座14，水银开关12通过排线插座14电性连接中间继电器13的电磁线圈；中间继电器13的接点电性连接报警模块，水银开关12通过中间继电器13控制报警模块。中间继电器13与报警模块分别电性连接供电模块，通过供电模块对中间继电器13和报警模块进行供电，供电模块与万向防堆煤保护装置分体布置。上壳体4的顶部设置有插拔接头8，插拔接头8用于实现万向防堆煤保护装置与供电模块之间的快速插拔。
插拔接头8电性连接中间继电器13和报警模块，中间继电器13和报警模块通过插拔接头8接入供电模块。供电模块的电气连接线通过插拔接头8与电气检测器内部的电气元件连通并供电，在安装或拆卸时只需要拔出插拔接头8而无需现场松紧螺丝，采用快拆快装的安装方式取代了传统的安装方案，现场安装更省时便捷，使用场景更加自由，更换时间可以短至“秒”级，提高了检修效率，保证了煤矿井下带式输送机的安全运输。
万向防堆煤保护装置通过吊绳1悬挂于煤流上方，可选地，吊绳1为不锈钢包塑钢丝绳。吊绳1两端分别固定于壳体顶面两端。具体地，壳体顶面外缘处对称设置有两个吊环3，吊绳1两端分别固定于两个吊环3上。更进一步地，吊绳1两端固定后形成对折，并将对折后的吊绳1穿过卡扣2。通过不锈钢包塑钢丝绳将万向防堆煤保护装置悬挂到需要检测堆煤高度的皮带上方或煤仓口上端的任意位置和任意高度，此装置安装更换方式简单快捷，特别适合煤炭运输生产线的煤堆高度检测。
在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种采用上述具体实施方式提供的万向防堆煤保护装置进行的堆煤保护方法，所述的堆煤保护方法包括：
万向防堆煤保护装置悬挂于煤流上方，万向推进杆的底端与煤流之间的距离为煤流安全高度，当煤流超出安全高度后触碰并推动万向推进杆，使得水银开关12倾斜并连通报警模块，发出报警信号。
本发明整体采用防潮防尘式结构，特别适应煤矿井下潮湿环境，具有使用寿命长、检测准确、动作可靠、现场免维护和价格合理等优势，具备极高的推广前景和应用价值。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种万向防堆煤保护装置，其特征在于，所述的万向防堆煤保护装置包括电气检测器和万向推进杆，所述万向推进杆的固定端固定于电气检测器的底部，所述的电气检测器包括壳体，所述壳体内部设置有至少一个水银开关，所述的水银开关电性连接报警模块，所述的万向防堆煤保护装置悬挂于煤流上方，所述的万向推进杆的底端与煤流之间的距离为煤流安全高度，煤流超出安全高度后触碰并推动万向推进杆，使得水银开关倾斜并连通报警模块。
2.根据权利要求1所述的万向防堆煤保护装置，其特征在于，所述的万向推进杆包括主杆，所述的主杆底端沿周向设置有至少两个推片；
优选地，所述的主杆底端沿周向等距设置有三个推片。
3.根据权利要求1或2所述的万向防堆煤保护装置，其特征在于，所述的壳体由相对扣合的上壳体和下壳体组成；
优选地，所述的上壳体和下壳体的对接处设置有胶圈；
优选地，所述的上壳体和下壳体通过开口处的螺纹旋合扣紧。
4.根据权利要求1-3任一项所述的万向防堆煤保护装置，其特征在于，所述的壳体内还设置有线路板，所述的线路板上设置有排线插座和中间继电器，各个水银开关分别独立地电性接入所述的排线插座，所述中间继电器的线圈通过导线引出并接入排线插座，所述的水银开关通过排线插座电性连接中间继电器的电磁线圈；所述中间继电器的接点电性连接所述的报警模块，所述的水银开关通过中间继电器控制报警模块。
5.根据权利要求4所述的万向防堆煤保护装置，其特征在于，所述的中间继电器与报警模块分别电性连接供电模块，通过所述的供电模块对中间继电器和报警模块进行供电，所述的供电模块与万向防堆煤保护装置分体布置。
6.根据权利要求3-5任一项所述的万向防堆煤保护装置，其特征在于，所述的上壳体的顶部设置有插拔接头，所述的插拔接头用于实现万向防堆煤保护装置与供电模块之间的快速插拔，所述的插拔接头电性连接所述的中间继电器和报警模块，所述的中间继电器和报警模块通过插拔接头接入供电模块。
7.根据权利要求1-6任一项所述的万向防堆煤保护装置，其特征在于，所述的报警模块为嵌入所述壳体上的指示灯。
8.根据权利要求1-7任一项所述的万向防堆煤保护装置，其特征在于，所述的万向防堆煤保护装置通过吊绳悬挂于煤流上方，所述的吊绳两端分别固定于所述壳体顶面两端；
优选地，所述的壳体顶面外缘处对称设置有两个吊环，所述的吊绳两端分别固定于两个吊环上；
优选地，所述的吊绳两端固定后形成对折，并将对折后的吊绳穿过卡扣；
优选地，所述的吊绳为不锈钢包塑钢丝绳。
9.一种采用权利要求1-8任一项所述的万向防堆煤保护装置进行的堆煤保护方法，其特征在于，所述的堆煤保护方法包括：
所述的万向防堆煤保护装置悬挂于煤流上方，万向推进杆的底端与煤流之间的距离为煤流安全高度，当煤流超出安全高度后触碰并推动万向推进杆，使得水银开关倾斜并连通报警模块，发出报警信号。
10.一种权利要求1-8任一项所述的万向防堆煤保护装置的应用，其特征在于，所述的万向防堆煤保护装置用于煤矿井下皮带运输自动化生产线或井下煤仓。
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