CN113752391A - 一种无尘上料搅拌喷浆一体机及其控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无尘上料搅拌喷浆一体机及其控制系统，属于自动化喷浆控除尘领域。一体机包括封闭式喷浆机和上料输送机；工人在上料口上料时抛洒产生的粉尘和喷浆机结合缝隙处喷洒出的粉尘被封闭在罩壳内，经气动引射抽尘器抽尘后再经排尘管排放到喷浆管中，排放的粉尘与喷浆机喷射的浆料流过三通逆止阀后在喷浆管中混合，最后由喷枪喷射到岩、巷道壁上。上料电机和搅拌电机的联动保护控制系统，可防止电机堵转升温和浆料卡阻，杜绝了安全隐患，提高了无尘化上料搅拌喷浆一体机的工作性能，减轻了工人的劳动强度、提高了喷浆的工作效率，改善了工人的工作环境，使得矿井、隧道喷浆自动化作业得到保障。
Description
技术领域
本发明属于自动化喷浆控除尘领域，涉及一种无尘上料搅拌喷浆一体机及其控制系统。
背景技术
目前，在矿山、水电及隧道施工过程中，利用混凝土喷浆机进行的初喷、复喷及补喷等喷浆支护，是遂、巷道支护中的关键工序和重要的安全保障技术措施。而喷浆之前需要对水泥、河沙、石子进行搅拌混合后依靠压缩气体进行喷射输送到喷浆头。通常搅拌和喷射是一体的简称为喷浆机，工人要把物料抬高投入搅拌桶中，在投入的过程中导致物料抛洒飞扬，搅拌时物料也会飞洒，压缩气体挤压物料也会使细小粉末从喷射腔室与搅拌腔室的缝隙间溢出，这几个地方产生的粉尘弥漫到工作面会对工作人员的身体健康造成很大影响，并且会影响工人的操作视线，带来安全隐患。本发明利用刮板上料输送机将上料口下移，降低了劳动强度，并解决粉尘上料时高处抛洒的问题；上料装置整个输送段全封闭，喷浆机的搅拌腔与喷射腔用罩壳完全封闭，刮板上料输送机与喷浆机投料口采用抗静电阻燃软性材料连接并完全封闭；上料装置投料口处安装抽吸粉尘防护罩，喷浆机封闭罩壳在搅拌腔和喷射腔结合处设有抽尘口，利用空气引射抽尘器将两处的粉尘排到后面的喷浆管中，实现上料、搅拌、喷射一体全封闭达到无尘化。为防止出现上料与搅拌喷射在封闭状态下无法协调同步运行的状况出现，例如上料过多导致搅拌桶满溢而从外观上无法察觉，亦或者上料时料块太大导致刮板链条卡住，这些情况会导致搅拌或输送电机堵转，引起电机升温，这在井下使用是很危险的。因此必须有相应的自动联动保护装置，解决联动同步难题并杜绝安全隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无尘上料搅拌喷浆一体机及其控制系统。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种无尘上料搅拌喷浆一体机，包括封闭式喷浆机和上料输送机；
上料输送机的落料口与封闭式喷浆机通过软性密闭材料连接；
上料输送机包括依次连接的封闭式上料装置和上料口；
所述封闭式上料装置通过上料电机控制；
所述上料口设置有上料口抽尘罩；
所述上料口抽尘罩通过上料口抽尘管和气动引射抽尘器连接；
所述气动引射抽尘器的两个抽尘点为喷浆机罩壳抽尘口和上料口抽尘罩；
所述气动引射抽尘器通过排尘管与三通逆止阀的一端连接；所述三通逆止阀的另外两端分别与喷浆口和喷枪连接；
所述封闭式喷浆机通过联动保护控制主机控制搅拌电机；
工人在上料口上料时抛洒产生的粉尘和喷浆机结合缝隙处喷洒出的粉尘，经气动引射抽尘器抽尘后再经排尘管排放到喷浆管中，排放的粉尘与喷浆机喷射的浆料经三通逆止阀后在喷浆管中混合，最后由喷枪喷射到岩、巷道壁上。
可选的，所述上料口抽尘罩为弧形。
基于所述无尘上料搅拌喷浆一体机的控制系统，所述控制系统还包括电流互感器一、电流互感器二、接触器一和接触器二；
所述联动保护控制主机分别与电流互感器一和电流互感器二信号连接；
所述电流互感器一与搅拌电机信号连接；
所述电流互感器二与上料电机信号连接；
为使上料和搅拌喷浆节奏能协调一致，电流互感器一监测搅拌电机的瞬时电流值，接触器一控制接通或切断搅拌电机电源；
如果电流互感器一监测到的搅拌电机的电流瞬时数值超过设定值，那么联动保护控制主机通过接触器二切断上料电机的电源，停止输送上料；待搅拌电机的电流回落到设定值以下，再控制接通上料电机的电源；
如果搅拌电机的电流监测值超过一定时间未回落到设定值以下，或者一定时间内搅拌电机的电流持续升高达到额定值的一定倍数，造成电机堵转，联动保护控制主机将同时切断搅拌电机和上料电机的电源，并发出声光报警，显示屏显示搅拌电机故障，直至人工清除故障后才能手动重启。
可选的，所述设定值大于额定电流，默认为1.5倍额定电流值(可通过人机交互界面调值)。
可选的，所述一定时间默认为5分钟(可通过人机交互界面调值)。
可选的，所述一定倍数为默认为2倍(可通过人机交互界面调值)。。
本发明的有益效果在于：本发明增设了上料和搅拌联动保护控制系统，将监测搅拌电机、上料电机电流变动作为参照，一旦出现搅拌电机电流超标，系统自动切断上料电机电源、停止上料，待搅拌电机运行一段时间电流降下来后，再自动开启上料电机；如果大块物料卡阻输送链条，上料电机功率增加，堵转后温度升高，控制系统控制关停上料电机并报警，5分钟内无人操作将自动关停搅拌电机。上料和搅拌喷浆的无尘一体化设计从尘源上封闭粉尘的外溢，集中产尘点的抽尘处理防止粉尘的二次污染和堆积，上料电机和搅拌电机的联动保护控制，解决了上料和搅拌喷浆运行的同步问题、杜绝了安全隐患，提高了无尘化上料搅拌喷浆一体机的工作性能，实现了自动化运行，减轻了工人的劳动强度、提高了喷浆的工作效率，改善了工人的工作环境，矿井、隧道喷浆自动化作业得到保障。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为无尘上料搅拌喷浆一体机结构图；
图2为无尘上料搅拌喷浆一体机控制系统图。
附图标记：1-联动保护控制主机；2-搅拌电机；3-封闭式喷浆机；4-软性密闭材料；5-封闭式上料装置；6-上料电机；7-上料口抽尘管；8-上料口抽尘罩；9-上料口；10-气动引射抽尘器；11-排尘管；12-喷浆机罩壳抽尘口；13-喷浆口；14-喷浆管；15-三通逆止阀；16-喷枪；21-电流互感器一；22-电流互感器二；23-接触器一；24-接触器二。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1～图2，为无尘上料搅拌喷浆一体机及其控制系统。机构系统组成：联动保护控制主机1、搅拌电机2、封闭式喷浆机3、软性密闭材料4、封闭式上料装置5、上料电机6、上料口抽尘管7、上料口抽尘罩8、上料口9、气动引射抽尘器10、排尘管11、喷浆机罩壳抽尘口12、喷浆口13、喷浆管14、三通逆止阀15、喷枪16、电流互感器一21、电流互感器二22、接触器一23和接触器二24。
工作原理：本系统将常用的矿用喷浆机与定制的上料输送机组合，将上料输送带部分封闭、喷浆机外装封闭罩壳，输送机落料口和喷浆机搅拌桶口用软性密闭材料4连接，同时在上料口和喷浆机罩壳处设置弧形的上料口抽尘罩8、喷浆机罩壳抽尘口12两个抽尘点，防止粉尘外溢和堆积组成无尘上料搅拌喷浆一体机。工人在上料口9上料时抛洒产生的粉尘和喷浆机结合缝隙处喷洒出的粉尘被封闭在罩壳内，经气动引射抽尘器10抽尘后再经排尘管排放到喷浆管14中，排放的粉尘与喷浆机喷射的浆料流过三通逆止阀15后在喷浆管中混合，最后由喷枪16喷射到岩、巷道壁上。
为使上料和搅拌喷浆节奏能协调运行一致，增设上料和搅拌电机联动保护系统，联动保护控制主机1中设有电流互感器一、电流互感器二、接触器一和接触器二，电流互感器一监测搅拌电机的瞬时电流值，接触器一可控制接通或切断搅拌电机电源。
如果电流互感器一监测到的搅拌电机的电流瞬时数值超过设定值(一般比额定电流要大)，联动保护控制主机会通过接触器二切断上料电机6的电源停止输送上料，待搅拌电机2的电流回落到正常值方能控制接通上料电机6的电源。
恶劣情况下：搅拌电机的电流监测值超过5min(可设定)未回落，或者短时间内搅拌电机电流持续升高达到两倍(可设定)额定值以上，抑或造成电机堵转电流迅速增加，联动保护控制主机将切断搅拌电机电源，并发出声光报警，直至人工清除故障后才能手动重启。
另一种情况：料块板结成大团或者持续上料太多造成输送带链条卡阻从而导致上料电机超功运转、堵转等，联动保护控制主机通过监测上料电机的电流值，超过设定值(可人机交互设定)将立即控制接触器切断上料机电源，搅拌电机仍继续运行5min(可设定)后，控制关闭搅拌电机电源，并发出声光报警，待人工清障后手动启动，系统重新运行。
本发明采用了上料输送机将喷浆上料口位置下移，减少了劳动强度避免了高处上料的粉尘飞扬；将输送带部分和搅拌喷浆腔体用罩壳封闭起来，避免输送和搅拌喷射时抖落或喷射出粉尘；上料口设置弧形抽尘罩、喷浆机封闭罩在搅拌腔和喷射腔结合处设置抽尘口，将上料抛洒的粉尘和搅拌喷射时从缝隙中挤压喷射出的粉尘及时抽走，防止粉尘外溢和堆积在罩壳内；采用空气抽尘器负压抽吸粉尘，抽走的粉尘无需处理直接正压排入喷浆管中，正压排进来的粉尘为浆料输送增加了动力，同时抽吸排出的粉尘大多是水泥尘，混入浆料中可二次回收利用且保证了浆料强度；喷浆管中安装三通逆止阀将喷浆机喷射浆料和抽尘器排出粉尘混合到同一管路中，同时防止浆料逆流；增设搅拌电机和上料电机联动保护控制系统，提高了无尘上料搅拌喷浆一体机的工作协调性和安全性，避免上料和喷浆工作不协调导致的电机堵转产生的电机升温等安全隐患。整个一体机和联动保护控制系统提高了劳动效率、降低劳动强度、改善了锚喷工作面的工作环境。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种无尘上料搅拌喷浆一体机，其特征在于：包括封闭式喷浆机和上料输送机；
上料输送机的落料口与封闭式喷浆机通过软性密闭材料连接；
上料输送机包括依次连接的封闭式上料输送装置和上料口；
所述封闭式上料输送装置通过上料电机控制；
所述上料口设置有上料口抽尘罩；
所述上料口抽尘罩通过上料口抽尘管和气动引射抽尘器连接；
所述气动引射抽尘器的两个抽尘点为喷浆机罩壳抽尘口和上料口抽尘罩；
所述气动引射抽尘器通过排尘管与三通逆止阀的一端连接；所述三通逆止阀的另外两端分别与喷浆管和喷枪连接；
所述封闭式喷浆机通过联动保护控制主机控制搅拌电机；
工人在上料口上料时抛洒产生的粉尘和喷浆机结合缝隙处喷洒出的粉尘被封闭在罩壳内，经气动引射抽尘器抽尘后再经排尘管排放到喷浆管中，排放的粉尘与喷浆机喷射的浆料流过三通逆止阀后在喷浆管中混合，最后由喷枪喷射到岩、巷道壁上。
2.根据权利要求1所述的一种无尘上料搅拌喷浆一体机，其特征在于：所述上料口抽尘罩为弧形。
3.基于权利要求1～2中任一项所述无尘上料搅拌喷浆一体机的控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括电流互感器一、电流互感器二、接触器一和接触器二；
所述联动保护控制主机分别与电流互感器一和电流互感器二信号连接；
所述电流互感器一与搅拌电机信号连接；
所述电流互感器二与上料电机信号连接；
为使上料和搅拌喷浆节奏能协调一致，电流互感器一监测搅拌电机的瞬时电流值，接触器一控制接通或切断搅拌电机电源；
如果电流互感器一监测到的搅拌电机的电流瞬时数值超过设定值，那么联动保护控制主机通过接触器二切断上料电机的电源，停止输送上料；待搅拌电机的电流回落到设定值以下，控制接通上料电机的电源；
如果搅拌电机的电流监测值超过一定时间未回落到设定值以下，或者一定时间内搅拌电机的电流持续升高达到额定值的一定倍数，造成电机堵转，联动保护控制主机将同时切断搅拌电机和上料电机的电源，并发出声光报警，显示屏显示搅拌电机故障；直至人工清除故障后才能手动重启。
4.根据权利要求3所述的一种无尘上料搅拌喷浆一体机，其特征在于：所述设定值大于额定电流，为1.5倍额定电流值。
5.根据权利要求3所述的一种无尘上料搅拌喷浆一体机，其特征在于：所述一定时间为5分钟。
6.根据权利要求3所述的一种无尘上料搅拌喷浆一体机，其特征在于：所述一定倍数为2倍。
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