CN1148562C - 持续监视传送带接合部的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种对由橡胶或类橡胶型塑料制成的，尤其是备有镶嵌的加强筋(2)的传送带(1)的接合部连续进行监视的装置。根据一有益的设计，就接合部区段(6)而言，本发明的装置由下述器件构成：4个测量标记(25、26、27、28)、2个地址(29、30)以及4个探头(A、B、C、D)，其中探头设置在传送带的承载侧(4)的上方。另外还介绍了该装置的其它方案。
Description
技术领域
本发明涉及一种连续监视由橡胶或类橡胶型塑料所制传送带的接合部的装置，所述传送带尤其具有嵌入的加强筋(钢丝型传送带、帘子布型传送带)。
背景技术
在公开说明书DE-A-3131963中对一种输送设备的和导轮的监视系统做了描述，确切地说，对诸如转速、转矩、轴承负荷、温度、传送带弛度、传送带张力、传送带磨损和传送带回转时的挠曲斜向等机械参数进行测量值检定。另外在专利说明书DE-C-19525326中介绍了一种用于对传送带进行监视的方法和装置，确切地说，采用了转发器。最后在US-A-4020945中记载了一种用于持续监视传送带的接合部的装置，其中在接合部区段的始端和末端将作为测量标记的磁区嵌入传送带的材料内。由一测量标记检测系统对所述测量标记的通过进行检定并由此既测量出传送带的速度，又测量出接合部区段的长度。
传送带接合部通常被认为是传送带设备中的区段，应对其功能和疲劳强度给予特别关注。这是由于，在此区段内拉力由承力载体传递到接合部橡胶材料内，并且再传递到后续传送带的承力载体上。拉力传递时，传送带拉力既以切应力对橡胶加载，又对橡胶与承力载体间的粘着加载。另外，还须考虑到，在接合部和过渡段内应力分布是不均匀的，因而总是存在一些经过相应的长期使用后会出现坏损的范围。
由于传送带接合部的坏损是很大的潜在的危险和相当大的经济风险，所以必须避免此类事件的发生。因而传送带设备的经营者越来越要求配备对传送带接合部的监视装置，该装置可以及时通告开始的损坏并且在接合部断裂前采取维修措施。
除了定期进行用肉眼判定外部损坏的直观检查外，还对整个接合部长度或个别的诸如在多级钢丝型传送带接合部的偏转区和所谓的接头等关键的接合部区段进行持续的自动监视。其中的考虑是，在正常工作时(非极端过载的情况下)整个接合部不会一下子完全失效，而失效是从接合部的个别范围开始的。同时剩余的完好的区段将承受较大的负荷，该负荷将导致较大的延伸并因而导致被加载的接合部的长度的加大。
在传送带特定的点检定出的接合部长度或基准段必须与额定值和极限值进行比较，当超过额定值或极限值时将发出报警信号或使设备停机。
当然必须通过修正计算消除诸如不同的装载状况、不同的测量点和温度变化等因素的干扰影响。必须自动持续地以高精度和可靠性对长度进行测定，这意味着将对采用的测量值的生成—和采集系统提出严格的要求。由于现场的与矿山恶劣的条件相符的环境条件，因而加重了此点的困难程度。同时这也适用于要同样满足与诸如褐煤露天矿或金属露天或地下矿的条件相符的地下煤矿的条件。在极端气候条件地区应用时必须满足特殊的要求。在此，例如在沙漠地区、在热带、在山区和在北极条件的应用。
由于必须对运行的传送带设备进行持续的检测，所以必须考虑到，测量点并不仅以达8m/秒的带速顺传送带纵向进行移动，而且还会以振荡方式出现达±100mm的横向位移和达约±10mm的输送带表面的垂直位移。
传送带的接合部长度视传送带类型和强度在≤1m和8m之间。测量值分辨和测量精度的数量级应为1mm或好于1mm。
发明内容
基于这些总体问题，本发明的一种连续监视由橡胶或类橡胶型塑料制的传送带的接合部的装置，所述传送带尤其具有嵌入的加强筋，所述接合部区段具有一始端和一末端，并且该装置旨在测定额定值偏差，其特征在于，该装置至少由下述部件构成：
—至少2个，尤其是4个测量标记，所述标记的设置应使分别至少有1个测量标记，尤其是2个测量标记位于接合部始端及接合部末端的范围内并且耐久地装在传送带的运行侧或承载侧的边缘范围或装在运行—和承载侧之间延伸的边缘区内，其中测量标记耐高温和压力负荷及耐潮湿和其它机械和化学负荷；
—一个旨在测量速度及接合部长度的与测量标记类型适配的测量标记测量系统，其中测量标记检测系统设置在顺传送带的运行方向的左和/或右侧；
—一个基于时间测量的用于测量标记测量系统的信号处理器，其中对由测量标记检测器输出的信号进行处理和适配，从而可靠和精确地实现对时间测量的开始和结束的分辨；
—一个与传送带的运行方向无关的鉴别系统，该系统包括
—一个旨在对位于接合部区段外邻近接合部始端和/或接合部末端的旨在鉴别测量点的地址，其中地址设置在顺传送带移动方向的左侧和/或右侧，确切地说在传送带的运行侧或承载侧的边缘范围或在运行侧和承载侧间伸展的边缘区内；
—一个与地址类型适配的地址检测器，该地址检测器同样设置在顺传送带运行方向的左侧和/或右侧；以及
—一个地址阅读器，该地址阅读器与地址检测器连接；
—一个时间测量件，该时间测量件与测量标记测量系统的信号处理器相连接；
—一个用于测定传送带—和环境温度的测量系统；
—另外一个用于测定传送带拉力的测量系统；以及
—一个旨在对所有数据分析评价的过程计算机，其中计算机又与驱动控制器连接。
根据本发明装置的相宜的设计，测量标记直接位于接合部始端及接合部末端内；测量标记位于接合部范围之外，确切地说邻近接合部始端及末端；测量标记由具有电学和/或磁特性的材料构成，尤其是以小型金属条或永磁铁的形式，其中永磁铁优选顺序布列；测量标记是光学标记或机械设置的缺口或突起；地址与接合部始端及接合部末端具有一定间隔v，该间隔v小于接合部长度L，尤其是小于1/4的接合部长度；鉴别系统的地址是一个编码，尤其是考虑到机械、光学、磁、导电或放射检测；编码为一条形码或与条形码类似的结构；编码由小型永磁铁构成，确切地说，顺序布列；鉴别系统的地址是一个转发器，其中地址检测器是一个附设有的发送、接收和阅读器的天线；就测量标记而言，鉴别系统的地址是一单独的部分；测量和鉴别系统的地址和测量标记构成一个部件；测量标记和/或地址镶嵌在橡胶或类橡胶型塑料中；测量标记以及地址装设在传送带的运行侧与承载侧之间伸展的边缘区内；测量标记以及地址装设在传送带的承载侧的边缘范围内；在测量标记系统中采用以雷达/微波、感应方法、光学或光电方法，包括激光传感、磁敏系统， 尤其是霍尔传感器或磁阻传感器，以及离子辐射为基础的传感器；测量标记测量系统由至少两个检测器构成，该检测器沿传送带运行方向以一定的相互间隔u进行设置，该间隔等于速度测量的测量段；检测器设置在位于传送带的运行侧和承载侧之间伸展的边缘区的高度上；两个沿传送带运行方向设置的检测器间的距离u小于接合部长度L，尤其是大致等于接合部长度L；两个沿传送带运行方向以一定间隔u设置的检测器中的至少一个同时承担对接合部长度的测量；采用另外一个检测器对接合部长度进行测量；测量标记测量和鉴别系统由至少两个，尤其是四个探头，特别是探头A、B、C、D构成，所述探头设置在传送带的承载侧的上方，并且优选设置在金属外壳内，其中采用探头同时对接合部长度进行测量；两个沿传送带运行方向设置的探头，尤其是探头间的间隔u大致等于接合部长度；测量标记测量系统和鉴别系统是两个分别进行工作的部件；测量标记测量和鉴别系统构成一结合在一起的整体系统；用于测定带温的测量系统以红外测量技术为基础；测量环境温度的测量系统以测量件，例如热电偶或电阻式温度计为基础；测量传送带拉力的测量系统建立在测量轴承、液压系统和转矩测量套筒的基础上；用于测量传送带拉力的测量系统设置在传动轮或具有最大拉力的导向轮上；测量系统设置在传送带的运行方向的左侧和/或右侧；根据对带温和环境温度以及对传送带拉力的测定的测量结果作为以信号处理形式的数字信号直接加到过程计算机上。
附图说明
下面将参照附图中所示的实施例对本发明加以说明。图中示出：
图1为一装置，具有一测量标记测量系统，其中检测器设置在位于传送带的运行侧与承载侧间延伸的边缘区的高度上，并具有一鉴别系统，其中地址是一个编码，例如是一个条形码；
图2为一装置，具有一采用与图1相同的设置原理的测量标记测量系统，而且具有一鉴别系统，其中地址是一个转发器；
图3为一装置，具有一测量标记测量系统，该系统包括4个探头，所述探头设置在传送带的边缘范围内的承载侧的上方，其中测量标记测量和鉴别系统构成一结合在一起的整体系统；及
图4为一测定带温和环境温度以及传送带拉力的装置。
附图中的标记如下：
1 传送带
2 钢加强筋(抗拉筋)
3 传送带运行侧
4 传送带承载侧
5 传送带边缘区
6 接合部长度为L的传送带的接合部区段
7 接合部始端
8 接合部末端
9 测量标记
10 测量标记
11 测量标记检测器
12 测量标记检测器
13 测量标记检测器
14 编码形式的地址(条形码)
15 地址检测器
16 编码(条形码)阅读器
17 信号处理器
18 信号处理器
19 时间测量件
20 过程计算机
21 驱动控制器
22 转发器形式的地址
23 天线
24 转发器的阅读器
25 测量标记
26 测量标记
27 测量标记
28 测量标记
29 永磁铁形式的地址
30 永磁铁形式的地址
31 电源
32 传动轮
33 信号处理器
I 测量标记测量系统
II 鉴别系统
III 采用四个探头A、B、C、D的测量标记测量
和鉴别系统
IV 带温和环境温度的测量系统
V 传送带拉力测量系统
u 两个检测器或探头间的间隔
v 地址与接合部始端或接合部末端间的间隔
具体实施方式
图1示出一种由橡胶或类橡胶型塑料制成的传送带1，该传送带具有镶嵌的钢丝形式的加强筋，尤其是与旨在防裂和抗冲击附加的合成帘子纬线相配合。本发明的长度为L的接合部区段6在传送带运行方向上(箭头方向)由一接合部始端7和一接合部末端8限界。
直接在接合部始端7和接合部末端8内分别至少有一个测量标记9或10，所述测量标记装设在在传送带运行侧3和承载侧4间伸展的边缘区5内。测量标记应耐高温—和压力负荷和耐潮湿和其它机械和化学负荷。测量标记另外优选由具有电学和/或磁特性的材料构成，尤其是以小型金属条或永磁铁的形式。对此另外测量标记也可以是光学标记或机械设置的缺口或突起。
旨在测量速度以及接合部长度的测量标记检测系统I与测量标记9和10配合，该测量系统包括两个检测器11和12，这两个检测器沿传送带的运行方向相互以间隔u设置，该间隔是测量速度的测量段。间隔u或者小于接合部长度L，或者优选大致等于接合部长度。另一个检测器13对接合部长度进行测量。必要时可以省去检测器13。这时两个检测器11和12中至少有一个对接合部长度进行测量。
在测量标记检测系统I中优选采用以雷达/微波、感应方法、光学或光电方法，包括激光传感、磁敏系统，尤其是霍尔传感器或磁阻传感器，以及离子辐射为基础的传感器。
一个与传送带运行方向无关的鉴别系统II包括旨在鉴别测量点的地址14，该地址位于接合部区段范围6之外的接合部末端8附近。地址14与接合部末端8的间隔小于接合部区段长度L，尤其是小于接合部长度的1/4。地址在此是一个编码，尤其是考虑到机械、光学、磁、导电或辐射检测的编码。优选采用条形码或类似条形码的编码。
鉴别系统II的其它部分是一个地址检测器15以及地址14的阅读器16，该阅读器又与地址检测器相连接。
对整个装置补充一以时间测量为基础的信号处理器17和18。该信号处理器一方面与测量标记检测系统I连接并且另一方面与时间测量件19连接。在此重要的一点是，对由测量标记检测系统输出的信号进行处理和适配，从而可靠和精确地分辨时间测量的开始和结束。
测量标记9和10以及测量标记检测系统I和鉴别系统II宜沿传送带的运行方向设置在左侧和右侧。
在图2所示的实施例中，有关测量标记9和10和与其配合的测量标记检测系统，请参见图1。
在这个实施例中，鉴别系统II结构完全不同，该系统包含一个转发器形式的地址22。相应的地址检测器是一个附设有发送、接收和阅读器的天线23。在此，转发器的阅读器24也与天线相连接。该鉴别系统也宜设置在传送带运行方向的左侧和右侧。
有关装置的其它部件，请参见图1。
图3示出对带有镶嵌的钢加强筋2的传送带1的接合部进行监视的装置的一特别有益的方案。
在接合部区段6之外，确切地说在与接合部始端7和接合部末端8相邻处一共设置有四个测量标记25、26、27和28。其中每个标记都装设在传送带承载侧4的边缘范围内。另外距接合部末端8的间距v处还有两个地址29和30，这两个地址同样装设在传送带的承载侧4的边缘范围内。在接合部末端8范围内的测量标记27和28与地址29或30构成一个复合体。测量标记和地址是由永磁体构成的，确切地说，顺序布列。测量标记和地址宜嵌入橡胶或类橡胶型塑料中。
整个测量标记检测和鉴别系统III在此包括四个探头A、B、C和D，这四个探头设置在传送带承载侧的上方。其中沿传送带的运行方向的两个探头A和C或B和D间的间隔u大致等于接合部长度L。这四个探头优选设置在一金属外壳内，例如铝制的外壳内。采用与电源31相连接的该整体系统III同时进行对速度和接合部长度的测量以及对测量点的鉴别。
对综合在该总系统III中的测量标记检测系统，如图1或或2所示的实施例，需要一个在时间测量基础上的信号处理器及时间测量件。在此也采用一个过程计算机20对所有数据进行分析。
图4为输送设备的简图，其中有关对直接设置在接合部区段6的始端7和结束端8内的测量标记9和10以及转发器形式的地址22的描述，请参见图2。
用于对接合部进行监视的装置配备有一个用于测定带温和环境温度的测量系统IV。
就对带温的测量而言，请注意如下几点。
由于必须连续地测量运行的传送带上的温度，所以该任务尤其采用红外测量技术加以解决。其中有待采用的测量系统的设计必须相应满足使用地点的环境条件。尤其必须采取相应的结构措施对付污染危险，例如采用净化的空气对光学器件进行吹洗。测量范围应为-40℃至+100℃，确切地说，根据现场条件。测量系统必须在环温-20℃至+60℃的情况下可靠地工作。必要时还必须考虑到地下煤矿的特殊条件。
就环境温度的测量，还要对下述几点加以提及。
这项测量任务优选采用以测量件热电偶或电阻式温度计加以解决。该测量系统必须在特定的环境温度下可靠地并充分精确地工作，确切地说量程为-40℃至+60℃。必要时在此还要考虑到满足地下煤矿的条件。
另一个系统，即用于测定传送带拉力的测量系统V的设计必须满足某个设备的适用条件并安装在该设备上。尤其考虑采用测量轴承、液压系统(测压仪)或转矩测量套筒为基础的测量系统，该测量系统优选安装在传动轮32或拉力最大的导向轮上。另外，如果能相当精确地测量驱动的功耗，也可以将此功耗用于此目的。测量精度应在±3％或好于此值。
另外如果将根据对带温和环境温度以及传送带拉力的测量结果作为数字信号(信号处理33)直接输送给过程计算机，则是有益的。
另外宜将测量系统IV和V沿传送带运行方向设置在左侧和右侧。
Claims (32)
1.一种连续监视由橡胶或类橡胶型塑料制的传送带(1)的接合部的装置，所述传送带具有嵌入的加强筋(2)，所述接合部区段(6)具有一始端(7)和一末端(8)，并且该装置旨在测定额定值偏差，它至少由下述器件构成：
—至少2个测量标记(9、10、25、26、27、28)，所述标记的设置应使分别至少有1个测量标记位于接合部的始端(7)及接合部末端(8)范围内并且耐久地装在传送带的运行侧(3)或承载侧(4)的边缘范围或装在伸展于运行侧和承载侧之间的边缘区域(5)内，其中测量标记耐高温和压力负荷及耐潮湿和化学负荷；
—一个旨在测量速度及接合部长度并与测量标记类型适配的测量标记测量系统(I)，其中测量标记测量系统设置在顺传送带的运行方向的左和/或右侧；
—一个基于时间测量的用于测量标记测量系统的信号处理器(17、18)，其中对由测量标记检测器(11、12、13；A、B、C、D)输出的信号进行处理和适配，从而可靠并精确地实现对时间测量的开始和结束的分辨；
—一个与传送带的运行方向无关的鉴别系统(II)，它包括
—旨在对位于接合部区段(6)之外的接合部始端(7)和/或接合部末端(8)邻近的检测点进行鉴别的地址(14、22、29、30)，其中地址设置在沿传送带移动方向的左侧和/或右侧，在传送带的运行侧(3)或承载侧(4)的边缘范围或在运行侧和承载侧间伸展的边缘区(5)内；
—一个与地址类型适配的地址检测器(15、23；C、D)，该地址检测器同样设置在顺传送带运行方向的左侧和/或右侧；以及
—一个地址阅读器(16、24)，该地址阅读器又与地址检测器连接；
—一个时间测量件(19)，该时间测量件与测量标记测量系统的信号处理器相连接；
—一个用于测定传送带温度和环境温度的测量系统(IV)；
—另外一个用于测定传送带拉力的测量系统(V)；以及
—一个旨在对所有数据分析评价的过程计算机(20)，其中过程计算机(20)又与驱动控制器连接。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，测量标记(9、10)直接位于接合部始端(7)及接合部末端(8)内。
3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，测量标记(25、26、27、28)位于接合部区段(6)之外，邻近接合部始端(7)及接合部末端(8)。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，测量标记(9、10、25、26、27、28)由具有电学和/或磁特性的材料构成，以小型金属条或永磁铁的形式，其中永磁铁顺序布列。
5.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，测量标记是光学标记或机械设置的缺口或突起。
6.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，地址(14、22、29、30)与接合部始端(7)及接合部末端(8)具有一定间隔(v)，该间隔(v)小于接合部长度(L)。
7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于，所述间隔(v)小于1/4的结合部长度。
8.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，鉴别系统的地址(14、29、30)是一个编码，考虑到机械、光学、磁、导电或放射检测。
9.按照权利要求8所述的装置，其特征在于，编码(14)为一条形码结构或类似条形码的结构。
10.按照权利要求8所述的装置，其特征在于，编码(29、30)由小型永磁铁构成，顺序布列。
11.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，鉴别系统的地址(22)是一个转发器，其中地址检测器是一个附设有发送、接收和阅读器的天线(23)。
12.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，就测量标记而言，鉴别系统(II)的地址(29、30)是一单独部分。
13.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，测量和鉴别系统(III)的地址(29、30)和测量标记(25、26、27、28)构成一个部件。
14.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，测量标记(9、10、25、26、27、28)和/或地址(14、22、29、30)镶嵌在橡胶或类橡胶塑料中。
15.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，测量标记(9、10)以及地址(14、22)装设在传送带的运行侧(3)与承载侧(4)之间伸展的边缘区(5)内。
16.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，测量标记(25、26、27、28)以及地址(29、30)装设在传送带的承载侧(4)的边缘区内。
17.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，在测量标记测量系统(I)中采用以雷达/微波、感应方法、光学或光电方法，包括激光传感、磁敏系统，霍尔传感器或磁阻传感器，以及离子辐射为基础的传感器。
18.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，测量标记测量系统(I)由至少两个检测器构成，该检测器沿传送带运行方向以一定的相互间隔(u)设置，该间隔等于速度测量的测量段。
19.按照权利要求18所述的装置，其特征在于，检测器(11、12、13)设置在位于传送带运行侧(3)和承载侧(4)之间伸展的边缘区(5)的高度上。
20.按照权利要求19所述的装置，其特征在于，两个沿传送带运行方向设置的检测器(11、12)间的距离(u)小于接合部长度(L)或等于接合部长度。
21.按照权利要求19或20所述的装置，其特征在于，两个沿传送带运行方向以一定间隔(u)设置的检测器(11、12)中的至少一个同时承担对接合部长度的测量。
22.按照权利要求19或20所述的装置，其特征在于，采用另外一个检测器对接合部长度进行测量。
23.按照权利要求18所述的装置，其特征在于，测量标记测量和鉴别系统(III)由至少两个探头(A、B、C、D)构成，所述探头设置在传送带的承载侧(4)上方，并且在金属外壳内，以便用探头同时对接合部长度进行测量。
24.按照权利要求23中所述的装置，其特征在于，两个沿传送带运行方向设置的探头(A、C)间的间隔(u)等于接合部长度。
25.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，测量标记测量系统(I)和鉴别系统(II)是两个分别进行工作的部件。
26.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，测量标记测量和鉴别系统(III)构成一结合在一起的整体系统。
27.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，用于测量带温的测量系统(IV)以红外测量技术为基础。
28.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，测量环境温度的测量系统(IV)以测量元件热电偶或电阻式温度计为基础。
29.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，测量传送带拉力的测量系统(V)建立在测量轴承、液压系统和转矩测量套筒的基础上。
30.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，用于测定传送带拉力的测量系统设置在传动轮(32)或具有最大拉力的导向轮上。
31.按照权利要求27至30中任一项所述的装置，其特征在于，测量系统(IV、V)设置在沿传送带的运行方向的左侧和/或右侧。
32.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，根据对带温和环境温度以及对传送带拉力的测定的测量结果作为以信号处理(33)形式的数字信号直接输送给过程计算机(20)。
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