CN115680755A - 皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统及其控制方法，主控箱安装在皮带运输机一侧，主控箱与电动球阀、储能发电装置中的储能电池电连接；在主控箱内部集成有控制系统，储能发电装置安装于下皮带的上表面，雾化喷淋装置安装于上皮带的上部，所述多功能安全监测控制装置通过检测组合架杆安装在上皮带上部，以皮带运输方向为准，多功能安全监测控制装置位于雾化喷淋装置的前侧，本发明步骤简单，自动化程度高，不仅能实现皮带运输自发电供能、雾化水量和皮带运输速度的自适应调控、清洗并干燥皮带，还能降低刮板对皮带产生的损坏，具有成本低、安全高效、智能集成化高、设备磨损小的优点。

Description

皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种皮带运输机除尘系统，具体是一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统及其控制方法，属于工业除尘技术领域，适用于各类煤矿、金属矿、隧道等皮带运输场所。

背景技术

随着国内能源消耗的日益增加，煤炭的需求量也逐年增加，对输煤系统有了更高的要求。皮带运输机因其可靠性强、安全性高以及费用低等优点，被广泛的应用在井下煤炭运输。井下皮带长度可达几千米，甚至几十千米，运输过程中会产生大量粉尘，对井下工作环境、作业人员职业健康造成了巨大危害。

目前，皮带运输产尘的控制方法主要为喷雾降尘，喷雾降尘是对物料进行喷水，使物料产生的粉尘大大减少，或使已经扬起的粉尘与水结合，重新沉降到皮带。喷雾降尘虽然能够捕捉皮带运输过程中产生的大部分粉尘，但是在长时间、高负荷的使用下仍旧会产生很多问题。例如，皮带长距离运输需要布置多个喷雾系统进行降尘，以传统的接线方式对喷雾系统进行供电具有连接距离长、线路损坏不易维修、投入成本高等缺点；传统喷雾降尘技术以固定的水量持续喷淋，在无煤输送时仍然会大量喷水，不仅造成水资源的浪费，还会增加皮带打滑几率；传统皮带运输速度是恒定的，不能根据粉尘、烟尘以及温度的变化及时调控皮带运输速度，皮带运输速度过快时，使产生的粉尘难以与水滴充分接触，达不到理想的除尘效果。传统皮带清扫器常应用于皮带表面粘附粉尘的刮除，在刮除皮带附着的泥煤时，由于皮带清扫器不能移动经常造成皮带磨损甚至损毁。

发明内容

本发明的目的是提供一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统及其控制方法，该系统既能够实现对装置自供电，降低接线工作量和资金投入，又能实现对皮带上有无煤进入进行实时监测，同时本系统能够根据煤量多少调节雾化水量，能够高效去除皮带运输过程中产生的粉尘，保证皮带运输机的高效性和可靠性，且还能减少水资源浪费，降低设备使用成本，该系统还能实现在皮带运输过程中对皮带的运输速度进行调节，从而增加粉尘与皮带上煤的接触时间，降低皮带运输粉尘浓度；该方法步骤简单，自动化程度高，不仅能实现皮带运输自发电供能、雾化水量和皮带运输速度的自适应调控、清洗并干燥皮带，还能降低刮板对皮带产生的损坏，具有成本低、安全高效、智能集成化高、设备磨损小的优点。

为了实现上述目的，本发明提供一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统，包括皮带运输机，所述皮带运输机中输送皮带的承载段和空载段分别作为上皮带和下皮带；还包括主控箱、多功能安全监测控制装置、储能发电装置以及雾化喷淋装置；

所述主控箱安装在皮带运输机一侧，主控箱与电动球阀、储能发电装置中的储能电池电连接；在主控箱内部集成有控制系统，该控制系统能够控制皮带速度以及控制电动球阀的打开与关闭，同时还能够控制电动球阀的进水量；

所述储能发电装置安装于下皮带的上表面，储能发电装置还包括滚轮式永磁发电机、固定支架，所述滚轮式永磁发电机为外转子式发电机，其由固定支架、旋转工作轴、绕组线圈、发电机滚轮外壳和输出电源线组成，所述固定支架一端的连接臂活动的连接在皮带运输机皮带托辊支架横梁上，旋转工作轴固定连接在固定支架另一端的两个连接臂之间，所述绕组线圈装配在旋转工作轴中部的外侧，并与旋转工作轴一起形成外转子式发电机的定子，所述发电机滚轮外壳的内部装配有磁铁，其作为外转子式发电机的转子，并可转动的套装于定子的外部，发电机滚轮外壳紧贴下皮带的上表面，并在下皮带的带动下作旋转运动，所述输出电源线连接在滚轮式永磁发电机的输出端上，其另一端与储能电池连接；

所述雾化喷淋装置安装于上皮带的上部，由扇型喷嘴、喷杆和支撑杆组成，喷杆通过支撑杆固定在上皮带的正上方，其为具有轴向空腔的空心结构，喷杆上连接有与轴向空腔相连通的输水管路，多个扇型喷嘴沿长度方向相间隔的固定安装在喷杆上，并与喷杆的轴向空腔连通，所述输水软管一与高压水源连接；所述电动球阀串接在输水软管的中部；

所述多功能安全监测控制装置位于雾化喷淋装置的前侧，其由检测组合架杆、热释电传感器、烟雾传感器、温度传感器、风速传感器、瓦斯传感器和警示灯组成，所述检测组合架杆架设在皮带运输机的上方，所述烟雾传感器、温度传感器、热释电传感器、瓦斯传感器、风速传感器和警示灯均安装在检测组合架杆上，且位于上皮带的上方；所述热释电传感器、烟雾传感器、温度传感器、风速传感器、瓦斯传感器、警示灯均与主控箱连接。

扇形喷嘴的孔径为1～5mm，用于将水雾化后均匀喷洒在皮带传输机上皮带的上表面，沉降皮带运输过程中产生的粉尘，为了确保雾化喷淋装置中扇形喷嘴所喷吹的水雾能够有效的覆盖皮带运输机头部的产尘点，达到最优的除尘效果，扇形喷嘴所需个数n与皮带运输机的皮带宽度s的关系如下式所示：

式中：

c为扇形喷嘴与上皮带之间的垂直距离；

β为扇型喷嘴所形成雾化角的

为优化系数(考虑到所形成雾化水由于重力、风向、风速等因素影响而产生覆盖长度的变化，一般取0.8～0.9)。

还包括安装于下皮带下表面头部的泥煤刮除装置，泥煤刮除装置由刮板支架、弹簧缓冲装置以及刮板构成，所述刮板支架固定设置在下皮带的下方，刮板的制作材料为弹性橡胶，刮板的上端紧贴于下皮带下表面，其下端通过弹簧缓冲装置与刮板支架的上端连接，弹簧缓冲装置由若干弹簧构成。

还包括位于泥煤刮除装置后侧的高压水喷洗系统，所述高压水喷洗系统由圆柱形射流喷嘴与喷嘴底座组成，喷嘴底座为方形框架结构，并套设于下皮带的外部，多个圆柱形射流喷嘴分为两组，且分别安装在方形框架的上框架和下框架相对的一侧，且上框架上的多个圆柱形射流喷嘴均对准下皮带的上表面，下框架上的多个圆柱形射流喷嘴均对准下皮带的下表面，圆柱形射流喷嘴的进水口通过输水软管二连接高压水源。所述高压水喷洗系统通过圆柱形射流喷嘴喷出高压水柱，将下皮带表面未被刮板刮除的剩余泥煤喷洗干净。

还包括安装于下皮带底部且位于高压水喷洗装置后侧的逆向毛轮洗刷装置，逆向毛轮洗刷装置的两端通过连接支架与皮带运输机支架连接，所述逆向毛轮洗刷装置由毛轮、弹簧管、固定挡板以及毛轮支杆组成，弹簧管为扭力弹簧管，其通过其中心的弹簧腔可轴向滑动的套装于毛轮支杆的中部，且一个扭力臂与毛轮支杆连接，一对固定挡板分别位于弹簧管的两侧，其通过其中心的通孔可轴向滑动的套装于毛轮支杆的外部，且分别与弹簧管的两端连接，所述毛轮通过其中心的空腔套装于弹簧管的外部，且其与弹簧管的另一个扭臂连接，且在弹簧管的作用下，始终保持一定的预紧力，以实现对皮带表面残留的水滴进行有效的清洁。

为了确保逆向毛轮洗刷装置中毛刷吸收的水能够有效的去除，避免因储水过多导致后续清洁效果差的问题，所述逆向毛轮洗刷装置中弹簧管以及固定挡板的挤压频率为6次/h，弹簧管与固定挡板带动毛轮伸缩，从而达到挤压清除毛轮所吸收水分的效果。

还包括通过支撑座安装在下皮带底部且位于逆向毛轮洗刷装置后侧的随动自转式吹干装置，所述随动自转式吹干装置由支架体、滚轮传动装置、主从动齿轮轴A、主从动齿轮轴B、驱动齿轮、从动齿轮Ⅰ、从动齿轮Ⅱ以及风扇驱动组件组成，所述支架体设置在下皮带的下方，所述滚轮传动装置、主从动齿轮轴A、主从动齿轮轴B由上到下依次分布，且均通过其两端中心的短轴可转动的连接在支架体的内部；一对驱动齿轮分别固定套装于滚轮传动装置两端短轴的外部，一对主从动齿轮轴A分别固定套装于主从动齿轮轴A两端短轴的外部，且分别与一对驱动齿轮啮合，多个从动齿轮Ⅰ沿轴向相间隔的固定套装在主从动齿轮轴A的外部，多个从动齿轮Ⅱ沿轴向相间隔的固定套装在主从动齿轮轴B的外部，且从动齿轮Ⅱ与对应的从动齿轮Ⅰ啮合，多个风扇驱动组件对应多个从动齿轮Ⅱ设置在支架体的下部，其由扇叶和固定连接在扇叶中心的驱动轴组成，所述驱动轴可转动的穿过支架体的下部后延伸到对应动齿轮Ⅱ的下方，并固定套装有与动齿轮Ⅱ相啮合的锥形齿轮。滚轮传动装置紧贴于下皮带下表面，随下皮带运输而滚动，滚轮传动装置的传动轴两侧，带动驱动齿轮、主从动齿轮轴、从动齿轮Ⅰ、从动齿轮Ⅱ转动，将动力传输给风扇驱动组件，风扇驱动组件旋转产生风流，将逆向毛轮洗刷装置未完全吸收的残留水分吹干，达到干燥皮带的目的。

还包括照明系统，所述照明系统由支撑架杆和照明灯组成，所述照明灯与储能电池连接，并通过支撑架杆安装在皮带运输机的上部。照明灯可以安装在皮带运输机上部的任意所需位置，能够满足照明即可。

本发明还提供了一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制方法，包括一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统，包括以下步骤：

步骤一：当皮带运输机开始工作时，下皮带传输从而带动发电机滚轮外壳转动，内部绕组线圈切割磁感线产生电能，并将产生的电能由输出电源线输送至储能电池，储能电池为多功能安全监测控制装置与主控箱供电；

步骤二：当多功能安全监测控制装置检测到煤流信号时，将煤流信号无线传输至主控箱；主控箱开启电动球阀，除尘用水经电动球阀、喷杆和扇型喷嘴雾化后喷淋至皮带；

步骤三：当烟雾传感器检测到烟雾或温度传感器检测到温度或瓦斯传感器检测到瓦斯浓度超限时，将超限信号通过无线的方式传输至主控箱；当主控箱接收到烟雾或温度超限信号时，主控箱控制皮带运输机的运输速度减慢，同时使电动球阀的进水量增多，使雾化喷淋装置喷出的雾化水量增多，进而增加皮带接收到的雾化水量，降低皮带运输机存在的安全风险；当主控箱接收到瓦斯浓度超限信号时，主控箱通过无线的方式向管理人员发送瓦斯超限信息，便于管理人员及时进行瓦斯的抽采作业；

步骤四：当烟雾传感器检测到烟雾浓度降低或者消失、温度传感器检测到温度不超限时，主控箱关闭警示灯，控制皮带运输机的运输速度恢复正常，同时调节电动球阀的进水量降低并趋于正常，使皮带运输机的工作恢复至正常状态；

步骤五：当主控箱接收到来自热释电传感器的无煤信号时，主控箱延迟s关闭电动球阀停止喷雾，皮带运输机停运后，滚轮式永磁发电机同步停止工作，在停止工作期间多功能安全监测控制装置仍持续进行安全检测，检测到皮带上具有煤流或者检测到温度、烟气以及瓦斯浓度超限时，重复步骤一至步骤五。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明针对地下矿井能源不足、长距离接线工作量大、线路损坏不易维修、投入成本高等问题，研发滚轮式永磁发电机进行发电，对检测传感装置、照明装置、主控箱以及电动球阀等耗电装置进行供电，降低了接线工作量和资金投入，并且由于集成了安全检测传感装置和照明系统，大大提高了井下的安全系数。

(2)本发明的雾化喷淋装置能够根据热释电传感器的检测来控制其开关，在无煤进入时雾化喷淋装置不启用，相较于传统的持续喷淋，该控制系统不仅能减少水资源浪费、降低设备使用成本，还能高效的去除皮带运输过程中产生的粉尘，保证了皮带运输机的高效性和可靠性。

(3)本发明的检测传感装置能够依靠滚轮式永磁发电机产生的电能供电，相较于传统的接线方式节省了接线投资，并且由检测传感架杆放置于皮带运输机两侧，可以根据工作地点的改变移动多功能安全监测控制装置到指定位置，提高检测传感数据的精确度，多功能安全监测控制装置集成了多种传感器，可以实时监测煤矿井下作业地点的温度、烟气浓度、瓦斯含量等参数，从而充分保证皮带运输的安全性。

(4)本发明的皮带速度自控系统能够通过多功能安全监测控制装置实时检测井下温度以及烟雾浓度，并将信号传输至主控箱，当温度或烟雾浓度超限时，增加喷雾量，提高皮带运输安全性和可靠性，将危险系数降至最低。此外，还能通过降低皮带运输速度增加水滴与皮带所运输煤块的接触时间，降低皮带运输粉尘浓度。

(5)本发明的泥煤刮除装置、高压水喷洗系统、逆向毛轮洗刷装置和随动自转式吹干装置，相较于传统喷雾除尘系统本发明在泥煤刮除装置中增加了弹簧缓冲装置，降低刮板对皮带的磨损，本发明的逆向毛轮洗刷装置和随动自转式吹干装置能去除皮带表面的水分，防止皮带在温度较低时结冰打滑，提高了皮带运输的安全性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的滚轮式永磁发电机内部结构示意图；

图3为本发明的多功能安全监测控制装置整体结构示意图；

图4为本发明的雾化水喷淋除尘装置开启状态的结构示意图；

图5为本发明的雾化水喷淋除尘装置关闭状态示意图；

图6为本发明的照明系统装置示意图；

图7为本发明的刮板弹簧缓冲装置结构示意图；

图8为本发明的高压水喷洗系统装置示意图；

图9为本发明的逆向毛轮洗刷装置爆炸示意图；

图10为本发明的逆向毛轮洗刷装置未除水状态示意图；

图11为本发明的逆向毛轮洗刷装置挤压除水状态示意图；

图12为本发明的随动自转式吹干装置爆炸示意图。

图中：1、主控箱，2、储能发电装置，21、滚轮式永磁发电机，22、储能电池，211、发电机滚轮外壳，212、绕组线圈，213、旋转工作轴，214、输出电源线，23、固定支架，3、电动球阀，4、雾化喷淋装置，41、扇型喷嘴，42、喷杆，43、支撑杆，5、多功能安全监测控制装置，51、热释电传感器，52、烟雾传感器，53、温度传感器，54、风速传感器，55、瓦斯传感器，56、警示灯，57、检测组合架杆，61、照明灯，62、支撑架杆，7、泥煤刮除装置，71、刮板，72、弹簧缓冲装置，73、刮板支架，8、高压水喷洗装置，81、圆柱形射流喷嘴，82、喷嘴底座，9、逆向毛轮洗刷装置，91、毛轮，92、弹簧管，93、固定挡板，94、毛轮支杆，10、随动自转式吹干装置，101、滚轮传动装置，102、驱动齿轮103、主从动齿轮轴，104、从动齿轮Ⅰ，105、从动齿轮Ⅱ，106、风扇驱动组件，11、皮带运输机，111、上皮带，112、下皮带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统，包括皮带运输机11，所述皮带运输机11中输送皮带的承载段和空载段分别作为上皮带111和下皮带112，还包括主控箱1、多功能安全监测控制装置5、储能发电装置2以及雾化喷淋装置4；

所述主控箱1安装在皮带运输机11一侧，主控箱1可以设置在皮带运输机的任一侧，方便工作人员查看或者统计数据即可，且最好靠近储能发电装置2、多功能安全监测控制装置5、雾化喷淋装置4的位置，可以节约电缆线，主控箱1与皮带运输机11、电动球阀3、储能发电装置2中的储能电池22连接；在主控箱1内部集成有控制系统，该控制系统能够控制皮带速度以及控制电动球阀3的打开与关闭，同时还能够控制电动球阀3的进水量；

如图2所示，所述储能发电装置2安装于下皮带112的上表面，储能发电装置2还包括滚轮式永磁发电机21、固定支架23，所述滚轮式永磁发电机21为外转子式发电机，其由固定支架23、旋转工作轴213、绕组线圈212、发电机滚轮外壳211和输出电源线214组成，所述固定支架23一端的连接臂活动的连接在皮带运输机12皮带托辊支架横梁上，旋转工作轴213固定连接在固定支架23另一端的两个连接臂之间，所述绕组线圈212装配在旋转工作轴213中部的外侧，并与旋转工作轴213一起形成外转子式发电机的定子，所述发电机滚轮外壳211的内部装配有磁铁，其作为外转子式发电机的转子，并可转动的套装于定子的外部，发电机滚轮外壳211紧贴下皮带112的上表面，并在下皮带112的带动下作旋转运动，进而可以在皮带输送机11工作的时候进行发电作业，所述输出电源线214连接在滚轮式永磁发电机21的输出端上，其另一端与储能电池22连接；

如图4和图5所示，所述雾化喷淋装置4安装于上皮带111的上部，由扇型喷嘴41、喷杆42和支撑杆43组成，喷杆42通过支撑杆43固定在上皮带111的正上方，其为具有轴向空腔的空心结构，喷杆42上连接有与轴向空腔相连通的输水管路，多个扇型喷嘴41沿长度方向相间隔的固定安装在喷杆42上，并与喷杆42的轴向空腔连通，所述输水软管一与高压水源连接；所述电动球阀3串接在输水软管的中部；

如图3所示，所述多功能安全监测控制装置5位于雾化喷淋装置4的前侧，其由检测组合架杆57、热释电传感器51、烟雾传感器52、温度传感器53、风速传感器54、瓦斯传感器55和警示灯56组成，所述检测组合架杆57架设在皮带运输机11的上方，所述烟雾传感器52、温度传感器53、热释电传感器51、瓦斯传感器55、风速传感器54和警示灯56均安装在检测组合架杆57上，且位于上皮带111的上方；所述热释电传感器51、烟雾传感器52、温度传感器53、风速传感器54、瓦斯传感器55、警示灯56均与主控箱1连接。热释电传感器51用于对皮带上有无煤流的情况进行检测，并在有煤流的情况下向控制箱1发出煤流信号，在无煤流的情况下向控制箱1发出无煤信号。烟雾传感器52用于检测烟雾浓度信号，并在烟雾浓度超过设定值时向控制箱1发烟雾浓度超限信号。温度传感器53用于对皮带上煤的温度信号进行实时检测，并在温度信号超过设定值后向控制箱1发出温度超限信号；风速传感器54用于对风速信号进行实时检测，并发送给控制箱1。瓦斯传感器55用于对瓦斯浓度信号进行实时检测，并发送给控制箱1。所述警示灯56用于根据控制箱1的控制进行灯光示警。

扇形喷嘴41的孔径为1～5mm，用于将水雾化后均匀喷洒在皮带传输机11上皮带111的上表面，沉降皮带运输过程中产生的粉尘，扇形喷嘴41所需个数n与皮带运输机11的皮带宽度s的关系如下式所示：

式中：

c为扇形喷嘴与上皮带111之间的垂直距离；

β为扇型喷嘴所形成雾化角的

为优化系数(考虑到所形成雾化水由于重力、风向、风速等因素影响而产生覆盖长度的变化，一般取0.8～0.9)。

当该式结果含有余数时，采用余位进一法进行计算；

如图7所示，本发明还包括安装于下皮带112下表面头部的泥煤刮除装置7，泥煤刮除装置7由刮板支架73、弹簧缓冲装置72以及刮板71构成，所述刮板支架73固定设置在下皮带112的下方，刮板71的制作材料为弹性橡胶，，具有良好的耐磨性和防水性，在刮除泥煤的同时能够有效减少对皮带的磨损，刮板71的上端紧贴于下皮带112下表面，其下端通过弹簧缓冲装置72与刮板支架73的上端连接，弹簧缓冲装置72由若干弹簧构成，其在遇到大块泥煤或皮带跑偏时弹簧缓冲装置72会发生形变，从而可以有效防止刮板71刮破皮带。

如图8所示，本发明还包括位于泥煤刮除装置7后侧的高压水喷洗系统8，所述高压水喷洗系统8由圆柱形射流喷嘴81与喷嘴底座82组成，喷嘴底座82为方形框架结构，并套设于下皮带112的外部，多个圆柱形射流喷嘴81分为两组，且分别安装在方形框架的上框架和下框架相对的一侧，且上框架上的多个圆柱形射流喷嘴81均对准下皮带112的上表面，下框架上的多个圆柱形射流喷嘴81均对准下皮带112的下表面，圆柱形射流喷嘴81的进水口通过输水软管二连接高压水源。所述高压水喷洗系统8通过圆柱形射流喷嘴81喷出高压水柱，将下皮带112表面未被刮板71刮除的剩余泥煤喷洗干净。作为一种优选，输水软管二上串接有电磁阀，主控箱1还与电磁阀连接，在需要进行清洗时，控制电磁阀打开，从而方便对皮带进行清洗作业。

如图9-图11所示，本发明还包括安装于下皮带112底部且位于高压水喷洗装置8后侧的逆向毛轮洗刷装置9，逆向毛轮洗刷装置9的两端通过连接支架与皮带运输机12支架连接，所述逆向毛轮洗刷装置9由毛轮91、弹簧管92、固定挡板93以及毛轮支杆94组成，弹簧管92为扭力弹簧管，其通过其中心的弹簧腔可轴向滑动的套装于毛轮支杆94的中部，且一个扭力臂与毛轮支杆94连接，一对固定挡板93分别位于弹簧管92的两侧，其通过其中心的通孔可轴向滑动的套装于毛轮支杆94的外部，且分别与弹簧管92的两端连接，所述毛轮91通过其中心的空腔套装于弹簧管92的外部，且其与弹簧管92的另一个扭臂连接，且在弹簧管92的作用下，始终保持一定的预紧力，以实现对皮带表面残留的水滴进行有效的清洁。

通过挤压一对固定挡板93，便可以挤压清除毛轮91，所述逆向毛轮洗刷装置9中弹簧管92以及固定挡板93的挤压频率为6次/h，在挤压过程中，弹簧管92与固定挡板93可以带动毛轮91伸缩，从而达到挤压清除毛轮91所吸收水分的效果。挤压过程可以通过操作人员手动操作，也可以在一对固定挡板93的外侧相对的设置一对伸缩气缸，通过驱动一对伸缩气缸的方式使一对固定挡板93相互靠近，进而达到对毛轮91挤压除水的效果。

如图12所示，本发明还包括通过支撑座安装在下皮带112底部且位于逆向毛轮洗刷装置9后侧的随动自转式吹干装置10，所述随动自转式吹干装置10由支架体、滚轮传动装置101、主从动齿轮轴A103、主从动齿轮轴B、驱动齿轮102、从动齿轮Ⅰ104、从动齿轮Ⅱ105以及风扇驱动组件106组成，所述支架体设置在下皮带112的下方，所述滚轮传动装置101、主从动齿轮轴A103、主从动齿轮轴B由上到下依次分布，且均通过其两端中心的短轴可转动的连接在支架体的内部；一对驱动齿轮102分别固定套装于滚轮传动装置101两端短轴的外部，一对主从动齿轮轴A103分别固定套装于主从动齿轮轴A103两端短轴的外部，且分别与一对驱动齿轮102啮合，多个从动齿轮Ⅰ104沿轴向相间隔的固定套装在主从动齿轮轴A103的外部，多个从动齿轮Ⅱ105沿轴向相间隔的固定套装在主从动齿轮轴B的外部，且从动齿轮Ⅱ105与对应的从动齿轮Ⅰ104啮合，多个风扇驱动组件106对应多个从动齿轮Ⅱ105设置在支架体的下部，其由扇叶和固定连接在扇叶中心的驱动轴组成，所述驱动轴可转动的穿过支架体的下部后延伸到对应动齿轮Ⅱ105的下方，并固定套装有与动齿轮Ⅱ105相啮合的锥形齿轮；滚轮传动装置101紧贴于下皮带112下表面，随下皮带112运输而滚动，滚轮传动装置101的传动轴两侧，带动驱动齿轮102、主从动齿轮轴103、从动齿轮Ⅰ104、从动齿轮Ⅱ105转动，将动力传输给风扇驱动组件106，风扇驱动组件106旋转产生风流，将逆向毛轮洗刷装置9未完全吸收的残留水分吹干，达到干燥皮带的目的。

如图6所示，本发明还包括照明系统6，所述照明系统6由支撑架杆62和照明灯61组成，所述照明灯61与储能电池22连接，并通过支撑架杆62安装在皮带运输机11的上部。照明灯61可以安装在皮带运输机11上部的任意所需位置，能够满足照明即可。

本发明中，通过滚轮式永磁发电机21产生稳定电能，为除尘及多功能安全监测控制装置5供电；皮带速度自控系统通过控制皮带速度降低皮带运行过程中的安全隐患，泥煤刮除装置7用于刮除下皮带粘附粉尘，高压水喷洗系统8进一步清洗皮带，逆向毛轮洗刷装置9清扫皮带残留水滴，随动自转式吹干装置10进一步干燥皮带。

本发明还提供了一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制方法，包括一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统，包括以下步骤：

步骤一：当皮带运输机11开始工作时，下皮带112传输从而带动发电机滚轮外壳211转动，内部绕组线圈212切割磁感线产生电能，并将产生的电能由输出电源线214输送至储能电池22，储能电池22为多功能安全监测控制装置5与主控箱1供电；

步骤二：当多功能安全监测控制装置5检测到煤流信号时，将煤流信号无线传输至主控箱1；主控箱1开启电动球阀3，除尘用水经电动球阀3、喷杆42和扇型喷嘴41雾化后喷淋至皮带；

步骤三：当烟雾传感器52检测到烟雾或温度传感器53检测到温度或瓦斯传感器55超限时，将超限信号通过无线的方式传输至主控箱1；当主控箱1接收到烟雾或温度超限信号时，主控箱1控制皮带运输机11的运输速度减慢，同时使电动球阀3的进水量增多，使雾化喷淋装置4喷出的雾化水量增多，进而增加皮带接收到的雾化水量，降低皮带运输机11存在的安全风险；当主控箱1接收到瓦斯浓度超限信号时，主控箱1通过无线的方式向管理人员发送瓦斯超限信息，便于管理人员及时进行瓦斯的抽采作业；

步骤四：当烟雾传感器52检测到烟雾浓度降低或者消失、温度传感器53检测到温度不超限时，主控箱1关闭警示灯56，控制皮带运输机11的运输速度恢复正常，同时调节电动球阀3的进水量降低并趋于正常，使皮带运输机11的工作恢复至正常状态；

步骤五：当主控箱1接收到来自热释电传感器51的无煤信号时，主控箱1延迟3s关闭电动球阀3停止喷雾，皮带运输机11停运后，滚轮式永磁发电机21同步停止工作，在停止工作期间多功能安全监测控制装置5仍持续进行安全检测，检测到皮带上具有煤流或者检测到温度、烟气以及瓦斯浓度超限时，重复步骤一至步骤五。

实施例1：

为了确保雾化喷淋装置4中扇形喷嘴41所喷吹的水雾能够有效的覆盖皮带运输机头部的产尘点，达到最优的除尘效果，所述扇形喷嘴41的喷吹角度与喷吹范围的关系如下式所示：

式中：

c为扇形喷嘴41与皮带之间的垂直距离；

β为扇型喷嘴41所形成雾化水覆盖角的

s为皮带运输机11的皮带宽度；

n为扇形喷嘴41所需要的个数；

为优化系数考虑到所形成雾化水由于重力、风向、风速等因素影响而产生覆盖长度的变化，一般取0.8-0.9。

当该式结果含有余数时，采用余位进一法进行计算。

本实施例1提供的扇型喷嘴41与皮带之间的直线距离为100cm，皮带运输机11的皮带宽度为120cm，扇型喷嘴41所喷出水雾的雾化覆盖角为60°，根据现场实验与经验，本实施例1选用的优化系数为0.85，则可求得：

即本实施例1中扇形喷嘴41所需个数为2个。

实施例2：

一种自移动皮带尾部自发电除尘安全检测清洁一体化系统，其具体实施步骤如下所示：

步骤一：当皮带运输机11开启时，带动滚轮式永磁发电机21转动，从而产生12V的电能为多功能安全监测控制装置5与主控箱1供电，细碎煤块在运输过程中产生大量粉尘，多功能安全监测控制装置5检测到皮带上具有煤流时，将信号无线传输至主控箱1；

步骤二：当主控箱1接收到来自多功能安全监测控制装置5的有煤信号时，主控箱1开启电动球阀3，除尘用水经电动球阀3、喷杆42和扇型喷嘴41雾化后喷淋至皮带，降低皮带运输粉尘浓度，达到抑制皮带扬尘的目的；

步骤三：当烟雾传感器52检测到烟雾或温度传感器53检测到温度或瓦斯传感器55检测到瓦斯浓度超限时，将超限信号通过无线的方式传输至主控箱1；当主控箱1接收到烟雾或温度超限信号时，主控箱1控制皮带运输机11的运输速度减慢，同时使电动球阀3的进水量增多，使雾化喷淋装置4喷出的雾化水量增多，进而增加皮带接收到的雾化水量，降低皮带运输机11存在的安全风险；当主控箱1接收到瓦斯浓度超限信号时，主控箱1通过无线的方式向管理人员发送瓦斯超限信息，便于管理人员及时进行瓦斯的抽采作业；

步骤四：当烟雾传感器52检测到烟雾浓度降低或者消失、温度传感器53检测到温度不超限时，主控箱1关闭警示灯56，控制皮带运输机11的运输速度恢复正常，同时调节电动球阀3的进水量降低并趋于正常，使皮带运输机11的工作恢复至正常状态；

步骤五：当主控箱1接收到安全信号时，主控箱1控制皮带运输机11的运输速度恢复正常，同时调节电动球阀3的进水量趋于正常，使皮带运输机11的工作恢复至正常状态；

步骤六：当多功能安全监测控制装置5检测到皮带上无煤时，将信号无线传输给主控箱1；

步骤七：当主控箱1接收到来自多功能安全监测控制装置5的无煤信号时，主控箱3延迟3s关闭电动球阀3停止喷雾，并控制皮带输送机11储运，在皮带输送机11停运后，滚轮式永磁发电机21同步停止工作。

Claims (9)

1.一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统，包括皮带运输机(11)，所述皮带运输机(11)中输送皮带的承载段和空载段分别作为上皮带(111)和下皮带(112)；其特征在于，还包括主控箱(1)、多功能安全监测控制装置(5)、储能发电装置(2)以及雾化喷淋装置(4)；

所述主控箱(1)安装在皮带运输机(11)一侧，主控箱(1)与电动球阀(3)、储能发电装置(2)中的储能电池(22)电连接；在主控箱(1)内部集成有控制系统，该控制系统能够控制皮带速度以及控制电动球阀(3)的打开与关闭，同时还能够控制电动球阀(3)的进水量；

所述储能发电装置(2)安装于下皮带(112)的上表面，储能发电装置(2)还包括滚轮式永磁发电机(21)、固定支架(23)，所述滚轮式永磁发电机(21)为外转子式发电机，其由固定支架(23)、旋转工作轴(213)、绕组线圈(212)、发电机滚轮外壳(211)和输出电源线(214)组成，所述固定支架(23)一端的连接臂活动的连接在皮带运输机(12)皮带托辊支架横梁上，旋转工作轴(213)固定连接在固定支架(23)另一端的两个连接臂之间，所述绕组线圈(212)装配在旋转工作轴(213)中部的外侧，并与旋转工作轴(213)一起形成外转子式发电机的定子，所述发电机滚轮外壳(211)的内部装配有磁铁，其作为外转子式发电机的转子，并可转动的套装于定子的外部，发电机滚轮外壳(211)紧贴下皮带(112)的上表面，并在下皮带(112)的带动下作旋转运动，所述输出电源线(214)连接在滚轮式永磁发电机(21)的输出端上，其另一端与储能电池(22)连接；

所述雾化喷淋装置(4)安装于上皮带(111)的上部，由扇型喷嘴(41)、喷杆(42)和支撑杆(43)组成，喷杆(42)通过支撑杆(43)固定在上皮带(111)的正上方，其为具有轴向空腔的空心结构，喷杆(42)上连接有与轴向空腔相连通的输水管路，多个扇型喷嘴(41)沿长度方向相间隔的固定安装在喷杆(42)上，并与喷杆(42)的轴向空腔连通，所述输水软管一与高压水源连接；所述电动球阀(3)串接在输水软管的中部；

所述多功能安全监测控制装置(5)位于雾化喷淋装置(4)的前侧，其由检测组合架杆(57)、热释电传感器(51)、烟雾传感器(52)、温度传感器(53)、风速传感器(54)、瓦斯传感器(55)和警示灯(56)组成，所述检测组合架杆(57)架设在皮带运输机(11)的上方，所述烟雾传感器(52)、温度传感器(53)、热释电传感器(51)、瓦斯传感器(55)、风速传感器(54)和警示灯(56)均安装在检测组合架杆(57)上，且位于上皮带(111)的上方；所述热释电传感器(51)、烟雾传感器(52)、温度传感器(53)、风速传感器(54)、瓦斯传感器(55)、警示灯(56)均与主控箱(1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统，其特征在于，扇形喷嘴(41)的孔径为1～5mm，用于将水雾化后均匀喷洒在皮带传输机(11)上皮带(111)的上表面，扇形喷嘴(41)所需个数n与皮带运输机(11)的皮带宽度s的关系如下式所示：

式中：

c为扇形喷嘴(41)与上皮带(111)之间的垂直距离；

β为扇型喷嘴(41)所形成雾化角的

为优化系数。

3.根据权利要求2所述的一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统，其特征在于，还包括安装于下皮带(112)下表面头部的泥煤刮除装置(7)，泥煤刮除装置(7)由刮板支架(73)、弹簧缓冲装置(72)以及刮板(71)构成，所述刮板支架(73)固定设置在下皮带(112)的下方，刮板(71)的制作材料为弹性橡胶，刮板(71)的上端紧贴于下皮带(112)下表面，其下端通过弹簧缓冲装置(72)与刮板支架(73)的上端连接，弹簧缓冲装置(72)由若干弹簧构成。

4.根据权利要求3所述的一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统，其特征在于，还包括位于泥煤刮除装置(7)后侧的高压水喷洗系统(8)，所述高压水喷洗系统(8)由圆柱形射流喷嘴(81)与喷嘴底座(82)组成，喷嘴底座(82)为方形框架结构，并套设于下皮带(112)的外部，多个圆柱形射流喷嘴(81)分为两组，且分别安装在方形框架的上框架和下框架相对的一侧，且上框架上的多个圆柱形射流喷嘴(81)均对准下皮带(112)的上表面，下框架上的多个圆柱形射流喷嘴(81)均对准下皮带(112)的下表面，圆柱形射流喷嘴(81)的进水口通过输水软管二连接高压水源。

5.根据权利要求4所述的一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统，其特征在于，还包括安装于下皮带(112)底部且位于高压水喷洗装置(8)后侧的逆向毛轮洗刷装置(9)，逆向毛轮洗刷装置(9)的两端通过连接支架与皮带运输机(12)支架连接，所述逆向毛轮洗刷装置(9)由毛轮(91)、弹簧管(92)、固定挡板(93)以及毛轮支杆(94)组成，弹簧管(92)为扭力弹簧管，其通过其中心的弹簧腔可轴向滑动的套装于毛轮支杆(94)的中部，且一个扭力臂与毛轮支杆(94)连接，一对固定挡板(93)分别位于弹簧管(92)的两侧，其通过其中心的通孔可轴向滑动的套装于毛轮支杆(94)的外部，且分别与弹簧管(92)的两端连接，所述毛轮(91)通过其中心的空腔套装于弹簧管(92)的外部，且其与弹簧管(92)的另一个扭臂连接，且在弹簧管(92)的作用下，始终保持一定的预紧力，以实现对皮带表面残留的水滴进行有效的清洁。

6.根据权利要求5所述的一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统，其特征在于，所述逆向毛轮洗刷装置(9)中弹簧管(92)以及固定挡板(93)的挤压频率为6次/h。

7.根据权利要求5所述的一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统，其特征在于，还包括通过支撑座安装在下皮带(112)底部且位于逆向毛轮洗刷装置(9)后侧的随动自转式吹干装置(10)，所述随动自转式吹干装置(10)由支架体、滚轮传动装置(101)、主从动齿轮轴A(103)、主从动齿轮轴B、驱动齿轮(102)、从动齿轮Ⅰ(104)、从动齿轮Ⅱ(105)以及风扇驱动组件(106)组成，所述支架体设置在下皮带(112)的下方，所述滚轮传动装置(101)、主从动齿轮轴A(103)、主从动齿轮轴B由上到下依次分布，且均通过其两端中心的短轴可转动的连接在支架体的内部；一对驱动齿轮(102)分别固定套装于滚轮传动装置(101)两端短轴的外部，一对主从动齿轮轴A(103)分别固定套装于主从动齿轮轴A(103)两端短轴的外部，且分别与一对驱动齿轮(102)啮合，多个从动齿轮Ⅰ(104)沿轴向相间隔的固定套装在主从动齿轮轴A(103)的外部，多个从动齿轮Ⅱ(105)沿轴向相间隔的固定套装在主从动齿轮轴B的外部，且从动齿轮Ⅱ(105)与对应的从动齿轮Ⅰ(104)啮合，多个风扇驱动组件(106)对应多个从动齿轮Ⅱ(105)设置在支架体的下部，其由扇叶和固定连接在扇叶中心的驱动轴组成，所述驱动轴可转动的穿过支架体的下部后延伸到对应动齿轮Ⅱ(105)的下方，并固定套装有与动齿轮Ⅱ(105)相啮合的锥形齿轮。

8.根据权利要求6所述的一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统，其特征在于，还包括照明系统(6)，所述照明系统(6)由支撑架杆(62)和照明灯(61)组成，所述照明灯(61)与储能电池(22)连接，并通过支撑架杆(62)安装在皮带运输机(11)的上部。

9.一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制方法，包括如权利要求1至7任一项所述的一种皮带运输机雾化除尘及安全监测控制系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：当皮带运输机(11)开始工作时，下皮带(112)传输从而带动发电机滚轮外壳(211)转动，内部绕组线圈(212)切割磁感线产生电能，并将产生的电能由输出电源线(214)输送至储能电池(22)，储能电池(22)为多功能安全监测控制装置(5)与主控箱(1)供电；

步骤二：当多功能安全监测控制装置(5)检测到煤流信号时，将煤流信号无线传输至主控箱(1)；主控箱(1)开启电动球阀(3)，除尘用水经电动球阀(3)、喷杆(42)和扇型喷嘴(41)雾化后喷淋至皮带；

步骤三：当烟雾传感器(52)检测到烟雾或温度传感器(53)检测到温度或瓦斯传感器(55)检测到瓦斯浓度超限时，将超限信号通过无线的方式传输至主控箱(1)；当主控箱(1)接收到烟雾或温度超限信号时，主控箱(1)控制皮带运输机(11)的运输速度减慢，同时使电动球阀(3)的进水量增多，使雾化喷淋装置(4)喷出的雾化水量增多，进而增加皮带接收到的雾化水量，降低皮带运输机(11)存在的安全风险；当主控箱(1)接收到瓦斯浓度超限信号时，主控箱(1)通过无线的方式向管理人员发送瓦斯超限信息，便于管理人员及时进行瓦斯的抽采作业；

步骤四：当烟雾传感器(52)检测到烟雾浓度降低或者消失、温度传感器(53)检测到温度不超限时，主控箱(1)关闭警示灯(56)，控制皮带运输机(11)的运输速度恢复正常，同时调节电动球阀(3)的进水量降低并趋于正常，使皮带运输机(11)的工作恢复至正常状态；

步骤五：当主控箱(1)接收到来自热释电传感器(51)的无煤信号时，主控箱(1)延迟3s关闭电动球阀(3)停止喷雾，皮带运输机(11)停运后，滚轮式永磁发电机(21)同步停止工作，在停止工作期间多功能安全监测控制装置(5)仍持续进行安全检测，检测到皮带上具有煤流或者检测到温度、烟气以及瓦斯浓度超限时，重复步骤一至步骤四。

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