CN202013284U - 斗式提升机自动采样装置 - Google Patents

Abstract

一种斗式提升机自动采样装置，由采样机构、液压推杆7和PLC控制系统等组成。采样机构由传动连杆10、采样臂传动机构4、采样料斗3、接料斗1等组成。摇臂传动机构4由采样臂13以及其内的传动件构成。PLC控制系统由PLC控制柜5、接取煤样限位的接近开关I、倒出煤样限位的接近开关II及控制液压推杆伸缩的液压泵电机或电磁换向阀等组成。柜内PLC控制电路由PLC、面板操作按钮和指示灯、控制液压泵电机正反转或电磁换向阀换向的继电器I和继电器II等构成。该装置用于选煤厂跳汰机斗式提升机采煤样，可实现采样自动化和全断面连续采样。PLC控制定时自动采样能确保操作人员的安全，准确性高，减轻劳动强度；方便拆除安装，不影响斗式提升机检修。

Description

斗式提升机自动采样装置

技术领域

本实用新型涉及选煤厂跳汰机煤样采样装置，特别是一种用于选煤厂跳汰机斗式提升机的煤样自动采样的斗式提升机自动采样装置。

背景技术

目前，选煤厂跳汰机斗式提升机均无自动采样装置，采用人工采样。人工采样存在以下弊端：一是下料粒度较大，煤流速较快且溜槽宽度较大，采样操作时对采样人员存在较大的安全隐患；二是由于上述原因还会造成采样不准确，对选煤操作指导性不强；三是半小时采一次子样，由于采样点的主厂房与浮沉室不在同一楼层，操作人员劳动强度大。随着煤炭产量的提高和对质量要求的提高，现有采样方法不能和质量标准化选煤厂建设相适应，必须进行改进，实现采样自动化。目前国内大部分厂商研制的自动采样设备是应用在胶带输送机上，而对斗式提升机的自动化研制尚无成功的报导。

发明内容

为了解决目前跳汰机斗式提升机人工采煤样不安全、准确性差、劳动强度大的不足之处，本实用新型提供一种斗式提升机自动采样装置，可以实现自动采煤样，采样安全、准确性高，减轻操作人员劳动强度，方便拆除安装，不影响斗式提升机检修。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

斗式提升机自动采样装置主要由采样机构、液压推杆、PLC控制系统组成。采样机构由传动连杆、摇臂传动机构、采样料斗、接料斗组成。液压推杆通过传动连杆与采样臂传动机构传动，采样臂传动机构的输出轴即采样料斗的采样斗轴。采样臂传动机构由采样臂以及其内的传动件构成。构成如下：

A.采样臂自下而上有三个轴：固定轴、转轴、采样斗轴。

a.固定轴上装有固定齿轮A和固定齿轮B、固联；固定轴两端伸出采样臂两侧壁固定在支座上；采样臂两侧壁装在固定轴上并与传动连杆的连杆C固联，可一同绕固定轴旋转。

b.转轴上装有一大一小齿轮组成的齿轮A、固联，其两端装在采样臂两侧壁上、动配合。

c.采样斗轴装在采样臂两侧壁上、动配合；其在采样臂内的部分由靠采样料斗一侧向内依次装有齿轮B、棘轮、齿轮C、蓄能弹簧及弹簧固定盘；齿轮B、齿轮C与采样斗轴动配合，棘轮、弹簧固定盘与采样斗轴固联；与棘轮啮合的棘爪固定在齿轮C一侧；蓄能弹簧一侧固定在齿轮C上，另一侧固定在弹簧固定盘上；齿轮B内侧端面有半圆柱状凸块，凸块半圆柱的半径≥棘轮的半径，凸块半圆柱轴线方向的平面上有凹槽，凹槽一侧有：在接取煤样时与棘轮的凸销接触的取样点，凹槽另一侧有：在倒出煤样时与棘轮的凸销接触的倒样点。

B.固定轴上的固定齿轮B与齿轮A的小齿轮传动，齿轮A的大齿轮通过链条A与采样斗轴的齿轮B传动；采样斗轴上的齿轮C通过链条B与固定齿轮A传动。

C.动作状态：

a.接取煤样：当液压推杆通过传动连杆带动采样臂绕固定轴向斗子方向转动即正向转动时，齿轮A的小齿轮在固定齿轮B上滚动爬行，齿轮A和采样臂同向旋转，链条A带动齿轮B旋转；当齿轮B凸块凹槽的取样点转到与棘轮的凸销接触时，带动棘轮同向转动，采样斗轴随棘轮转动，采样料斗向斗子方向翻转；弹簧固定盘与采样斗轴同向旋转、蓄能弹簧张紧；由于棘轮转向和棘爪是顺向，不带动齿轮C转动；同时，由于固定齿轮A不转，采样臂的转动使链条B围绕固定齿轮A转动，带动齿轮C以与棘轮转向相反的方向转动；齿轮C带着蓄能弹簧反向旋转、使之进一步张紧；当采样料斗移至斗式提升机斗子落料点下方时，采样料斗翻正、料斗口向上，接取煤样。

b.倒出煤样：当液压推杆通过传动连杆带动采样臂绕固定轴向接料斗方向转动即反向转动时，齿轮A的小齿轮在固定齿轮B上反向滚动爬行，齿轮A和采样臂同向旋转，由链条A带动齿轮B旋转；棘轮的凸销在齿轮B的凸块凹槽内转动、不受力；棘爪卡住棘轮，棘轮在蓄能弹簧蓄能状态下也不能反转；同时，固定齿轮A不转，采样臂的反向转动使链条B围绕固定齿轮A转动，链条B带动采样斗轴上的齿轮C反向转动，齿轮C上的棘爪带动棘轮转动，棘轮带动采样斗轴转动，采样斗轴外端的采样料斗保持口向上。当采样臂转到采样料斗到达接料斗上方、即倒煤样位置时，齿轮B凸块凹槽的倒样点转到与棘轮的凸销接触；同时，棘爪被齿轮B的凸块凹槽的倒样点外侧顶起、脱开棘轮，蓄能弹簧释放，弹簧固定盘带动采样斗轴转动，采样料斗翻转、料斗口向下，即倒出煤样状态。棘轮同时转动；当棘轮的凸销转到齿轮B凸块凹槽的取样点时被挡住，停止。

PLC控制系统由PLC控制柜、接取煤样时限位的接近开关I、倒出煤样时限位的接近开关II，以及控制液压推杆伸缩的液压泵电机或电磁换向阀等组成。柜内的PLC控制电路由可编程控制器PLC、控制柜面板上的操作控制按钮和指示灯、控制液压泵电机正反转或电磁换向阀换向的继电器I和继电器II等组成。PLC控制系统的电路连接如下：

PLC的输入端子之一～之四，分别经以下信号输入器件接输入侧供电电源一端：①自动启动开关或自动/手动选择开关的自动开关接点、②接近开关I、③复位按钮、④接近开关II；急停按钮串接在输入侧供电电源一端与PLC输入侧对应的电源接线端之间。

PLC的输出端之一～之四每对接线端子中的一个接线端子接输出侧供电电源一端；四个输出端的另一接线端子分别经以下受控器件接输出侧供电电源另一端：①继电器I、②继电器II、③采样机故障指示灯、④自动运行指示灯；继电器I、继电器II的常开接点分别串在液压泵电机正转接触器I、反转接触器II的控制回路中，或者分别串在电磁换向阀正、反向驱动磁力线圈的控制回路中。

本实用新型的有益效果是：

①本采样装置可实现选煤厂跳汰机斗式提升机采样自动化，定时自动采煤样，彻底消除人工采样存在的安全隐患，确保操作人员的安全。

②利用机械装置采样可实现全断面连续采样，提高煤样的代表性，更好地指导跳汰机洗煤，提高产品合格率。降低操作人员的劳动强度，节省人力。

③方便拆除安装，不影响斗式提升机的检修。性能可靠。

附图说明

图1是本实用新型斗式提升机自动采样装置的总体构成示意图。

图2、3是采样臂传动机构构成的示意图主视图、R向视图(右侧视)。

图4是PLC控制柜的控制面板结构示意图。

图5是PLC控制系统的电路接线图。

图中：1-接料斗、2-斗子、3-采样料斗、4-采样臂传动机构、5-PLC控制柜、6-液压泵站、7-液压推杆、8-接近开关I(SQ₁)、9-接近开关II(SQ₂)、10-传动连杆；11-轴承、12-蓄能弹簧、13-采样臂、14-固定齿轮A、15-固定齿轮B、16-齿轮A、17-链条A、18-齿轮B、19-棘轮、20-棘爪、21-齿轮C、22-采样斗轴、23-弹簧固定盘、24-支座、25-固定轴、26-转轴、27-链条B、28-连杆A、29-连杆B、30-连杆C；T_X-凸销、Q_Y-取样点、D_Y-倒样点；31-电源指示灯(1HL)、32-采样机故障指示灯(2HL)、33-自动运行指示灯(3HL)、34-自动/手动选择开关(SW₁)、35-手动点动/手动自动选择开关(SW₃)、36-复位按钮(SW₂)、37-手动控制启动按钮(SW₄)、38-前进按钮(SW₆)、39-后退按钮(SW₇)、40-急停按钮(SW₅)、K₁-继电器I、K₂-继电器II、1KM-接触器I、2KM-接触器II。(注：“按钮”即按钮开关的简称。)

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

由于斗式提升机自动采样装置在斗式提升机的出料溜槽中安装，外形尺寸受到限制。另外要方便撤除，不能影响斗式提升机的检修。所以采样机的各部分使用轴联接或绞链联接方便拆除安装。

在图1示出本实用新型斗式提升机自动采样装置的总体构成。斗式提升机自动采样装置，简称斗子采样机。它主要由采样机构、液压推杆7及其液压泵站6、PLC控制系统组成。采样机构主要由传动连杆10、采样臂传动机构4、采样料斗3、接料斗1组成。液压泵站6由液压泵电机、液压泵、油箱等组成。液压泵站6的液压泵电机即泵站电机。液压泵站6经管路与液压推杆7的有杆腔、无杆腔连接构成液压回路，并通过控制液压泵电机的正反转控制液压推杆7的伸缩。

在图1～3中示出传动连杆10的结构。传动连杆10由连杆A(28)、连杆B(29)、连杆C(30)等构成。三个连杆与支座24构成四连杆机构。连杆A(28)上端的一个铰接点与连杆B(29)一端铰接，连杆A(28)的下端铰接在地面铰接座上，连杆B(29)的另一端与连杆C(30)的上端铰接，连杆C(30)的下端安装在支座24的固定轴25上、与采样臂13固联并一同绕固定轴25转动。液压推杆7与连杆A(28)上端的另一铰接点铰接。在液压推杆7驱动下，连杆A(28)在铰接座上转动，连杆A(28)通过连杆B(29)带动连杆C(30)转动，连杆C(30)使采样臂13一同绕支座24的固定轴25转动。液压推杆7收缩时，采样臂13及采样料斗3向前、向斗子2的方向转动即正向转动；液压推杆7伸出时，采样臂13及采样料斗3向后、向接料斗1的方向转动即反向转动。

在图2、3中示出采样臂传动机构4的结构。

采样臂传动机构4由采样臂13以及其内部的传动件构成。其构成如下：

1.采样臂13自下而上安装有三根轴：固定轴25、转轴26、采样料斗3的采样斗轴22。

A.固定轴25的两端伸出采样臂13两侧壁固定在支座24上；固定轴25上装有固定齿轮A(14)、固定齿轮B(15)、固联；采样臂13的两侧壁通过轴承安装在固定轴25上，和装在固定轴25上的连杆C(30)一端固联、一同绕固定轴25转动。

B.转轴26两端通过轴承装在采样臂13的两侧壁上；转轴26上装有一大一小齿轮组成的齿轮A(16)。

C.采样斗轴22通过轴承11装在采样臂13的两侧壁上，其在采样臂13内的部分自靠采样料斗3的一侧向内依次装有齿轮B(18)、棘轮19、齿轮C(21)、蓄能弹簧12、弹簧固定盘23；齿轮B(18)、齿轮C(21)与采样斗轴22动配合、可转动，棘轮19和采样斗轴22用键联接，弹簧固定盘23固定在采样斗轴22上。棘轮19外圆周有与之啮合的棘爪20；棘爪20固定在齿轮C(21)的一侧；蓄能弹簧12的一侧固定在弹簧固定盘23上，另一侧固定在齿轮C(21)上。齿轮B(18)内侧端面上有近似半圆柱状的凸块，凸块半圆柱的半径≥棘轮19的半径，凸块半圆柱的轴线方向的平面上有凹槽，凹槽一侧有：在接取煤样时与棘轮19的凸销T_X接触的取样点Q_Y，凹槽另一侧有：在倒出煤样时与棘轮19的凸销T_X接触的倒样点D_Y。

2.固定轴25上的固定齿轮B(15)与齿轮A(16)的小齿轮啮合，齿轮A(16)的大齿轮通过链条A(17)与采样斗轴22上的齿轮B(18)传动。采样斗轴22上的齿轮C(21)通过链条B(27)与固定齿轮A(14)传动。

斗子采样机的PLC控制系统：

斗子采样机采用可编程控制器PLC实现自动控制。控制方式采用以下几种：自动启动、手动启动、手动控制。同时具有故障判断及紧急停止功能。

PLC控制系统由PLC控制柜5、控制柜外的接近开关I(8)和接近开关II(9)以及泵站电机等组成。柜内的PLC控制电路是以可编程控制器PLC为核心，其余有数字量模块、24V电源、控制柜面板上的操作控制按钮和指示灯、控制液压推杆7缩伸的继电器I(K₁)、继电器II(K₂)和泵站电机正转(采样料斗前进)接触器I(1KM)、泵站电机反转(采样料斗后退)接触器II(2KM)等组成的电路。

液压推杆7的伸缩由液压泵站6的泵站电机的正反转控制。接近开关I(8)、接近开关II(9)分别设在接取煤样时液压推杆7缩回限位的位置上、倒出煤样时液压推杆7伸出限位的位置上。

在图4中示出PLC控制柜5的面板布置。面板上有：电源指示灯31(1HL)、采样机故障指示灯32(2HL)、自动运行指示灯33(3HL)、自动/手动选择开关34(SW₁)、手动点动/手动自动选择开关35(SW₃)、复位按钮36(SW₂)、手动控制启动按钮37(SW₄)、前进按钮38(SW₅)、后退按钮39(SW₆)及急停按钮40(SW₇)。

在图5中示出斗子采样机PLC控制系统的电路组成和原理。可编程序控制器PLC选用西门子(siemens)公司的LOGO！12/24R，扩展一块数字量模块LOGO！DM812/24R。该PLC又称智能逻辑控制器。PLC控制系统电路连接如下：

PLC输入侧的接线端24L、24M是输入侧供电电源的两公共端：电源正端24V+、电源负端24V-。电源正端24L通过急停按钮SW7与PLC输入电源接线端子L+连接，电源负端24M与PLC输入电源接线端的另一端子M连接。

PLC的十个输入接线端子：包括PLC模块LOGO！12/24R的输入端子I₁～I₈、数字量模块DM812/24R的输入端子I₁₀、I₁₁，分别经以下信号输入器件接输入侧供电电源正端24L：①自动/手动选择开关SW₁的手动开关接点、②自动/手动选择开关SW₁的自动开关接点、③前进限位接近开关I(SQ₁)、④复位按钮SW₂、⑤后退限位接近开关II(SQ₂)、⑥手动点动/手动自动选择开关SW₃的手动点动开关接点、⑦手动点动/手动自动选择开关SW₃的手动启动开关接点、⑧手动控制启动按钮SW₄(37)、⑨前进按钮SW₅(38)、⑩后退按钮SW₆(39)。

PLC的十个输入接线端子I₁～I₈、I₁₀、I₁₁，即PLC的输入端子之五、输入端子之一～之四、输入端子之六～之十。输入端子I₉、I₁₂为空脚。

PLC输出侧接线端X₁、X₂是输出侧供电电源的两公共端：AC 220V电源的火线L、零线N。AC 380V电源为泵站电机正转接触器I(1KM)、反转接触器II(2KM)供电。(数字量模块DM812/24R的输出端Q₁′～Q₄′未用)。

PLC四组输出端Q₁～Q₄的每对接线端子中有一个端子，接输出侧供电电源一端X₁、即AC 220V的火线L；四组输出端Q₁～Q₄的每对接线端子中的另一端子，分别经以下受控器件接输出侧供电电源的另一端X₂、即AC 220V的零线N：①继电器I(K₁)的磁力线圈、②继电器II(K₂)的磁力线圈、③采样机故障指示灯2HL(32)、④自动运行指示灯3HL(33)。

另外，电源指示灯1HL(31)接在输出侧供电电源两端X₁、X₂之间。继电器I(K₁)的常开接点K_1-1和泵站电机正转接触器1KM的磁力线圈串联接在AC380V电源两端。继电器II(K₂)的常开接点K_2-1和泵站电机反转接触器2KM的磁力线圈串联接在AC 380V电源两端。

工作原理：

1.自动控制：手动/自动选择开关SW₁(34)打到自动位置，手动点动/手动自动选择开关SW₃(35)打到手动自动位置，PLC输入端I₂、I₇接收高电平输入信号，PLC输出端Q₄输出高电平，自动运行指示灯3HL亮；当达到预定采样时间(在PLC内人工设置)，PLC通过预先设定的程序使采样机自动启动：由PLC输出端Q₁输出高电平，控制继电器I(K₁)吸合，继电器I的常开接点K_1-1闭合，泵站电机正转接触器I(1KM)吸合，启动泵站电机正转，液压泵站6供液驱动液压推杆7收缩。

A.接取煤样：当液压推杆7收缩时，通过传动连杆10传动，由连杆C(30)带动采样臂13一同绕支座24上的固定轴25向斗子2的方向转动、即正向转动(图2、3中箭头所示转向)，使齿轮A(16)的小齿轮在固定齿轮B(15)上滚动爬行，齿轮A(16)和采样臂13同向旋转，由链条A(17)带动齿轮B(18)旋转。当齿轮B(18)凸块凹槽的Q_Y点转到与棘轮19的凸销T_X接触时，带动棘轮19同向转动，采样斗轴22随棘轮19转动，从而带动采样料斗3向斗子2方向翻转、料斗口由向下往向上翻转。弹簧固定盘23与采样斗轴22同向旋转、使蓄能弹簧12张紧。由于棘轮19转向和棘爪20是顺向，所以不带动齿轮C(21)转动。同时，由于固定齿轮A(14)不转，采样臂13的转动使链条B(27)围绕固定齿轮A(14)转动，带动齿轮C(21)以与棘轮19转向相反的方向转动。蓄能弹簧12的另一端固定在齿轮C(21)上，所以齿轮C(21)带着蓄能弹簧12反向旋转、使之进一步张紧。当采样料斗3移至斗式提升机斗子2落料点下方，采样料斗3翻正、料斗口向上，即处于接取煤样状态。此时，正值液压推杆7收缩到达接近开关I(8)的限位位置，接近开关I(8)给PLC的输入端I₃发送信号，PLC输出端Q₁输出为零，继电器I(K₁)释放，正转接触器I(1KM)释放，泵站电机停止。采样料斗3接取煤样(图1所示位置)。在停留预定的时间(在PLC内人工设置)后，PLC通过预先设定的程序，进入下一步、即倒出煤样工序。

B.倒出煤样：在接取煤样后，按预先设定的程序由PLC输出端Q₂输出高电平，继电器II(K₂)吸合，继电器II的常开接点K_2-1闭合，泵站电机反转接触器II(2KM)吸合，启动泵站电机反转，液压泵站6供液驱动液压推杆7伸出。

当液压推杆7伸出时，通过传动连杆10传动，由连杆C(30)带动采样臂13绕支座24上的固定轴25向接料斗1的方向转动，即反向转动，使齿轮A(16)的小齿轮在固定齿轮B(15)上反向滚动爬行，齿轮A(16)和采样臂13同向旋转，由链条A(17)带动齿轮B(18)旋转。棘轮19的凸销T_X在齿轮B(18)的凸块凹槽内转动、不受力。棘爪20卡住棘轮19，故棘轮19在蓄能弹簧12蓄能状态下也不能反转。同时，由于固定齿轮A(14)固定不转，采样臂13的反向转动使链条B(27)围绕固定齿轮A(14)转动，链条B(27)带动采样斗轴(22)上的齿轮C(21)反向转动，齿轮C(21)上的棘爪20带动棘轮19转动，棘轮19带动采样斗轴22转动，使固定在采样斗轴22外端的采样料斗3保持口向上。当采样臂13转到采样料斗3到达接料斗1上方、即倒煤样位置时，齿轮B(18)凸块凹槽的倒样点D_Y转到与棘轮19的凸销T_X接触；同时，棘爪20被齿轮B(18)凸块凹槽的倒样点D_Y外侧顶起，脱开棘轮19，使蓄能弹簧12释放，弹簧固定盘23带动采样斗轴22转动，棘轮19同时转动，使采样斗3翻转、料斗口向下，倒出煤样。棘轮19同时转动；当棘轮19的凸销T_X转到齿轮B凸块凹槽的取样点Q_Y时被挡住，停止。此时，正值液压推杆7伸出到达接近开关II(9)的限位位置，接近开关II(9)给PLC输入端I₅发信号，PLC输出端Q₂输出为零，继电器II(K₂)释放，继电器II的常开接点K_2-1断开，反转接触器II(2KM)释放，泵站电机停转，液压泵站6停止供液，采样过程完成。在此位置停歇预定的时间后(在PLC内人工设置)重复以上工作。

2.手动控制：手动启动采样机自动完成一个采样过程。将手动/自动选择开关34(SW₁)打到手动位置，PLC输入端I₁为高电平，输出端Q₄输出为零，自动运行指示灯33(3HL)灭；手动点动/手动自动选择开关35(SW₃)打到手动自动位置，PLC输入端I₇为高电平；按下手动控制启动按钮37(SW₄)，PLC输入端I₈为高电平，PLC控制采样机按上述步骤自动完成一个采样过程后停止。

3.点动控制：当使用手动点动控制时，将手动/自动选择开关34(SW₁)打到手动位置，自动运行指示灯33(3HL)灭，手动点动/手动自动选择开关35(SW₃)打到点动位置，PLC输入端I₆为高电平；按住前进按钮SW₆(38)，PLC输入端I₁₀为高电平；使采样料斗3向斗子2方向运动，松开前进按钮38(SW₅)将停止运动，当液压推杆7收缩到达接近开关I(8、SQ₁)的位置时，接近开关I(8、SQ₁)给PLC输入端I₃发信号、为高电平，PLC控制前进按钮38(SW₅)失效；此时前进按钮38(SW₅)不能控制斗子采样机动作，起到保护作用。按住后退按钮39(SW₆)，PLC输入端I₁₁为高电平，使采样料斗3向接料斗1方向运动，松开后退按钮39(SW₆)将停止运动，当液压推杆7伸出到达接近开关II(9、SQ₂)的位置时，接近开关II(9、SQ₂)给PLC输入端I₅发信号、为高电平，PLC控制后退按钮39(SW₆)失效，此时后退按钮39(SW₆)不能控制斗子采样机动作，起到保护作用。

4.故障判断及紧急停止：斗子采样机具有故障判断及紧急停止功能。当采样机有故障时，例如：采样斗不在初始位置时，或液压推杆有故障或接近开关有故障时以及发生其它危及设备安全的问题时，PLC输出端Q₃输出高电平，采样机故障指示灯32(2HL)亮，斗子采样机停止工作。排除故障后，按下复位按钮36(SW₂)复位，PLC输入端I₄为高电平，输出端Q₃输出为零，采样机故障指示灯32(2HL)熄灭，斗子采样机恢复正常。

斗子采样机具有紧急停止功能，按下急停按钮40(SW₇)，PLC输入侧电源接线端L+断电，各种操作均无响应直至急停按钮40(SW₇)复位。

通过设置采样料斗在采样位置和停歇位置的时间，可实现采样量的调节。

上述方案的变通形式：

①检测液压推杆伸缩的限位开关I、后退限位开关II也可以设置在其它采样部件，如：采样臂13、传动连杆10的连杆等的限位位置上。

②控制液压推杆伸缩，可以采用连接于液压推杆的有杆腔、无杆腔的进出液回路中的电磁换向阀；电磁换向阀的正、反向动作的磁力线圈的控制回路中分别串接继电器I(K₁)、继电器II(K₂)的常开接点。

③本例的液压推杆也可采用电液推杆，即液压推杆、液压泵及其电机组合为一体的形式。

④PLC控制系统电路简化形式：仅用自动控制，省去自动/手动选择开关、手动点动/手动自动选择开关、手动控制启动按钮、前进按钮和后退按钮。在PLC输入端I₂接一个自动启动开关替代自动/手动选择开关的自动开关接点。

采样臂传动机构也可以采用伺服电机传动机构，即由PLC控制伺服电机，用伺服电机通过齿轮传动，带动采样斗轴和采样料斗完成接取煤样与倒出煤样过程的转动。这可以简化采样臂传动机构，但采样臂需拖有电缆，而电缆易受到采样臂转动和斗式提升机出料溜槽恶劣安装环境的影响。

Claims (6)

1.一种斗式提升机自动采样装置，其特征在于：包括采样机构、液压推杆(7)、PLC控制系统；

采样机构包括传动连杆(10)、采样臂传动机构(4)、采样料斗(3)、接料斗(1)；液压推杆(7)经传动连杆(10)与采样臂传动机构(4)传动联接，采样臂传动机构(4)的输出轴即采样料斗(3)的采样斗轴(22)；

采样臂传动机构(4)包括采样臂(13)以及其内的传动件：

A.采样臂(13)自下而上有三个轴：固定轴(25)、转轴(26)、采样斗轴(22)；

a.固定轴(25)上装有固定齿轮A(14)和固定齿轮B(15)、固联；固定轴(25)两端伸出采样臂(13)两侧壁固定在支座(24)上；采样臂(13)两侧壁装在固定轴(25)上并与传动连杆(10)的连杆C(30)固联，可一同绕固定轴(25)旋转；

b.转轴(26)上装有一大一小齿轮组成的齿轮A(16)、固联，其(26)两端装在采样臂(13)两侧壁上、动配合；

c.采样斗轴(22)装在采样臂(13)两侧壁上、动配合；其(22)在采样臂(13)内的部分由靠采样料斗(3)一侧向内依次装有齿轮B(18)、棘轮(19)、齿轮C(21)、蓄能弹簧(12)及弹簧固定盘(23)；齿轮B(18)、齿轮C(21)与采样斗轴(22)动配合，棘轮(19)、弹簧固定盘(23)与采样斗轴(22)固联；与棘轮(19)啮合的棘爪(20)固定在齿轮C(21)一侧；蓄能弹簧(12)一侧固定在齿轮C(21)上，另一侧固定在弹簧固定盘(23)上；齿轮B(18)内侧端面有半圆柱状凸块，凸块半圆柱的半径≥棘轮(19)的半径，凸块半圆柱轴线方向的平面上有凹槽，凹槽一侧有：在接取煤样时与棘轮(19)的凸销(T_X)接触的取样点(Q_Y)，凹槽另一侧有：在倒出煤样时与棘轮(19)的凸销(T_X)接触的倒样点(D_Y)；

B.固定轴(25)上的固定齿轮B(15)与齿轮A(16)的小齿轮传动联接，齿轮A(16)的大齿轮通过链条A(17)与采样斗轴(22)上的齿轮B(18)传动联接；采样斗轴(22)上的齿轮C(21)通过链条B(27)与固定齿轮A(14)传动联接；

C.动作状态：

a.接取煤样时：当液压推杆(7)通过传动连杆(10)带动采样臂(13)绕固定轴(25)向斗子(2)方向转动即正向转动时，齿轮A(16)的小齿轮在固定齿轮B(15)上滚动爬行，齿轮A(16)和采样臂(13)同向旋转，链条A(17)带动齿轮B(18)旋转；当齿轮B(18)凸块凹槽的取样点(Q_Y)转到与棘轮(19)的凸销(T_X)接触时，带动棘轮(19)同向转动，采样斗轴(22)随棘轮(19)转动，采样料斗(3)向斗子(2)方向翻转；弹簧固定盘(23)与采样斗轴(22)同向旋转、蓄能弹簧(12)张紧；棘轮(19)转向和棘爪(20)是顺向，不带动齿轮C(21)转动；同时，固定齿轮A(14)不转，链条B(27)围绕固定齿轮A(14)转动，带动齿轮C(21)以与棘轮(19)转向相反方向转动；齿轮C(21)带着蓄能弹簧(12)反向旋转、使之进一步张紧；当采样料斗(3)移至斗子(2)落料点下方时，采样料斗(3)翻正、料斗口向上，即接取煤样状态；

b.倒出煤样时：当液压推杆(7)通过传动连杆(10)带动采样臂(13)绕固定轴(25)向接料斗(1)方向转动即反向转动时，齿轮A(16)的小齿轮在固定齿轮B(15)上反向滚动爬行，齿轮A(16)和采样臂(13)同向旋转，链条A(17)带动齿轮B(18)旋转；棘轮(19)的凸销(T_X)在齿轮B(18)的凸块凹槽内转动、不受力；棘爪(20)卡住棘轮(19)，棘轮(19)在蓄能弹簧(12)蓄能状态下也不能反转；同时，固定齿轮A(14)不转，链条B(27)围绕固定齿轮A(14)转动，链条B(27)带动采样斗轴(22)上的齿轮C(21)反向转动，齿轮C(21)上的棘爪(20)带动棘轮(19)转动，棘轮(19)带动采样斗轴(22)转动，采样斗轴(22)外端的采样料斗(3)保持口向上；当采样臂(13)转到采样料斗(3)到达接料斗(1)上方、即倒煤样位置时，齿轮B(18)凸块凹槽的倒样点(D_Y)转到与棘轮(19)的凸销(T_X)接触；同时棘爪(20)被齿轮B(18)凸块凹槽的倒样点(D_Y)外侧顶起、脱开棘轮(19)，蓄能弹簧(12)释放，弹簧固定盘(23)带动采样斗轴(22)转动，采样料斗(3)翻转、料斗口向下，即倒出煤样状态；棘轮(19)同时转动，当棘轮(19)的凸销(T_X)转到齿轮B(18)凸块凹槽的取样点(Q_Y)时被挡住，停止；

PLC控制系统包括PLC控制柜(5)、接取煤样限位的接近开关I、倒出煤样限位的接近开关II，以及控制液压推杆(7)伸缩的液压泵电机或电磁换向阀；PLC控制柜(5)内的PLC控制电路构成，包括可编程控制器PLC、控制柜面板上的操作控制按钮和指示灯、控制液压泵电机正反转或电磁换向阀换向的继电器I和继电器II；PLC控制系统的电路连接如下：

PLC的输入端子之一～之四(I₂～I₅)，分别经以下信号输入器件接输入侧供电电源一端(24L)：①自动启动开关或自动/手动选择开关(SW₁)的自动开关接点、②接近开关I、③复位按钮(SW₂)、④接近开关II；急停按钮(SW₇)串接在输入侧供电电源另一端(24L)与PLC输入侧对应的电源接线端(L+)之间；

PLC的输出端之一～之四(Q₁～Q₄)每对接线端子中的一个端子接输出侧供电电源一端(X₁)；四个输出端(Q₁～Q₄)的另一端子分别经以下受控器件接输出侧供电电源另一端(X₂)：①继电器I、②继电器II、③采样机故障指示灯(2HL)、④自动运行指示灯(3HL)；继电器I、继电器II的常开接点分别串在液压泵电机正转接触器I、反转接触器II控制回路中，或者分别串在电磁换向阀正、反向驱动磁力线圈的控制回路中。

2.根据权利要求1所述的斗式提升机自动采样装置，其特征在于：所说的PLC控制系统的电路还包括手动控制部分，PLC的输入端子之五～之十(I₁、I₆～I₈、I₁₀、I₁₁)，分别经以下信号输入器件接输入侧供电电源一端(24L)：①自动/手动选择开关(SW₁)的手动开关接点、②手动点动/手动自动选择开关(SW₃)的点动开关接点、③手动点动/手动自动选择开关(SW₃)的自动开关接点、④手动控制启动按钮(SW₄)、⑤前进按钮(SW₅)、⑥后退按钮(SW₆)；所说的PLC输入端子之一(I₂)，此时接自动/手动选择开关(SW₁)的自动开关接点。

3.根据权利要求1所述的斗式提升机自动采样装置，其特征在于：所说的接近开关I、接近开关II，是分别设在液压推杆(7)缩回限位位置的接近开关I(8)、伸出限位位置的接近开关II(9)；所说的液压泵电机是泵站电机；泵站电机、液压泵和油箱组成液压泵站(6)；控制泵站电机正转的是接触器I(1KM)及其控制回路中的继电器I(K₁)，控制泵站电机反转的是接触器II(2KM)及其控制回路中的继电器II(K₂)。

4.根据权利要求1所述的斗式提升机自动采样装置，其特征在于：所说的液压推杆(7)，与液压泵、液压泵电机组合为一体，构成电液推杆。

5.根据权利要求1所述的斗式提升机自动采样装置，其特征在于：所说的传动连杆(10)包括连杆A(28)、连杆B(29)、连杆C(30)，三个连杆与支座(24)构成四连杆机构：连杆A(28)上端的一个铰接点与连杆B(29)一端铰接，连杆A(28)下端铰接在地面铰接座上，连杆B(29)另一端与连杆C(30)上端铰接，连杆C(30)的下端装在支座(24)的固定轴A(25)上、与采样臂(13)固联并可绕固定轴A(25)转动；液压推杆(7)与连杆A(28)上端的另一个铰接点铰接。

6.根据权利要求1所述的斗式提升机自动采样装置，其特征在于：所说的控制液压推杆伸缩的电磁换向阀，串接在液压推杆的有杆腔、无杆腔的进出液回路中；电磁换向阀的正、反向动作的磁力线圈的控制回路中分别串有继电器I(K₁)、继电器II(K₂)的常开接点。

Images