CN2247803Y - 皮带张力监测控制安全保护装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及运输设备中皮带张力的监测控制安全保护装置。包括防爆机箱、单片机、键盘、显示器、存贮器、输出控制继电器、设置在皮带及主拖动轴处由光电脉冲式速度传感器组成的皮带打滑测试传感电路、设置在绞车系统与一辅拖动轴间由拉压电阻应变片式传感器组成的皮带张力测试传感电路和设置在皮带两侧由转臂式限位开关构成的皮带跑偏测试传感电路。当皮带跑偏打滑时控制报警，皮带张力超限时发出断点信号自动调整皮带张力。

Description

皮带张力监测控制安全保护装置
本实用新型涉及一种矿井运输设备，更确切地说是涉及矿井运输设备中皮带张力的监测控制安全保护装置。
工矿现场中广泛使用运载皮带输送设备，现有的皮带输送设备在动态下通常没有安全保护、监控装置。在皮带输送设备运转过程中，当皮带张力产生变化时，由于不能及时监测到这一状况而采取有效措施，极易造成皮带损坏，特别在煤矿井下，若因输送设备的皮带打滑、起火造成井下瓦斯、煤尘爆炸起火，其后果是不堪设想的。
本实用新型的目的是为处于运转过程中的皮带设计一种皮带张力监测控制安全保护装置，以保证运载皮带输送设备可长期处于正常状态下工作，延长皮带使用寿命，杜绝因皮带打滑起火造成的煤矿井下爆炸、起火等事故的发生。
本实用新型的皮带张力监测控制安全保护装置，由机箱、设置在机箱中的电源电路及单片微型计算器，与单片微型计算器连接的键盘、显示器、存贮器、皮带张力测试电路及输出控制电路组成，其特征在于：
所述的皮带张力测试电路包括皮带张力测试传感电路、皮带跑偏测试传感电路和皮带打滑测试传感电路；所述的皮带张力测试传感电路包括设置在运载皮带输送设备绞车系统与一辅拖动轴间的拉压式测力传感器及力信号变换电路，力信号变换电路连接所述的单片微型计算器；所述的皮带跑偏测试传感电路包括分别安装在皮带两侧边的转臂式限位开关，限位开关连接所述的单片微型计算器；所述的皮带打滑测试传感电路包括分别安装在运载皮带输送设备主拖动轴侧及皮带侧的速度传感器，两速度传感器分别连接所述单片微型计算器。
所述的速度传感器是由与皮带或主拖动轴摩擦的传动部件、与传动部件联结的传动轴、固定在传动轴上的孔板和设置在孔板两侧面的光电耦合对管组成的光电脉冲式传感器。
所述的拉压式测力传感器是拉压电阻应变片式传感器，所述的力信号变换电路由放大器和模数转换电路连接构成。
所述的输出控制电路由继电器晶体管的驱动电路组成，包括报警信号继电器的晶体管驱动电路、皮带张力超上限断点信号继电器的晶体管驱动电路和皮带张力超下限断点信号继电器的晶体管驱动电路。
所述的机箱是金属机箱，由隔爆腔体及本安腔体组合构成。
所述的拉压式测力传感器设置在运载皮带输送设备一辅拖动轴两侧，且并联连接。
皮带张力传感电路将皮带张力信号变换成电信号，经放大、模数变换后送微型计算器，微型计算器对张力的数字量进行整理后与预设的上、下限给定值进行比较，当力值超过上、下限时通过输出控制电路给出报警信号及相应的断点信号，该断点信号可以作为绞车电机正、反转的控制信号以拉紧或放松皮带，达到自动控制皮带张力的目的。当皮带向左或向右偏移时，均会触碰皮带跑偏传感电路的转臂式限位开关，微型计算器接收到该开关动作信号后即通过输出控制电路发出跑偏报警信号，提供皮带跑偏的自动保护。当皮带打滑时，皮带打滑传感电路的两速度传感器将检测到不同的速度信号，当主拖动轴速度大于皮带速度一定值时，微型计算器通过输出控制电路发出打滑报警信号，提供皮带打滑的自动保护。
下面结合实施例附图进一步说明本实用新型的技术
图1、皮带张力监测控制安全保护装置原理框图
图2、皮带张力监测控制安全保护装置电原理图
图3、速度传感器结构示意图
图4、跑偏传感器结构示意图
图5、测力传感器第一种安装结构示意图
图6、测力传感器第二种安装结构示意图
图7、皮带张力监测控制安全保护装置机箱剖视结构示意图
参见图1，皮带张力监测控制安全保护装置的核心控制部件是单片微型计算器10、键盘11、显示器12、存贮器E2PROM13通过数据、地址、控制线与单片微型计算器10连接。由拉压式测力传感器141、放大器142、模/数转换器143顺序连接组成皮带张力测试传感电路，将力值信号变换成电信号送放大器放大再A/D变换成数字信号送单片微型计算器10。该数字量由微型计算器10整理后与预置的上、下限给定值进行比较，当力值超限时通过输出控制电路中的报警信号电路171给出报警信号和通过上限断点信号电路172或下限断点信号173给出上、下限断点信号，可分别用于控制绞车电机的正、反转。151、152为设置在皮带两侧的转臂式限位开关，共同构成皮带跑偏测试传感电路，当皮带跑偏时限位开关151或152动作，微型计算器接收到开关动作信号即通过报警信号电路171发出跑偏报警信号。161为设置在主拖动轴上的速度传感器，162为设置在皮带处的速度传感器，两者共同作用组成皮带打滑测试传感电路，当主拖动轴速度大于皮带速度×％时(X可通过键盘11设置)则判断为皮带打滑，即通过报警信号电路171发出打滑报警信号。
参见图2，D1-D4、三端稳压器件IC1-IC2等构成传感器工作电源电路，D5～D8，三端稳压器件IC3-IC6等构成模拟电路部分的工作电源电路，D9～D12、三端稳压器件IC7、IC8等构成数字电路部分的工作电源电路。本装置电源电路均采用两级三端稳压器件。
单片微型计算器IC10采用87C51，其P2.0、P2.2、P2.4口分别连接由三个继电器驱动电路构成的输出控制电路，继电器JD1、JD2、JD3的触点可分别用于外控报警和绞车电机的正、反转。IC10的P2.1、P2.5、P2.3口通过接插件分别连接跑偏传感器151、152，主拖动轴速度传感器161和皮带速度传感器162。测力传感器141为拉压电阻应变片式传感器，经放大电路IC14、IC15等和A/D变换器IC16(AD574)连接IC10的P1口。数据锁存器IC12(7423574)锁存存贮器IC13(2816)的低位地址。功能键K0-K9构成键盘电路，与IC10的I/O口连接，用于调整给定上限、上上限、下限、下下限、允许过载时间及真实值调整百分率等。IC11为显示译码驱动器(ZCM72188)驱动液晶显示器数字显示。
参见图3，301为传动轮，302为套设在传动轮上的胶轮，胶轮302与主拖动轴或皮带摩擦带动传动轮301转动。303为支架组、304为鞍型吊架、305为连接轴，用于将速度传感器固定在运载皮带输送设备上。306为密封环，307为轴承，308为传动轴，309为传感器外壳，310为固定在传动轴8上的孔板，311为防护盖，312为光电耦合对管，313为压线螺母，314为光电脉冲信号电缆。当传动轴308转动时带动孔板310旋转，光电耦合对管312送出光电脉冲计数信号。
参见图4，皮带跑偏传感器是一转臂式限位开关，图中41为轴套，42为轴，43为限位开关，当皮带跑偏触碰轴套41产生转臂动作按压限位开关43。
参见图5、图6，两图分别提供了两种安装测力传感器141的方法，图中51、61分别为绞车系统，52、62分别为主拖动轴，53、63、54、64分别为辅拖动轴。测力传感器141可设置在绞车系统51与一辅拖动轴53间，用连接器、钢丝绳连接如图5所示，也可设置在辅拖动轴64两侧，此时两测力传感器并联连接如图6所示。
参见图7，71为固定螺钉，72为隔爆机盖，73为本安机箱，74为前压框，75为控制部分电路板，76为隔爆机箱，77为电源部分电路板，78为外控电缆。
将金属机箱的箱体分为隔爆机箱76和本安机箱73，电源电路及输出控制电路的继电器设置在隔爆机箱内腔中，显示及操作控制部分电路则设置在本安(电路本身安全)机箱内腔中。使装置具有防爆、防尘、防水的特性。
本实用新型的皮带张力监测控制安全保护装置，可适用于煤矿井下含有瓦斯、煤尘爆炸性气体的危险场所使用，也适用于井上任何自然环境中各类皮带输送设备使用；可在动态下自动调整皮带张力，给出上、下限两级保护，可在皮带打滑或跑偏时作出报警保护等，并配有数码报警显示及参数显示。本装置具有测量精度高、长期运行稳定性好的特点。

Claims (6)

1、一种皮带张力监测控制安全保护装置，由机箱、设置在机箱中的电源电路及单片微型计算器，与单片微型计算器连接的键盘、显示器、存贮器、皮带张力测试电路及输出控制电路组成，其特征在于：
所述的皮带张力测试电路包括皮带张力测试传感电路、皮带跑偏测试传感电路和皮带打滑测试传感电路；所述的皮带张力测试传感电路包括设置在运载皮带输送设备绞车系统与一辅拖动轴间的拉压式测力传感器及力信号变换电路，力信号变换电路连接所述的单片微型计算器；所述的皮带跑偏测试传感电路包括分别安装在皮带两侧边的转臂式限位开关，限位开关连接所述的单片微型计算器；所述的皮带打滑测试传感电路包括分别安装在运载皮带输送设备主拖动轴侧及皮带侧的速度传感器，两速度传感器分别连接所述单片微型计算器。
2、根据权利要求1所述的皮带张力监测控制安全保护装置，其特征在于：所述的速度传感器是由与皮带或主拖动轴摩擦的传动部件、与传动部件联结的传动轴、固定在传动轴上的孔板和设置在孔板两侧面的光电耦合对管组成的光电脉冲式传感器。
3、根据权利要求1所述的皮带张力监测控制安全保护装置，其特征在于：所述的拉压式测力传感器是拉压电阻应变片式传感器，所述的力信号变换电路由放大器和模数转换电路连接构成。
4、根据权利要求1所述的皮带张力监测控制安全保护装置，其特征在于：所述的输出控制电路由继电器晶体管的驱动电路组成，包括报警信号继电器的晶体管驱动电路、皮带张力超上限断点信号继电器的晶体管驱动电路和皮带张力超下限断点信号继电器的晶体管驱动电路。
5、根据权利要求1所述的皮带张力监测控制安全保护装置，其特征在于：所述的机箱是金属机箱，由隔爆腔体及本安腔体组合构成。
6、根据权利要求1所述的皮带张力监测控制安全保护装置，其特征在于：所述的拉压式测力传感器设置在运载皮带输送设备一辅拖动轴两侧，且并联连接。
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CN103287822A (zh) * 2013-05-23 2013-09-11 江苏中科百易矿业科技有限公司 全方位输送带智能监测保护系统
CN104075837A (zh) * 2014-06-30 2014-10-01 北京天源科创风电技术有限责任公司 钢丝皮带张力自动监测系统和监测方法及风电机变桨系统
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