PL191431B1 - Urządzenie do ciągłego monitorowania połączenia pasa przenośnikowego - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do ciaglego monitorowania polaczenia pasa przenosnikowego wykonanego z gumy lub z gumo-podobnego tworzywa sztucznego, z wtopionymi elementami wzmacniajacymi, znamienne tym, ze zawiera co najmniej dwa, a w szczególnosci cztery znaczniki pomiarowe (9, 10, 25, 26, 27, 28), tak usytu- owane, ze zawsze co najmniej jeden, a w szczególnosci dwa znaczniki pomia- rowe znajduja sie na poczatku (7) i na koncu (8) obszaru polaczenia (6) pasa przenosnikowego (1), i sa one trwale umieszczone w obszarze brzegowym strony spodniej (3) lub strony wierzchniej (4) pasa przenosnikowego (1) lub tez na krawedzi (5) pasa przenosnikowego (1), rozciagajacej sie miedzy strona spodnia (3) a strona wierzchnia (4) pasa przenosnikowego (1), przy czym znaczniki pomiarowe (9, 10, 25, 26, 27, 28) sa odporne na wysoka temperatu- re, obciazenia cisnieniowe, wilgoc i inne wplywy mechaniczne i chemiczne, zas po stronie lewej i/lub prawej wzgledem kierunku poruszania sie pasa przeno- snikowego (1) jest usytuowany uklad detekcji (I, III) znaczników pomiarowych do pomiaru predkosci poruszania sie pasa przenosnikowego (1) oraz dlugosci polaczenia pasa przenosnikowego (1), dopasowany do typu znaczników pomiarowych (9, 10, 25, 26, 27, 28), ponadto urzadzenie zawiera przetwornik sygnalów (17, 18) ukladu detekcji (I, III) znaczników pomiarowych, przetwarza- jacy i dopasowujacy sygnaly dostarczane z detektorów (11, 12, 13, A, B, C, D) znaczników pomiarowych i wyzwalajacy poczatek i koniec pomiaru czasu, oraz zawiera niezalezny od kierunku poruszania sie pasa przenosnikowego (1) uklad identyfikacyjny (II, III), zlozony z, usytuowanego poza obszarem polaczenia (6) pasa przenosnikowego (1) w poblizu poczatku (7) i/lub konca (8) obszaru polaczenia (6), z adresu (14, 22, 29, 30) identyfikacji miejsca pomiaru, który jest umieszczony po stronie lewej i/lub prawej wzgledem kierunku poruszania sie pasa przenosnikowego (1), a zwlaszcza na krawedzi (5) pasa przenosnikowego (1), oraz z, dopasowanego do typu adresu (14, 22, 29, 30),…………………….. PL PL PL PL

Description

1. Urządzenie do ciągłego monitorowania połączenia pasa przenośnikowego wykonanego z gumy lub z gumo-podobnego tworzywa sztucznego, z wtopionymi elementami wzmacniającymi, znamienne tym, że zawiera co najmniej dwa, a w szczególności cztery znaczniki pomiarowe (9, 10, 25, 26, 27, 28), tak usytuowane, że zawsze co najmniej jeden, a w szczególności dwa znaczniki pomiarowe znajdują się na początku (7) i na końcu (8) obszaru połączenia (6) pasa przenośnikowego (1), i są one trwale umieszczone w obszarze brzegowym strony spodniej (3) lub strony wierzchniej (4) pasa przenośnikowego (1) lub też na krawędzi (5) pasa przenośnikowego (1), rozciągającej się między stroną spodnią (3) a stroną wierzchnią (4) pasa przenośnikowego (1), przy czym znaczniki pomiarowe (9, 10, 25, 26, 27, 28) są odporne na wysoką temperaturę, obciążenia ciśnieniowe, wilgoć i inne wpływy mechaniczne i chemiczne, zaś po stronie lewej i/lub prawej względem kierunku poruszania się pasa przenośnikowego (1) jest usytuowany układ detekcji (I, III) znaczników pomiarowych do pomiaru prędkości poruszania się pasa przenośnikowego (1) oraz długości połączenia pasa przenośnikowego (1), dopasowany do typu znaczników pomiarowych (9, 10, 25, 26, 27, 28), ponadto urządzenie zawiera przetwornik sygnałów (17, 18) układu detekcji (I, III) znaczników pomiarowych, przetwarzający i dopasowujący sygnały dostarczane z detektorów (11, 12, 13, A, B, C, D) znaczników pomiarowych i wyzwalający początek i koniec pomiaru czasu, oraz zawiera niezależny od kierunku poruszania się pasa przenośnikowego (1) układ identyfikacyjny (II, III), złożony z, usytuowanego poza obszarem połączenia (6) pasa przenośnikowego (1) w pobliżu początku (7) i/lub końca (8) obszaru połączenia (6), z adresu (14, 22, 29, 30) identyfikacji miejsca pomiaru, który jest umieszczony po stronie lewej i/lub prawej względem kierunku poruszania się pasa przenośnikowego (1), a zwłaszcza na krawędzi (5) pasa przenośnikowego (1), oraz z, dopasowanego do typu adresu (14, 22, 29, 30),..........................

PL 191 431 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do ciągłego monitorowania połączenia pasa przenośnikowego.

Wynalazek dotyczy w szczególności pasów przenośnikowych wykonanych z gumy lub z gumopodobnego tworzywa sztucznego, z wtopionymi elementami wzmacniającymi strukturę pasa, np. pasów przenośnikowych z liną stalową.

Z opisu patentowego DE 31 31 963 Al znany jest układ do nadzorowania instalacji przenoś nikowych i wałków tocznych pasów przenośnikowych, zawierający układ detekcji właściwości mechanicznych, takich jak prędkość obrotów, moment obrotowy, obciążenie działające na łożyska, temperatura, luz i naprężenie pasa, uszkodzenie pasa i ukośne prowadzenie pasa. Układ zawiera termoelementy i czujniki podczerwieni, które wysyłają sygnał alarmowy do centralnego sterownika, a stamtąd dane dotyczące właściwości mechanicznych są wyświetlane na ekranie i/lub drukowane na drukarce.

Sposób i urządzenie do indukcyjnego monitorowania pasa przenośnikowego został ujawniony w opisie patentowym DE-195 25 326 Cl. Nadajniki elektryczne, w postaci transponderów są osadzone w poszyciu i/lub szkielecie pasa przenoś nikowego w pewnych odstę pach jeden od drugiego. Natomiast, co najmniej jedno stacjonarne urządzenie nadawczo-odbiorcze znajduje się na zewnątrz pasa przenośnikowego. Uzwojeniem wzbudzającym transpondery jest uzwojenie pierwotne urządzenia nadawczo-odbiorczego. Uzwojenie nośnika danych transpondera działa jako uzwojenie wtórne i wysyła sygnał ciągły identyfikacyjny do stacjonarnego urządzenia nadawczo-odbiorczego, który to sygnał jest przetwarzany w jednostce obliczeniowej.

W opisie patentowym US 4 020 945 ujawniono urządzenie zabezpieczają ce do wykrywania wydłużenia połączenia pasa przenośnikowego, w którym pary obszarów trwale namagnesowanych, są wprowadzone w określonych odstępach w materiał pasa przenośnikowego na początku i na końcu obszaru połączenia. Urządzenie zawiera także, co najmniej jeden układ detekcji wykrywający odpowiedzi obszarów trwale namagnesowanych. Przy przechodzeniu pasa przenośnikowego przez układ detekcji mierzy się czas, jaki upływa między odpowiedzią pierwszego obszaru magnetycznego a odpowiedzią drugiego obszaru magnetycznego, a zatem i odległość między tymi obszarami.

Połączenia pasów przenośnikowych są zwykle postrzegane jako obszary, które wymagają szczególnej uwagi z punktu widzenia ich sprawności i trwałości. Powodem tego jest fakt, że siły rozciągające zmieniają się w tych obszarach od zwiększenia siły w materiale gumowym połączenia do zwiększenia siły na pozostałej długości pasa przenośnikowego. Podczas tego procesu siła napędowa pasa napręża zarówno gumę przez siły ścinania, jak i zmienia przyczepność między gumą a elementami wzmacniającymi pasa. Poza tym, należy wziąć pod uwagę fakt, że rozkład naprężeń wewnątrz obszaru połączenia i w obszarach przejściowych nie jest jednolity. Zawsze, więc mogą się znaleźć obszary, w których może się pojawić uszkodzenie połączenia pasa, po dłuższym czasie eksploatacji.

Takich zdarzeń należy unikać, ponieważ uszkodzenie połączenia pasa przenośnikowego pociąga za sobą duże niebezpieczeństwo i znaczne ryzyko ekonomiczne.

Poza regularnymi kontrolami, za pomocą których można wykryć wizualnie zewnętrzne uszkodzenia, jest możliwe ciągłe automatyczne monitorowanie całej długości połączenia lub poszczególnych stref połączenia. Takimi strefami są np. obszary wygięcia i tzw. znaki pilotujące, w wielostopniowych połączeniach pasa wzmocnionego linami stalowymi.

W normalnych warunkach eksploatacji (ale nie w warunkach skrajnego przeci ążenia) połą czenie nie zerwie się nigdy nagle w całości, lecz rozrywanie odbywa się stopniowo w poszczególnych obszarach połączenia. W tej sytuacji na pozostałe, nieuszkodzone obszary działają większe naprężenia, co prowadzi do większego ich wydłużania się, a w konsekwencji do zwiększenia długości obciążonego połączenia.

Długości połączenia albo stosunek odległości mierzone w określonych miejscach pasa, muszą być porównane z wartościami ustalonymi i granicznymi, których przekroczenie powoduje wysłanie sygnału ostrzegawczego lub nawet wyłączenie instalacji przenośnikowej.

Niekorzystne wpływy, takie jak zmieniające się obciążenie, różne miejsca pomiaru i zmiany temperatury, trzeba wyeliminować przez korekcję metod obliczeniowych. Pomiar długości musi odbywać się automatycznie, w sposób ciągły z dużą precyzją i rzetelnością. To znaczy, że układy wykorzystywane do wykrywania i mierzenia wartości muszą dokładnie spełniać ekstremalne wymagania. Jest to dodatkowo utrudnione przez warunki otoczenia panujące na miejscu, którymi mogą być surowe warunki w kopalniach. Przy tym, konieczne jest uwzględnienie zarówno warunków pod ziemią w koPL 191 431 B1 palni węgla kamiennego, jak i warunków w kopalni odkrywkowej węgla brunatnego czy bitumicznego lub też warunków w wyrobisku kruszcowym naziemnym i podziemnym. Szczególne wymagania muszą być spełnione także w przypadkach kiedy urządzenia przenośnikowe mają pracować w szczególnie trudnych warunkach klimatycznych, np. na pustyni, w strefach tropikalnych, w obszarach górskich czy w warunkach arktycznych.

Ponieważ pomiary muszą być wykonywane w sposób ciągły, na pracującym urządzeniu przenośnikowym, to należy uwzględniać również tę okoliczność, że miejsce pomiaru nie tylko porusza się w kierunku osi wzdłużnej pasa przenoś nikowego poruszają cego się z prę dkoś cią się gają c ą około 8 m/s, lecz także miejsce pomiaru może przemieszczać się na boki na powierzchni pasa przenośnikowego do ± 100 mm. Mogą się też pojawić przemieszczenia pionowe w granicach ± 10 mm, w postaci drgań.

Długości połączeń pasów przenośnikowych, zależnie od typu taśmy i jej wytrzymałości, wynoszą od < 1 m do 8 m. Rozrzut mierzonych wartości i dokładność pomiaru powinny być rzędu 1 mm lub lepiej.

Urządzenie do ciągłego monitorowania połączenia pasa przenośnikowego wykonanego z gumy lub z gumo-podobnego tworzywa sztucznego, z wtopionymi elementami wzmacniającymi, według wynalazku jest charakterystyczni tym, że zawiera co najmniej dwa, a korzystnie cztery znaczniki pomiarowe tak usytuowane, że zawsze co najmniej jeden, a w szczególności dwa znaczniki pomiarowe znajdują się na początku i na końcu obszaru połączenia pasa przenośnikowego. Są one trwale umieszczone w obszarze brzegowym strony spodniej lub strony wierzchniej pasa przenośnikowego lub też na krawędzi pasa przenośnikowego, rozciągającej się między stroną spodnią a stroną wierzchnią pasa przenośnikowego. Znaczniki pomiarowe są odporne na wysoką temperaturę, obciążenia ciśnieniowe, wilgoć i inne wpływy mechaniczne i chemiczne. Po stronie lewej i/lub prawej względem kierunku poruszania się pasa przenośnikowego jest usytuowany układ detekcji znaczników pomiarowych, do pomiaru prędkości poruszania się pasa przenośnikowego oraz długości połączenia pasa przenośnikowego, dopasowany do typu znaczników pomiarowych. Ponadto, urządzenie zawiera przetwornik sygnałów układu detekcji znaczników pomiarowych, przetwarzający i dopasowujący sygnały dostarczane z detektorów znaczników pomiarowych i wyzwalający początek i koniec pomiaru czasu. Urządzenie zawiera także niezależny od kierunku poruszania się pasa przenośnikowego układ identyfikacyjny złożony z, usytuowanego poza obszarem połączenia pasa przenośnikowego w pobliżu początku i/lub końca obszaru połączenia, adresu identyfikacji miejsca pomiaru, który jest umieszczony po stronie lewej i/lub prawej względem kierunku poruszania się pasa przenośnikowego, a zwłaszcza na krawędzi pasa przenośnikowego, oraz z, dopasowanego do typu adresu, detektora adresu, który również jest umieszczony po stronie lewej i/lub prawej względem kierunku poruszania się pasa przenośnikowego, i który jest połączony z czytnikiem. Ponadto, urządzenie zawiera człon pomiaru czasu połączony z przetwornikiem sygnałów, układ pomiarowy temperatury pasa przenośnikowego i temperatury otoczenia, dodatkowy układ pomiarowy siły rozciągającej pas przenośnikowy, oraz połączony ze sterownikiem napędu komputer operacyjny analizujący wszystkie dane.

Korzystnie, znaczniki pomiarowe znajdują się na linii początku i końca obszaru połączenia lub też znajdują się poza obszarem połączenia, ale przy liniach wyznaczających początek i koniec obszaru połączenia.

Korzystnie, znaczniki pomiarowe są wykonane z materiału o właściwościach elektrycznych i/lub magnetycznych, zwłaszcza w postaci niewielkich pasków metalu lub magnesów trwałych umieszczonych w szeregu jeden za drugim.

Korzystnie, znacznikami pomiarowymi są znaki optyczne lub wytworzone mechanicznie wcięcia lub garby.

Adres identyfikacji miejsca pomiaru znajduje się w odległości od początku bądź końca obszaru połączenia, która jest mniejsza od długości obszaru połączenia, korzystnie, mniejsza niż 1/4 długości obszaru połączenia.

Adres identyfikacji miejsca pomiaru stanowi kod, zwłaszcza możliwy do odczytu mechanicznego, optycznego, magnetycznego, elektrycznego lub radioaktywnego.

Kod adresu identyfikacji miejsca pomiaru jest kodem paskowym lub kodem o strukturze podobnej do kodu paskowego.

Korzystnie, adres identyfikacji miejsca pomiaru, w postaci kodu składa się z małych magnesów trwałych, w szczególności umieszczonych w szeregu jeden za drugim.

Korzystnie, adres identyfikacji miejsca pomiaru stanowi transponder, a detektorem adresu jest antena z przyporządkowanym do niej układem nadawczo-odbiorczym i czytnikiem.

PL 191 431 B1

Adres układu identyfikacyjnego jest elementem oddzielonym od znaczników pomiarowych lub też stanowią one jedną całość.

Korzystnie, znaczniki pomiarowe i/lub adres są osadzone w gumie lub gumo-podobnym tworzywie sztucznym.

Znaczniki pomiarowe i adres są umieszczone na krawędzi pasa przenośnikowego, rozciągającej się między stroną spodnią a stroną wierzchnią pasa przenośnikowego lub w obszarze brzegowym strony wierzchniej pasa przenośnikowego.

W układzie detekcji znaczników pomiarowych są zastosowane czujniki radarowe/mikrofalowe, indukcyjne, optyczne, optoelektroniczne, laserowe, magnetyczne, zwłaszcza czujniki Halla lub czujniki gausotronowe, oraz czujniki promieniowania jonizującego.

Układ detekcji znaczników pomiarowych składa się z co najmniej dwóch detektorów znaczników pomiarowych, zwróconych w kierunku ruchu pasa przenośnikowego i umieszczonych w odległości od siebie, która stanowi drogę pomiarową do pomiaru prędkości przesuwu.

Detektory znaczników pomiarowych są umieszczone na poziomie krawędzi pasa przenośnikowego, rozciągającej się między stroną spodnią a stroną wierzchnią pasa przenośnikowego.

Korzystnie, odległość między detektorami znaczników pomiarowych, zwróconymi w kierunku przemieszczania się pasa przenośnikowego, jest mniejsza od długości obszaru połączenia, w szczególności w przybliżeniu równa tej długości.

Co najmniej jeden z dwu detektorów znaczników pomiarowych, zwróconych w kierunku przemieszczania się pasa przenośnikowego i umieszczonych w odległości od siebie, stanowi miernik długości obszaru połączenia.

Korzystnie, do pomiaru długości obszaru połączenia wykorzystuje się dodatkowy detektor.

Korzystnie układ detekcji znaczników pomiarowych składa się z co najmniej dwóch, a najlepiej z czterech detektorów, którymi są głowice czujnikowe umieszczone w osłonach metalowych, nad stroną wierzchnią pasa przenośnikowego, służące do pomiaru długości obszaru połączenia.

Korzystnie, odległość między dwoma głowicami czujnikowymi detektorów odpowiada, w przybliżeniu, długości obszaru połączenia.

Korzystnie, układ detekcji znaczników pomiarowych i układ identyfikacyjny stanowią oddzielne elementy składowe albo stanowią jeden zintegrowany układ.

Korzystnie, układ pomiarowy temperatury pasa przenośnikowego jest miernikiem podczerwieni.

Korzystnie, w układzie pomiarowym temperatury otoczenia elementem pomiarowym jest termoelement lub termometr oporowy.

Korzystnie, układ pomiarowy siły rozciągającej pas przenośnikowy stanowi łożysko pomiarowe, układ hydrauliczny lub piasta mierząca moment obrotowy.

Korzystnie, układ pomiarowy siły rozciągającej pas przenośnikowy jest umieszczony w bębnie napędowym lub w bębnie luźnym z większą siłą rozciągającą.

Każdy z układów pomiarowych jest umieszczony po stronie lewej i/lub prawej, patrząc w kierunku poruszania się pasa przenośnikowego.

Wynik pomiaru temperatury pasa przenośnikowego, temperatury otoczenia i siły rozciągającej pasa przenośnikowego, jest podawany do komputera operacyjnego, po przetworzeniu do postaci cyfrowej w układzie przetwarzania.

Urządzenie według wynalazku, umożliwia ciągłe automatyczne monitorowanie całej długości obszaru połączenia pasa przenośnikowego. Pomiar tej długości odbywa się automatycznie, w sposób ciągły z dużą dokładnością, w oparciu o pomiar czasu. Sygnały dostarczane z detektorów znaczników pomiarowych są tak przetworzone, że w sposób niezawodny i dokładny są w stanie wyzwalać początek i koniec pomiaru czasu. Znaczniki pomiarowe są odporne na działanie wysokiej temperatury, wilgotności, zwiększonego nacisku i innych działań mechanicznych czy chemicznych.

Urządzenie monitorowania połączeń pasów przenośnikowych, według wynalazku ostrzega operatora we właściwym czasie, tj. na początku uszkodzenia. Pozwala to na naprawę rozciągającego się odcinka połączenia pasa, zanim nastąpi ostateczne jego zerwanie.

Urządzenie ciągłego monitorowania połączenia pasa przenośnikowego, według wynalazku, w przykładach wykonania, jest zobrazowane na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przykład wykonania urządzenia z układem detekcji znaczników pomiarowych, którego detektory rozmieszczone są na wysokości krawędzi pasa przenośnikowego, oraz z układem identyfikacyjnym, którego adres identyfikacji miejsca pomiaru stanowi kod paskowy; fig. 2 - drugi przykład wykonania urządzenia z układem detekcji znaczników pomiarowych jak na fig. 1, oraz z układem identyfikacyjnym, którego adres

PL 191 431 B1 identyfikacji miejsca pomiaru stanowi transponder, fig. 3 - kolejny przykład wykonania urządzenia z układem detekcji znaczników pomiarowych, w postaci czterech głowic czujnikowych umieszczonych nad stroną wierzchnią pasa przenośnikowego, przy czym układ detekcji znaczników pomiarowych i układ identyfikacyjny stanowią jeden zintegrowany układ, zaś fig. 4 przedstawia układ do wyznaczania temperatury pasa przenośnikowego i temperatury otoczenia oraz siły rozciągającej pasa.

Przedstawiony na fig. 1 pas przenośnikowy 1 jest wykonany z gumy lub z gumo-podobnego tworzywa sztucznego z zatopionymi elementami wzmacniającymi 2 w postaci lin stalowych, w szczególności w połączeniu z dodatkowym zbrojeniem poprzecznym z kordu syntetycznego, dla ochrony pasa przenośnikowego 1 przed nadcinaniem i spiętrzaniem. Obszar połączenia 6 o długości L ma oznaczone granice, w kierunku poruszania się pasa przenośnikowego 1 (wskazanym strzałką). Są to początek 7 obszaru połączenia 6 i koniec 8 obszaru połączenia 6.

Dokładnie w linii zarówno początku 7 obszaru połączenia 6, jak i końca 8 obszaru połączenia 6 znajduje się co najmniej jeden znacznik pomiarowy 9, bądź 10, który umieszczony jest na krawędzi 5 pasa przenośnikowego 1, rozciągającej się między stroną spodnią 3 a stroną wierzchnią (nośną) 4 pasa przenośnikowego 1.

Znaczniki pomiarowe są wykonane z materiału przewodzącego prąd elektryczny i/lub materiału magnetycznego. Mogą to być niewielkie paski metalowe lub paski magnesów trwałych. Alternatywnie, znaczniki pomiarowe mogą być znacznikami optycznymi lub mechanicznymi w postaci wcięć lub garbów.

Znacznikom pomiarowym 9 i 10 przyporządkowany jest układ detekcji znaczników pomiarowych I, służący do pomiaru prędkości, a także długości obszaru połączenia. Ten układ detekcji I zawiera dwa detektory znaczników pomiarowych 11 i 12, które są umieszczone w odległości u, mierzonej w kierunku ruchu pasa przenośnikowego 1. Ta odległość u, jest odcinkiem pomiarowym do pomiaru prędkości. Odległość u jest albo mniejsza od długości L obszaru połączenia 6, albo, korzystnie, odpowiada tej długości L obszaru połączenia 6. Pomiar długości L realizuje dodatkowy detektor znaczników pomiarowych 13. Detektor znaczników pomiarowych 13 można ewentualnie pominąć i wtedy pomiar długości L obszaru połączenia 6 przejmuje co najmniej jeden z dwu detektorów znaczników pomiarowych 11 i 12.

W układzie detekcji znaczników pomiarowych I są zastosowane czujniki radarowe/mikrofalowe, indukcyjne, optyczne, optoelektroniczne, laserowe, magnetyczne, zwłaszcza czujniki Halla lub czujniki gausotronowe, oraz czujniki promieniowania jonizującego.

Układ identyfikacyjny II, który jest niezależny od kierunku przemieszczania się pasa przenośnikowego 1 wychwytuje adres identyfikacji miejsca pomiaru 14, znajdujący się na zewnątrz obszaru połączenia 6, w pobliżu końca 8 obszaru połączenia 6. Odległość adresu identyfikacji miejsca pomiaru 14 od końca 8 obszaru połączenia 6 jest w związku z tym mniejsza od długości L obszaru połączenia, w szczególnoś ci mniejsza od 1/4 tej długoś ci L. W tym przypadku adresem identyfikacji miejsca pomiaru 14 jest kod, zwłaszcza wykrywany mechanicznie, optycznie, magnetycznie, na zasadzie przewodności elektrycznej lub radioaktywnie. Korzystne jest tu stosowanie kodu paskowego lub kodu o strukturze podobnej do struktury kodu paskowego.

W skład układu identyfikacyjnego II wchodzą ponadto: detektor adresu 15 połączony z czytnikiem 16 adresu identyfikacji miejsca pomiaru 14.

Całe urządzenie uzupełnia przetwornik sygnałów 17 i 18 bazujący na pomiarze czasu. Jest on połączony, z jednej strony, z układem detekcji znaczników pomiarowych I, a z drugiej strony jest połączony z członem pomiaru czasu 19. Istotne jest to, że sygnały dostarczane z detektorów znaczników pomiarowych 11, 12, 13 są tak przetworzone, że początek i koniec pomiaru czasu jest wyzwalany w sposób precyzyjny i niezawodny.

Znaczniki pomiarowe 9, 10, układ detekcji znaczników pomiarowych I i układ identyfikacyjny II są usytuowane po lewej i prawej stronie, względem kierunku przemieszczania się pasa przenośnikowego 1.

W przykładzie wykonania urzą dzenia, przedstawionym na fig. 2, znaczniki pomiarowe 9 i 10 i przyporzą dkowany do nich układ detekcji znaczników pomiarowych jest taki sam jak na fig. 1. Natomiast struktura układu identyfikacyjnego II, w tym przykładzie wykonania, jest zupełnie inna. Układ identyfikacyjny II zawiera adres identyfikacji miejsca pomiaru 22 w postaci transpondera. Odpowiednikiem detektora adresu 23 jest antena z przyporządkowanym jej układem nadawczo-odbiorczym. Z anteną połączony jest również czytnik 24 transpondera. Także w tym przykładzie wykonania układ identyfikacyjny II, korzystnie, jest usytuowany po lewej i prawej stronie, względem kierunku przemieszczania się pasa przenośnikowego 1.

Pozostałe elementy urządzenia w tym przykładzie wykonania są takie same jak w przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 1.

PL 191 431 B1

Szczególnie korzystny wariant urządzenia do ciągłego monitorowania połączenia pasa przenośnikowego 1, z wtopionymi elementami wzmacniającymi 2 ze stali, jest przedstawiony na fig. 3.

Wszystkie cztery znaczniki pomiarowe 25, 26, 27, 28 są umieszczone poza obszarem połączenia 6, ale przy granicy początku 7 i końca 8 obszaru połączenia 6. Każdy znacznik pomiarowy jest umieszczony przy brzegu strony wierzchniej 4 pasa przenośnikowego 1. Ponadto, w odległości v od końca 8 obszaru połączenia 6 znajdują się dwa adresy identyfikacji miejsca pomiaru 29, 30, które również są umieszczone przy brzegu strony wierzchniej 4 pasa przenośnikowego 1. Znaczniki pomiarowe 27 i 28, znajdujące się w obszarze końca 8 obszaru połączenia 6, stanowią wraz z adresami identyfikacji miejsca pomiaru 29 i 30 jeden element. Znaczniki pomiarowe 27 i 28 i adresy identyfikacji miejsca pomiaru 29 i 30 składają się z magnesów trwałych, w szczególności umieszczonych w szeregu jeden za drugim. Korzystnie, są one osadzone w gumie lub w gumo-podobnym tworzywie sztucznym.

W tym przykładzie wykonania układ detekcji znaczników pomiarowych i układ identyfikacyjny III zawiera cztery głowice czujnikowe A, B, C, D, które są umieszczone nad stroną wierzchnią 4 pasa przenośnikowego 1. Odległość u, między dwoma głowicami pomiarowymi A i C, bądź B i D, mierzona wzdłuż kierunku ruchu pasa przenośnikowego 1, jest w przybliżeniu równa długości L obszaru połączenia 6. Korzystnie, te cztery głowice czujnikowe A, B, C, D są umieszczone w osłonie metaIowej, na przykład aluminiowej. Cały układ detekcji znaczników pomiarowych i układ identyfikacyjny III, który jest połączony z układem zasilania 31, jednocześnie mierzy prędkość i długość obszaru połączenia 6, jak również identyfikuje miejsca pomiaru.

Układ detekcji znaczników pomiarowych zintegrowany w układzie III, podobnie jak w przykładzie wykonania według fig. 1 albo fig. 2, wymaga układu przetwarzania sygnału w oparciu o pomiar czasu oraz członu pomiaru czasu. Analiza wszystkich danych odbywa się również w tym przypadku w komputerze operacyjnym 20.

Na fig. 4 jest przedstawiony uproszczony schemat instalacji przenośnikowej, przy czym, podobnie jak w urządzeniu według fig. 2, znaczniki pomiarowe 9 i 10 są umieszczone wewnątrz początku 7 i końca 8 obszaru połączeniowego 6, oraz adres identyfikacji miejsca pomiaru 22 w postaci transpondera.

Urządzenie do monitorowania połączenia jest wyposażone w układ pomiarowy IV do pomiaru temperatury pasa przenośnikowego 1 i temperatury otoczenia.

Ponieważ pomiar temperatury pasa przenośnikowego 1 musi odbywać się w sposób ciągły, na poruszającym się pasie przenośnikowym 1, to wykonuje się go za pomocą podczerwieni. Układ pomiarowy musi być dostosowany do warunków otoczenia, w jakich będzie stosowany. W szczególności, aby przeciwdziałać niebezpieczeństwu zabrudzenia urządzenia trzeba zastosować odpowiednie środki konstrukcyjne, na przykład przez przedmuchiwanie odfiltrowanym powietrzem odkrytych przyrządów optycznych. Pomiary mogą odbywać się w temperaturze otoczenia od -40°C do +100°C, w zależności od warunków lokalnych. Układ pomiarowy musi niezawodnie działać w temperaturze od 20°C do +60°C. W razie potrzeby, konieczne jest także uwzględnienie specjalnych warunków panujących w podziemnej kopalni węgla kamiennego.

Pomiar temperatury wykonuje się za pomocą układu pomiarowego zawierającego termoelement lub termometr oporowy. Układ pomiarowy musi funkcjonować niezawodnie i z dostateczną dokładnością w określonych warunkach otoczenia, w szczególności w zakresie temperatur od -40°C do +60°C. W razie potrzeby również i w tym przypadku konieczne jest uwzględnienie specjalnych warunków panujących w podziemnej kopalni węgla kamiennego.

Układ pomiarowy V do wyznaczania siły rozciągającej pasa przenośnikowego 1 musi być zaprojektowany odpowiednio do warunków panujących w danej instalacji, i odpowiednio z nią połączony. W grę wchodzą zwłaszcza układy pomiarowe w postaci łoż ysk pomiarowych, układów hydraulicznych (siłomierzy puszkowych) lub piast mierzących moment obrotowy, które, korzystnie, są umieszczone w bę bnie napę dowym 32 lub w bę bnie luź nym o wię kszej sile rozcią gają cej. Ponadto, moż liwe jest wykorzystanie do tego celu wielkości poboru mocy napędu, jeżeli jest ona mierzona z wymaganą dokładnością. Dokładność pomiaru powinna wynosić ± 3% lub więcej.

Korzystne jest, jeżeli wynik pomiaru temperatury pasa przenośnikowego 1 i temperatury otoczenia, jak również siły rozciągającej jest doprowadzany bezpośrednio do komputera operacyjnego 20 w postaci sygnału cyfrowego (po przetworzeniu go w przetworniku sygnału 33).

Układy pomiarowe IV i V powinny być rozmieszczone po lewej i prawej stronie, względem kierunku poruszania się pasa przenośnikowego 1.

Claims (31)

1. Urządzenie do ciągłego monitorowania połączenia pasa przenośnikowego wykonanego z gumy lub z gumo-podobnego tworzywa sztucznego, z wtopionymi elementami wzmacniają cymi, znamienne tym, że zawiera co najmniej dwa, a w szczególności cztery znaczniki pomiarowe (9, 10, 25, 26, 27, 28), tak usytuowane, że zawsze co najmniej jeden, a w szczególności dwa znaczniki pomiarowe znajdują się na początku (7) i na końcu (8) obszaru połączenia (6) pasa przenośnikowego (1), i są one trwale umieszczone w obszarze brzegowym strony spodniej (3) lub strony wierzchniej (4) pasa przenośnikowego (1) lub też na krawędzi (5) pasa przenośnikowego (1), rozciągającej się między stroną spodnią (3) a stroną wierzchnią (4) pasa przenośnikowego (1), przy czym znaczniki pomiarowe (9, 10, 25, 26, 27, 28) są odporne na wysoką temperaturę, obciążenia ciśnieniowe, wilgoć i inne wpływy mechaniczne i chemiczne, zaś po stronie lewej i/lub prawej względem kierunku poruszania się pasa przenośnikowego (1) jest usytuowany układ detekcji (I, III) znaczników pomiarowych do pomiaru prędkości poruszania się pasa przenośnikowego (1) oraz długości połączenia pasa przenośnikowego (1), dopasowany do typu znaczników pomiarowych (9, 10, 25, 26, 27, 28), ponadto urządzenie zawiera przetwornik sygnałów (17, 18) układu detekcji (I, III) znaczników pomiarowych, przetwarzający i dopasowuj ą cy sygnały dostarczane z detektorów (11, 12, 13, A, B, C, D) znaczników pomiarowych i wyzwalają cy pocz ą tek i koniec pomiaru czasu, oraz zawiera niezależ ny od kierunku poruszania się pasa przenośnikowego (1) układ identyfikacyjny (II, III), złożony z, usytuowanego poza obszarem połączenia (6) pasa przenośnikowego (1) w pobliżu początku (7) i/lub końca (8) obszaru połączenia (6), z adresu (14, 22, 29, 30) identyfikacji miejsca pomiaru, który jest umieszczony po stronie lewej i/lub prawej względem kierunku poruszania się pasa przenośnikowego (1), a zwłaszcza na krawędzi (5) pasa przenośnikowego (1), oraz z, dopasowanego do typu adresu (14, 22, 29, 30), detektora adresu (15, 23, C, D), który również jest umieszczony po stronie lewej i/lub prawej, względem kierunku poruszania się pasa przenośnikowego (1), i który jest połączony z czytnikiem (16, 24), ponadto urządzenie zawiera człon pomiaru czasu (19) połączony z przetwornikiem sygnałów (17, 18), układ pomiaru temperatury pasa przenośnikowego (1) i temperatury otoczenia (IV), dodatkowy układ pomiaru siły rozciągającej (V) pas przenośnikowy (1), oraz połączony ze sterownikiem napędu (21) komputer operacyjny (20) analizujący wszystkie dane.

2. Urzą dzenie według zastrz. 1, znamienne tym, ż e znaczniki pomiarowe (9, 10) znajdują się w linii prostej z począ tkiem (7) i koń cem (8) obszaru połą czenia (6).

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że znaczniki pomiarowe (25, 26, 27, 28) znajdują się poza obszarem połączenia (6), ale przy liniach wyznaczających początek (7) i koniec (8) obszaru połączenia (6).

4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że znaczniki pomiarowe (9, 10, 25, 26, 27, 28) są wykonane z materiału o właściwościach elektrycznych i/lub magnetycznych, zwłaszcza w postaci niewielkich pasków metalu lub magnesów trwałych umieszczonych w szeregu jeden za drugim.

5. Urzą dzenie według zastrz. 1, znamienne tym, ż e znacznikami pomiarowymi (9, 10, 25, 26, 27, 28) są znaki optyczne lub wytworzone mechanicznie wcięcia lub garby.

6. Urzą dzenie według zastrz. 1, znamienne tym, ż e adres (14, 22, 29, 30) identyfikacji miejsca pomiaru znajduje się w odległości (v) od początku (7) bądź końca (8) obszaru połączenia (6), która jest mniejsza od długości (L) obszaru połączenia (6), korzystnie mniejsza od 1/4 długości (L) obszaru połączenia (6).

7. Urzą dzenie według zastrz. 1, znamienne tym, ż e adres (14, 29, 30) stanowi kod, zwłaszcza możliwy do odczytu mechanicznego, optycznego, magnetycznego, elektrycznego lub radioaktywnego.

8. Urzą dzenie według zastrz. 7, znamienne tym, ż e kod adresu (14) jest kodem paskowym lub kodem o strukturze podobnej do kodu paskowego.

9. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że adres (29, 30) w postaci kodu składa się z małych magnesów trwałych, w szczególnoś ci umieszczonych w szeregu jeden za drugim.

10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że adres (22) stanowi transponder, a detektorem adresu (23) jest antena z przyporządkowanym do niej układem nadawczo-odbiorczym i czytnikiem.

11. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że adres (14, 22) układu identyfikacyjnego (II) jest elementem oddzielonym od znaczników pomiarowych (10).

12. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że adres (29, 30) układu indentyfikacyjnego (III) i znaczniki pomiarowe (25, 26, 27, 28) stanowią jedną całość.

PL 191 431 B1

13. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że znaczniki pomiarowe (9, 10, 25, 26, 27, 28) i/lub adres (14, 22, 29, 30) są osadzone w gumie lub w gumo-podobnym tworzywie sztucznym.

14. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że znaczniki pomiarowe (9, 10) i adres (14, 22) są umieszczone na krawędzi (5) pasa przenośnikowego (1), rozciągającej się między stroną spodnią (3) a stroną wierzchni ą (4) pasa przenoś nikowego (1).

15. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że znaczniki pomiarowe (25, 26, 27, 28) i adres (29, 30) są umieszczone w obszarze brzegowym strony wierzchniej (4) pasa przenośnikowego (1).

16. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w układzie detekcji znaczników pomiarowych (I, III) są zastosowane czujniki radarowe/mikrofalowe, indukcyjne, optyczne, optoelektroniczne, laserowe, magnetyczne, zwłaszcza czujniki Halla lub czujniki gausotronowe, oraz czujniki promieniowania jonizującego.

17. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że układ detekcji znaczników pomiarowych (I, III) składa się z co najmniej dwóch detektorów (11, 12; A, C; B, D) znaczników pomiarowych zwróconych w kierunku ruchu pasa przenośnikowego (1) i umieszczonych w odległości (u) od siebie, która stanowi drogę pomiarową do pomiaru prędkości przesuwu.

18. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że detektory (11, 12) znaczników pomiarowych oraz dodatkowy detektor (13) znaczników pomiarowych są umieszczone na poziomie krawędzi (5) pasa przenośnikowego (1), rozciągającej się między stroną spodnią (3) a stroną wierzchnią (4) pasa przenośnikowego (1).

19. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że od ległość (u) między detektorami (11, 12) znaczników pomiarowych, zwróconymi w kierunku przemieszczania się pasa przenośnikowego (1), jest mniejsza od długości (L) obszaru połączenia (6), w szczególności w przybliżeniu równa tej długości (L).

20. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że co najmniej jeden z dwu detektorów (11, 12) znaczników pomiarowych, zwróconych w kierunku przemieszczania się pasa przenośnikowego (1) i umieszczonych w odległoś ci (u) od siebie, stanowi miernik długoś ci (L) obszaru połą czenia (6).

21. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że dodatkowy detektor (13) wykorzystuje się do pomiaru długości (L) obszaru połączenia (6).

22. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że układ detekcji znaczników pomiarowych (III) składa się z co najmniej dwóch, korzystnie z czterech detektorów (A, B, C, D) którymi są głowice czujnikowe umieszczone w osłonach metalowych nad stroną wierzchnią (4) pasa przenośnikowego (1), służące do pomiaru długości (L) obszaru połączenia (6).

23. Urządzenie według zastrz. 22, znamienne tym, że odległość (u) między dwoma głowicami detektorów, zwłaszcza głowicami czujnikowymi (A, C), odpowiada, w przybliżeniu, długości (L) obszaru połączenia (6).

24. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że układ detekcji znaczników pomiarowych (1) i układ identyfikacyjny (II) stanowią oddzielne elementy składowe.

25. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że układ detekcji znaczników pomiarowych i układ identyfikacyjny stanowią jeden zintegrowany układ (III).

26. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że układ pomiarowy (IV) temperatury pasa przenośnikowego (1) jest miernikiem podczerwieni.

27. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w układzie pomiarowym (IV) temperatury otoczenia elementem pomiarowym jest termoelement lub termometr oporowy.

28. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że układ pomiarowy siły rozciągającej (V) pas przenośnikowy (1) stanowi łożysko pomiarowe, układ hydrauliczny lub piasta mierząca moment obrotowy.

29. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że układ pomiarowy siły rozciągającej (V) pas przenośnikowy (1) jest umieszczony w bębnie napędowym (32) lub w bębnie luźnym z większą siłą rozciągającą.

30. Urządzenie według zastrz. 26, znamienne tym, że każdy z układów pomiarowych (IV, V) jest umieszczony po stronie lewej i/lub prawej, patrząc w kierunku poruszania się pasa przenośnikowego (1).

31. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wynik pomiaru temperatury pasa przenośnikowego (1), temperatury otoczenia i siły rozciągającej pasa przenośnikowego (1), jest podawany do komputera operacyjnego (20), po przetworzeniu do postaci cyfrowej w układzie przetwarzania (33).