PL223027B1 - Układ monitorowania pracy łożysk krążników przenośnika taśmowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ monitorowania pracy łożysk w krążnikach przenośnika taśmowego, zwłaszcza przenośnika o znacznej długości, z nieckowymi zestawami krążnikowymi.

Uszkodzenia łożysk krążników powodują rozgrzanie, zatarcie i unieruchomienie krążnika, co jest najczęstszą przyczyną uszkodzeń taśmy prowadzących nawet do jej zapalenia. Problem ten jest szczególnie istotny dla warunków pracy przenośnika w środowisku zagrożonym pożarem, zwłaszcza w kopalniach zagrożonych wybuchem metanu. Odpowiednio wczesne wykrycie, lokalizacja i wymiana uszkodzonego krążnika są podstawowymi dla bezpieczeństwa pracowników i wyeliminowania strat.

Znane są rozwiązania pozwalające uzyskać informację o szybkości obrotowej danego krążnika jako parametru szybkości liniowej taśmy przenośnika. Jedno z takich rozwiązań, przedstawione w europejskim opisie wynalazku EP0165506, polega na zabudowaniu w każdym krążniku impulsowego czujnika obrotów, który w sytuacji częstotliwości niższej od ustalonej dla prędkości taśmy generuje sygnał doprowadzony przewodem do układu kontrolnego. Proste rozwiązanie identyfikuje jednak wyłącznie szybkość obrotową krążnika, której wartość - nawet przy już uszkodzonym łożysku - może być prawidłowa w warunkach wymuszenia obwodową siła tarcia o taśmę obciążoną transportowanym materiałem. Uszkodzenie łożyska w pierwszej fazie objawia się wzrostem temperatury. Znane są również rozwiązania krążników zawierających różne czujniki temperatury wbudowane w strefę przyległą do łożyska. Przykładowo, w polskim opisie zgłoszenia wynalazku P-385313, funkcję czujnika temperatury spełnia połączenie lutowane, którego zerwanie w wyniku wzrostu temperatury łożyska uruchamia iglicę przebijającą pojemnik z farbą wyrzucaną pod ciśnieniem na pokrywę krążnika. Rozwiązanie jest konstrukcyjnie złożone, nadaje się wyłącznie do kontroli pracy jednego z dwóch łożysk każdego krążnika, jest całkowicie nieużyteczne dla przenośników nieckowych, z zestawami wielokrążnikowymi. Monitoring polegający na wizualnej kontroli trasy przenośnika, wymagający ciągłego nadzoru pracownika jest metodą całkowicie nieefektywną przy długich i trudnodostępnych trasach przenośników.

Istota układu według niniejszego wynalazku polega na tym, że w każdym krążniku w strefie przyległej do każdego łożyska wbudowane są elektroniczne czujniki temperatury o budowie skokowo dwustabilnej, połączone z elektronicznymi generatorami częstotliwości o unikalnej częstotliwości, przyporządkowanej do każdego krążnika lub do zestawu krążnikowego. Generatory częstotliwości połączone są przewodowo z dedykowanym analizatorem widma. Połączenie czujników temperatury generatorami częstotliwości może być przewodowe - w warunkach zabudowy czujnika temperatury w osi krążnika, albo bezprzewodowe za pośrednictwem mikrofalowych nadajników, które są zasilane ze źródeł prądu połączonych z elementami obrotowymi krążnika. Źródła prądu stanowić mogą baterie mocowane na zewnętrznych powierzchniach pokryw krążników albo półprzewodnikowe moduły termoelektryczne wbudowane przylegle do łożysk krążników. Połączenie bezprzewodowe jest korzystne dla przenośników nieckowych o dużej wydajności, z zestawami wielokrążnikowymi.

Działanie układu polega na wyzwalaniu czujnika temperatury po przekroczeniu wartości ostrzegawczej w uszkodzonym łożysku i pobudzeniu generatora o częstotliwości jednoznacznie przyporządkowanej dla danego krążnika lub zestawu krążnikowego. Na podstawie bazy danych wbudowanej w analizatorze widma możliwa jest dokładna identyfikacja miejsca uszkodzenia. Monitorowanie pracy wszystkich łożysk oraz wykrywanie i lokalizacja na wczesnym etapie uszkodzenia w sposób istotny zwiększa bezpieczeństwo pracy - zwłaszcza w warunkach środowiska wyrobisk kopalni metanowych, zagrożonych wybuchem, a ponad to znacznie ogranicza straty ekonomiczne.

Wynalazek przybliżony jest opisem przykładowych rozwiązań dwóch układów przedstawionych na rysunku schematami blokowymi.

Fig. 1 pokazuje schemat układu dla przenośnika z czujnikami temperatury łożysk osadzonymi w nieruchomych osiach krążników i połączeniami przewodowymi elementów, natomiast Fig. 2 schemat układu z bezprzewodowym połączeniem czujników temperatury z generatorami częstotliwości, dla przenośnika z czujnikami temperatury osadzonymi w pokrywach krążników.

Układ przedstawiony na Fig. 1 zawiera zabudowane we współosiowych otworach osi każdego krążnika 1, w strefie pod pierścieniem wewnętrznym łożyska, elektroniczne czujniki temperatury 2 o budowie skokowo dwustabilnej. Przez wrysowany na schemacie każdy symbol krążnika 1 i czujn ika temperatury 2 należy rozumieć: pojedynczy krążnik 1 z dwoma czujnikami temperatury 2, ale także zestaw nieckowy przykładowo trójkrążnikowy z łącznie sześcioma czujnikami temperatury 2. Czujniki temperatury 2 mogą mieć dowolne wykonanie: normalnie rozwarte lub zwarte dla zakresu temperatur pracy łożyska nieuszkodzonego. Czujniki temperatury 2 połączone są z elektronicznymi generatorami

PL 223 027 B1 częstotliwości 3 o unikalnej częstotliwości, przyporządkowanej do każdego krążnika lub zestawu krążnikowego. Generatory częstotliwości 3 połączone są przewodem 4 z dedykowanym analizatorem widma 5., o rozdzielczości równej lub większej od minimalnego skoku częstotliwości wprogramowanej w czujnik temperatury 2. Identyfikacja krążnika 1 z uszkodzonym łożyskiem następuje wyłącznie na podstawie pomiaru częstotliwości i przyporządkowanego do tej częstotliwości lokalizacji krążnika - według wbudowanej bazy danych.

Pokazany na Fig. 2 drugi, przykładowy układ monitorowania dotyczy przenośnika z krążnikami, w których czujniki temperatury 2 osadzone są w obrotowych pokrywach, przy zewnętrznym pierścieniu łożyska. Sygnał czujnika temperatury 2 przez mikrofalowy nadajnik 7 przekazany jest bezpr zewodowo do generatora częstotliwości 3 i dalej przewodem 4 do analizatora widma 5. Źródłem prądu 6 dla m ikrofalowego nadajnika 7 może być bateria zamocowana na zewnętrznej powierzchni pokrywy krążnika 1 albo półprzewodnikowy moduł termoelektryczny wbudowany przylegle do łożyska krążnika 1. Rozwiązanie wykorzystujące ciepło tarcia łożyska do generowania w półprzewodnikowym module termoelektrycznym siły elektromotorycznej Seebecka znane jest na przykład z japońskiego opisu p atentowego JP 2008223843.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ monitorowania pracy łożysk krążników przenośnika taśmowego, zawierający czujniki temperatury wbudowane w krążnikach w strefie przyległej do łożyska, znamienny tym, że posiada elektroniczne czujniki temperatury (2) o budowie skokowo dwustabilnej, połączone z elektronicznymi generatorami częstotliwości (3) o unikalnej częstotliwości, przyporządkowanej do każdego krążnika lub zestawu krążnikowego, i których sygnały przesyłane są przewodowo (4) do dedykowanego analizatora widma (5).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że czujniki temperatury (2) połączone są bezprzewodowo z generatorami częstotliwości (3), poprzez mikrofalowe nadajniki (7) zasilane ze źródeł prądu (6) połączonych z elementami obrotowymi krążnika (1).
3. 3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że źródła prądu (6) stanowią baterie mocowane na zewnętrznych powierzchniach pokryw krążników (1).
4. 4. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że źródła prądu (6) stanowią półprzewodnikowe moduły termoelektryczne wbudowane przylegle do łożysk krążników (1).