皮帶縱向撕裂保護

1、皮帶縱向撕裂保護以及橫向斷裂保護可行性研究報告1. 研究目的、意義帶式輸送機連續(xù)運輸能力強、運行效率高、易于實現(xiàn)自動控制，已經廣泛用于煤礦的煤炭運輸。對于長距離帶式輸送機，廣泛采用鋼繩芯輸送來提高其拉伸強度，但其縱向抗撕裂的能力卻沒有得到提高，僅為橡膠本身的強度，因而容易造成縱向撕裂。鋼繩芯帶式輸送機是廠礦生產運輸?shù)拇髣用}，一旦造成斷帶，將會帶來極大的直接和間接損失。在我國，礦用鋼芯帶縱向撕裂事故時有發(fā)生，因此，非常有必要研制一種可靠實用的礦用鋼繩芯輸送帶縱向撕裂監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對鋼芯帶縱向撕裂故障的及時、可靠的監(jiān)控。至于皮帶橫向斷裂，由于鋼繩芯具有一定的抗橫向撕裂能力，然而運輸帶的斷裂下滑事故

2、也對煤炭生產有非常重要的影響，強力運輸帶橫向斷裂的負面影響更大，因此如何預防鋼絲繩強力運輸帶斷裂下滑也是保證煤炭生產和安全的一個非常重要的課題。2. 國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢近年國外對膠帶的運行理論、縱向撕裂機理和防撕裂應用技術進行過一定研究與開發(fā)，曾采用如下一些技術：首條接料皮帶中采用在皮帶張力層中設計縱橫鋼絲網，如武鋼燒結廠二燒車間進口法國設備中就有此類膠帶，增加皮帶強度，使其遇硬物時不易刺穿，一旦過負荷引起跳閘；在帶中設計電子感應層，一旦被異物刺入，即有信號反饋而引起停機；在上下皮帶之間設計金屬網或板件配以電器保護開關、一旦異物刺入或引起物料作用在網或板上，使其受力帶動電器開關動作而引起

3、停機；在膠帶機上方安裝電磁除鐵器，遇有鐵類雜物在膠帶上即將其吸起，而使膠帶得到保護等。德國、美國、日本和烏克蘭等國家主要使用電磁感應型非接觸式診斷處理裝置，如美國的DE型膠帶開關、我國的PJB-1A型膠帶撕裂保護裝置等，其中以日本BANDO公司的TATFRT較為先進。近年，日本石橋公司采用電磁感應原理，在膠帶縱向撕裂非接觸自動監(jiān)測應用方面效果良好。國內皮帶縱向撕裂監(jiān)測系統(tǒng)已經從機械式的檢測手段逐步過渡到以光電傳感器技術對膠帶的縱向撕裂進行檢測。目前防止膠帶橫向斷裂運輸帶下滑飛帶的最有效措施是在運輸機上安裝使用逆止器，能及時有效地將斷帶后下滑的運輸帶緊緊捕捉住，避免膠帶下滑帶來的嚴重后果。3.

4、技術手段3.1機械手段輸送機裝載段是輸送帶撕裂經常發(fā)生的地段，特別在配有裝載漏斗的情況下，更容易發(fā)生，這類事故是大塊物料刺破輸送帶而造成的。如果裝載的煤炭混有鐵板或大塊物料在拋料運動中，使其銳邊或銳角直接把輸送帶刺穿，且外來物的外形較大，它的一部分卡于漏斗斗口。此時，被刺破的膠帶繼續(xù)向前運行，卡于漏斗的外來物象一把剪刀將輸送帶一撕為二。為防止這類事故發(fā)生，采取如下措施: 合理設置給料裝置在裝載點上，盡可能降低落料高度，以減少物料對膠帶的沖擊。無論是用抓斗還是鏟斗往料斗里裝載物料，都要求司機將抓(鏟)斗挨近漏斗上沿口時才允許把物料放下。當物料塊較大時.應在料斗的出口處安裝棒條篩，通過棒條篩讓散狀

5、物料先落于膠帶上，然后塊狀物料落在其上，以此緩沖大塊物料對膠帶的沖擊。 增大輸送帶防裂強度。在膠帶上做文章，在骨架層與上覆蓋層之間，放進高強尼龍繩或鋼絲網，增加膠帶的強度，使雜物不易刺穿，即使刺穿及撕裂之后也由于膠帶中的尼龍繩或鋼絲網的高強拉力不易斷裂而產生“阻力累加”，當阻力累加到一定限度而引起電機過流停機。 防止輸送帶跑偏撕裂。 振動檢測器 這種檢測裝置是在承載托輥之問輸送帶的邊緣處布置振動器，在輸送帶的另一邊設置振動接收器，當輸送帶發(fā)生縱向撕裂時，振動接收器不再受振動的作用，從而產生輸送帶縱向撕裂信號，進而發(fā)出報警信號并使輸送機停止運轉。這種檢測器最旱在原蘇聯(lián)使用，效果良好。 壓力傳感器

6、在膠帶下方安裝報警裝置，當膠帶撕裂后，膠帶上的物料從裂口處落到防撕裂報警裝置的接料盤上，通過壓力傳感器或其他的感應形式，感知膠帶已被撕裂而發(fā)出報警信號及控制電機停機。不過膠帶下方雖然安裝了縱向撕裂報警裝置，但由于膠帶在托輥上成一槽形，膠帶撕裂后，裂縫兩邊的膠帶有一沿槽兩側往內收的趨勢。因此，膠帶撕裂后，往往不是張開大口，裂縫兩邊的膠帶而是重疊一起，把裂口封住，膠帶上的物料不容易漏下，等到膠帶撕裂到一定長度后，才有物料漏下，引起報警。另外，由于物料的灑漏，使這種裝置經常誤報，引起意外停機，同樣影響生產。3.2電磁波手段 超聲波檢測器超聲波檢測器是利用超聲波轉換原理預防輸送帶縱向撕裂檢測器。在輸送

7、帶容易發(fā)生縱向撕裂的位置（給料槽下面的緩沖托輥之間）裝設傳送超聲波的波導管。當輸送帶處于正常狀態(tài)下。超聲波送波、受波正常，發(fā)出正常信號。一旦輸送帶發(fā)生縱向撕裂，波導管因彎曲而損壞。送波和受波成為不同狀態(tài)，即發(fā)出縱向撕裂的信號，驅動電機停止轉動，防止膠帶撕裂事故擴大。檢測裝置布置圖1 給料漏斗 2 檢測部分 3處理及報警盤該裝置由超聲波的檢測和傳遞兩部分組成。超聲波的信號由安裝在輸送帶下面的波導管產生超聲波振蕩，通過檢波器檢波后發(fā)出。這種裝置的特點是膠帶本身不需任何加工，也不損傷膠帶。檢測器為密閉的裝置、耐水、耐塵、壽命長。若輸送強磁性物料，受微振動沖擊的情況下，檢測器也不會誤動作。無論有無負載

8、荷均可進行測定。結構簡中，維修方便。3.2.2 X光透視檢測器X光透視檢測器 X射線穿透材料時，材料如有局部性異常存在，則透過該部位射線強度的衰減將出現(xiàn)與周圍正則透過該部位射線強度的衰減將常部位相異的值。這種檢測裝置通過在膠帶內織入橫向的金屬片或金屬網，一旦縱向或者橫向撕裂，這些金屬片斷裂，X光透視儀就會及時發(fā)出報警信號或使輸送機停機。3.2.3 傳感線圈輸送帶檢測器 .1 系統(tǒng)組成及工作原理該監(jiān)測系統(tǒng)的原理框圖如圖，由勵磁電流發(fā)生器、傳感器、信號處理模塊、單片機、輸送帶運行距離檢測器、輸送機電源控制器等組成。該系統(tǒng)是實時智能撕裂監(jiān)測系統(tǒng)，其目的是監(jiān)測運行中輸送帶的縱向撕裂，如有一處撕裂被監(jiān)測

9、到，撕裂監(jiān)測系統(tǒng)就會自動停止輸送帶運行并確定撕裂部位，在輸送帶啟動及正常運行時，撕裂監(jiān)測系統(tǒng)均發(fā)揮作用。如有斷電，則在重新接通電源時，撕裂監(jiān)測系統(tǒng)可自動復位。主要包括發(fā)射傳感器、接收傳感器、接近傳感器、TL傳感器、轉換及信號處理板以及端子盒。檢測信號來自：帶式輸送機中埋設環(huán)形線圈的檢測傳感器，帶式輸送機尾部或頭部滾筒上安裝用于檢測膠帶運行距離和膠帶轉動力一向的接近開關傳感器。監(jiān)測系統(tǒng)原理框圖這種檢測裝置在輸送帶中每隔一定距離埋設一個傳感器線圈，并在輸送帶兩側設置電磁脈沖發(fā)生器和接收器。利用電磁感應原理，接收器通過傳感線圈接收發(fā)生器產生的電磁脈沖信號，當輸送帶發(fā)生縱向撕裂時，傳感線圈被切斷，接收

10、器將接收不到電磁脈沖信號，從而產生輸送帶縱向撕裂信號，進而發(fā)出報警信號并使輸送機停止運轉。此類檢測裝置始于日本。.2 勵磁電流發(fā)生器該縱向撕裂監(jiān)測系統(tǒng)是基于電磁感應原理工作的。其工作磁場的勵磁電流信號根據(jù)后續(xù)信號接收及處理電路的要求選定為一定頻率的脈沖信號電流。信號發(fā)生器輸出的脈沖信號的電流比較小，無法直接驅動信號發(fā)射探頭產生磁場，必須通過功率放大器進行功率放大。勵磁信號功率放大器的輸出功率根據(jù)傳感器線圈的電氣參數(shù)和探頭間的距離來確定，輸出功率越大，接收信號越強。功率放大器的輸出功率設計為可調的，以便調試和維護。.3 傳感器設計該監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器由線圈、信號發(fā)射器及接收器組成，是整個系統(tǒng)的核心

11、部件，用以獲取皮帶發(fā)生縱向撕裂的信號變化。在膠帶運行過程中，時常發(fā)生飄帶現(xiàn)象而導致監(jiān)測系統(tǒng)誤動作，通常解決該問題的措施是加大信號發(fā)射器的發(fā)射功率，但是這也將導致信號發(fā)射器發(fā)出的信號不經過預埋線圈而直接耦合到接收器，使得傳感器失效。 通過對信號發(fā)射線圈及預埋線圈產生的磁場經過分析實驗后發(fā)現(xiàn)，當膠帶內的預埋線圈回路設計成同心矩形線圈回路時，在某一時刻，其在信號接收線圈中激起的感應電流方向和信號發(fā)射線圈通過直接耦合在信號接收線圈中激起的感應電流方向相反。如果信號發(fā)射器的信號源選擇正脈沖信號，再在信號接收器后加一個電流鑒向電路就解決了上述矛盾。.4 膠帶運行距離檢測器設計膠帶運距離檢測器包括兩個相鄰距

12、離計數(shù)傳感器和一組監(jiān)測盤。這些元件安裝在輸送機尾部滾筒的一側，兩個相鄰距離計數(shù)傳感器被安裝到同一弧線上，但在圓周上監(jiān)測盤的遮擋部分可同時遮住兩個距離計數(shù)傳感器。當皮帶輪旋轉時，相鄰距離計數(shù)傳感器就會發(fā)送一個脈沖信號給微處理器，以表明每一個監(jiān)測盤的經過。由于每兩個脈沖間的膠帶運行距離是相同的，所以通過記錄脈沖數(shù)就可以隨時知道膠帶運行的距離，進而可以知道何時會有預埋線圈經過檢測傳感器。.5 信號頻率檢測 監(jiān)測裝置被安裝在環(huán)境非常惡劣的工礦現(xiàn)場，隨時都可能受到多種干擾因素的影響。通過檢測接收線圈內是否有感應電流產生來判斷是否有正常的預埋線圈經過的方法是很不可靠的，這往往也是產生誤動作的原因。根據(jù)電磁

13、感應中頻率不變的原理，通過鑒別信號接收線圈輸出信號的頻率是否等于發(fā)射信號頻率，就可以排除掉極大部分的干擾，從而可以可靠地判斷出是否有正常的預埋線降通過。鑒頻器由頻率電壓轉換器、AD轉換器和微處理器組成。接收信號經過放大調理和鑒向后輸入頻率電壓轉換器，輸出對應于頻率的電壓，再由AD轉換器采集電壓值送入微處理器，進行比較，進而判斷接收頻率是否等于發(fā)射頻率。.6 信號傳送接口設計由于檢測裝置安裝處距離控制室可能很遠，不采取任何措施而僅僅通過電纜傳送，根本無法實現(xiàn)可靠的信號傳送。遠程處理過程與控制室之間的接口一般是通過工業(yè)標準4-20 mA環(huán)路來實現(xiàn)的。在信號接收器和膠帶運行距離檢測器端應各設置 一個

14、4-20 mA變送器，在控制室信號接收端設置兩個4-20 mA接收器，變送器和接收器間通過屏蔽電纜連接。為了防止干擾，遠端檢測裝置和控制室信號處理裝置都必須用屏蔽罩屏蔽，并且可靠接地。.7 停機報警電路設計由于帶式輸送機的電機電源為工業(yè)交流電，屬于強電，而且在關斷電源時會產生瞬間高壓，所以在停機報警電路里必須將監(jiān)控系統(tǒng)與輸送機的電機電源電路進行光電隔離，并通過功率驅動器驅動繼電器來關斷輸送機的電機電源，實現(xiàn)停機目的。.8 程序結構和流程微處理器的程序主要分為主程序、A/D轉換處理程序、脈沖計數(shù)處理程序和通訊中斷處理程序組成。A/D轉換處理程序完成對頻率電壓轉換值的讀取，脈沖計數(shù)器中斷處理程序完成對膠帶運行距離脈沖的計數(shù)。通訊中斷處理程序完成微處理器與工控機間的通訊任務。主要程序完成對預埋線圈的檢測任務，當發(fā)現(xiàn)預埋線圈受損時，立即發(fā)出停機控制信號，并報警。關于地址處理，給輸送帶中的每個預埋線圈分配一個唯一的地址。在運行時，膠帶撕裂監(jiān)測系統(tǒng)會將這些存儲好的地址數(shù)據(jù)與實時監(jiān)測到的