一種鋼絲繩芯膠帶機縱向撕裂和跑偏監測系統的制作方法

本實用新型涉及煤礦井下膠帶輸送機配套裝置，具體為一種鋼絲繩芯膠帶機縱向撕裂和跑偏監測系統。

背景技術：

鋼絲繩芯膠帶與其它類型的膠帶相比，能承受較強度的張力，使用年限長，在膠帶機選擇帶面使用最廣泛，但其價格高，抗縱向撕裂性能較差，一但發生縱向撕裂造成的損失較大，影響正常生產時間較長。

煤礦井下膠帶輸送機是煤礦出煤系統主要的運輸設備，運輸距離長，轉載點多，由于煤礦采煤、掘進工作面生產出的煤炭里時常參雜著大塊矸石、錨桿、道木等大塊堅硬雜物，在經過轉載點時經常被卡阻，造成膠帶沿運行方向縱向撕裂，如不能及時發現并停車，膠帶機仍繼續運行，撕裂長度達上百米甚至上千米，修復或更換帶面損失價值十幾萬甚至數百萬，同時影響正常礦井生產。為止因鋼絲繩芯膠帶機發生撕裂事故，目前，有多種接觸式和非接觸式原理的膠帶縱向撕裂的產品，但都因效果不佳沒有在實際煤礦生產中得到廣泛推廣使用。

由于膠帶機運物的上帶面由U形托輥維持上帶面承載物料，其橫斷面也為U形，并形成有向中心線方向收緊的向心力，當鋼絲繩芯膠帶發生縱向撕裂后呈現一種顯著特點就是被撕裂的帶面因向心力的作用，撕裂部分的帶面產生疊加，帶寬顯著變窄。

如能及時有效監測到帶面在運行時突然變窄這一信號，并將這一信號觸發報警和停止膠帶運行，可有效避免事故的擴大，減小損失。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了解決現有技術中不能及時發現膠帶撕裂的缺陷，提供一種鋼絲繩芯膠帶機縱向撕裂和跑偏監測系統來解決上述問題。

為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種鋼絲繩芯膠帶機縱向撕裂和跑偏監測系統，膠帶機包括上膠帶和下膠帶；監測系統包括PLC控制器、多組對射式激光監測裝置；所述對射式激光監測裝置包括激光發射器和激光接收器；所述激光發射器沿膠帶機寬度方向并以膠帶機中心線對稱固定在膠帶機的上方；所述激光接收器與所述激光發生器對稱的固定在膠帶機正下方并處于所述上膠帶和所述下膠帶之間；所述PLC控制器包括跑偏監控模塊、撕裂監控模塊、報警停車控制模塊；所述多組對射式激光監測裝置中處于所述上膠帶兩側最外側且對稱的至少兩組所述對射式激光監測裝置與所述跑偏監控模塊通信，其余所述對射式激光監測裝置與所述撕裂監控模塊通信；所述跑偏監控模塊、撕裂監控模塊分別與所述報警停車控制模塊通信。

優選的，所述對射式激光監測裝置固定在膠帶機轉角出料端距所述轉角10m處。

優選的，所述多組對射式激光監測裝置為12組，沿所述上膠帶寬度方向自所述上膠帶一側至所述上膠帶另一側依次為對射式激光監測裝置A～對射式激光監測裝置L；其中對射式激光監測裝置A～對射式激光監測裝置F以及對射式激光監測裝置G～對射式激光監測裝置L分別對稱的處于上膠帶中心線的兩側；每組對射式激光監測裝置中，當所述激光發射器發出的激光被相對應的所述激光接收器接收，即向PLC控制器發出高電平信號，當所述激光發射器發出的激光被所述上膠帶隔斷，則相對應的所述激光接收器接收向PLC控制器發出低電平信號；正常工況時，至少對射式激光監測裝置A和對射式激光監測裝置L發出高電平信號；對射式激光監測裝置B～對射式激光監測裝置F五組以及對射式激光監測裝置G～對射式激光監測裝置K五組中分別至少有一組發出低電平信號。

優選的，在正常工況時，所述對射式激光監測裝置D、對射式激光監測裝置E、對射式激光監測裝置F、對射式激光監測裝置G、對射式激光監測裝置H、對射式激光監測裝置I向所述PLC控制器發出低電平信號；在正常工況時，所述對射式激光監測裝置A、對射式激光監測裝置B、對射式激光監測裝置C、對射式激光監測裝置J、對射式激光監測裝置K、對射式激光監測裝置L向所述PLC控制器發出高電平信號。

優選的，所述12組對射式激光監測裝置之間的間距為：

對射式激光監測裝置A與對射式激光監測裝置G間距比正常工況時上膠帶的水平寬度小50mm、對射式激光監測裝置B與對射式激光監測裝置H間距比正常工況時上膠帶的水平寬度小50mm、對射式激光監測裝置C與對射式激光監測裝置I間距比正常工況時上膠帶的水平寬度小50mm、對射式激光監測裝置D與對射式激光監測裝置J間距比正常工況時上膠帶的水平寬度小50mm、對射式激光監測裝置E與對射式激光監測裝置K間距比正常工況時上膠帶的水平寬度小50mm、對射式激光監測裝置F與對射式激光監測裝置L間距比正常工況時上膠帶的水平寬度小50mm。

優選的，所述12組對射式激光監測裝置共組成6組判據，具體為：

對射式激光監測裝置A與對射式激光監測裝置G組成第一組判據，對射式激光監測裝置B與對射式激光監測裝置H組成第二組判據，對射式激光監測裝置C與對射式激光監測裝置I組成第三組判據，對射式激光監測裝置D與對射式激光監測裝置J組成第四組判據，對射式激光監測裝置E與對射式激光監測裝置K組成第五組判據，對射式激光監測裝置F與對射式激光監測裝置L組成第六組判據；

6組判據分別與所述撕裂監控模塊通信；當6組判據中至少有一組判據中的兩組對射式激光監測裝置同時為高電平時，判定為膠帶機撕裂，所述撕裂監控模塊向所述報警停車控制模塊發出報警停車信號。

優選的，所述對射式激光監測裝置A、對射式激光監測裝置L分別與所述跑偏模塊通信；對射式激光監測裝置A、對射式激光監測裝置L任一一組發出低電平信號時，所述跑偏模塊向所述報警停車控制模塊發出報警停車信號。

優選的，所述對射式激光監測裝置為對射式激光關電開關。

本實用新型與現有技術相比，具有以下有益效果：

針對膠帶機鋼絲繩芯膠帶撕裂后在撕裂區段發生部分疊加，膠帶寬度顯著變窄的現象特點，依據若干組對射激光開關配合組對，實現實時監測帶寬變化為判據，利用PLC控制器，完成對膠帶機縱向撕裂事故及時報警、停車。及時發現帶面縱向撕裂，有效減少事故損失，縮短停機時間。技術實用，制作成本低，安裝維護簡單，事故報警停車及時。

附圖說明

圖1為本實用新型一種鋼絲繩芯膠帶機縱向撕裂和跑偏監測系統實施例1在正常工況時的整體結構示意圖；

圖2為本實用新型一種鋼絲繩芯膠帶機縱向撕裂和跑偏監測系統實施例1在膠帶被撕裂后的整體結構示意圖；

圖3為本實用新型一種鋼絲繩芯膠帶機縱向撕裂和跑偏監測系統的整體結構框圖。

具體實施方式

為使對本實用新型的結構特征及所達成的功效有更進一步的了解與認識，用以較佳的實施例及附圖配合詳細的說明，說明如下：

如圖3所示，一種鋼絲繩芯膠帶機縱向撕裂和跑偏監測系統，膠帶機包括上膠帶13和下膠帶。監測系統包括PLC控制器、多組對射式激光監測裝置。因縱向撕裂是發生在膠帶機轉載點處，所以本實用新型提供的對射式激光監測裝置固定在膠帶機轉角出料端距轉角約10m處。

對射式激光監測裝置包括激光發射器和激光接收器。其中激光發射器沿膠帶機寬度方向并以膠帶機中心線對稱固定在膠帶機的上方，激光接收器與激光發生器對稱的固定在膠帶機正下方并處于上膠帶13和下膠帶之間。本實用新型提供的對射式激光監測裝置為對射式激光關電開關。

PLC控制器包括跑偏監控模塊、撕裂監控模塊、報警停車控制模塊。多組對射式激光監測裝置中處于上膠帶13兩側最外側且對稱的至少兩組對射式激光監測裝置與跑偏監控模塊通信，其余對射式激光監測裝置與撕裂監控模塊通信。跑偏監控模塊、撕裂監控模塊分別與報警停車控制模塊通信。

實施例1

對射式激光監測裝置的數量根據膠帶機的寬度不同而靈活設置，本實施例以12組為例對本方案進行詳細說明：

如圖1所述，12組對射式激光監測裝置為沿上膠帶13寬度方向自上膠帶13自左向右依次布置的對射式激光監測裝置A1～對射式激光監測裝置L12。其中，在膠帶機上方沿膠帶橫向且與膠帶機中心線對稱布置激光發射器，分別標注為激光發射器A1a～激光發射器L12a，其對應的激光接收器布置在其正下方，位于上膠帶13與下膠帶之間，分別標注為激光接收器A1b～激光接收器L12b。

其中對射式激光監測裝置A1～對射式激光監測裝置F6以及對射式激光監測裝置G7～對射式激光監測裝置L12分別對稱的處于上膠帶13中心線的兩側。對射式激光監測裝置的間距根據膠帶機實際工況時膠帶的水平寬度確定。本實施例提供的12組對射式激光監測裝置之間的間距為：對射式激光監測裝置A1與對射式激光監測裝置G7間距比正常工況時上膠帶13的水平寬度小50mm、對射式激光監測裝置B2與對射式激光監測裝置H8間距比正常工況時上膠帶13的水平寬度小50mm、對射式激光監測裝置C3與對射式激光監測裝置I9間距比正常工況時上膠帶13的水平寬度小50mm、對射式激光監測裝置D4與對射式激光監測裝置J10間距比正常工況時上膠帶13的水平寬度小50mm、對射式激光監測裝置E5與對射式激光監測裝置K11間距比正常工況時上膠帶13的水平寬度小50mm、對射式激光監測裝置F6與對射式激光監測裝置L12間距比正常工況時上膠帶13的水平寬度小50mm。

每組對射式激光監測裝置中，當激光發射器發出的激光被相對應的激光接收器接收，則向PLC控制器發出高電平信號。當激光發射器發出的激光被上膠帶13隔斷，則相對應的激光接收器接收向PLC控制器發出低電平信號。在正常工況時，本實施例中對射式激光監測裝置D4、對射式激光監測裝置E5、對射式激光監測裝置F6、對射式激光監測裝置G7、對射式激光監測裝置H8、對射式激光監測裝置I9向PLC控制器發出低電平信號，對射式激光監測裝置A1、對射式激光監測裝置B2、對射式激光監測裝置C3、對射式激光監測裝置J10、對射式激光監測裝置K11、對射式激光監測裝置L12向PLC控制器發出高電平信號。

為了便于判斷膠帶是否發生縱向撕裂，本實用新型將12組對射式激光監測裝置共組成6組判據，具體為：

對射式激光監測裝置A1與對射式激光監測裝置G7組成第一組判據，對射式激光監測裝置B2與對射式激光監測裝置H8組成第二組判據，對射式激光監測裝置C3與對射式激光監測裝置I9組成第三組判據，對射式激光監測裝置D4與對射式激光監測裝置J10組成第四組判據，對射式激光監測裝置E5與對射式激光監測裝置K11組成第五組判據，對射式激光監測裝置F6與對射式激光監測裝置L12組成第六組判據。

6組判據分別與撕裂監控模塊通信。因對射式激光監測裝置A1與對射式激光監測裝置G7、對射式激光監測裝置B2與對射式激光監測裝置H8、對射式激光監測裝置C3與對射式激光監測裝置I9、對射式激光監測裝置D4與對射式激光監測裝置J10、對射式激光監測裝置E5與對射式激光監測裝置K11、對射式激光監測裝置F6與對射式激光監測裝置L12間距均略小于膠帶實際寬度，6組中的任何一組在正常工況下都不可能同時為高電平。如圖2所示，當轉載點處被利器卡阻，發生縱向撕裂，被撕裂的膠帶發生重疊，帶寬顯著變窄，F6判據中至少有一組一定同時為高電平，此時經2秒延時后向撕裂監控模塊發出高電平信息，撕裂監控模塊即向報警停車控制模塊發出報警停車命令。

對射式激光監測裝置A1、對射式激光監測裝置L12分別與跑偏模塊通信。如果膠帶機運行時，膠帶發生跑偏，當其中一側帶邊偏移越過鋼絲繩芯膠帶機防縱向撕裂和跑偏監測系統的監測范圍時，即對射式激光監測裝置A1、對射式激光監測裝置L12的其中一組的激光被膠帶隔斷，即對射式激光監測裝置A1、對射式激光監測裝置L12中的一組向跑偏模塊發出低電平信號，跑偏模塊向報警停車控制模塊發出報警停車命令。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的范圍內。本實用新型要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。