CN103662732A - 一种带式输送机的输送带断带保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种带式输送机的输送带断带保护装置，主要由托辊支撑系统、抓捕系统、断带检测系统和控制系统组成，其特征在于抓捕系统主要由中心托辊机构、上闸块机构、下闸块、电机驱动系统及支撑机构组成；支撑机构由底座、中心托辊支座、支座、导向支架和上支架组成；上闸块机构主要由电磁铁、圆导轨、上闸块、上闸块套和导向槽组成；电机驱动系统主要由电机、联轴器和双向螺纹丝杠组成；断带检测系统主要由调节螺栓、检测装置支撑块、强力弹簧、后滑块、前滑块、轴承支座、滚子轴、轴承和梯形导轨组成；控制系统包括PLC、断带信号检测接近开关、上、下闸块接近开关、上闸块行程开关、上闸块套行程开关、电机驱动器和电磁铁驱动器。

Description

一种带式输送机的输送带断带保护装置

技术领域

本发明涉及矿山机械设备技术，具体为一种带式输送机的输送带断带保护装置。该断带保护装置由电机驱动，设计的上下两个闸块可同时压紧输送带，从而提供断带保护。

背景技术

带式输送机是生产中极为普遍的一种连续运输设备，在煤炭、冶金、建材等各部门有广泛的应用。它具有运输能力强、工作阻力小、耗电量小、运输距离长、使用寿命长等优点。

现有的带式输送机输送带断带保护装置由于其上闸块具有伸出部分，对煤等矿石的输送具有阻碍作用，甚至会发生危险。为此，有人研究了一种“上闸块可打开的楔块式带式输送机断带保护装置”（参见ZL200620170965.6），其上闸块的制动臂与上闸块固定架上的轴套内的转动轴连接，并由扭簧扳住制动臂，“L”形限位杆套在转动轴上，立杆部分限制住制动臂，横杆限制上闸块的摆动；当断带发生时，下方的楔形闸块向上运动，使得横杆释放上闸块，扭簧驱动上闸块摆动到皮带上方，与上升的楔形闸块一起将断带夹持住。但是，这种断带保护装置仍然存在一些缺点：1.虽然对上闸块摆动位置做出限制，但其摆动仍然具有冲击载荷，存在安全隐患；2.触发过程即触发装置引发螺钉与限位钢板脱离的过程具有一定的不确定性，灵敏度较低，且需要经常维护；3.传送带与下楔块之间的摩擦会降低输送带的使用寿命。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种带式输送机的输送带断带保护装置。该装置具有自动化控制程度高，调节处理速度快，工作稳定可靠，结构相对简单，而且节省电能，低碳环保等特点。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种带式输送机的输送带断带保护装置，该断带保护装置主要由抓捕系统、断带检测系统和控制系统组成；

所述抓捕系统主要由中心托辊机构、上闸块机构、下闸块、电机驱动系统及支撑机构组成；

所述支撑机构由抓捕机构底座、中心托辊支座、抓捕机构支座、导向支架和上支架组成；所述抓捕机构底座和中心托辊支座与已有机构类似（参见专利ZL200720041149.X）；所述中心托辊支座与抓捕机构支座的一端通过螺栓固定安装于抓捕机构底座上；所述抓捕机构支座与抓捕机构底座倾斜一定夹角且角度相同；所述抓捕机构支座的另一端与直立支撑机构固定连接；所述直立支撑机构与底座垂直，另一端通过螺栓与底座固定；所述导向支架内部为燕尾形导轨；所述导向支架通过螺栓固定安装于抓捕机构支座上；所述上支架与导向支架固定连接；

所述上闸块机构主要由电磁铁、圆导轨、上闸块、上闸块套和燕尾形导向槽组成；所述上闸块末端为燕尾形，燕尾截面的中心有通孔；所述上闸块前部为矩形，中间矩形槽，矩形槽末端为半圆形，其尺寸较双向螺纹丝杠直径稍大，所述圆导轨置于上闸块通孔中；所述上闸块套内部与上闸块配合，外部与导向支架导轨配合；所述电磁铁为往复推拉式电磁铁，由螺栓固定于上支架上；所述导向支架由螺栓以一定倾斜角度固定安装于抓捕机构支座上；所述下闸块由下闸块前部、中部、尾部组成；下闸块前部为长方体闸块，其高度尺寸比中部和尾部较大，以便与上闸块良好夹持传送带；下闸块中部有螺纹孔，与双向螺纹丝杠下部配合；下闸块尾部为燕尾形，与导向支架的燕尾形导轨相配合，下闸块尾部中心为空心结构，以减轻其重量；

所述电机驱动系统主要由电机、联轴器和双向螺纹丝杠组成；所述电机为带有减速器的电机；所述电机与双向螺纹丝杠之间通过联轴器连接；所述双向螺纹丝杠为在同一轴上加工两种旋向螺纹的轴，所述两种螺纹的螺距可相同也可以不同，以调节上下闸块与传送带间的距离；所述双向螺纹丝杠下部正旋向螺纹与下闸块配合，上部反旋向螺纹与上闸块套配合；

所述断带检测系统主要由调节螺栓、检测装置支撑块、强力弹簧、后滑块、前滑块、轴承支座、滚子轴、轴承和梯形导轨组成；所述检测装置支撑块为检测系统的支撑装置，其末端固定安装于传送带支架的首末两端；所述调节螺栓安装于后滑块末端，用于调节和固定后滑块的位置；所述强力弹簧安装于后滑块的前端；所述检测装置支撑块内部有梯形导轨，以便于前滑块在其上滑动；所述强力弹簧的前端深入前滑块的末端盲孔中，保证弹簧受力的稳定性；所述轴承支座安装于前滑块的前端，内部装有轴承，轴承支撑辊子轴的转动；

所述控制系统是以PLC为核心的控制系统。所述控制系统包括PLC、断带信号检测接近开关、上下闸块接近开关、上闸块行程开关、上闸块套行程开关、电机驱动器和电磁铁驱动器组成；所述断带信号检测接近开关安装于断带信号检测系统的后滑块末端；所述上下闸块接近开关安装于下闸块前部；所述上闸块行程开关安装于上闸块套内部与上闸块配合处；所述上闸块套行程开关安装于抓捕机构支座上的上闸块套的极限位置处；所述电机驱动器和电磁铁驱动器安装于PLC控制柜中；

在PLC中写入预设程序，开机时先对PLC进行上电自检和初始化，再进入工作状态。当没有断带信号输入时，PLC控制抓捕系统保持当前状态；断带发生时断带信号检测接近开关将信号输入PLC，PLC控制发出报警信号，同时控制电磁铁驱动器驱动电磁铁执行推动上闸块向下运动的动作；上闸块碰触到上闸块行程开关时，电机驱动器驱动电机转动，带动上下闸块相向运动，当其间距到达接近开关设置间距时，电机驱动器驱动电机停止转动；卸下输送带上的物料，同时关闭报警器电机驱动器驱动电机反转，以便修理或更换输送带；当转动到上闸块套碰触上闸块套行程开关时，电机驱动器驱动电机停转；电磁铁驱动器驱动电磁铁执行拉动上闸块动作；抓捕系统恢复初始状态，继续检测断带信号；PLC连接上位机，检测各传感器的状态，处理后将输送带的运行状态显示出来。

与现有技术相比，本发明断带保护装置的有益效果是：

1、自动化程度高，本发明采断带保护装置用PLC电气控制，当断带检测装置检测到断带信号时，迅速将该信号输送给PLC，PLC中预设程序启动相应动作，及时进行调节处理，速度快，自动控制程度高；

2、准确度提高，本发明断带保护装置的信号检测装置结构简单而且稳定可靠，能够精确检测到断带信号的发生，还能避免误操作带来的停机，减少不必要的经济损失，电磁铁控制上闸块进入上闸块套中，PLC控制电机转动都是具有一定精度的传动，准确度较高；

3、节省电能，低碳环保，本发明电机驱动系统采用一套电机系统控制上下闸块的同时相向或相反运动，是一种先进的传动方式，较其他方式节省大量电能。

附图说明

图1是本发明断带保护装置一种实施例的总体安装结构示意图；

图2是本发明断带保护装置一种实施例的抓捕系统结构示意图；

图3是本发明断带保护装置一种实施例（图2中）的上闸块机构的A向结构示意图；

图4是本发明断带保护装置一种实施例的上闸块与上闸块套配合剖面的结构示意图；

图5是本发明断带保护装置一种实施例（图2中）的抓捕机构的B向结构示意图；

图6是本发明断带保护装置一种实施例的上闸块结构示意图；

图7是本发明断带保护装置一种实施例的上闸块套结构示意图；

图8是本发明断带保护装置一种实施例的下闸块结构示意图；

图9是本发明断带保护装置一种实施例的断带检测装置结构示意图；

图10是本发明断带保护装置一种实施例（图9中）断带检测装置的C-C剖面结构示意图；

图11是本发明断带保护装置一种实施例的控制系统组成结构及工作原理示意图；

图12是本发明断带保护装置一种实施例的控制系统流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图进一步叙述本发明，具体实施例仅用于详细描述本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。同时凡借鉴现有技术产生的不同具体实施方式均为本发明的具体实施方式。

本发明设计的带式输送机的输送带或传送带断带保护装置（简称断带保护装置，参见图1-12），采用模块化设计，主要由托辊支撑系统1、抓捕系统2、断带检测系统3和控制系统4组成。抓捕系统2、断带检测系统3和控制系统4为本设计核心内容；托辊支撑系统1为带式输送机本身已有的机构，其用来支撑输送机的输送带（参见图1）；

所述抓捕系统2由中心托辊机构2.1、上闸块机构2.2、下闸块2.3、电机驱动系统2.5及支撑机构2.6组成。

所述支撑机构2.6由抓捕机构底座2.6.1、中心托辊支座2.6.2、抓捕机构支座2.6.3、导向支架2.6.4和上支架2.6.5组成；所述抓捕机构底座2.6.1和中心托辊支座2.6.2与已有机构类似（参见专利ZL200720041149.X）；所述中心托辊支座2.6.2与抓捕机构支座2.6.3的一端通过螺栓固定安装于抓捕机构底座2.6.1上；所述抓捕机构支座2.6.3与抓捕机构底座2.6.1倾斜适当角度夹角，且夹角角度相同；所述抓捕机构支座2.6.3的另一端与直立支撑机构固定连接；所述直立支撑机构与抓捕机构底座2.6.1垂直，另一端通过螺栓与抓捕机构底座2.6.1固定；所述导向支架2.6.4内部为燕尾形导轨2.6.4.1；所述导向支架2.6.4通过螺栓固定安装于抓捕机构支座2.6.3上；所述上支架2.6.5与导向支架2.6.4固定连接（参见图2）。

所述上闸块机构2.2由电磁铁2.2.1、圆导轨2.2.2、上闸块2.2.3、上闸块套2.2.4和燕尾形导向槽2.2.5组成（参见图2、3）；所述上闸块2.2.3末端2.2.3.1为燕尾形，燕尾截面的中心有通孔2.2.3.2（参见图6）；所述上闸块前部2.2.3.3为矩形，中间矩形槽2.2.3.4，矩形槽末端为半圆形2.2.3.5，其尺寸较双向螺纹丝杠2.5.3直径稍大，所述圆导轨2.2.2置于上闸块通孔2.2.3.2中，便于上闸块2.2.3往复运动（参见图3、5、6）；所述上闸块套2.2.4内部2.2.4.3与上闸块2.2.3配合，外部2.2.4.2与导向支架导轨2.6.4配合，螺纹孔2.2.4.1与双向螺纹丝杠2.5.3上部配合，可随着双向螺纹丝杠2.5.3的转动而上下滑动（参见图4、5、7）；所述电磁铁2.2.1为往复推拉式电磁铁，由螺栓固定于上支架2.6.5上，当电磁铁2.2.1通电时吸引上闸块2.2.3处于上支架2.6.5的上部，当电磁铁2.2.1失电时，上闸块2.2.3靠自身重力沿着圆导轨2.2.2和燕尾形导向槽2.2.5向下滑动至上闸块套2.2.4中；（参见图3）所述导向支架2.6.4由螺栓以一定倾斜角度固定安装于抓捕机构支座2.6.3上；所述下闸块2.3由下闸块前部2.3.1、中部2.3.2、尾部2.3.3组成；下闸块前部2.3.1为长方体闸块，其高度尺寸比中部和尾部较大，以便与上闸块良好夹持传送带；下闸块中部2.3.2有螺纹孔2.3.5，与双向螺纹丝杠2.5.3下部配合；下闸块尾部2.3.3为燕尾形，与导向支架2.6.4的燕尾形导轨2.6.4.1相配合。为减轻其重量，本发明断带保护装置的下闸块尾部中心设计为空心结构2.3.4（参见图5、8）。

所述电机驱动系统2.5由电机2.5.1、联轴器2.5.2和双向螺纹丝杠2.5.3组成；所述电机2.5.1为带有减速器的电机；所述电机2.5.1与双向螺纹丝杠2.5.3之间通过联轴器2.5.2连接；所述双向螺纹丝杠2.5.3为在同一轴上加工两种旋向螺纹的轴，所述两种螺纹的螺距可相同也可以不同，以调节上下闸块与传送带间的距离；所述双向螺纹丝杠2.5.3下部正旋向螺纹与下闸块2.3配合，上部反旋向螺纹与上闸块套2.2.4配合（参见图2、5）。

所述断带检测系统3由调节螺栓3.1、检测装置支撑块3.2、强力弹簧3.4、后滑块3.5、前滑块3.6、轴承支座3.7、滚子轴3.8、轴承3.9和梯形导轨3.10组成（参见图9）；所述检测装置支撑块3.2为检测系统3的支撑装置，其末端固定安装于传送带支架的首末两端（参见图1）；所述调节螺栓3.1安装于后滑块3.5末端，用于调节和固定后滑块3.5的位置；所述强力弹簧3.4安装于后滑块3.5的前端；所述检测装置支撑块3.2内部有梯形导轨3.10，以便于前滑块3.6在其上滑动（参见图10）；所述强力弹簧3.4的前端深入前滑块3.6的末端盲孔中，保证弹簧受力的稳定性；所述轴承支座3.7安装于前滑块3.6的前端，内部装有轴承3.9，轴承3.9支撑辊子轴3.8的转动。

所述控制系统4是以PLC为核心的控制系统（参考图11）。所述控制系统4包括PLC、断带信号检测接近开关4.1、上下闸块接近开关4.2、上闸块行程开关4.3、上闸块套行程开关4.4、电机驱动器和电磁铁驱动器；所述断带信号检测接近开关4.1安装于断带信号检测系统3的后滑块3.5末端；所述上下闸块接近开关4.2安装于下闸块前部2.3.1；所述上闸块行程开关4.3安装于上闸块套2.2.4内部2.2.4.3与上闸块2.2.3配合处；所述上闸块套行程开关4.4安装于抓捕机构支座2.6.3上的上闸块套2.2.4的极限位置处；所述电机驱动器和电磁铁驱动器安装于PLC控制柜中。

在控制系统PLC中写入预设程序（参考图12），开机时先对PLC进行上电自检和初始化，再进入工作状态。当没有断带信号输入时，PLC控制抓捕系统2保持当前状态；断带发生时断带信号检测接近开关4.1将信号输入PLC，PLC控制发出报警信号，同时控制电磁铁驱动器驱动电磁铁2.2.1执行推动上闸块2.2.3向下运动的动作；上闸块2.2.3碰触到上闸块行程开关4.3时，电机驱动器驱动电机2.5.1转动，带动上下闸块2.2.3、2.3相向运动，当其间距到达接近开关4.2设置间距时，电机驱动器驱动电机2.5.1停止转动；卸下输送带上的物料，同时关闭报警器电机驱动器驱动电机2.5.1反转，以便修理或更换输送带；当转动到上闸块套2.2.4碰触上闸块套行程开关4.4时，电机驱动器驱动电机2.5.1停转；电磁铁驱动器驱动电磁铁执行拉动上闸块2.2.3动作；抓捕系统2恢复初始状态，继续检测有无断带信号；PLC连接上位机，检测各传感器的状态，处理后将输送带的运行状态显示出来。

本发明断带保护装置的工作原理及过程如下：

当传送带正常运行时，滚子轴3.8受到传送带的压力而压缩强力弹簧3.4，断带信号检测接近开关4.1检测到前滑块3.6位置信号为正常，故抓捕机构2保持该状态，保证传送带的正常运行；

当断带事故发生时，传送带对滚子轴3.8的力减弱或消失，前滑块3.6和滚子轴3.8在强力弹簧3.4的推力下沿梯形导轨3.10向前滑动，断带信号检测接近开关4.1检测到前滑块3.6的位置变化后向控制系统4发出断带信号；

控制系统4接收到断带信号后，PLC控制上支架2.6.5上的电磁铁2.2.1推动上闸块2.2.3沿着圆导轨2.2.2和燕尾形导向槽2.2.5向下滑动，进入上闸块套2.2.4中（参见图3、4）碰触上闸块行程开关4.3，随后PLC控制电机2.5.1转动，在联轴器2.5.2的连接下，双向螺纹丝杠2.5.3转动，带动上闸块套2.2.4和下闸块2.3同时相向运动（参见图5），快速将断裂的传送带夹紧，阻止其下滑运动。

为避免挤压输送带造成二次断裂，本发明断带保护装置的进一步特征是：在上闸块套2.2.4和下闸块2.3之间设有上、下闸块接近开关4.2。当夹紧断带，上闸块套2.2.4和下闸块2.3的距离在设定距离之内时，上下闸块接近开关4.2向PLC发出信号，控制电机2.5.1停转，工作人员进行事故处理，卸载输送带上的物料。

输送带上的物料卸载完毕后，手动向控制系统4输入一个复位开关信号，PLC控制电机2.5.1反转，使得上、下闸块2.2.3、2.3返回，同时修理或更换输送带；上闸块套2.2.4回到初始位置时，碰触上闸块套行程开关4.4，PLC控制电机2.5.1停转，控制电磁铁2.2.1拉动上闸块2.2.3沿着圆导轨2.2.2和燕尾形导向槽2.2.5向上运动至终点；所述断带保护装置抓捕系统2返回到初始状态。

传送带修理完毕，正常运转时，在传送带的压力下，断带检测系统3的前、后滑块3.6、3.5压缩强力弹簧3.4，其间距变小，断带信号检测接近开关4.1检测到输送带为正常工作；控制系统4继续监控传送带的运行状况。

很显然，一方面本发明输送带断带保护装置可专用于带式输送机上，以提高其工作效率和安全性；另一方面本发明输送带断带保护装置虽专为带式输送机的输送带断带而设计，但它完全适用于其他有类似有输送带或传送带的机器设备上。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (4)

1.一种带式输送机的输送带断带保护装置，该断带保护装置主要由托辊支撑系统、抓捕系统、断带检测系统和控制系统组成，其特征在于所述抓捕系统主要由中心托辊机构、上闸块机构、下闸块、电机驱动系统及支撑机构组成；

所述支撑机构由抓捕机构底座、中心托辊支座、抓捕机构支座、导向支架和上支架组成；所述中心托辊支座与抓捕机构支座的一端通过螺栓固定安装于抓捕机构底座上；所述抓捕机构支座与抓捕机构底座倾斜适当夹角，且角度相同；抓捕机构支座的另一端与直立支撑机构固定连接；所述直立支撑机构与抓捕机构底座垂直，另一端通过螺栓与抓捕机构底座固定；所述导向支架内部为燕尾形导轨；所述导向支架通过螺栓固定安装于抓捕机构支座上；所述上支架与导向支架固定连接；

所述上闸块机构主要由电磁铁、圆导轨、上闸块、上闸块套和燕尾形导向槽组成；所述上闸块末端为燕尾形，燕尾截面的中心有通孔；上闸块前部为矩形，中间矩形槽，矩形槽末端为半圆形，其尺寸较双向螺纹丝杠直径稍大，所述圆导轨置于上闸块的通孔中；所述上闸块套内部与上闸块配合，外部与导向支架导轨配合；所述电磁铁为往复推拉式电磁铁，由螺栓固定于上支架上；所述导向支架由螺栓以一定倾斜角度固定安装于抓捕机构支座上；所述下闸块的前部为长方体，其高度尺寸比下闸块的中部和尾部略大；下闸块的中部有螺纹孔，可与电机驱动系统的双向螺纹丝杠下部配合；下闸块尾部为燕尾形，与导向支架的燕尾形导轨相配合；

所述电机驱动系统主要由电机、联轴器和双向螺纹丝杠组成；所述电机带有减速器；电机与双向螺纹丝杠之间通过联轴器连接；所述双向螺纹丝杠为在同一轴上加工两种旋向螺纹的轴，两种螺纹的螺距可相同也可以不同，以调节上下闸块与传送带间的距离；双向螺纹丝杠下部的正旋向螺纹与下闸块配合，上部的反旋向螺纹与上闸块套配合；

所述断带检测系统主要由调节螺栓、检测装置支撑块、强力弹簧、后滑块、前滑块、轴承支座、滚子轴、轴承和梯形导轨组成；所述检测装置支撑块为检测系统的支撑装置，其末端固定安装于传送带支架的首末两端；调节螺栓安装于后滑块末端，用于调节和固定后滑块的位置；强力弹簧安装于后滑块的前端；所述检测装置支撑块内部有梯形导轨，以便于前滑块在其上滑动；所述强力弹簧的前端深入前滑块的末端盲孔中；轴承支座安装于前滑块的前端，内部装有轴承，轴承支撑辊子轴的转动；

所述控制系统是以PLC为核心的控制系统，包括PLC、断带信号检测接近开关、上、下闸块接近开关、上闸块行程开关、上闸块套行程开关、电机驱动器和电磁铁驱动器；所述断带信号检测接近开关安装于断带信号检测系统的后滑块末端；上、下闸块接近开关安装于下闸块前部；上闸块行程开关安装于上闸块套内部与上闸块配合处；上闸块套行程开关安装于抓捕机构支座上的上闸块套的极限位置处；电机驱动器和电磁铁驱动器安装于PLC控制柜中；

在控制系统PLC中写入预设程序：开机时，先对PLC进行上电自检和初始化，再进入工作状态；当没有断带信号输入时，PLC控制抓捕系统保持当前状态；断带发生时，断带信号检测接近开关将信号输入PLC，PLC控制发出报警信号，同时控制电磁铁驱动器驱动电磁铁执行推动上闸块向下运动的动作；上闸块碰触到上闸块行程开关时，电机驱动器驱动电机转动，带动上下闸块相向运动，当其间距到达接近开关设置间距时，电机驱动器驱动电机停止转动；卸下输送带上的物料，同时关闭报警器电机驱动器驱动电机反转，以便修理或更换输送带；当转动到上闸块套碰触上闸块套行程开关时，电机驱动器驱动电机停转；电磁铁驱动器驱动电磁铁执行拉动上闸块动作；抓捕系统恢复初始状态，继续检测断带信号；PLC连接上位机，检测各传感器的状态，处理后将输送带的运行状态显示出来。

2. 根据权利要求1所述带式输送机的输送带断带保护装置，其特征在于所述下闸块尾部中心为空心结构。

3.根据权利要求1所述带式输送机的输送带断带保护装置，其特征在于在所述上闸块套和下闸块之间设有上、下闸块接近开关。

4.一种带式输送机，其特征在于该输送机安装有权利要求1、2或3所述的带式输送机的输送带断带保护装置。

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