一种钢丝绳芯胶带机纵向撕裂和跑偏监测系统的制作方法

本实用新型涉及煤矿井下胶带输送机配套装置，具体为一种钢丝绳芯胶带机纵向撕裂和跑偏监测系统。

背景技术：

钢丝绳芯胶带与其它类型的胶带相比，能承受较强度的张力，使用年限长，在胶带机选择带面使用最广泛，但其价格高，抗纵向撕裂性能较差，一但发生纵向撕裂造成的损失较大，影响正常生产时间较长。

煤矿井下胶带输送机是煤矿出煤系统主要的运输设备，运输距离长，转载点多，由于煤矿采煤、掘进工作面生产出的煤炭里时常参杂着大块矸石、锚杆、道木等大块坚硬杂物，在经过转载点时经常被卡阻，造成胶带沿运行方向纵向撕裂，如不能及时发现并停车，胶带机仍继续运行，撕裂长度达上百米甚至上千米，修复或更换带面损失价值十几万甚至数百万，同时影响正常矿井生产。为止因钢丝绳芯胶带机发生撕裂事故，目前，有多种接触式和非接触式原理的胶带纵向撕裂的产品，但都因效果不佳没有在实际煤矿生产中得到广泛推广使用。

由于胶带机运物的上带面由U形托辊维持上带面承载物料，其横断面也为U形，并形成有向中心线方向收紧的向心力，当钢丝绳芯胶带发生纵向撕裂后呈现一种显著特点就是被撕裂的带面因向心力的作用，撕裂部分的带面产生叠加，带宽显著变窄。

如能及时有效监测到带面在运行时突然变窄这一信号，并将这一信号触发报警和停止胶带运行，可有效避免事故的扩大，减小损失。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中不能及时发现胶带撕裂的缺陷，提供一种钢丝绳芯胶带机纵向撕裂和跑偏监测系统来解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种钢丝绳芯胶带机纵向撕裂和跑偏监测系统，胶带机包括上胶带和下胶带；监测系统包括PLC控制器、多组对射式激光监测装置；所述对射式激光监测装置包括激光发射器和激光接收器；所述激光发射器沿胶带机宽度方向并以胶带机中心线对称固定在胶带机的上方；所述激光接收器与所述激光发生器对称的固定在胶带机正下方并处于所述上胶带和所述下胶带之间；所述PLC控制器包括跑偏监控模块、撕裂监控模块、报警停车控制模块；所述多组对射式激光监测装置中处于所述上胶带两侧最外侧且对称的至少两组所述对射式激光监测装置与所述跑偏监控模块通信，其余所述对射式激光监测装置与所述撕裂监控模块通信；所述跑偏监控模块、撕裂监控模块分别与所述报警停车控制模块通信。

优选的，所述对射式激光监测装置固定在胶带机转角出料端距所述转角10m处。

优选的，所述多组对射式激光监测装置为12组，沿所述上胶带宽度方向自所述上胶带一侧至所述上胶带另一侧依次为对射式激光监测装置A～对射式激光监测装置L；其中对射式激光监测装置A～对射式激光监测装置F以及对射式激光监测装置G～对射式激光监测装置L分别对称的处于上胶带中心线的两侧；每组对射式激光监测装置中，当所述激光发射器发出的激光被相对应的所述激光接收器接收，即向PLC控制器发出高电平信号，当所述激光发射器发出的激光被所述上胶带隔断，则相对应的所述激光接收器接收向PLC控制器发出低电平信号；正常工况时，至少对射式激光监测装置A和对射式激光监测装置L发出高电平信号；对射式激光监测装置B～对射式激光监测装置F五组以及对射式激光监测装置G～对射式激光监测装置K五组中分别至少有一组发出低电平信号。

优选的，在正常工况时，所述对射式激光监测装置D、对射式激光监测装置E、对射式激光监测装置F、对射式激光监测装置G、对射式激光监测装置H、对射式激光监测装置I向所述PLC控制器发出低电平信号；在正常工况时，所述对射式激光监测装置A、对射式激光监测装置B、对射式激光监测装置C、对射式激光监测装置J、对射式激光监测装置K、对射式激光监测装置L向所述PLC控制器发出高电平信号。

优选的，所述12组对射式激光监测装置之间的间距为：

对射式激光监测装置A与对射式激光监测装置G间距比正常工况时上胶带的水平宽度小50mm、对射式激光监测装置B与对射式激光监测装置H间距比正常工况时上胶带的水平宽度小50mm、对射式激光监测装置C与对射式激光监测装置I间距比正常工况时上胶带的水平宽度小50mm、对射式激光监测装置D与对射式激光监测装置J间距比正常工况时上胶带的水平宽度小50mm、对射式激光监测装置E与对射式激光监测装置K间距比正常工况时上胶带的水平宽度小50mm、对射式激光监测装置F与对射式激光监测装置L间距比正常工况时上胶带的水平宽度小50mm。

优选的，所述12组对射式激光监测装置共组成6组判据，具体为：

对射式激光监测装置A与对射式激光监测装置G组成第一组判据，对射式激光监测装置B与对射式激光监测装置H组成第二组判据，对射式激光监测装置C与对射式激光监测装置I组成第三组判据，对射式激光监测装置D与对射式激光监测装置J组成第四组判据，对射式激光监测装置E与对射式激光监测装置K组成第五组判据，对射式激光监测装置F与对射式激光监测装置L组成第六组判据；

6组判据分别与所述撕裂监控模块通信；当6组判据中至少有一组判据中的两组对射式激光监测装置同时为高电平时，判定为胶带机撕裂，所述撕裂监控模块向所述报警停车控制模块发出报警停车信号。

优选的，所述对射式激光监测装置A、对射式激光监测装置L分别与所述跑偏模块通信；对射式激光监测装置A、对射式激光监测装置L任一一组发出低电平信号时，所述跑偏模块向所述报警停车控制模块发出报警停车信号。

优选的，所述对射式激光监测装置为对射式激光关电开关。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

针对胶带机钢丝绳芯胶带撕裂后在撕裂区段发生部分叠加，胶带宽度显著变窄的现象特点，依据若干组对射激光开关配合组对，实现实时监测带宽变化为判据，利用PLC控制器，完成对胶带机纵向撕裂事故及时报警、停车。及时发现带面纵向撕裂，有效减少事故损失，缩短停机时间。技术实用，制作成本低，安装维护简单，事故报警停车及时。

附图说明

图1为本实用新型一种钢丝绳芯胶带机纵向撕裂和跑偏监测系统实施例1在正常工况时的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种钢丝绳芯胶带机纵向撕裂和跑偏监测系统实施例1在胶带被撕裂后的整体结构示意图；

图3为本实用新型一种钢丝绳芯胶带机纵向撕裂和跑偏监测系统的整体结构框图。

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图3所示，一种钢丝绳芯胶带机纵向撕裂和跑偏监测系统，胶带机包括上胶带13和下胶带。监测系统包括PLC控制器、多组对射式激光监测装置。因纵向撕裂是发生在胶带机转载点处，所以本实用新型提供的对射式激光监测装置固定在胶带机转角出料端距转角约10m处。

对射式激光监测装置包括激光发射器和激光接收器。其中激光发射器沿胶带机宽度方向并以胶带机中心线对称固定在胶带机的上方，激光接收器与激光发生器对称的固定在胶带机正下方并处于上胶带13和下胶带之间。本实用新型提供的对射式激光监测装置为对射式激光关电开关。

PLC控制器包括跑偏监控模块、撕裂监控模块、报警停车控制模块。多组对射式激光监测装置中处于上胶带13两侧最外侧且对称的至少两组对射式激光监测装置与跑偏监控模块通信，其余对射式激光监测装置与撕裂监控模块通信。跑偏监控模块、撕裂监控模块分别与报警停车控制模块通信。

实施例1

对射式激光监测装置的数量根据胶带机的宽度不同而灵活设置，本实施例以12组为例对本方案进行详细说明：

如图1所述，12组对射式激光监测装置为沿上胶带13宽度方向自上胶带13自左向右依次布置的对射式激光监测装置A1～对射式激光监测装置L12。其中，在胶带机上方沿胶带横向且与胶带机中心线对称布置激光发射器，分别标注为激光发射器A1a～激光发射器L12a，其对应的激光接收器布置在其正下方，位于上胶带13与下胶带之间，分别标注为激光接收器A1b～激光接收器L12b。

其中对射式激光监测装置A1～对射式激光监测装置F6以及对射式激光监测装置G7～对射式激光监测装置L12分别对称的处于上胶带13中心线的两侧。对射式激光监测装置的间距根据胶带机实际工况时胶带的水平宽度确定。本实施例提供的12组对射式激光监测装置之间的间距为：对射式激光监测装置A1与对射式激光监测装置G7间距比正常工况时上胶带13的水平宽度小50mm、对射式激光监测装置B2与对射式激光监测装置H8间距比正常工况时上胶带13的水平宽度小50mm、对射式激光监测装置C3与对射式激光监测装置I9间距比正常工况时上胶带13的水平宽度小50mm、对射式激光监测装置D4与对射式激光监测装置J10间距比正常工况时上胶带13的水平宽度小50mm、对射式激光监测装置E5与对射式激光监测装置K11间距比正常工况时上胶带13的水平宽度小50mm、对射式激光监测装置F6与对射式激光监测装置L12间距比正常工况时上胶带13的水平宽度小50mm。

每组对射式激光监测装置中，当激光发射器发出的激光被相对应的激光接收器接收，则向PLC控制器发出高电平信号。当激光发射器发出的激光被上胶带13隔断，则相对应的激光接收器接收向PLC控制器发出低电平信号。在正常工况时，本实施例中对射式激光监测装置D4、对射式激光监测装置E5、对射式激光监测装置F6、对射式激光监测装置G7、对射式激光监测装置H8、对射式激光监测装置I9向PLC控制器发出低电平信号，对射式激光监测装置A1、对射式激光监测装置B2、对射式激光监测装置C3、对射式激光监测装置J10、对射式激光监测装置K11、对射式激光监测装置L12向PLC控制器发出高电平信号。

为了便于判断胶带是否发生纵向撕裂，本实用新型将12组对射式激光监测装置共组成6组判据，具体为：

对射式激光监测装置A1与对射式激光监测装置G7组成第一组判据，对射式激光监测装置B2与对射式激光监测装置H8组成第二组判据，对射式激光监测装置C3与对射式激光监测装置I9组成第三组判据，对射式激光监测装置D4与对射式激光监测装置J10组成第四组判据，对射式激光监测装置E5与对射式激光监测装置K11组成第五组判据，对射式激光监测装置F6与对射式激光监测装置L12组成第六组判据。

6组判据分别与撕裂监控模块通信。因对射式激光监测装置A1与对射式激光监测装置G7、对射式激光监测装置B2与对射式激光监测装置H8、对射式激光监测装置C3与对射式激光监测装置I9、对射式激光监测装置D4与对射式激光监测装置J10、对射式激光监测装置E5与对射式激光监测装置K11、对射式激光监测装置F6与对射式激光监测装置L12间距均略小于胶带实际宽度，6组中的任何一组在正常工况下都不可能同时为高电平。如图2所示，当转载点处被利器卡阻，发生纵向撕裂，被撕裂的胶带发生重叠，带宽显著变窄，F6判据中至少有一组一定同时为高电平，此时经2秒延时后向撕裂监控模块发出高电平信息，撕裂监控模块即向报警停车控制模块发出报警停车命令。

对射式激光监测装置A1、对射式激光监测装置L12分别与跑偏模块通信。如果胶带机运行时，胶带发生跑偏，当其中一侧带边偏移越过钢丝绳芯胶带机防纵向撕裂和跑偏监测系统的监测范围时，即对射式激光监测装置A1、对射式激光监测装置L12的其中一组的激光被胶带隔断，即对射式激光监测装置A1、对射式激光监测装置L12中的一组向跑偏模块发出低电平信号，跑偏模块向报警停车控制模块发出报警停车命令。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。