防堆煤保护结构的制作方法

本实用新型涉及煤矿井下机电设备，具体而言，涉及一种防堆煤保护结构。

背景技术：

现有的溜煤斗经常发生因堆煤保护未动作而导致溜煤斗堆煤冒仓的事故。现用防堆煤保护结构均为堆煤传感器型防堆煤保护，如图1所示，堆煤传感器对外表现为两极，分别为外壳1’和探头2’，其做出堆煤保护动作的条件是外壳1’和探头2’通过导体构成一个回路。堆煤传感器通过吊挂4’安装在溜煤眼上方或皮带与皮带搭接处。当煤3’触及到堆煤传感器的探头2’时，通过大地构成回路，常开的开关量接点闭合，当控制器检测到该接点闭合，认为堆煤传感器保护。

然而，在实际使用中，堆煤传感器型防堆煤保护常会频繁出现误保护或者不保护的故障。具体表现在：

一方面，探头容易被下落的煤块碰撞或者被淋水，从而导致煤块、探头和外壳三者或者水、探头和外壳三者在没有发生堆煤的情况下形成导电回路，使堆煤传感器型堆煤保护错误发出保护信号，进而影响生产；

另一方面，探头与煤接触不良或者未接触到煤而是处于煤堆的间隙，又或者探头接触到不具导电性质的矸石，抑或外壳因处于煤尘多或潮湿的环境而接地，这些都会导致堆煤传感器型防堆煤保护在发生堆煤时不发出保护信号，最终发生溢仓事故。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种防堆煤保护结构，以解决现有技术中的防堆煤保护结构容易出现误保护或者不保护的故障而影响生产的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种防堆煤保护结构，包括对射型光电传感器，对射型光电传感器包括用于发射光信号的发射器和用于接收光信号的接收器；其中，发射器和接收器分别设置在溜煤斗的相对两侧，以使由发射器发出的光信号在未被遮挡时经过溜煤斗的腔体后到达接收器；对射型光电传感器与用于向溜煤斗送煤的胶带机连接，以在接收器未收到发射器发出的光信号时使胶带机停止向溜煤斗内送煤。

进一步地，防堆煤保护结构还包括防爆护罩，防爆护罩套设在发射器和/或接收器的外侧，以将发射器和/或接收器封闭在防爆护罩的内部。

进一步地，防爆护罩成对设置，成对的两个防爆护罩分别套设在发射器的外侧和接收器的外侧。

进一步地，防爆护罩具有用于使光信号穿过的窗口端，发射器的发射头和接收器的接收头均朝向相应的防爆护罩的窗口端设置。

进一步地，溜煤斗的外壁上具有用于供光信号通过的透光孔，防爆护罩的窗口端与透光孔相对设置，以使光线在窗口端与透光孔之间传递。

进一步地，防堆煤保护结构还包括固定支架，固定支架设置在溜煤斗上，防爆护罩通过固定支架安装在溜煤斗上。

进一步地，固定支架的第一端与溜煤斗的外壁固定连接，固定支架的第二端与防爆护罩的外壁连接。

进一步地，对射型光电传感器为多个，多个对射型光电传感器沿溜煤斗的高度方向间隔设置。

进一步地，对射型光电传感器均设置在位于溜煤斗上的胶带机上带面的下方，发射器和接收器的布置方向与胶带机上带面运行方向平行。

进一步地，对射型光电传感器的发射器或接收器与胶带机上带面之间沿竖直方向的距离为50mm至70mm。

进一步地，各个对射型光电传感器的发射器或接收器与溜煤斗的最大煤流抛物线下落处沿水平方向的距离为20mm至30mm。

应用本实用新型的技术方案，根据煤炭流量大小在溜煤斗的某个位置设置防堆煤保护结构，利用光线探测溜煤斗内煤炭堆积高度是否到达该位置，当煤炭堆积高度到达该位置时，由发射器发射出的光线被阻挡，接收器因接收不到光线而做出堆煤保护动作，从而避免的堆煤情况的发生。与现有技术相比，本实用新型的防堆煤保护结构不需要与煤炭直接接触就可以探测溜煤斗内煤炭的堆积位置，从而解决了现有技术中的防堆煤保护容易出现误保护或者不保护的故障而影响生产的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术的防堆煤保护结构的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的防堆煤保护的实施例的对射型传感器的工作原理示意图；

图3示出了本实用新型的防堆煤保护的安装位置；以及

图4示出了本实用新型的防堆煤保护的安装结构。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、对射型光电传感器；11、发射器；12、接收器；2、溜煤斗；3、胶带机；4、防爆护罩；41、窗口端；5、透光孔；6、固定支架；61、第一端；62、第二端；31、胶带机上带面；7、最大煤流抛物线下落处。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

本实用新型提供了一种防堆煤保护结构，包括对射型光电传感器1，对射型光电传感器1包括用于发射光信号的发射器11和用于接收光信号的接收器12；其中，发射器11和接收器12分别设置在溜煤斗2的相对两侧，以使由发射器11发出的光信号在未被遮挡时经过溜煤斗2的腔体后到达接收器12；对射型光电传感器1与用于向溜煤斗2送煤的胶带机3连接，以在接收器12未收到发射器11发出的光信号时使胶带机3停止向溜煤斗2内送煤。

现有的防堆煤保护结构，需要传感器与煤炭这种导电物质接触形成闭合回路，才能够做出防堆煤保护的动作。但是实际生产中，一方面，传感器会因为与水这种导电物质接触而形成闭合回路，错误地发出防堆煤保护动作；另一方面，传感器会因为接触到矸石这种非导电物质或者处于煤堆的空隙中等原因而不发出堆煤保护动作，从而影响生产活动。分析现有技术方案，可以得知，现有的防堆煤保护结构之所以会出现以上误保护和未保护等错误动作，是因为装置发出防堆煤保护动作的必要条件是传感器需要与煤炭导电物质接触形成闭合回路，这种探测方式对周围环境的依赖性比较强，容易受到周围环境的影响。

因此，本实用新型提供了一种不需要与煤炭接触就可以探测煤炭堆积情况，从而在发生堆煤保护前的恰当时间做出防堆煤保护动作的防堆煤保护结构。具体来说，本实用新型提供的防堆煤保护结构利用对射型光电传感器1来实现以上技术效果。对射型光电传感器1包括用于发射光信号的发射器11和用于接收光信号的接收器12，将发射器11和接收器12分别安装在溜煤斗2的相对两侧，且保证光线能够从发射器11经过溜煤斗2的腔体后到达接收器12，这样，由于光沿直线传播，因此，当溜煤斗2内的煤炭堆积高度未到达光线传播的路径时，接收器12能够接收到发射器11发射的光线，防堆煤保护结构不做出防堆煤保护动作；而当煤炭堆积高度到达光线传播的路径时，从发射器11发出的光线被溜煤斗2内的煤堆阻挡，接收器12无法接收到由发射器11发射过来的光线，这时，防堆煤保护结构将会做出防堆煤保护动作，从而避免堆煤事故的发生。从生产实践中可知，选用红外线作为对射型光电传感器1的光源效果较好。

本实用新型的防堆煤保护结构，利用对射型光电传感器1的光线传播原理及光电转换原理，实现了不接触煤炭就可以探测到煤炭是否到达某一高度的技术效果，从而避免了矸石、淋水等外界环境对防堆煤保护结构的影响，解决了现有技术中的防堆煤保护结构容易出现误保护或者不保护的故障而影响生产的问题。

在煤炭加工生产的过程中，空气中煤尘浓度较大，易发生爆炸事故。因此，防堆煤保护结构还包括防爆护罩4，防爆护罩4套设在发射器11和/或接收器12的外侧，以将发射器11和/或接收器12封闭在防爆护罩4的内部。

本实用新型的防堆煤保护结构利用光电原理，属于电气设备，在工作过程中，防堆煤保护结构这一电气设备会发出工作火花。而防堆煤保护结构所在的工作环境中，煤尘浓度较大，一定浓度的煤尘遇明火会发生爆炸，因此，防堆煤保护还应该包括防爆护罩4，接收器12和发射器11都被封闭在防爆护罩4的内部。

由于发射器11和接收器12分别设置在溜煤斗2的相对两侧，两者距离较远，将发射器11和接收器12封闭在同一个防爆护罩4内不易实现，操作复杂，而且不便于维修。因此，防爆护罩4成对设置，成对的两个防爆护罩4分别套设在发射器11的外侧和接收器12的外侧。这样，发射器11和接收器12分别被两个防爆护罩4封闭在各自防爆护罩4的内部，操作简单，封闭效果好，且检修方便。

为了使防爆护罩4内的发射器11和接收器12能够发射和接收光线，防爆护罩4具有用于使光信号穿过的窗口端41，发射器11的发射头和接收器12的接收头均朝向相应的防爆护罩4的窗口端41设置。发射器11的发射头发射出光线，光线穿过发射器11外部的防爆护罩4的窗口端，向接收器12的方向传播，然后穿过接收器12外部的防爆护罩4的窗口端，到达接收器12的接收头。

防堆煤保护结构可以安装在溜煤斗2的内部，也可以安装在溜煤斗2的外部，为了避免下落的煤流和淋水对防堆煤保护结构的影响，优选将防堆煤保护结构安装在溜煤斗2的外部，这样，对射型光电传感器1的光线在传播过程中，需要经过溜煤斗2的外壁。因此，在溜煤斗2的外壁上设置具有用于供光信号通过的透光孔5，防爆护罩4的窗口端41与透光孔5相对设置，以使光线在窗口端41与透光孔5之间传递。

安装防堆煤保护结构时，需要借助固定支架6，固定支架6设置在溜煤斗2上，防爆护罩4通过固定支架6安装在溜煤斗2上。

具体来说，固定支架6的第一端61与溜煤斗2的外壁固定连接，固定支架6的第二端62与防爆护罩4的外壁连接。

固定支架6可以是开口朝向溜煤斗2的桶型支架，也可以是单个或多个沿防爆护罩4的外壁周向顺序排布的带弧度的支架，如L型支架、U型支架等。

为了更准确地探测溜煤斗2内煤炭的堆积情况，因此，溜煤斗2上安装的对射型光电传感器1为多个，多个对射型光电传感器1沿溜煤斗2的高度方向间隔设置。将多个对射型光电传感器1串联，只有当多个对射型光电传感器1同时探测到溜煤斗2内的煤堆时，防堆煤保护结构才做出防堆煤保护动作，这样可以尽可能减少误保护的发生，同时，也可以据此来判断对射型光电传感器1能正常工作的最低安装位置。

安装对射型光电传感器1时，对射型光电传感器1均设置在位于溜煤斗2上的胶带机上带面31的下方，发射器11和接收器12的布置方向与胶带机上带面31运行方向平行，以此来使得光线传播的路径与煤流流向的截面平行，也就是和溜煤斗2内的煤堆平面平行，这样探测结果会更加准确。

具体来说，可以根据煤流的流速来确定防堆煤保护结构的安装位置，以确保防堆煤保护结构在合适的时间做出防堆煤保护动作。一般来说，对射型光电传感器1的发射器11或接收器12与胶带机上带面31之间沿竖直方向的距离为50mm至70mm，其中，50mm最为合适。

水平方向上，各个对射型光电传感器1的发射器11或接收器12与溜煤斗2的最大煤流抛物线下落处7沿水平方向的距离为20mm至30mm，其中，20mm最为合适。

按照堆煤保护的设置要求：在煤量抛物线下落处前20mm，与胶带机3的上皮带面31的水平方向下50mm且设双保护；试验中，发明者在此位置的下方20mm加设一套对射型光电传感器1并将两套对射型光电传感器1串联，在发生堆煤后只有两套对射型光电传感器1同时动作后胶带机3的保护才动作从而停机，用此来试验对射型光电传感器1的装设位置是否可以降到更低。

本实用新型具有如下优点和积极效果：

(1)较现用防堆煤保护传感器应用广，不受溜煤斗2安装位置及大小的限制，适用于井下及地面筛选车间各类溜煤斗2；

(2)极大降低堆煤保护误动作，传统堆煤设置3s延时,红外堆煤保护只需设置0.5-1s的延时，发生堆煤保护后，有效防止了煤流溢出溜煤斗2。

(3)环境影响较低，对射型光电传感器安装在溜煤斗2的外壁，与煤流系统未直接接触；且对煤尘具有穿透性，故溜煤斗2内煤尘环境对其无影响；

(4)对射型光电传感器1动作输出常闭信号，与胶带机3保护无需加设其他设备直接通讯；

(5)对射型光电传感器1的价格约为50-100元，受环境影响较小，不易损坏；传统堆煤传感器价格约为900-1200元，且易受环境影响而损坏；

(6)位置固定，不需要日常检查堆煤保护结构的安装位置情况，日常维护简单，只需每天只需随手擦拭防爆护罩4处即可；

(7)胶带机3的堆煤保护实验容易，只需用手在对射型传感器1处阻挡就可进行保护实验，耗时较短；而传统堆煤保护需登高获进入溜煤斗2进行试验，增加实验过程中的人员安全风险且耗时较长。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

应用本实用新型的技术方案，根据煤炭流量大小在溜煤斗2的某个位置设置防堆煤保护结构，利用光线探测溜煤斗2内煤炭堆积高度是否到达该位置，当煤炭堆积高度到达该位置时，由发射器11发射出的光线被阻挡，接收器12因接收不到光线而做出堆煤保护动作，从而避免的堆煤情况的发生。与现有技术相比，本实用新型的防堆煤保护结构不需要与煤炭直接接触就可以探测溜煤斗2内煤炭的堆积位置，从而解决了现有技术中的防堆煤保护容易出现误保护或者不保护的故障而影响生产的问题。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。