一种发热式防冻粘改向滚筒及螺旋清扫器的制作方法

本实用新型属于矿用皮带输送机技术领域，特别是涉及一种发热式防冻粘改向滚筒及螺旋清扫器。

背景技术：

在我国的内蒙古、黑龙江、新疆等北方地区分布有大量的煤矿，由于冬季普遍低温寒冷，一些煤矿所在区域的室外温度甚至低至零下40℃左右，在如此低温环境下，煤炭运输设备需要面对严重的煤冻粘问题。

由于煤颗粒内存在水分，在堆积压力作用下，煤颗粒混合物将牢固的冻结在输送机的皮带承载面和改向滚筒表面，这会对煤炭的运输安全性和运输效率造成严重的影响。

以内蒙古锡林浩特境内的煤矿为例，当冬季来临后，输送机的改向滚筒表面就经常发生煤冻粘，一般经过两个小时左右的时间，就可以在改向滚筒表面形成直径约40mm且十分坚硬的煤冻粘结块，而煤冻粘结块的存在极易造成皮带的跑偏、跳动甚至扎伤撕裂，当皮带以4.5m/s运行时，一旦皮带出现扎伤撕裂时但没有及时发现，短时间内皮带就可能产生几百米的撕裂，从而造成严重的经济损失。

为了减少煤冻粘结块带来的不良影响，传统方式只能选择频繁停机，然后由人工进行凿除，不但费时费力，而且频繁停机还会严重影响到煤炭运输效率。

为此，相关技术人员相继提出了一些更有效的煤冻粘防治方法，但主要针对的是皮带承载面的煤冻粘问题，例如向皮带承载面上喷洒防冻液等手段，而对于改向滚筒表面的煤冻粘问题，相关研究就比较匮乏了。

公开号为CN103350495A的中国专利申请，其公开了一种煤矿大滚筒超高分子量聚乙烯垂直包覆方法，通过在改向滚筒表面包覆超高分子量聚乙烯材料层的方式减少煤冻粘的发生，但是包覆材料和包覆工艺都需要花费高昂的成本，因此上述专利方案将难以在煤矿企业中大规模应用。

公开号为CN205771732U的中国专利，其公开了一种滚筒清扫装置，当改向滚筒表面出现煤冻粘结块时，随着改向滚筒的转动，煤冻粘结块将碰触螺旋清扫叶片，使螺旋清扫叶片被动旋转，煤冻粘结块受螺旋清扫叶片切削挤压破碎作用，将被迫脱离改向滚筒表面，并逐渐被螺旋清扫叶片带走排除。但是，随着使用时间的推移，脱离了改向滚筒表面的煤冻粘结块还会冻粘堆积在螺旋清扫叶片的间隙内，随着冻粘堆积越来越多，螺旋清扫叶片对改向滚筒表面煤冻粘结块的清扫排除能力也会越来越差，直到失去效果。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种发热式防冻粘改向滚筒及螺旋清扫器，首次将温度因素对冻粘基体表面的冻粘影响引入了方案设计，使改向滚筒及螺旋清扫器具备了发热能力，通过发热使改向滚筒表面及螺旋清扫器叶片间隙的煤冻粘结块的冻粘强度降低或融化脱离，大幅度提高了煤冻粘结块的清除可靠性，并有效杜绝了煤冻粘问题对煤炭的运输安全性和运输效率造成的不良影响。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种发热式防冻粘改向滚筒及螺旋清扫器，改向滚筒和螺旋清扫器通过轴承座平行安装在输送机机架上，且螺旋清扫器与改向滚筒的间距可调；在所述改向滚筒内设置有滚筒发热组件，在所述螺旋清扫器内设置有清扫器发热组件，在所述输送机机架上设置有温控箱；在所述改向滚筒的滚筒转轴上安装有第一导电滑环，第一导电滑环的转子通过第一线束与滚筒发热组件相连，第一导电滑环的定子相对于输送机机架固定设置，第一导电滑环的定子通过第二线束与温控箱相连；在所述螺旋清扫器的清扫器转轴上安装有第二导电滑环，第二导电滑环的转子通过第三线束与清扫器发热组件相连，第二导电滑环的定子相对于输送机机架固定设置，第二导电滑环的定子通过第四线束与温控箱相连。

所述滚筒发热组件包括第一碳纤维发热电缆、发热电缆支撑筒、第一隔热层及第一温度传感器；所述发热电缆支撑筒通过支撑筒辐板固定套装在滚筒转轴上，所述改向滚筒筒体通过滚筒辐板固定套装在滚筒转轴上；所述发热电缆支撑筒与改向滚筒筒体之间留有发热电缆安装间隙，所述第一碳纤维发热电缆铺设在发热电缆安装间隙内，所述第一隔热层铺设在第一碳纤维发热电缆与发热电缆支撑筒之间；所述第一温度传感器位于发热电缆安装间隙内；在所述滚筒转轴内开设有第一穿线孔，所述第一线束穿装于第一穿线孔中；所述第一温度传感器及第一碳纤维发热电缆依次通过第一线束、第一导电滑环及第二线束与温控箱相连。

所述第一温度传感器的数量至少为两个，且沿改向滚筒的周向均布设置。

所述清扫器发热组件包括第二碳纤维发热电缆、第二隔热层及第二温度传感器；所述螺旋清扫器的螺旋叶片筒体固定套装在清扫器转轴上，在螺旋叶片筒体与清扫器转轴之间留有发热电缆安装间隙，所述第二碳纤维发热电缆铺设在发热电缆安装间隙内，所述第二隔热层铺设在第二碳纤维发热电缆与清扫器转轴之间；所述第二温度传感器位于发热电缆安装间隙内；在所述清扫器转轴内开设有第二穿线孔，所述第三线束穿装于第二穿线孔中；所述第二温度传感器及第二碳纤维发热电缆依次通过第三线束、第二导电滑环及第四线束与温控箱相连。

所述第二温度传感器的数量至少为两个，且沿螺旋叶片筒体的周向均布设置。

所述螺旋叶片筒体的两端筒口分别通过锥形定位环及紧固螺母与清扫器转轴固定连接。

所述螺旋叶片筒体外部的清扫叶片采用对称式正反螺旋叶片结构。

本实用新型的有益效果：

本实用新型与现有技术相比，首次将温度因素对冻粘基体表面的冻粘影响引入了方案设计，使改向滚筒及螺旋清扫器具备了发热能力，通过发热使改向滚筒表面及螺旋清扫器叶片间隙的煤冻粘结块的冻粘强度降低或融化脱离，大幅度提高了煤冻粘结块的清除可靠性，并有效杜绝了煤冻粘问题对煤炭的运输安全性和运输效率造成的不良影响。本实用新型还具有结构简单、节能环保、安全可靠及经济性好的特点。

附图说明

图1为本实用新型的发热式防冻粘改向滚筒及螺旋清扫器的装配示意图；

图2为本实用新型的发热式防冻粘改向滚筒的立体图；

图3为本实用新型的发热式防冻粘改向滚筒的正向剖视图；

图4为本实用新型的螺旋清扫器的立体图；

图5为本实用新型的螺旋清扫器的正向剖视图；

图6为实施例中的温控接线原理图；

图中，1—改向滚筒，2—螺旋清扫器，3—输送机机架，4—温控箱，5—滚筒转轴，6—第一导电滑环，7—第一线束，8—第二线束，9—清扫器转轴，10—第二导电滑环，11—第三线束，12—第四线束，13—第一碳纤维发热电缆，14—发热电缆支撑筒，15—第一隔热层，16—第一温度传感器，17—支撑筒辐板，18—改向滚筒筒体，19—滚筒辐板，20—第一穿线孔，21—第二碳纤维发热电缆，22—第二隔热层，23—第二温度传感器，24—螺旋叶片筒体，25—第二穿线孔，26—锥形定位环，27—单片机，28—电压转换器，29—第一继电器，30—第二继电器，31—皮带，32—煤冻粘结块，33—紧固螺母。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1～5所示，一种发热式防冻粘改向滚筒及螺旋清扫器，改向滚筒1和螺旋清扫器2通过轴承座平行安装在输送机机架3上，且螺旋清扫器2与改向滚筒1的间距可调；在所述改向滚筒1内设置有滚筒发热组件，在所述螺旋清扫器2内设置有清扫器发热组件，在所述输送机机架3上设置有温控箱4；在所述改向滚筒1的滚筒转轴5上安装有第一导电滑环6，第一导电滑环6的转子通过第一线束7与滚筒发热组件相连，第一导电滑环5的定子相对于输送机机架3固定设置，第一导电滑环5的定子通过第二线束8与温控箱4相连；在所述螺旋清扫器2的清扫器转轴9上安装有第二导电滑环10，第二导电滑环10的转子通过第三线束11与清扫器发热组件相连，第二导电滑环10的定子相对于输送机机架3固定设置，第二导电滑环10的定子通过第四线束12与温控箱4相连。

所述滚筒发热组件包括第一碳纤维发热电缆13、发热电缆支撑筒14、第一隔热层15及第一温度传感器16；所述发热电缆支撑筒14通过支撑筒辐板17固定套装在滚筒转轴5上，所述改向滚筒1筒体18通过滚筒辐板19固定套装在滚筒转轴5上；所述发热电缆支撑筒14与改向滚筒1筒体18之间留有发热电缆安装间隙，所述第一碳纤维发热电缆13铺设在发热电缆安装间隙内，所述第一隔热层15铺设在第一碳纤维发热电缆13与发热电缆支撑筒14之间；所述第一温度传感器16位于发热电缆安装间隙内；在所述滚筒转轴5内开设有第一穿线孔20，所述第一线束7穿装于第一穿线孔20中；所述第一温度传感器16及第一碳纤维发热电缆13依次通过第一线束7、第一导电滑环5及第二线束8与温控箱4相连。

所述第一温度传感器16的数量至少为两个，且沿改向滚筒1的周向均布设置。

所述清扫器发热组件包括第二碳纤维发热电缆21、第二隔热层22及第二温度传感器23；所述螺旋清扫器2的螺旋叶片筒体24固定套装在清扫器转轴9上，在螺旋叶片筒体24与清扫器转轴9之间留有发热电缆安装间隙，所述第二碳纤维发热电缆21铺设在发热电缆安装间隙内，所述第二隔热层22铺设在第二碳纤维发热电缆21与清扫器转轴9之间；所述第二温度传感器23位于发热电缆安装间隙内；在所述清扫器转轴9内开设有第二穿线孔25，所述第三线束11穿装于第二穿线孔25中；所述第二温度传感器23及第二碳纤维发热电缆21依次通过第三线束11、第二导电滑环10及第四线束12与温控箱4相连。

所述第二温度传感器23的数量至少为两个，且沿螺旋叶片筒体24的周向均布设置。

所述螺旋叶片筒体24的两端筒口分别通过锥形定位环26及紧固螺母33与清扫器转轴9固定连接。

所述螺旋叶片筒体24外部的清扫叶片采用对称式正反螺旋叶片结构。

下面结合附图说明本实用新型的一次使用过程：

本实施例中，第一温度传感器16和第二温度传感器23的数量均为两个，且第一温度传感器16和第二温度传感器23均具有180°的安装相位角。温控箱4内包含有单片机27、电压转换器28、第一继电器29和第二继电器30，如图6所示，为本实施例的第一碳纤维发热电缆13、第二碳纤维发热电缆21、第一温度传感器16、第二温度传感器23及温控箱4的温控接线原理图。

当输送机内安装有本实用新型的发热式防冻粘改向滚筒及螺旋清扫器后，在皮带31正常运行时，改向滚筒1正向旋转，当改向滚筒1表面形成煤冻粘结块32后，煤冻粘结块32将碰触清扫叶片，使清扫叶片被动旋转，同时煤冻粘结块32也将被迫脱离改向滚筒1表面，并逐渐被清扫叶片带走排除。

为了避免煤冻粘结块32在改向滚筒1表面的继续生成，降低表面煤冻粘结块32的冻粘强度，或使其融化自行脱离，同时避免煤冻粘结块32冻结堆积在清扫叶片的间隙内，启动改向滚筒1及螺旋清扫器2的温控发热功能，通过第一温度传感器16和第二温度传感器23分别监测改向滚筒1筒体18及螺旋清扫器2的螺旋叶片筒体24的温度，而温度信号将直接传递给温控箱4的单片机27，通过单片机27控制第一碳纤维发热电缆13和第二碳纤维发热电缆21的发热效率，并使改向滚筒1筒体18及螺旋清扫器2的螺旋叶片筒体24的发热温度始终处于设定范围，最终通过发热使改向滚筒1表面及螺旋清扫器2叶片间隙的煤冻粘结块32的冻粘强度降低或融化脱离，大幅度提高了煤冻粘结块32的清除可靠性，并有效杜绝了煤冻粘问题对煤炭的运输安全性和运输效率造成的不良影响。

实施例中的方案并非用以限制本实用新型的专利保护范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。