专利名称：带式输送机速度自动监控装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的带式输送机或皮带运输机的自动保护装置，更具体地说就是带式输送机速度自动监控装置。它是由速度发送器、电子线路、操作执行电器、显示器和稳压电源五部分组成。速度发送器的磁头固定在皮带运输机(以下简称皮带机)的尾轮上，速度发送器的探头固定在尾轮的支架上，使磁头与探头能够处在同一圆周的同一切线上，从而保证尾轮每旋转一圈，磁头就对准一次，由于磁场的作用，探头的磁敏接点就会闭合一次，其闭合周期就是尾轮的旋转周期。皮带机正常运转时要求皮带速度是恒定的，如果某条皮带机由于某种原因产生了驱动电机在正常运转，但皮带的速度却在变慢，甚至不走时，电子线路就会根据速度发送器测量的信号进行比较后，发出控制信号，使执行电器动作，将来料的皮带机仃转，由于切断了来料，速度变慢的皮带机上的负荷就会愈来愈轻，因而速度就慢慢地恢复到额定值，此时，电子线路会发出控制信号，使来料皮带机再起动运转，这样就达到了自动监控皮带速度的目的，以保证生产正常进行。
在本发明之前，世界上比较先进的皮带机速度监控装置是速度开闭器或称打滑监测器。
图1打滑监测器的工作原理示意1中1为测速开关，2为电缆，3为弹簧，4为测速滚轮，5为皮带。
皮带打滑就是皮带速度变慢，所以当皮带速度降低到额定值的70%左右时，打滑监测器的测速滚轮4将测量的速度传给测速开关1，使测速开关1动作并发出指令，使本系统皮带机断电仃机，等待人工处理事故;而皮带机在额定速度下运转时，则测速开关1不动作。
工矿企业生产中使用的皮带运输机，一般都是由几台到几十台组成的运输系统，皮带机之间实行电气联锁，所以皮带机正常运转时，一定要求皮带速度恒定即保持额定值。但是在实际生产中由于负荷过大，皮带上有水、弛度过大、尾轮损坏、上下托辊不转的太多、异物卡住皮带、断带、断轴等等，都会造成皮带速度变慢，由此而引起的事故通常称之为打滑事故或叫压料事故，在生产中此类事故时有发生，一般人工很难防止，一旦发现得太晚，就可能使设备损坏，造成事故仃产。而采用打滑监测器，虽然可以实现事故仃机，但仃机时已造成压料事故，仍需靠人工排除，既费力又费时，还影响生产。
打滑监测器有如下主要缺点1、构造复杂，制造精度要求高，成本高，安装维护困难，不易推广;
2、测速滚轮是一个橡胶轮，易磨损，而检测时要求滚轮直径不低于标准值的4～6%，否则会产生误动作;
3、测速开关要求密封良好，否则有铁粉进去就会产生误动作;
4、事故仃车后，要靠人工处理，不能自动排除。
本发明的目的就是要克服上述打滑监测器的缺点，创造一种既简单又能自动消除打滑事故的装置，即带式输送机速度自动监控装置。其构思原理是皮带机正常运转时，皮带的走行速度总是恒定的，而发生皮带打滑或断带或断轴事故时，皮带的速度总是变慢或不走，因此，可以用皮带的速度作为控制信号来自动控制来料皮带机的运转或仃止，当皮带速度正常时，来料皮带机就起动运转，而皮带速度不正常或失速时，来料皮带机就自动仃止运转，失速皮带由于没有来料，而负荷逐渐减小，速度就会慢慢地恢复正常，尔后再自动起动来料皮带机，如此，就把皮带失速或打滑可能造成的事故，自动消除在萌芽状态。
为达到此目的，首先就要准确，可靠地测量皮带走行速度。本发明采用了测量皮带机尾轮旋转周期来测量皮带速度的新方法，以此构成带式输送机速度自动监控装置。
本发明为了达到上述目的，采用测量皮带机尾轮芷诘姆椒ɡ醇鹌ご俣鹊纳杓乒顾肌Ｆご猜质且桓霰欢郑稍诵械钠ごご乃俣扔欤猜中芷谟蹋ご俣扔猜中芷谟ぃ虼耍饬课猜中芷诘某ざ叹涂梢约觳獬銎ご乃俣龋嗫梢源俗魑刂菩藕拧 测量尾轮旋转周期的传感器或称新型皮带速度发送器，是采用永久磁铁作磁头和采用磁敏元件构成磁敏开关作探头所组成。磁头固定在尾轮的轮辐上，距尾轮边缘内一般为100～150毫米，可以用焊接或螺钉固定。探头用螺钉固定在尾轮支架上，要求松动螺钉后可左右、前后移动，以便调整探头磁头在同一圆周的同一切线上，并使对准时的间隙为5～10毫米，这样当尾轮每转动一圈，磁头与探头都会对准一次，由于磁场的作用，探头的接点就闭合一次，两次闭合的时间间隔就是尾轮旋转周期，特殊的电子线路根据尾轮旋周期的长短就可以判断出皮带速度是正常还是不正常或失速。若生产上发生故障，使皮带机发生打滑，当尾轮转速低于额定值的85%时，能使来料皮带仃转，由于切断了来料，负荷逐渐减小，尾轮转速慢慢地增加到额定值后再延时4秒钟，则来料皮带机开始恢复正常运转，因此，可达到速度自动监测和控制的目的。
判断尾轮旋转周期长短并发出控制信号的是电子线路的功能。为了满足生产工艺的要求，它应具有如下特征1、把尾轮旋转周期变换为电压，周期长则电压高，周期短则电压低。然后使它们同一个给定的标准电压进行比较，借此，甄别出是正常速度还是失速，若是失速则立即发出信号，自动切断来料。
2、能使失速皮带恢复到额定速度。
3、能甄别是否恢复到额定速度，若是额定速度，则让其保持一定时间，再发出自动恢复给料信号。
4、特殊情况下的保护，如磁敏元件失效，磁头与探头静止对准等。
下面以某厂实际使用本发明的情况，用图示方式作进一步说明。
图2皮带运输机速度自动监控装置的结构框3皮带运输机速度自动监控装置的控制系统原理框4皮带运输机速度自动监控装置的应用原理系统示意5皮带运输机速度自动监控装置的电子线路原理2中6为速度发送器，7为显示器，8为稳压电源，9为电子线路，10为操作执行电器。图中箭头表示它们之间的联系。
图3中11为速度给定值，12为比较器，13为镇定放大器，14为执行电器，15为控制对象，16为料流方向，17为被测对象，18为速度发送器。图中箭头表示它们之间的联系信号的传递方向。
图4中19、20、和21为皮带机，22为20号皮带机的尾轮，23为电子线路，V1为正电源，V2负电源，BT为发光二极管，μA为微安表，VD、CD和HD为指示灯，M为磁头，SH为探头，J2为直流继电器，J2-1为J2的常闭接点，KLW为转换开关，JC为接触器，JC1为JC的主接点，MD为21号皮带机的驱动电机。
图4中皮带机系统的运料方向是从皮带机21到皮带机20再到皮带机19。如果在正常运转时，那么皮带机20的皮带速度就是额定值，而安装在尾轮22上的磁头M与安装该轮支架上的探头SH构成的速发送器送出的信号，经电子线路23判断认为正常，则直流继电器J2不动作，微安表μA指示额定值，指示灯VD、CD亮，表示该系统运行正常。若有某种原因，使皮带机20速度变慢到低于额定值或叫打滑时，当其速度降低到额定值的85%，电子线路23则判断为打滑事故并立即发出信号，使直流继电器J2立即动作，常闭接点J2-1断开，使接触器JC失电，接点JC1断开，电动机MD失电，则皮带机21仃转。由于电气联锁的关系，而给皮带机21输料的皮带机亦随之仃转。此时，微安表μA读数低于额定值，指示灯VD、CD熄灭，而指示灯HD亮，表示出现了打滑事故。这时皮带机20速度变慢了，但是还没有达到仃转，即没有被压死，由于切断了来料，负荷愈来愈轻，于是速度又慢慢地恢复到额定值，此时直流继电器J2并不立即释放，而是等待4秒钟后再释放，接触器JC重新得电，使皮带机21起动运转，其它仃转的皮带机也随之起动运转，整个系统又恢复正常运转。这样就把打滑事故自动消除在萌芽状态，即自动防止了打滑事故的发生。
假如皮带机20发生了断带或断轴事故，此时，真实的反映与打滑事故一样，表现为皮带速度变慢或叫失速，不同的是速度很快降到零，微安表μA读数为零，发光二极管BT不闪即不亮或常亮，而皮带机20的驱动电机并没有仃，则判断为断带或断轴事故。此时由于皮带机20的皮带速度为零，直流继电器J2会立即动作，使来料皮带机仃转并保持不能自动恢复，防止了事故的扩大。这就是对断带、断轴事故的监测和保护作用。
现用图5来说明电子线路的工作原理及功能。
图5中R1～R23为电阻器，C1～C7为电容器，D1～D12为晶体二极管，βG1～βG8为晶体三极管，BT为发光二极管，μA为微安表，SH为磁敏器件或叫探头，J1～J2为直流继电器，J1～1为J1的常开接点，J1-2为J1的常闭接点，VD为指示灯，W1～W2为电位器，Va3为βG3集电极电压，Eo为βG6基极电位，V1为正电源，V2为负电源，0为零线。
(1)图5中24为皮带速度测量及显示电路，它由晶体三管βG1，晶体二极管D1、D2，电容器C1～C3，电阻器R1～R5，电位器W1和微安表μA组成。当尾轮22上的磁头对准探头SH时，探头SH闭合，则电容器C2充电，电容器C3放电;当探头SH释放时，电容器C3充电、C2经微安表μA放电，单位时间内充放电次数愈多，微安表μA读数愈大，反之愈小。调整电位器W1可以对微安表μA读数进行标定。
(2)图5中25为速度监控电路或叫双延时电子继电器，它由晶体三极管βG2、βG3、βG6、βG7，晶体二极管D3、D5、D8～D11，电容器C4、C6，电阻器R7～R10、R16～R21，电位器W2和直流继电器J1组成的射极跟随器和单管截止延时电路构成。由于周期属于时域，所以采用单管截止延时电路来检测，把周期变换为电压，当探头闭合时，晶体三极管βG3导通，晶体三极管βG3的集电极电压Va3＝0，当探头SH断开时，Va随着电容器C4充电并逐渐升高，探头SH断开的时间愈长，Va3就愈高，反之就愈低，也就是说周期愈短，Va3就愈低，尾轮旋转周期愈长则Va3就愈高。晶体三极管βG6的基极电压Eo可以用电位器W2来调整，如果给定的基极电压Eo高于额定速度时的集电极电压Va3，而低于失速时的Va3时，那么皮带机速度处于额定，晶体三极管βG6，βG7截止，直流继电器J1不动作，若皮带失速，致使集电极电压Va3高于基极电压Eo，则晶体三极管βG6，βG7立即导通，直流继电器J1动作，发出仃止来料信号。由于晶体三极管βG7是截止延时，所以只要直流继电器J1动作就有一段延时释放时间，以保仃机信号可靠。如果在额定速度时的直流继电器J1不动作，视为延时吸合，那么从总的情况看，直流继电器J1具有双延时。
(3)图5中26为镇定放入电路，它由晶体三极管βG8，晶体二极管D ，电阻器R 、R23，电容器C7，直流继电器J2和常开接点J1-4组成，实际上是一个释放延时的电子继电器，也是一个单管截止延时电路。其目的是用来消除控制系统的振荡，提高系统的可靠性并进行功率放大。
(4)图5中27为探头监视电路，它由发光二极管BT和电阻器R8构成。当探头SH闭弦淮危⒐舛蹷T就得电闪一次，从而监视探头工作是否正常。
(5)图5中28为保护电路，它由晶体三极管βG4、βG5，晶体二极管D4、D6、D7，电容器C5和电阻器R11～R15组成射极跟随器和单管截止延时电路构成。用于防止当断带或断轴事故时出现磁头与探头刚巧对准的特殊情况，以及探头接点粘连或晶体三极管βG3穿透而引起的失效等故障，可确保系统运行时安全可靠。当上述情况之一出现时，则晶体三极管βG5输出端始终处于高电位，使晶体三极管βG7保持导通，切断来料。
(6)图5中29为显示电路，它由指示灯VD和常闭接点J1-2构成。当皮带速度在额定值，直流继电器J1不动作，而常闭接点闭合使指示灯VD得电而亮，表示速度正常。
综上所述，本发明具有如下工作程序1、皮带运输机速度自动监控装置正常工作程序皮带机20的尾轮22每转一圈，探头SH的接点就闭合一次，晶体三极管βG3导通一次，电容器C4放电一次;探头SH的接点释放时，电容器C4充电，使晶体三极管βG3的集电极电压升高;当皮带机速度正常时，晶体三极管βG8的集电极电压升高，但低于晶体三极管βG6的基极电压，接着探头SH又吸合，使晶体三极管βG8再次导通，电容器C4再次放电，依次循环往复。此时由于晶体三极管βG8的集电极电压低于晶体三极管βG6的基极电压，晶体三极管βG6、βG7、βG8均不导通，直流继电器J1、J2均处于释放状态，皮带机的整个系统保持正常运转。
与此同时，由于磁敏器件SH的吸合和释放周期恒定，在单位时间内电容器C3的充放电次数也一定，因而微安表μA读数稳定，指示灯VD亮，表明皮带机运转正常。
2、自动保持皮带机速度恒定的工作程序由于某种发生故障，皮带机20的皮带速度低于额定值时，探头SH的吸合周期长，微安表μA读数低于额定值，晶体三极管βG8的集电极电压升高，并大于晶体三极管βG6的基极电压，使βG8导通，导致直流继电器J1吸合，指示灯VD熄灭，继而晶体三极管βG8导通，直流继电器J2吸合，接触器JC失电，来料皮带机21仃止运转;由于没有来料，皮带机20负荷愈来愈轻，于是速度由慢变快逐渐恢复到额定值，此时晶体三极管βG3的集电极电压升高到正常运转时的电压，晶体三极管βG6截止，而直流继电器J1经过延时后释放，指示灯VD亮，继而直流继电器J2经过延时后释放，接触器JC得电吸合，来料皮带机21起动运转，这样皮带机20由失速而恢复正常运行，即自动地保持了皮带机20速度恒定，换句话说即自动消除了皮带机20的打滑事故。
3、特殊故障时皮带机的工作程序皮带机发生断带、断轴皮带不走时，而皮带机20上磁头M与探头SH刚巧在一条线上，则探头SH始终吸合，使晶体三极管βG3导通，这时晶体三极管βG5的集电极电压会自动升高并高于晶体三极管βG8的基极电压。而晶体三极管βG6导通，使直流继电器J1和J2动作，使来料皮带机始终保持仃止。
4、监视探头工作电路的工作程序当探头SH接点每吸合一次，发光二极管BT就得电一次，因而就闪亮一下，若是有规律的闪光，就表明速度发送器在正常工作;否则，就是故障状态。
本发明的速度发送器构造简单和造价低廉，现场使用时不需要维护，由于没有接触式损耗部件，所以寿命长，信号抗干扰性强且可远距离传送;采用双延时电子继电电路，能自动消除皮带打滑事故并能监测断带和断轴事故，且线路简单容易掌握。现场使用本发明多次自动消除了打滑事故，防止一次大的事故就可挽回经济损失几十万元。
权利要求
1.一种由速度发送器、电子线路、执行电器、显示器和稳压电源组成的带式输送机速度监控装置，其特征在于新型皮带速度发送器的磁头M用焊接或螺钉固定在尾轮的轮辐上和探头SH用螺钉固定在尾轮的支架上；特殊电子线路由以下部分组成(1)由晶体三极管βG1，晶体二极管D1、D2，电容器C1～C3，电阻器R1～R5，电位器W1和微安表μA组成皮带速度测量和显示电路24；(2)由晶体三极管βG2、βG3、βG6、βG7，晶体二极管D3、D5、D8～D11，电容器C4、C6，电阻器R7～R10、R16～R21，电位器W2和直流继电器J1组成射极跟随器和单管截止延时电路，以此构成速度监控电路25；(3)由晶体三极管βG8，晶体二极管D12，电阻器R22、R23，电容器C7，直流继电器J2和常开接点J1-1组成镇定放大电路26；(4)由发光二极管BT和电阻器R6组成探头监视电路27；(5)由晶体三极管βG4、βG5，晶体二极管D4、D6、D7，电容器C5和电阻器R11～R15，组成射极跟随器和单管截止延时电路，由此构成保护电路28；(6)由指示灯VD和常闭接点J1-2组成显示电路29；因此，由本发明的新型皮带速度发送器和特殊电子线路，同执行电器、显示器和稳压电源组成本发明的带式输送机速度自动监控装置。
2.根据权利要求1所述的带式输送机速度自动监控装置，其特征在于磁头M固定在距尾轮边缘内100～150毫米的轮辐上。
3.根据权利要求1所述的带式输送机速度自动监控装置，其特征在于磁头M为永久磁铁，探头SH为磁敏开关。
4.根据权利要求1或2所述的带式输送机速度自动监控装置，其特征在于磁头M与探头SH在同一圆周的同一切线上，并磁头M与探头SH对准时，其间隙为5～10毫米。
5.根据权利要求1所述的带式输送机速度自动监控装置，其特征在于采用测量皮带机尾轮22转动周期的方法来检测皮带速度，即皮带速度愈快，尾轮22旋转周期愈短，而皮带速度愈慢，尾轮22旋转周期愈长。
6.根据权利要求1所述的带式输送机速度自动监控装置，其特征在于当皮带机速度正常时，尾轮22每转一圈，探头SH的接点就闭合一次，晶体三极管βG3导通一次，电容器C4放电一次，探头SH的接点释放时，电容器C4充电，使晶体三极管βG3的集电极电压升高，但低于晶体三极管βG6的基极电压，接着探头SH又吸合，使晶体三极管βG3再次导通，电容器C4再次放电，依次循环往复，皮带机处于正常运转。
7.根据权利要求1所述的带式输送机速度自动监控装置，其特征在于皮带速度低于额定值的85%时，探头SH吸合周期长，晶体三极管βG3的基极电压升高，并大于晶体三极管βG6的基极电压，使βG6导通，导致直流电器J1吸合，指示灯VD熄灭，继而晶体三极管βG8导通，直流继电器J2吸合，接触器JC失电，来料皮带机21仃止运转，待皮带机20速度恢复到额定值时，晶体三极管βG3的集电极电压升高到正常，晶体三极管βG6截止，而直流继电器J1延时后释放，指示灯VD亮，直流继电器J2延时后释放，接触器JC得电吸合，自动消除了皮带机20的打滑事故。
8.根据权利要求1所述的带式输送机速度自动监控装置，其特征在于皮带机发生断带、断轴皮带不走时，尾轮22上磁头M与探头SH刚巧在一条线上，探头SH始终吸合，使晶体三极管βG3导通，晶体三极管βG5的集电极电压自动升高，并高于晶体三极管βG6的基极电压，晶体三极管βG6导通，直流继电器J1和J2动作，来料皮带机仃止运转。
全文摘要
本发明提供了一种带式输送机速度自动监控装置，它由新型皮带速度发送器，特殊电子线路，执行电器，显示器和稳压电源组成，由于采用新型带速测量方法和具有特殊功能的电子线路，因而本发明结构简单，使用可靠和寿命长，信号传输距离远和反映快，能自动防止打滑事故，亦能监测断带和断轴事故并能防止事故扩大。本发明可应用于所有皮带运输机，作为速度监测和防止事故的保护装置。
文档编号C02F1/50GK1038257SQ8810335
公开日1989年12月27日 申请日期1988年5月31日 优先权日1988年5月31日
发明者刘国荣, 王仲林 申请人:武汉钢铁公司