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一种可应用于煤矿井下的带式输送机自动试验保护装置

作者:四川天屿翔机械设备有限公司 浏览: 发表时间:2024-01-08 10:41:39

带式输送机是煤矿井下最理想的高效连续运输设备,与其他运输设备相比,不仅具有运输距离长、运量大、连续输送等特点,而且安装简单、维护方便。为保证其安全运行,《煤矿安全规程》要求带式输送机必须安装四保护两装置,且必须按期进行试验。目前煤矿井下的带式输送机保护装置的各种试验都具有不方便操作或者试验不安全的缺点,比如速度保护,通过在胶带上设置一个带速度传感器的滚轮进行测速实现速度保护,试验时需要手动操作将滚 轮抬起,试验完毕后重新复位,有时还需要进入胶带架里面,因此速度保护试验不安全且不方便防跑偏装置中的防跑偏保护器是安装在胶带两侧,也是需要手动试验,但带式输送机里侧的防跑偏保护器由于难以进入而经常会被省略,起不到全部试验保护的目的温度和烟雾保护装置一直以来只能在地面进行试验,由于无法在现场试验,其是否处在失保护状态,不得而知鉴于此,我们设计一种可用于煤矿井下的带式输送机自动试验保护装置。

 

1     设计思路及方案

 

11   设计思路

 

带式输送机自动试验保护装置利用PLC、伺服电机、机械构件等完成带式输送机保护的试验工作。试验可以实现单个逐步试验、一键试验、按照规定时间自动试验等。避免以前需现场手动或上井按期试验的弊端,从而保证带式输送机的安全运行。

 

12   设计方案

 

本方案通过PLC 控制器,速度保护测试模块、温度保护测试模块、烟雾保护测试模块、防跑偏保护测试模块和堆煤保护测试模块,及其附属执行机构的动作或状态来判断各保护装置是否灵敏可靠。具体如下

 

121   速度保护

 

速度保护测试模块主要由电磁铁、第一连接架、滑动连接杆和滚轮架等组成,见图1


 

第一连接架2固定设置在胶带上方,电磁铁1固定设置在第一连接架2 底部,滚轮架4通过滑动连接杆3与第一连接架2连接,滚轮5设置在滚轮架4上。滑动连接杆3有两根,其一端与第一连接架2底部固定连接,另一端穿过滚轮架4后通过螺栓与滚轮架4固定连接,电磁铁1固定设置在第一连接架2底部并位于两根滑动连接杆3之间,滑动连接杆3上靠近滚轮架4的一侧外周设置有弹簧24。其中滚轮架4包括一磁性材料制成的顶板。

 

当需要进行速度保护测试时,通过电源给电磁铁1通电,电磁铁将滚轮架吸起,使滚轮离开胶带,由于它们不再摩擦,滚轮不再随胶带转动,则滚轮上的速度传感器27测不到滚轮转速,保护器动作。通过对速度保护装置进行测试,判断其是否可靠运行。

 

122    温度保护与超温自动洒水装置

 

温度保护与超温自动洒水装置测试模块由设置在温度保护传感器外侧的加热丝、超温自动洒水装置、洒水喷头等组成,如图2所示。


 

当需要测试温度模块时,给加热丝7通电,其温度升高,温度传感器6测到升温信号后反馈到温度保护模块,若温度保护模块可靠运行,则控制系统会发送信号进行胶带停机同时,驱动胶带上方的洒水喷头喷水进行温度保护,因此温度保护测试模块可以同时对温度保护和超温自动洒水装置是否可靠运行进行测试。

 

123   烟雾保护

 

烟雾保护测试模块包括烟雾容纳器、第一伺服电机、第一转轴和第一挂绳见图3


 

第一转轴10与第一伺服电机9的输出轴传动连接,烟雾容纳器8通过第一挂绳11固定在第一转轴10上并位于烟雾传感器12正下方。第一伺服电机9通过吊杆26固定设置在胶带上方,第一转轴10 通过轴承设置在吊杆26 上,吊杆26 通过锚杆固定在天花板上。

 

当需要对烟雾保护进行测试时,伺服电机9 转动时,带动第一挂绳11 向上卷起,将烟雾容纳器8上提,其对准烟雾传感器12,烟雾容纳器被刺破后,烟雾逸出,烟雾传感器12 感测到烟雾,实现对烟雾保护系统进行测试。

 

124   堆煤保护

 

堆煤保护测试模块由第二伺服电机、第二转轴和第二挂绳组成,见图4


 

第二转轴14 与第二伺服电机13 的输出轴传动连接,堆煤保护传感器16通过第二挂绳15 固定在第二转轴14 上。与烟雾保护测试模块相同的是,第二转轴也是通过轴承与吊杆26 一端连接,进行转动固定,吊杆另一端通过锚杆固定设置。

 

与烟雾保护测试模块原理类似,当需要进行堆煤保护测试时,通过第二伺服电机驱动第二转轴14转动,使绕设在第二转轴上的第二挂绳将堆煤保护传感器16放下至靠近胶带25的位置,相当于带式输送机上堆积了一定量的煤炭,则可以对堆煤保护模块进行测试。

 

125    防跑偏保护

 

防跑偏保护测试模块由直线行走机构、V型连接件、第一推力器和第二推力器组成,见图5


 

直线行走机构16沿竖直方向固定设置在胶带中部上方V型连接件17 与直线行走机构16 的一端固定连接,第一推力器18和第二推力器19的一端分别与V型连接件17的两个支臂端部固定连接形成V型结构。跑偏保护测试模块中限位开关21 设置在直线行走机构20的底部,限位开关21的常闭触点设置在直线行走机构20的控制回路中。直线行走机构20为齿轮齿条行走机构,第一推力器18和第二推力器19 可以为电动推杆,其端部设置有用于与跑偏保护器22 配合的推板23

 

当需要进行防跑偏保护测试时,驱动直线行走机构20下降至胶带上方合适位置后,驱动推力器使推板沿斜下方运动至接触跑偏保护器22。通过测试可以发现跑偏保护系统是否可靠运行。此外,两个推力器可以分别启动以分别测试胶带两侧的跑偏保护器22

 

126   PLC 控制部分

 

一种带式输送机自动试验保护装置还包括PLC控制器堆煤保护测试开关K1、温度保护测试开关K2、速度保护测试开关K3、烟雾保护测试开关K4、第一防跑偏测试开关K5、第二防跑偏测试开关K6、第三防跑偏测试开关K7、继电器J1、继电器J2、继电器J3、继电器J4、继电器J5、继电器J6和继电器J7。如图6所示。


 

其中堆煤保护测试开关、温度保护测试开关、速度保护测试开关、烟雾保护测试开关、第一防跑偏测试开关、第二防跑偏测试开关、第三防跑偏测试开关的一端分别与PLC控制器的输入端口I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7 连接,另一端与PLC控制器的输入端口L-连接。继电器J1、继电器J2、继电器J3、继电器J4、继电器J5、继电器J6和继电器J7 的线圈的一端与直流电源的正极连接,另一端分别与PLC 控制器的输出端口Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6连接,PLC控制器的输出端口1L与直流电源的负极连接。

 

继电器J1的常开触点设置在第二电机的控制回路中,继电器J2的常开触点设置在加热丝的控制回路中,继电器 J3 的常开触点设置在电磁铁的控制回路中,继电器 J4 设置在第一伺服电机的控制回路中,继电器J5 的常开触点设置在直线行走机构的控制回路中,继电器J6的常开触点设置在第一推力器的控制回路中,继电器J7 的常开触点设置在第二推力器的控制回路中。

 

13   操作方法

 

当需要进行带式输送机保护进行测试时,通过手动闭合对应的开关,例如要进行堆煤保护测试时,闭合堆煤保护测试开关K1PLC控制器发出信号,控制继电器J1得电,第二电机开始动作,将堆煤传感器放下至靠近带式输送机胶带的位置,则可以对其保护系统的堆煤保护进行测试要进行防跑偏保护测试时,先闭合第一防跑偏测试开关K5PLC 控制器发出信号,控制继电器J5通电,直线行走机构20 得电,向下行走,带动V型连接杆向下运动至设定位置时,限位开关21 的触点动作,直线行走机构停止运动,然后闭合第二防跑偏测试开关K6PLC控制器发出信号控制继电器J6得电,第一推力器18 得电伸长,推板23推动跑偏保护器22,进行左侧的跑偏保护测试,同理通过闭合第三防跑偏测试开关K7,可以进行左侧的跑偏保护测试。同理,其他保护测试的工作过程相同,只需按下对应的测试开关即可。当需要一键启试验时,只需按下一键试验按钮,PLC执行程序对各个保护装置按顺序进行试验还可按照规定时间对保护进行自动试验。

 

14   应用效果

 

带式输送机自动试验保护装置,可以实现带式输送机中的速度保护、温度保护、烟雾保护、防跑偏装置、超温自动洒水装置保护和堆煤保护进行现场测试,判断其是否可靠,无需人工现场手动操作。

 

该装置可以按期自动试验胶带保护,检查是否保护有效,避免以前现场试验或上井试验的麻烦,值得推广应用。  

 

2     结语

 

一种带式输送机自动试验保护装置克服现有技术存在的不足,可以实现带式输送机的速度保护、温度保护、烟雾保护、防跑偏装置、超温自动洒水装置和堆煤保护的测试工作,无需人工现场手动操作或上井试验,提高了带式输送机保护装置的测试效率,可以广泛应用于煤矿领域。

 

 


 

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