(57)【要約】      （修正有）【課題】外部電力が不要で長期にわたって保護ライナーの肉厚を確実に監視できる肉厚測定方法およびその装置を提供する。【解決手段】搬送物との衝突による設備１の摩耗を回避するために該設備１の表面に設置される保護ライナー４の肉厚を測定するに当たり、該設備１と該保護ライナー４との相互間に圧電素子６を配置し、該搬送物が保護ライナー４に衝突した際の衝突力を該圧電素子６に付加することにより電力を発生させ、その電力を作動源にして肉厚測定器９を作動させることにより該保護ライナーの肉厚を測定する。【選択図】図２
2018084430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送物との衝突による設備の摩耗を回避するために該設備の表面に設置される保護ライナーの肉厚を測定するに当たり、
該設備と該保護ライナーとの相互間に圧電素子を配置し、該搬送物が保護ライナーに衝突した際の衝突力を該圧電素子に付加することにより電力を発生させ、その電力を作動源にして肉厚測定器を作動させることにより該保護ライナーの肉厚を測定することを特徴とする保護ライナーの肉厚測定方法。
【請求項２】
搬送物との衝突による設備基材の摩耗を回避するために該設備の表面に設置される保護ライナーの肉厚を測定する測定装置であって、
該保護ライナーを該設備の表面において弾性支持する弾性支持部材と、該設備および該保護ライナーの相互間に配置され一端が押圧子を介して該保護ライナーに接触する一方、他端がベース部材を介して該設備に接触する圧電素子と、該圧電素子に近接して設けられ該圧電素子によって発生させた電力を作動電源とする肉厚測定器からなる、ことを特徴とする保護ライナーの肉厚測定装置。
【請求項３】
前記肉厚測定器は、前記圧電素子で発電された電力を直流電流に整流する回路と、該回路につながり該直流電流を平均化して該肉厚測定器の回路へ供給する回路を有することを特徴とする請求項２に記載した保護ライナーの肉厚測定装置。
【請求項４】
前記肉厚測定器が、超音波肉厚測定器であることを特徴とする請求項２または３に記載した保護ライナーの肉厚測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送物との衝突による設備の摩耗を回避するために該設備の表面に設置される保護ライナーの肉厚を測定するのに有効な、肉厚測定方法およびその方法の実施に用いて好適な肉厚測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物を搬送する際に、搬送物が搬送設備と衝突することがある。例えば、粉粒物をベルトコンベアを用いて搬送する場合に、一方のベルトコンベアからシュートを介して他のベルトコンベアへ落下させて乗り継がせることがあり、この時、粉粒物はシュート表面に衝突することになる。あるいは、粉粒物をベルトコンベア等からホッパーへ投入することもあり、この場合には粉粒物がホッパー内面に衝突することになる。
【０００３】
このような場合に、粉粒物が衝突するシュートの表面やホッパーの内面は、粉粒物との衝突により摩耗を受けることが多い。そして、かかる摩耗によりシュートやホッパー等の設備に孔があいてしまうとその補修のために、その間は、粉粒物の搬送を停止せざるを得ない（時間のロス）ばかりか、補修のために多大なコストがかかってしまうことから、一般的には搬送物の衝突により摩耗を受けやすい部位には、保護ライナーが設置されている。
【０００４】
保護ライナーとしては、具体的には、耐摩耗鋼やセラミックス、樹脂等が使用され、シュート表面やホッパー内面等の搬送物が衝突する部位に固定して使用するのが普通である。
【０００５】
しかし、保護ライナーが使用されていても、その使用期間が長期にわたると摩耗により減肉していくため、減肉量に応じて定期的に保護ライナーを交換する必要があり、その交換時期を見極めるにあたっては、操業を一旦停止して目視確認や肉厚測定等の点検作業が行われる。
【０００６】
この点検作業には人的・時間的制約が生じる。また、操業条件、運転条件によって摩耗の速度、摩耗の範囲が変わるため、操業中でも遠隔で、自動で摩耗の程度を監視できるシステムが望まれている。
【０００７】
ライナーの減肉量を自動測定する従来法として、例えば、特許文献１には、棒の内部に電気抵抗を有する線または回路を棒の短くなる方向に複数かつ段階的に埋め込み、その線または回路の抵抗値を電気信号として取り扱うことにより減肉量の測定を可能とした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−７７２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記特許文献１に開示された技術は、装置を作動させるための外部電力と、外部電力を供給するための多数本の電力ケーブルが必要であり、これを、粉粒体の搬送という粉塵の生じやすい環境下で適用した場合には電力ケーブルの断線等の故障を引き起こすことも懸念されることから、設備の維持を図るために新たな問題を抱えることになっていた。
【００１０】
本発明の課題は、外部電力を不要としながらも長期にわたって保護ライナーの肉厚を確実に測定できる肉厚測定方法およびその装置を提案するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、搬送物との衝突による設備の摩耗を回避するために該設備の表面に設置される保護ライナーの肉厚を測定するに当たり、該設備と該保護ライナーとの相互間に圧電素子を配置し、該搬送物が保護ライナーに衝突した際の衝突力を該圧電素子に付加することにより電力を発生させ、その電力を作動源にして肉厚測定器を作動させることにより該保護ライナーの肉厚を測定することを特徴とする保護ライナーの肉厚測定方法である。
【００１２】
また、本発明は、搬送物との衝突による設備の摩耗を回避するために該設備の表面に設置される保護ライナーの肉厚を測定する測定装置であって、該保護ライナーを該設備の表面において弾性支持する弾性支持部材と、該設備および該保護ライナーの相互間に配置され一端が押圧子を介して該保護ライナーに接触し他端がベース部材を介して該設備に接触する圧電素子と、該圧電素子に近接して設けられ該圧電素子によって発電された電力を作動電源とする肉厚測定器からなる、ことを特徴とする保護ライナーの肉厚測定装置である。
【００１３】
上記保護ライナーの肉厚測定装置において、肉厚測定器は、圧電素子で発電された電力を直流電流に整流する回路と、該回路につながり該直流電流を平均化して該肉厚測定器の回路へ供給する回路を有するものが好ましく、また、肉厚測定器としては、超音波肉厚測定器であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、圧電素子によって発電させた電力（圧電素子による自己発電）を利用して肉厚測定器を作動させるようにしたため、外部電力やその電力を供給する長さの長い電力ケーブルが不要となる。
【００１５】
また、本発明によれば、肉厚測定装置からの出力信号を監視場所へ送信する信号ケーブルのみを施設するだけで保護ライナーの肉厚を常時監視することが可能となり、目視による点検作業等の設備工事量を大幅に軽減させることができるうえ、メンテナンスも軽微にできる。
【００１６】
さらに、本発明によれば、設備の稼働中に保護ライナーの減肉量が閾値を超えた場合に警報を鳴らすといったシステムの構築が可能であり、このようなシステムを構築することにより設備の摩耗具合を確認するために操業を停止させたり、そのための人員が必要なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】鉱石等の搬送物を搬送する際に使用されるベルトコンベアの乗継ぎシュートを模式的に示した図である。
【図２】本発明にしたがう肉厚測定装置の実施の形態を模式的に示した図である。
【図３】本発明にしたがう肉厚測定装置に組み込まれた回路の構成を示した図である。
【図４】肉厚測定器と圧電素子の配置状況を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図１は、鉱石等の搬送物を搬送する際に使用される設備としてベルトコンベアの乗継ぎシュートを模式的に示した図である。
【００１９】
通常、この種の乗継ぎシュート１は、鉱石等の搬送物がベルトコンベア２からベルトコンベア３へ向けて落下する際に、乗継ぎシュート１の壁部に衝突することとなり、その部位の摩耗が避けられないことから、保護ライナー４を取り付けて保護するようにしている。
【００２０】
しかしながら、保護ライナー４が取り付けられていても、長期間にわたって使用されると搬送物との衝突により摩耗が進行していくことから、減肉量に応じて定期的に保護ライナー４を交換する必要があることは先にも述べたとおりである。
【００２１】
本発明は、かかる保護ライナー４につき、その肉厚を簡便な仕組みでもって常時監視可能とするものである。
【００２２】
図２は、上掲図１に示した乗継ぎシュート１（設備）に、本発明にしたがう肉厚測定装置を適用した例を示した図である。なお、図２において乗継ぎシュート１、保護ライナー４は、その要部を断面（図１のＡ−Ａ方向の断面）で表示している。
【００２３】
図２における符号５は、保護ライナー４を乗継ぎシュート１の表面（内壁部）において弾性支持する弾性支持部材（スプリング等）、６は、保護ライナー４と乗継ぎシュート１の相互間に配置された圧電素子、７は、一端が保護ライナー４に接触し他端が圧電素子６に接触する押圧子、８は、一端が圧電素子６に接触し他端が乗継ぎシュート１に接触するベース部材（リング状の部材等が使用される）である。圧電素子６は、押圧子７、ベース部材８を介して保護ライナー４および乗継ぎシュート１の相互間に保持されている。
【００２４】
また、９は圧電素子６に近接（もしくは隣接）して設けられた肉厚測定器である。肉厚測定器９は、乗継ぎシュート１の壁部を貫き、その先端部が保護ライナー４の背面に当接するように配置されている。肉厚測定器９としては、超音波肉厚測定器が使用されるが、Ｘ線肉厚測定器等を用いることもできる。
【００２５】
また、１０は、圧電素子６と肉厚測定器９をつなぐ電力供給用の電力ケーブル、１１は、圧電素子６によって発生させた電力を整流ブリッジ（ダイオード）等にて直流電流に整流するとともに降圧型スイッチングレギュレータ回路により瞬間的な電流を平均化して肉厚測定器９の回路に流すための回路であり、さらに、１２は、肉厚測定装置からの出力信号を監視場所へ送信する信号ケーブルである。
【００２６】
かかる構成からなる肉厚測定装置は、ベルトコンベア２から落下した搬送物が保護ライナー４に衝突したとき、その衝突力により保護ライナー４が乗継ぎシュート１に向けて押し込まれる。そして、その押し込まれた保護ライナー４により圧電素子６は、押圧子７とベース部材８との相互間で変形して電力を発生させるとともにその電力が、電力ケーブル１０、回路１１を経て肉厚測定器９へと供給されて肉厚測定器９の作動源として消費されるものであり、これにより外部電力を要することなしに保護ライナー４の継続的な肉厚監視を可能としている。保護ライナー４は、弾性支持部材５により弾性支持されているため、搬送物による衝突力が除かれると弾性支持部材５の付勢力により初期位置へと復帰する。
【００２７】
上記装置においては、圧電素子６と肉厚測定器９とが、長さの短い電力ケーブル１０でつながっているにすぎないので、粉塵が生じやすい過酷な環境下で用いられたとしても防塵対策がとりやすく、断線等の不具合を起こし難い。
【００２８】
上掲図２においては、肉厚測定器９を１つ、圧電素子６を４つ設けたものを例として示したが、これらの数は、保護ライナー４のサイズや肉厚測定器９の作動容量に応じて種々変更することができるものであって、図示のものに限定されることはない。また、保護ライナー４と乗継ぎシュート１との間には、保護ライナー４が乗継ぎシュート１に向けて押し込まれるときに直線的なスライドを誘導するガイドを設けておくことができる。
【００２９】
また、本発明においては、測定された肉厚が閾値未満になった時に警報を発する手段を別途に設けておくことも可能（図示せず）であり、警報が発せられることにより保護ライナー４の取替え時期を確実に把握し得る。
【００３０】
図３は、回路１１の構成例を示した図である。かかる回路１１を肉厚測定器９の本体部分に予め組み込んでおくことにより、装置をコンパクトにすることが可能であり、省スペース化を図ることができる。
【００３１】
圧電素子６は、それ自体が変形するときのみの短時間の発電しか行われないものの、乗継ぎシュート１のような設備では、搬送物が衝突する部分がほぼ一定しており、その部位では圧電素子６による発電も頻繁に行われることになるので肉厚測定装置による測定頻度は高まることになり実用上、問題となることはない。
【００３２】
また、圧電素子６は、操業条件の変化等で搬送物が保護ライナー４に衝突することにより発電が開始されて肉厚測定器９により保護ライナー４の肉厚測定が行われるものであるから保護ライナー４の摩耗管理がしやすい利点も有している。なお、搬送物が衝突することのない保護ライナー４については、肉厚測定を行う必要はない。
【００３３】
以上、本発明においては、搬送物の設備として乗継ぎシュート１を対象とする場合について説明したが、保護ライナー４を備えたホッパーやその他の設備への適用可能であり、乗継ぎシュート１に適用する場合に限定されることはない。
【実施例】
【００３４】
縦寸法が２５０ｍｍ、横寸法が５００ｍｍ、厚さ２５ｍｍになる高クロム鋳鉄からなる保護ライナーを隙間がないように内壁に敷き並べた上掲図１に示した如き乗継ぎシュート（鉱石を搬送するベルトコンベア間に設置される乗継ぎシュート）に本発明を適用して鉱石が衝突すると予想される部位の１ｍ四方で保護ライナーの肉厚監視を行った。
【００３５】
肉厚測定装置を構成する肉厚測定器（超音波肉厚測定器）９は、図４に示すように、１枚の保護ライナーにつき、その中央の背面に１つ設置し、圧電素子６は、縦方向に５列、横方向に１０列それぞれ５０ｍｍ程度の間隔で設置した。それぞれの列の両端に位置する圧電素子については、保護ライナー４の端から２．５ｍｍの位置に設置した。
【００３６】
減肉が１５ｍｍ以上、つまり、肉厚が１０ｍｍ未満になった際に警報が発せられるように閾値を設定して肉厚監視を実施したところ、約２ヶ月で１枚の保護ライナーから警報が発せられるようになり、さらにそれから１３日後には、その周辺３枚の保護ライナーから警報が発せられた。
【００３７】
この時点で操業を停止して保護ライナーの交換を行ったところ、警報が発せられた４枚の保護ライナーは肉厚が６．４ｍｍ、８．３ｍｍ、９．６ｍｍ、９．８ｍｍと大きく減肉しており、いずれのものも閾値未満であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によれば、外部電力を不要としながらも長期にわたって保護ライナーの肉厚を安定的に測定可能な肉厚測定方法およびその装置が提供できる。
【符号の説明】
【００３９】
１      乗継ぎシュート
２      ベルトコンベア
３      ベルトコンベア
４      保護ライナー
５      弾性支持部材
６      圧電素子
７      押圧子
８      ベース部材
９      肉厚測定器
１０    電力ケーブル
１１    回路
１２    信号ケーブル
【図１】
2018084430.tif 000003
【図２】
2018084430.tif 000004
【図３】
2018084430.tif 000005
【図４】
2018084430.tif 000006