УСТРОЙСТВО МОНИТОРИНГА И АМОРТИЗАЦИИ УДАРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПАДАЮЩЕГО УГЛЯ И СПОСОБ ДЛЯ СИСТЕМЫ ЛЕНТОЧНОГО ТРАНСПОРТЕРА В УГОЛЬНОЙ ШАХТЕ
DEVICE FOR MONITORING AND AMORTIZING IMPACT FORCE OF FALLING COAL AND METHOD FOR BAND TRANSPORT SYSTEM IN COAL MINE

Область техники
Изобретение относится к устройству для амортизации ударного воздействия и контрольно-измерительному устройству, а также к способу для системы ленточного транспортера на участке падения материала, которые особенно пригодны для амортизации и мониторинга ударного воздействия на участке падения материала в системе ленточного транспортера в угольной шахте, характеризующейся большим расстоянием перемещения, высокой нагрузкой и высокой скоростью транспортирования.
Уровень техники
Ленточные транспортеры широко используются в основных подземных выработках для транспортировки угля и являются "главными артериями" при производстве на угольных шахтах вследствие их преимуществ, таких как высокая производительность транспортера, простота конструкции, большое расстояние перемещения и т.д. В силу того что транспортерная лента является самым важным компонентом привода, а также самым дорогим и самым уязвимым компонентом в системе транспортера ленточного типа, транспортерная лента часто повреждается вследствие воздействия падающего материала на головную часть транспортера, что приводит к существенному ущербу для угольной шахты. В настоящее время, для уменьшения повреждения от воздействия на транспортерную ленту на участке падения угля, обычно используют способ, состоящий в добавлении амортизирующих валиков или амортизирующей подушки на участке падения угля в головной части транспортера. При этом амортизирующие валики могут быть легко повреждены ударным воздействием падающего угля, вследствие их небольших точек приложения нагрузки. Амортизирующая подушка должна иметь высокоэластичный специальный резиновый слой для того, чтобы уменьшить силу трения между лентой и амортизирующим материалом; таким образом, это приводит к высокому требованию к материалу. Ни одна из этих двух схем не может полностью удовлетворить настоящему требованию.
Кроме того, участок падения угля относится к области, которая непосредственно подвержена влиянию поломок ленточного транспортера, связанных с отсыпкой угля. В соответствии с Кодексом безопасности на угольных шахтах необходимо принимать защитные меры для отсыпки угля во время работы ленточного транспортера. Существующие устройства защиты для отсыпки угля представляют собой в основном штабельные спусковые устройства, добавленные в верхнем отверстии угольного бункера или соединение внахлестку между двумя ленточными транспортерами, но такие устройства имеют проблемы, например, они восприимчивы к воздействию влаги и не чувствительны к кусковому углю.
Таким образом, амортизирующее и направляющее устройство, которое может быть устойчиво к воздействию падающего угля и имеет малое трение с лентой должно быть разработано для того, чтобы смягчить повреждения, вызванные ударным воздействием падающего угля на ленту; дополнительно, ударное воздействие падающего угля должно эффективно измеряться и контролироваться для того, чтобы узнавать о случае падения угля и для реализации защиты для отсыпки угля.
Раскрытие сущности изобретения
Цель изобретения:
Ввиду проблемы повреждений, вызываемых ударным воздействием падающего угля на ленту крупногабаритного транспортера на участке падения материала, для преодоления недостатков известного уровня техники, в настоящем изобретении предлагается устройство и способ, которые могут уменьшить повреждения, вызываемые ударным воздействием падающего угля на ленту, и обеспечивают контроль над состоянием падения угля.
Для достижения цели, описанной выше, настоящее изобретение использует следующую техническую схему: устройство для амортизации ударного воздействия и мониторинга и системы транспортера ленточного типа в угольной шахте, содержащее комплект амортизирующих барабанов для ленты, амортизирующий держатель, амортизирующие пружины, накопительный демпфер ударного воздействия, устройство преобразования и передачи сигнала, и основную установочную плиту; комплект амортизирующих барабанов для ленты закреплен на амортизирующем держателе, верхние концы амортизирующих пружин соединены с амортизирующим держателем посредством втулки, нижние концы амортизирующих пружин соединены с основной установочной плитой посредством втулки, верхний конец накопительного демпфера ударного воздействия соединен с амортизирующим держателем, нижний конец накопительного демпфера ударного воздействия соединен с основной установочной плитой, накопительный демпфер ударного воздействия соединен с устройством преобразования и передачи сигнала через подводящие провода, а устройство преобразования и передачи сигнала закреплено на основной установочной плите.
В настоящем изобретении, предпочтительно комплект амортизирующих барабанов для ленты содержит комплект горизонтальных амортизирующих барабанов для ленты и комплект наклонных амортизирующих барабанов для ленты, расположенный симметрично по обе стороны от комплекта горизонтальных амортизирующих барабанов для ленты, и комплект наклонных амортизирующих барабанов для ленты расположен под углом вверх; как комплект горизонтальных амортизирующих барабанов для ленты, так и комплект наклонных амортизирующих барабанов для ленты содержит несколько блоков комплектов барабанов, которые равны по количеству и расположены на равных расстояниях друг от друга, каждый блок комплекта барабанов содержит по меньшей мере два барабана, установленных на валики, и резиновое кольцо, установленное на барабаны.
В настоящем изобретении, предпочтительно, первые резиновые полосы расположены на верхних концах валиков комплекта наклонных амортизирующих барабанов для ленты, и первые резиновые полосы закреплены на амортизирующем держателе с использованием болтов; вторые резиновые полосы расположены на двух концах валиков комплекта горизонтальных амортизирующих барабанов для ленты, и вторые резиновые полосы закреплены на амортизирующем держателе с использованием винтов с утопленной головкой.
В настоящем изобретении, предпочтительно, амортизирующий держатель содержит плоский элемент жесткости, горизонтальный плоский элемент жесткости и вертикальный плоский элемент жесткости; плоский элемент жесткости, параллельный комплекту горизонтальных амортизирующих барабанов для ленты, и вертикальный плоский элемент жесткости расположены ниже комплекта горизонтальных амортизирующих барабанов для ленты, а плоский элемент жесткости, параллельный комплекту наклонных амортизирующих барабанов для ленты, и горизонтальный плоский элемент жесткости расположены ниже комплекта наклонных амортизирующих барабанов для ленты.
В настоящем изобретении, предпочтительно, накопительный демпфер ударного воздействия содержит верхний резиновый изолирующий слой, постоянный магнит, катушку, взрывозащищенный корпус и вращающееся тело с резьбой, верхний резиновый изолирующий слой и постоянный магнит закреплены на амортизирующем держателе посредством вращающегося тела с резьбой, катушка устанавливается на постоянный магнит и часть катушки, находящейся в контакте с постоянным магнитом, окружает взрывозащищенный корпус.
В настоящем изобретении, предпочтительно, устройство преобразования и передачи сигнала содержит выпрямительное устройство, которое соединено с накопительным демпфером ударного воздействия и инвертором соответственно, инвертор соединен с устройством измерения силы тока, устройство измерения силы тока соединено с беспроводным маршрутизатором, а беспроводной маршрутизатор соединен с пластинчатой антенной.
Способ мониторинга и амортизации ударного воздействия падающего угля для системы ленточного транспортера в угольной шахте согласно настоящему изобретению согласно которому: устройство мониторинга и амортизации ударного воздействия падающего угля, описанное выше, устанавливают прямо над лентой системы ленточного транспортера на участке падения материала, преобразуют ударное воздействие, испытываемое лентой на участке падения материала, в электрический сигнал с использованием накопительного демпфера ударного воздействия, передают электрический сигнал, принятый устройством преобразования и передачи сигнала главному компьютеру, определяют состояние падения материала (состояние падения материала включает три состояния: материал не падает, нормальное падение материала и перегруз при падении материала) с использованием главного компьютера согласно сигналу, в то же время извлекают данные из системы взвешивания впускного ленточного транспортера с использованием главного компьютера для определения того, работает ли впускной ленточный транспортер в нормально или нет; если впускной ленточный транспортер работает в нормально, но состояние падения угля соответствует "материал не падает" или "перегруз при падении материала", что указывает на то, что произошло повреждение при отсыпке, выключают первый приводной двигатель ленты впускного ленточного транспортера и второй приводной двигатель системы ленточного транспортера в одно и то же время посредством главного компьютера.
Положительные эффекты:
Устройство мониторинга и амортизации ударного воздействия падающего угля, предоставляемое в настоящем изобретении, задействует амортизирующий держатель и амортизирующий пружинный демпфер для реализации многоступенчатой амортизации, и основная часть амортизирующего демпфера перемещается в нижней части устройства; таким образом, сила трения между лентой и амортизирующим устройством уменьшается из-за защиты комплекта амортизирующих барабанов для ремня; в дополнение к этому, энергия гашения накапливается, производится анализ состояния падения угля, и вместе с тем используется контроллер для достижения эффекта предотвращения неисправностей связанных с отсыпкой угля.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлена общая схема сборки устройства мониторинга и амортизации ударного воздействия падающего угля согласно настоящему изобретению;
На Фиг. 2 представлен вид спереди блока комплекта барабанов согласно настоящему изобретению;
На Фиг. 3 представлен вид сбоку блока комплекта барабанов согласно настоящему изобретению;
На Фиг. 4 представлена структурная схема установки блока комплекта барабанов согласно настоящему изобретению;
На Фиг. 5 представлена структурная схема I амортизирующего демпфера ударного воздействия согласно настоящему изобретению;
На Фиг. 6 представлена структурная схема II амортизирующего демпфера ударного воздействия согласно настоящему изобретению;
На Фиг. 7 представлена структурная схема устройства преобразования и передачи сигнала согласно настоящему изобретению;
На Фиг. 8 представлена схематичная диаграмма выполнения способа мониторинга и амортизации ударного воздействия падающего угля согласно настоящему изобретению;
Обозначения на чертежах:
1 - комплект амортизирующих барабанов для ленты;
2 - амортизирующий держатель;
3 - амортизирующая пружина;
4 - накопительный демпфер ударного воздействия;
5 - устройство преобразования и передачи сигнала;
6 - основная установочная плита;
1-1 - резиновое кольцо;
1-2 - комплект барабанов;
2-1 - параллельный плоский элемент жесткости;
2-2 - горизонтальный плоский элемент жесткости;
2-3 - вертикальный плоский элемент жесткости;
3- 1 - вторая резиновая полоса;
3-2 - винт с утопленной головкой;
3-3 - болт;
3-4 - первая резиновая полоса;
4-1 - изолирующий слой;
4-2 - постоянный магнит;
4-3 - катушка;
4-4 - взрывозащищенный корпус;
4-5 - вращающееся тело с резьбой;
7 - устройство мониторинга и амортизации ударного воздействия падающего угля;
8 - система ленточного транспортера;
9 - главный компьютер;
10 - впускной ленточный транспортер;
11 - система взвешивания;
12 - первый приводной двигатель ленты;
13 - второй приводной двигатель ленты.
Осуществление изобретения
Далее настоящее изобретение будет подробно описано со ссылками на прилагаемые чертежи.
Как показано на Фиг. 1, устройство мониторинга и амортизации ударного воздействия падающего угля для системы ленточного транспортера в угольной шахте, предоставляемое настоящим изобретением, содержит комплект 1 амортизирующих барабанов для ленты, амортизирующий держатель 2, амортизирующие пружины 3, накопительный демпфер 4 ударного воздействия, устройство 5 преобразования и передачи сигнала, и основную установочную плиту 6. Комплект 1 амортизирующих барабанов для ленты закреплен на амортизирующем держателе 2, верхние концы амортизирующих пружин 3 соединены с амортизирующим держателем 2 посредством втулки, нижние концы амортизирующих пружин 3 соединены с основной установочной плитой 6 посредством втулки, верхний конец накопительного демпфера 4 ударного воздействия жестко соединен с амортизирующим держателем 2 посредством сварки, нижний конец накопительного демпфера 4 ударного воздействия соединен с основной установочной плитой 6 болтами, накопительный демпфер 4 ударного воздействия соединен с устройством 5 преобразования и передачи сигнала через подводящие провода, а устройство 5 преобразования и передачи сигнала закреплено на основной установочной плите 6 болтами.
Как показано на Фиг. 1-3, комплект 1 амортизирующих барабанов для ленты содержит комплект горизонтальных амортизирующих барабанов для ленты и комплект наклонных амортизирующих барабанов для ленты, расположенный симметрично по обе стороны от комплекта горизонтальных амортизирующих барабанов для ленты, и комплект наклонных амортизирующих барабанов для ленты расположен под углом вверх; как комплект горизонтальных амортизирующих барабанов для ленты, так и комплект наклонных амортизирующих барабанов для ленты содержит несколько блоков комплектов барабанов, которые равны по количеству и расположены на равных расстояниях друг от друга, каждый блок комплекта барабанов содержит по меньшей мере два барабана 1-2, установленных на валики 1-3, и резиновое кольцо 1-1, установленное на барабаны 1-2. Амортизирующий держатель 2 содержит плоский элемент 2-1 жесткости, горизонтальный плоский элемент 2-2 жесткости и вертикальный плоский элемент 2-3 жесткости; плоский элемент 2-1 жесткости, параллельный комплекту горизонтальных амортизирующих барабанов для ленты, и вертикальный плоский элемент 2-3 жесткости расположены ниже комплекта горизонтальных амортизирующих барабанов для ленты, а плоский элемент 2-1 жесткости, параллельный комплекту наклонных амортизирующих барабанов для ленты, и горизонтальный плоский элемент 2-2 жесткости расположены ниже комплекта наклонных амортизирующих барабанов для ленты.
Как показано на Фиг. 2-4, первые резиновые полосы 3-4 расположены на верхних концах валиков 1-3 комплекта наклонных амортизирующих барабанов для ленты, и первые резиновые полосы 3-4 закреплены на амортизирующем держателе 2 с использованием болтов 3-3; вторые резиновые полосы 3-1 расположены на двух концах валиков 1-3 комплекта горизонтальных амортизирующих барабанов для ленты, и вторые резиновые полосы 3-1 закреплены на амортизирующем держателе 2 с использованием винтов 3-2 с утопленной головкой. Так как конструкция эффективная длина резинового кольца 1-1 меньше, чем установочное расстояние между двумя внешними валиками 1-3 блока комплекта барабанов, резиновое кольцо 1-1 натягивается вверх после установки двух наружных валиков 1-3.
Как показано на Фиг. 5 и 6, накопительный демпфер 4 ударного воздействия содержит верхний резиновый изолирующий слой 4-1, постоянный магнит 4-2, катушку 4-3, взрывозащищенный корпус 4-4 и вращающееся тело 4-5 с резьбой, верхний резиновый изолирующий слой 4-1 и постоянный магнит 4-2 закреплены на амортизирующем держателе 2 посредством вращающегося тела 4-5 с резьбой, катушка 4-3 устанавливается на постоянный магнит 4-2, часть катушки 4-3, находящейся в контакте с постоянным магнитом 4-2, окружает взрывозащищенный корпус 4-4, катушка 4-3 и постоянный магнит 4-2 полностью закрыты взрывозащищенный корпусом 4-4.
Как показано на Фиг. 7, устройство 5 преобразования и передачи сигнала содержит выпрямительное устройство, инвертор, устройство измерения силы тока, пластинчатую антенну и беспроводной маршрутизатор. Выпрямительное устройство соединено с накопительным демпфером 4 ударного воздействия и инвертором соответственно, инвертор соединен с устройством измерения силы тока, устройство измерения силы тока соединено с беспроводным маршрутизатором, а беспроводной маршрутизатор соединен с пластинчатой антенной. Из-за вибрации, создаваемой воздействием падающего угля, постоянный магнит 4-2 накопительного демпфера 4 ударного воздействия начинает вибрировать вверх и вниз, индуцированный ток, который является сильно не постоянным, генерируется в катушке 4-3, индуцированный ток выпрямляется выпрямительным устройством, а затем течет в последующий инвертор и формирует пригодный переменный ток, измерительное устройство силы тока определяет величину тока и формирует информацию в виде данных, локальную и беспроводную сеть (LAN и WAN) подключают посредством беспроводного маршрутизатор в режиме реального времени, беспроводной маршрутизатор служит в качестве ретранслятора, и информацию в виде данных передают с использованием пластинчатой антенны в виде радиоволн.
Как показано на Фиг. 8, способ мониторинга и амортизации ударного воздействия падающего угля для системы ленточного транспортера в угольной шахте согласно настоящему изобретению согласно которому: устройство 7 мониторинга и амортизации ударного воздействия падающего угля, описанное выше, устанавливают прямо над лентой системы 8 ленточного транспортера на участке падения материала посредством четырех гнезд основной установочной плиты 6, при этом выдерживается 10-мм зазор между верхней поверхностью устройства 7 мониторинга и амортизации ударного воздействия падающего угля и лентой системы 8 ленточного транспортера, накопительный демпфер 4 ударного воздействия преобразует ударное воздействие, испытываемое лентой на участке падения материала в электрический сигнал, устройство 5 преобразования и передачи сигнала передает принятый электрический сигнал главному компьютеру 9, главный компьютер 9 определяет состояние падения материала (состояние падения материала включает три состояния: материал не падает, нормальное падение материала и перегруз при падении материала) согласно сигналу, в то же время главный компьютер 9 извлекает данные из системы 11 взвешивания впускного ленточного транспортера 10 для определения того, работает ли впускной ленточный транспортер 10 нормально или нет; если впускной ленточный транспортер 10 работает в нормально, но состояние падения угля соответствует "материал не падает" или "перегруз при падении материала", что указывает на то, что произошло повреждение при отсыпке, то первый приводной двигатель 12 ленты впускного ленточного транспортера 10 и второй приводной двигатель 13 системы 8 ленточного транспортера выключают в одно и то же время посредством главного компьютера 9.
В то время как настоящее изобретение было проиллюстрировано и описано со ссылкой на некоторые предпочтительные варианты реализации, настоящее изобретение не может быть ограничено ими. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что различные изменения и модификации могут быть сделаны без отступления от сущности и объема защиты настоящего изобретения. Все такие изменения и модификации должны рассматриваться как находящиеся в защищаемом объеме настоящего изобретения.