圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置

1079 编辑：中冶有色技术网来源：湖南科技大学

2023-11-23 14:58:52

权利要求书： 1.一种圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，其特征在于：包括机架、物料输入控制机构，所述机架上从左至右依次设有卸料装置、压料装置、胀管检测杆，所述物料输入控制机构分别与压料装置、胀管检测杆、卸料装置相连；压料装置将物料压平，胀管检测杆检测压平后的物料对胀管检测杆的压力值并将压力信号送入物料输入控制机构，物料输入控制机构将接收到的压力值转换为填充率，当实测填充率大于或等于临界填充率，物料输入控制机构控制漏斗的进料，同时控制卸料装置工作，卸载多余物料；

所述压料装置包括可伸缩压料板，可伸缩压料板包括导杆Ⅰ、弹簧Ⅰ、弹簧Ⅱ、压料滑块，所述导杆Ⅰ水平设置，导杆Ⅰ两端对称设有两个压料滑块，所述压料滑块内部中空且一端开口，压料滑块的开口端套装在导杆Ⅰ上，压料滑块内设有弹簧Ⅰ，弹簧Ⅰ一端与压料滑块密封端固接，弹簧Ⅰ另一端固定在导杆Ⅰ上，压料滑块可沿导杆Ⅰ自由滑动；所述弹簧Ⅱ竖直设置，弹簧Ⅱ下端固定在导杆Ⅰ中部，弹簧Ⅱ上端固定在机架上；

所述胀管检测杆包括滑块、导杆Ⅱ、弹簧Ⅲ和压力传感器，所述滑块内部中空且下端开口，滑块顶部固定在机架上，所述滑块内设有弹簧Ⅲ，弹簧Ⅲ上端固定在滑块顶部，弹簧Ⅲ下端与导杆Ⅱ上端固接，导杆Ⅱ下端正对物料，滑块顶部与机架之间设有压力传感器，压力传感器与物料输入控制机构电连接，压力传感器测量物料对导杆Ⅱ的压力信号并送入物料输入控制机构；

所述卸料装置包括用于将物料滑出输出带的A字形卸料板和用于驱动卸料板上下移动的卸料电机，卸料板通过连接轴与安装在机架上的卸料电机连接，卸料板尖端正对物料输送方向，卸料电机与物料输入控制机构电连接，物料输入控制机构驱动卸料电机实现卸料板上下移动，进而控制物料的卸载量。

2.根据权利要求1所述的圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，其特征在于：所述压料装置还包括用于限制可伸缩压料板水平移动的导柱。

3.根据权利要求2所述的圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，其特征在于：所述导柱包括下圆筒体和上圆筒体，所述下圆筒体套装在弹簧Ⅱ外部且其底部固定在导杆Ⅰ上，上圆筒体套装在下圆筒体外部且其顶部固定在支架上。

4.根据权利要求1所述的圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，其特征在于：所述卸料板采用三块钢板焊接而成。

5.根据权利要求1所述的圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，其特征在于：还包括基准杆，所述基准杆水平设置，基准杆一端通过连接杆固定在机架上，所述压料装置、胀管检测杆均安装在基准杆上。

6.根据权利要求1所述的圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，其特征在于：所述物料输入控制机构采用单片机，单片机与压力传感器、卸料电机电连接，压力传感器测量物料对导杆Ⅱ的压力信号并送入物料输入控制机构，物料输入控制机构将接收到的压力值转换为填充率，当实测填充率大于或等于临界填充率，单片机控制漏斗的进料，同时控制卸料电机工作，卸料电机带动卸料板下移，卸载多余物料。

7.根据权利要求6所述的圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，其特征在于：还包括报警器，报警器与单片机相连，当实测填充率大于或等于临界填充率，报警器报警。

说明书：一种圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置技术领域

本发明涉及一种圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置。

背景技术

圆管带式输送机是一种新型环保高效的散料输送设备，主要靠托辊强制输送带形成圆管状并支撑其运行，从而实现对物料的封闭输送，能有效避免漏料、洒料、扬尘、杂物混入、雨雪侵蚀等现象。圆管带式输送机易于实现平面和空间的转弯、大角度的倾斜。它占地面积小，可实现双向物料运输，并且输送线路长，避免了中间转运站的设立和相应辅助设备的投资和维护费用，被广泛应用于冶金、矿业、化工、电力、建材、港口等行业的散料输送系统。

然而在实际运行中，由于输送细小颗粒物料的不均匀，以及管线因地形限制需上下行、S转弯布局导致圆管中的输送物料产生相对滑移，致使管带局部位置物料的填充率超标，发生输送机胀管现象，轻则造成托辊、输送带受载过大而过早失效，重则引发输送机停车等重大事故，不仅大大增加了设备维修管理工作强度，而且还给企业带来严重的经济损失。

目前，针对胀管现象，国内采取的措施主要是在易发生胀管部位的圆管外表面设计安全挡板结构，通过测试安全挡板移位来判断胀管严重程度，这种安全挡板只能判断是否胀管，然后通过停机来人工处理管带中过多的物料，其设备维修工作强度巨大，而且还会造成长时间停机，给相应企业带来重大经济损失。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、自动化程度高、适用范围广的圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，包括机架、物料输入控制机构，所述机架上从左至右依次设有卸料装置、压料装置、胀管检测杆，所述物料输入控制机构分别与压料装置、胀管检测杆、卸料装置相连；压料装置将物料压平，胀管检测杆检测压平后的物料对胀管检测杆的压力值并将压力信号送入物料输入控制机构，物料输入控制机构将接收到的压力值转换为填充率，当实测填充率大于或等于临界填充率，物料输入控制机构控制漏斗的进料，同时控制卸料装置工作，卸载多余物料。

上述圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，所述压料装置包括可伸缩压料板，可伸缩压料板包括导杆Ⅰ、弹簧Ⅰ、弹簧Ⅱ、压料滑块，所述导杆Ⅰ水平设置，导杆Ⅰ两端对称设有两个压料滑块，所述压料滑块内部中空且一端开口，压料滑块的开口端套装在导杆Ⅰ上，压料滑块内设有弹簧Ⅰ，弹簧Ⅰ一端与压料滑块密封端固接，弹簧Ⅰ另一端固定在导杆Ⅰ上，压料滑块可沿导杆Ⅰ自由滑动；所述弹簧Ⅱ竖直设置，弹簧Ⅱ下端固定在导杆Ⅰ中部，弹簧Ⅱ上端固定在机架上。

上述圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，所述压料装置还包括用于限制可伸缩压料板水平移动的导柱。

上述圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，所述导柱包括下圆筒体和上圆筒体，所述下圆筒体套装在弹簧Ⅱ外部且其底部固定在导杆Ⅰ上，上圆筒体套装在下圆筒体外部且其顶部固定在支架上。

上述圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，所述胀管检测杆包括滑块、导杆Ⅱ、弹簧Ⅲ和压力传感器，所述滑块内部中空且下端开口，滑块顶部固定在机架上，所述滑块内设有弹簧Ⅲ，弹簧Ⅲ上端固定在滑块顶部，弹簧Ⅲ下端与导杆Ⅱ上端固接，导杆Ⅱ下端正对物料，滑块顶部与机架之间设有压力传感器，压力传感器与物料输入控制机构电连接，压力传感器测量物料对导杆Ⅱ的压力信号并送入物料输入控制机构。

上述圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，所述卸料装置包括用于将物料滑出输出带的A字形卸料板和用于驱动卸料板上下移动的卸料电机，卸料板通过连接轴与安装在机架上的卸料电机连接，卸料板尖端正对物料输送方向，卸料电机与物料输入控制机构电连接，物料输入控制机构驱动卸料电机实现卸料板上下移动，进而控制物料的卸载量。

上述圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，所述卸料板采用三块钢板焊接而成。

上述圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，还包括基准杆，所述基准杆水平设置，基准杆一端通过连接杆固定在机架上，所述压料装置、胀管检测杆均安装在基准杆上。

上述圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，所述物料输入控制机构采用单片机，单片机与压力传感器、卸料电机电连接，压力传感器测量物料对导杆Ⅱ的压力信号并送入物料输入控制机构，物料输入控制机构将接收到的压力值转换为填充率，当实测填充率大于或等于临界填充率，单片机控制漏斗的进料，同时控制卸料电机工作，卸料电机带动卸料板下移，卸载多余物料。

上述圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，还包括报警器，报警器与单片机相连，当实测填充率大于或等于临界填充率，报警器报警。

本发明的有益效果在于：本发明设有物料输入控制机构、卸料装置、压料装置和胀管检测杆，压料装置将物料压平，胀管检测杆检测物料对胀管检测杆的压力值并将压力信号送入物料输入控制机构，物料输入控制机构通过接收到的压力信号转换为填充率，当实测填充率大于或等于临界填充率，物料输入控制机构控制漏斗的进料，同时控制卸料装置工作，卸载多余物料，有效避免胀管事故的发生，本发明集检测、控制于一体，具有结构简单、操作方便、制造成本低、应用范围广的优点。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图，

图2为图1中压料装置的结构示意图。

图3为图1中胀管检测杆的结构示意图。

图4为图1中卸料装置的结构示意图。

图5为图4中卸料板的俯视图。

图6为本发明的工作原理图。

图中：1、过渡托辊组；2、输送带；3、机架；4、物料；5、卸料电机；6、卸料板；7、基准杆；8、可伸缩压料板；9、胀管检测杆；10、成圆托辊组；11、压料滑块；12、弹簧Ⅰ；13、弹簧Ⅱ；14、导柱；15、导杆Ⅰ；16、压力传感器；17、弹簧Ⅲ；18、滑块；19、导杆Ⅱ；20、连接轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种圆管带式输送机胀管自动检测与控制装置，包括机架3、卸料装置、基准杆7、压料装置、胀管检测杆9、物料输入控制机构和报警器，所述基准杆7水平设置，基准杆7一端通过连接杆固定在机架3上，所述压料装置、胀管检测杆9均安装在基准杆7上，卸料装置安装在机架3上，卸料装置、压料装置、胀管检测杆9、报警器与物料输入控制机构相连。

如图2所示，所述压料装置包括可伸缩压料板8，可伸缩压料板8包括导杆Ⅰ15、弹簧Ⅰ12、弹簧Ⅱ13、压料滑块11和用于限制可伸缩压料板8水平移动的导柱14，所述导杆Ⅰ15水平设置，导杆Ⅰ15两端对称设有两个压料滑块11，所述压料滑块11内部中空且一端开口，压料滑块11的开口端套装在导杆Ⅰ15上，压料滑块11内设有弹簧Ⅰ12，弹簧Ⅰ12一端与压料滑块11密封端固接，弹簧Ⅰ12另一端固定在导杆Ⅰ15上，压料滑块11可沿导杆Ⅰ15自由滑动，实现可伸缩压料板8长度的变化，满足管带不同截面时弦长要求。

所述弹簧Ⅱ13竖直设置，弹簧Ⅱ13下端固定在导杆Ⅰ15中部，弹簧Ⅱ13上端固定在基准杆7上。所述导柱14包括下圆筒体和上圆筒体，所述下圆筒体套装在弹簧Ⅱ13外部且其底部固定在导杆Ⅰ15上，上圆筒体套装在下圆筒体外部且其顶部固定在基准杆7上。用导柱14限制可伸缩压料板8的自由度，使可伸缩压料板8只能上下移动，弹簧Ⅱ13的压缩给予可伸缩压料板8足够的力压平物料。

如图3所示，所述胀管检测杆9包括滑块18、导杆Ⅱ19、弹簧Ⅲ17和压力传感器16，所述滑块18内部中空且下端开口，滑块18顶部固定在基准杆7上，所述滑块18内设有弹簧Ⅲ17，弹簧Ⅲ17上端固定在滑块18顶部，弹簧Ⅲ17下端与导杆Ⅱ19上端固接，导杆Ⅱ19下端正对物料4，滑块18顶部与基准杆7之间设有压力传感器16，压力传感器16与物料输入控制机构电连接，压力传感器16测量物料4对导杆Ⅱ19的压力信号并送入物料输入控制机构。

导杆Ⅱ19自由滑动压缩弹簧Ⅲ17时，通过压力传感器16测试弹簧Ⅲ17受力情况，再通过胡克定律求出弹簧Ⅲ17压缩位移，进而求出物料填充率，填充率计算公式如下：

物料填充率按管带的截面计算，输送带最高处与导杆Ⅱ19最低处初始总长为L，输送带卷成管带半径为R，物料填充率不得超过a％，测试时，压力传感器16读数为F，推导过程如下：

物料填充率为a％的面积:

S＝πR2*a％

弹簧伸缩量：

x＝F/K

K为弹簧Ⅲ的弹性系数；

物料填充率测试杆底部到输送带顶部高度：

L1＝L-x

物料横截面积：

测试出的物料填充率:

如图4所示，所述卸装置包括卸料板6、直线电机5、连接轴20，卸料板6按一定角度关系用三块钢板焊接而成，通过连接轴20与安装在机架3上的直线电机5连接。通过驱动直线电机5实现卸料板6的上下移动，进而控制物料的卸载量，使运动的物料沿卸料板倾斜角度方向滑出输送带，卸料板移动距离通过计算可求出，计算过程如下：

当物料超过限定量时，在过渡段卸载物料，设过渡段输送带曲率半价为R2,卸料板初始位置距输送带最低点为L3，卸料时，设卸料板距输送带最低点距离为L2。

需卸料量：

S2＝S1-S

卸料板板与输送带截面内物料的面积：

令物料临界填充率的面积等于卸料板与输送带截面内物料的面积:

即:S3＝S

则电机驱动卸料板移动的距离：

ΔL＝L3-L2

所述物料输入控制机构采用单片机，单片机与压力传感器16、卸料电机5、报警器电连接。

本发明的工作原理为：如图6所示，带式输送机工作，漏斗进料，通过压料装置将物料4压平，压力传感器16实时测量物料4对导杆Ⅱ19的压力信号并送入物料输入控制机构，物料输入控制机构将接收到的压力值转换为填充率，并将实测填充率与临界填充率进行对比，当实测填充率大于或等于临界填充率，单片机控制报警器提示圆管输送机处于胀管状态，单片机控制漏斗的进料，同时控制卸料电机5工作，卸料电机5带动卸料板6下移，卸载多余物料，使圆管输送机正常运行。