输送带打滑保护装置

权利要求书： 1.一种输送带打滑保护装置，包含环架（6），环架（6）的内环面沿圆周方向设置C1～Cn个安置槽（5），C1～Cn个安置槽（5）内安装B1～Bn个电磁铁（2），B1～Bn个电磁铁（2）与A1～An个电磁吸盘（1）相匹配；环架（6）倾斜套在滚筒（7）及输送带（8）上，环架（6）上的A1～An个电磁吸盘（1）吸附在滚筒（7）上并将输送带（8）压在电磁吸盘（1）与滚筒之间，环架柱面与滚筒柱面之间成一个小于90度夹角，环架（6）半径大于滚筒（7）柱面半径。

2.根据权利要求1所述的输送带打滑保护装置，其特征在于：所述电磁吸盘（1）与电磁铁（2）之间设有柔性连接体进行连接。

3.根据权利要求2所述的输送带打滑保护装置，其特征在于：所述柔性连接体包含弹簧拉线（3），弹簧拉线（3）的两端分别连接电磁吸盘（1）与电磁铁（2）。

4.根据权利要求3所述的输送带打滑保护装置，其特征在于：所述电磁吸盘（1）与电磁铁（2）之间还设有电磁铁电源线（4）、复位开关和拉力传感器（12）；在弹簧拉线（3）上设置E1～En个拉力传感器（12）。

5.根据权利要求4所述的输送带打滑保护装置，其特征在于：所述电磁铁（2）镶嵌并固定在安置槽（5）底部，在安置槽（5）内电磁铁（2）处设有拉力传感器及电源线缩回存储孔（13）。

6.根据权利要求1或2所述的输送带打滑保护装置，其特征在于：所述电磁吸盘（1）与滚筒（7）接触的表面做成与滚筒表面吻合的凹弧型。

7.根据权利要求1或2所述的输送带打滑保护装置，其特征在于：所述安置槽为矩形且四个边框外撇。

说明书： 输送带打滑保护装置技术领域[0001] 本实用新型涉及一种输送带打滑保护装置，属于带式输送机物料输送技术领域。背景技术[0002] 带式输送机是高效且低成本输送散状物料的连续运输设备，广泛应用于煤矿、冶金、食品、化学、港口码头等领域。随着输送机向长距离运输、大运输量、复杂工况的运输方向的发展，输送机的零部件也向高性能、长寿命、低能耗的方向发展，对其可靠性的要求也越来越高。带式输送机一般由电动机、传动装置、滚筒、机架、托辊、胶带、拉紧装置、清扫装置、制动装置等组成，其工作原理是输送带连接成封闭环形，用张紧装置将它们张紧，在电动机的驱动下，靠输送带与驱动滚简之间的摩擦力，使输送带连续运转，达到将物料由装载端运到卸载端的目的。输送机正常运行时，输送带与主滚筒之间产生的向前摩擦力等于输送带与托辊及其滚筒产生的向后摩擦力，此时，输送带速度等于滚筒外表面线速度。当输送带与主滚筒之间产生的向前摩擦力减小到一定数值时，输送带的速度就会减小，并与主滚筒的转速产生差值，发生输送机打滑现象。皮带机打滑会造成物料撒落、机尾溜槽堆煤，严重时更会引起皮带磨断、电机烧毁等严重事故。[0003] 带式输送机的传动方式属于挠性传动中的带传动，输送带为橡胶及其合成材料制成的粘弹性体，该传动的方式具有易发生打滑、传动比不恒定、输送带寿命低等特点，打滑加快输送带的磨损、诱发噪声、影响生产效率。打滑已成为带式输送机工作过程中不可避免的安全性制约，成为影响输送带和滚筒的寿命、影响输送机可靠性、困扰其发展的瓶颈。现有的防打滑技术如下：[0004] 1、采用调心托辊增加防跑偏摩擦系数，提高输送带输送效率；[0005] 2、在设备管理上注意防过载，随动调整张紧装置；[0006] 3、增大驱动滚筒表面摩擦系数成为防止打滑的通用措施；[0007] 4、检测输送带的烟雾和超温作为监测打滑的辅助手段。[0008] 各企业常采用张紧装置来增加输送带初始预紧力，保证输送带与滚筒间足够的张力来防止输送带打滑。对输送带张紧力的提高，不仅提高了滚筒电机的功率和张紧设备的费用，频繁地调解造成张紧装置疲劳强度的增加和运行控制的复杂化，还减小了输送带、滚筒和托辊的使用寿命。实用新型内容

[0009] 本实用新型的目的是提供一种输送带打滑保护装置，减小输送机启动时的张紧力，提高滚筒表面摩擦系数，降低输送带与滚筒的磨损，提高输送带和滚筒的使用寿命，降低电动机的驱动功率，解决已有技术存在的上述技术问题。[0010] 本实用新型的技术方案是：[0011] 一种输送带打滑保护装置，包含环架，环架的内环面沿圆周方向设置C1～Cn个安置槽，C1～Cn个安置槽内安装B1～Bn个电磁铁，B1～Bn个电磁铁与A1～An个电磁吸盘相匹配；环架倾斜套在滚筒及输送带上，环架上的A1～An个电磁吸盘吸附在滚筒上并将输送带压在电磁吸盘与滚筒之间；环架柱面与滚筒柱面之间成一个小于90度夹角，环架半径略大于滚筒柱面半径。[0012] 夹角大小的依据：滚筒两侧空间允许环架安装的尺寸、环架与滚筒边缘交接处为输送带包绕在滚筒的边缘处且环架半径略大于滚筒柱面半径，环架不影响滚筒及输送带正常运行；环架与滚筒的线速度同步（通过调解环架驱动电机的转速实现），保证电磁铁吸附在滚筒上时，不承受额外的拉力。[0013] 所述环架为两套，分别倾斜套在同一滚筒及输送带两侧，环架配有控制装置和驱动电机。[0014] 所述电磁吸盘与电磁铁之间设有柔性连接体进行连接，避免相互脱离。[0015] 所述柔性连接体包含弹簧拉线，弹簧拉线的两端分别连接电磁吸盘与电磁铁。[0016] 所述电磁吸盘与电磁铁之间还设有电磁铁电源线、复位开关和拉力传感器；在弹簧拉线上设置E1～En个拉力传感器，检测电磁铁吸附时所受拉力，复位开关用于检测电磁吸盘是否收回。[0017] 所述电磁铁镶嵌并固定在安置槽底部，在安置槽内电磁铁处设有拉力传感器及电源线缩回存储孔，便于储存缩回的电磁铁电源线和拉力传感器。[0018] 所述环架半径为：电磁吸盘+弹簧拉线+电磁铁电源线+电磁吸盘吸附距离+冗余（滚筒驱动侧和非驱动侧设备允许的空间尺寸）+滚筒柱面尺寸。[0019] 所述环架通过环架的支架安装在滚筒两侧，环架的转动通过自身配置的控制装置和电机驱动实现。[0020] 所述环架与滚筒可不同轴转动，也可同轴转动；环架的线速度与滚筒的线速度相同。[0021] 所述电磁吸盘与滚筒接触的表面做成与滚筒表面吻合的凹弧型，以使将输送带压到滚筒上时与滚筒紧密接触。[0022] 所述安置槽为矩形且四个边框外撇，方便电磁吸盘的返回。电磁铁和安置槽留有电磁吸盘在返回时其柔性连接体如弹簧拉线等的储存空间，以使电磁吸盘能安全储置。[0023] 通过改变电磁铁与各自的电磁吸盘之间的电流方向，改变电磁铁与各自的电磁吸盘之间的极性关系，形成相互吸引与相互排斥；相互排斥时，电磁吸盘压紧在输送带上；相互吸引时，电磁吸盘缩回，离开输送带。[0024] 当电磁吸盘在滚筒上吸附时，控制装置控制环架与滚筒以相同线速度转动，在输送机启动和停止时，环架控制装置通过接收到的输送机控制系统的运行信号控制环架的转速，如滚筒转速快或慢或停止，可调整环架与其同步，通过弹簧拉线上的拉力传感器得知是否失速状况，即与滚筒的转速是否正常同步。[0025] 本实用新型的积极效果：1、减小输送机启动时的张紧力（降低输送机启动时运算的算力?电机启动速度、车式拉紧运力、张紧力的监控）和张紧装置的设备费用；2、提高滚筒表面摩擦系数（降低滚筒和输送带的造价，降低滚筒和输送带的检修维护成本）；3、降低输送带与滚筒的磨损，提高输送带和滚筒的使用寿命；4、降低电动机的驱动功率（降低驱动电机成本）。附图说明[0026] 图1为本实用新型实施例整体结构示意图；[0027] 图2为本实用新型实施例电磁铁吸附到滚筒上固定输送带示意图；[0028] 图3为本实用新型实施例环架上的电磁铁在滚筒上吸附固定输送带示意图；[0029] 图4为本实用新型实施例电磁铁在滚筒上吸附固定输送带的弹簧、传感器动作示意图；[0030] 图5为本实用新型实施例环架上电磁铁及器件工作示意图；[0031] 图中：电磁吸盘1（A1～An个）、电磁铁2（B1～Bn个）、弹簧拉线3、电磁铁电源线4、安置槽5（C1～Cn个）、环架6、滚筒7、输送带8、减速器9、滚筒电机10、环架的支架11、拉力传感器12（E1～En个）、拉力传感器及电源线缩回存储孔13。具体实施方式[0032] 以下结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步叙述。[0033] 一种输送带打滑保护装置，包含环架6，环架6的内环面沿圆周方向设置C1～Cn个安置槽5，C1～Cn个安置槽5内安装B1～Bn个电磁铁2，B1～Bn个电磁铁2与A1～An个电磁吸盘1相匹配；环架6倾斜套在滚筒7及输送带8上，环架6上的A1～An个电磁吸盘1吸附在滚筒7上并将输送带8压在电磁吸盘1与滚筒之间；环架柱面与滚筒柱面之间成一个小于90度夹角，环架6半径略大于滚筒7柱面半径。（夹角大小的依据：滚筒两侧空间允许环架安装的尺寸、环架与滚筒边缘交接处为输送带包绕在滚筒的边缘处）且环架6半径略大于滚筒7柱面半径，环架6不影响滚筒7及输送带8正常运行；环架与滚筒的线速度同步（通过调解环架驱动电机的转速实现），保证电磁铁吸附在滚筒上时，不承受额外的拉力。[0034] 所述环架6为两套，分别倾斜套在同一滚筒7及输送带8两侧，环架配有控制装置和驱动电机。[0035] 所述匹配连接的电磁吸盘1与电磁铁2之间设有柔性连接体进行连接，避免相互脱离。[0036] 所述柔性连接体包含弹簧拉线3，弹簧拉线3的两端分别连接电磁吸盘1与电磁铁2。

[0037] 所述电磁吸盘1与电磁铁2之间还设有电磁铁电源线4和拉力传感器12；在弹簧拉线3上设置E1～En个拉力传感器12，检测电磁铁吸附时所受拉力。[0038] 所述电磁铁2镶嵌在安置槽5底部，在安置槽5内电磁铁2处设有拉力传感器及电源线缩回存储孔13，便于储存缩回的电磁铁电源线4和拉力传感器12。[0039] 所述环架6半径为：电磁吸盘+弹簧拉线+电磁铁电源线+电磁吸盘吸附距离+冗余（滚筒驱动侧和非驱动侧设备允许的空间尺寸）+滚筒柱面尺寸。[0040] 所述环架6通过环架的支架11安装在滚筒7两侧，环架6的转动通过自身配置的控制装置和电机驱动。[0041] 所述环架6与滚筒7可不同轴转动，也可同轴转动。[0042] 所述电磁吸盘1与滚筒7接触的表面做成与滚筒表面吻合的凹弧型，以使将输送带压到滚筒上时与滚筒紧密接触。[0043] 所述安置槽形状与电磁吸盘1相同且边框外撇，方便电磁吸盘的返回。电磁铁和安置槽留有电磁吸盘在返回时其柔性连接体如弹簧拉线等的储存空间，以使电磁吸盘能安全储置。[0044] 在实施例中，在输送机滚筒的两侧边缘处分别设置环架，电磁吸盘1吸附在输送带包绕在滚筒的两侧边缘处，电磁吸盘的吸附力不影响滚筒下料；滚筒7两侧环架上的电磁铁2同步与各自的电磁吸盘1进行吸附动作，以使输送带8包绕在滚筒两侧边所受到的吸附压力相同，防止输送7带因两侧吸附压力的不同，产生跑偏故障。

[0045] 环架柱面与滚筒柱面成一个夹角，夹角大小的依据：滚筒二侧空间允许环架安装的尺寸、环架与滚筒边缘交接处为输送带包绕在滚筒的边缘处，且环架半径尺寸略大于滚筒柱面半径尺寸，环架半径尺寸为：电磁吸盘+弹簧拉线+电磁铁电源线+电磁吸盘吸附距离+冗余（滚筒驱动侧和非驱动侧设备允许的空间尺寸）+滚筒柱面尺寸=环架尺寸；环架与滚筒可不同轴转动，但其线速度须同步（通过调解环架驱动电机的转速实现），保证电磁铁吸附在滚筒上时，不承受额外的拉力。[0046] 可在非下料滚筒的柱面上设置多个环架相互交接，以使更多的电磁铁吸附固定输送带对滚筒的包绕；[0047] 环架由自身的控制装置和电机驱动并通过网络连接到输送机控制系统，当电磁吸盘在滚筒上吸附时，其环架也与滚筒以相同线速度转动，若滚筒转速快或慢或停止，可调整环架与其同步，也可通过弹簧拉线3上的拉力传感器12得知是否失速状况，从而得知滚筒的转速是否正常。即对输送机的输送带是否发生欠速故障进行检测，间接的对欠速的起因：包括输送带撕裂、打滑和超载做出检测；由于环架在该滚筒的两侧同时检测，可为互相校验和检测，增强了失速检测的可靠性。[0048] 通过改变电磁铁2与各自的电磁吸盘1之间的电流方向，改变电磁铁2与各自的电磁吸盘1之间的极性关系，形成相互吸引与相互排斥；相互排斥时，电磁吸盘1压紧在输送带8上；相互吸引时，电磁吸盘1缩回，离开输送带8。

[0049] 两个环架6可使用同一个控制装置，控制装置为PLC或单片机或微型电气控制装置，内置相应软件控制程序和网络通信端口（无线或有线）与输送机系统的上位控制器连接，接收和上传信息数据；电磁吸盘、电磁铁和拉力传感器采用直流供电，由环架上设置的供电滑环供给。[0050] 所述电磁铁B1～Bn正向通电时,产生与电磁吸盘A1～An相同的极性（此时电磁吸盘A1～An虽断电，仍有10%剩磁，互相产生电磁吸力），将电磁吸盘A1～An拉回在安置槽5并触碰复位开关K1～Kn，与弹簧拉线3构成电磁吸盘A1～An复位的双保险，不仅利用其剩磁的吸力拉回复位，还能消除其剩磁；电磁铁B1～Bn反向通电时,产生与电磁吸盘A1～An相反的极性，将电磁吸盘A1～An推出安置槽C1～Cn。[0051] 所述安置槽C1～Cn形状与电磁吸盘1相同且边框外撇，方便电磁吸盘A1～An的返回，深度能容纳电磁吸盘1、电磁铁2、电磁铁电源线4和拉力传感器12等，周边尺寸比电磁吸盘A1～An略大，以便于电磁吸盘脱离和返回为准。[0052] 所述环架的转动由配置的电机（异步机+变频器或伺服电机）驱动，该驱动电机即可安装在环架中心点的支架上与环架同轴连接，也可安装在环架的外圆周处（外圆周的内边或外边缘安装有齿条，供电机通过齿轮轴驱动旋转，齿条可以是金属或尼龙等其它材料制成。）具体驱动方式视输送机滚筒的安装方式和尺寸确定；驱动电机驱动环架与滚筒以相同线速度转动，当输送带即将与滚筒包绕接触时（进入围包角初期），电磁铁B1～Bn反向通电且电磁吸盘A1～An同时通电，二者极性相反，电磁铁B1～Bn反向通电推动电磁吸盘A1～An离开安置槽C1～Cn，电磁吸盘A1～An通电吸附到滚筒上，将输送带压向并固定在滚筒上，使输送带与滚筒一起同步转动；当输送带即将脱离滚筒（围包角末期）时，电磁吸盘A1～An断电，电磁铁B1～Bn同时正向通电，由弹簧拉线的拉力和电磁铁B1～Bn产生的吸力，将电磁吸盘A1～An拉回到环架上的安置槽C1～Cn上。环架上的每个电磁铁都如是动作，周而复始，保障了输送带与滚筒接触时的牢靠固定，不发生打滑现象。当控制装置收到输送机停止命令时，通过拉力传感器E1～En感知滚筒转速，与滚筒同步停止（包括减速、延时等措施），输送机启动时亦然。[0053] 本实施例工作过程：[0054] 1）需要将输送带压固到滚筒上时，电磁吸盘A1～An通电，电磁铁B1～Bn也同时反向通电，电磁吸盘A1～An和电磁铁B1～Bn产生的磁极性相反，产生的电磁吸力为互相排斥，即电磁吸盘A1～An产生电磁力隔着输送带吸向滚筒，电磁铁B1～Bn产生电磁力也推送电磁吸盘A1～An吸向滚筒，二者合力将电磁吸盘A1～An推向滚筒吸附；复位开关K1～Kn动作，延时确认电磁吸盘A1～An脱离且拉力传感器E1～En的拉力达到数值D1～Dn（可设定）时，确认电磁吸盘A1～An吸附到滚筒上，即压固输送带的动作完成，此时电磁铁B1～Bn断电、电磁吸盘A1～An持续通电（输送带脱离围包角后电磁吸盘A1～An断电，电磁铁B1～Bn也同时正向通电，复位开关K1～Kn动作后，电磁铁B1～Bn断电，一个动作流程完毕）；[0055] 2）需要电磁吸盘A1～An脱离滚筒时，电磁吸盘A1～An断电、电磁铁B1～Bn正向通电，电磁吸盘A1～An被弹簧拉线的拉力和电磁铁B1～Bn的电磁吸力拉回并复位到环架的安置槽C1～Cn上，复位开关K1～Kn复位动作后，电磁铁B1～Bn断电，电磁吸盘A1～An复位完毕；[0056] 3）电磁吸盘A1～An工作状态：通电，吸附到滚筒上；断电，脱离滚筒，复位到安装槽C1～Cn；[0057] 4）电磁铁B1～Bn工作状态：反向通电，推送电磁吸盘A1～An吸附到滚筒上；正向通电，将电磁吸盘A1～An吸附到安装槽C1～Cn；复位开关K1～Kn复位动作或拉力传感器D1～Dn（可设定）数值达到，断电。[0058] 本实用新型是在输送带进入包绕滚筒初始时，即输送带进入滚筒的围包角初始时，电磁吸盘A1～An动作，吸附到滚筒柱面外壳上，通过电磁吸力将输送带固定到滚筒上转动（滚筒转动，环架也以相同线速度转动。）当输送带要脱离滚筒处于围包角的末端时，电磁吸盘A1～An断电，电磁铁B1～Bn正向通电，电磁吸盘A1～An复位到安置槽后，电磁铁B1～Bn断电，电磁铁的一个运行流程完毕；（当电磁吸盘A1～An和电磁铁B1～Bn通电时，控制装置分别启动计时程序，防止电磁铁因长时通电，发热损坏）。[0059] 因输送机滚筒转动方向有正反，输送带进入滚筒的围包角初始时，环架上要动作的电磁吸盘A1～An可能处于滚筒柱面的上方或下方；[0060] 当电磁吸盘A1～An转到滚筒的柱面下方（或上方）时断电，电磁铁B1～Bn正向通电，电磁吸盘A1～An复位落入到环架的相应安置槽位内，不影响滚筒的转动、不影响输送带的运行（脱离滚筒的围包角）。此为环架柱面与滚筒柱面成夹角的优点；[0061] 在电磁吸盘A1～An初始吸附滚筒外壳上时，随着环架与滚筒的不同轴的转动，环架与电磁吸盘A1～An间的拉力D1～Dn逐渐加大，直至转动到滚筒正中的围包角时，环架与电磁吸盘A1～An间的拉力D1～Dn达到最大，然后拉力逐渐减小，直至电磁吸盘A1～An断电复位；通过电磁吸盘A1～An的拉力传感器E1～En检测到的拉力值D1～Dn的变化状况，可间接感知滚筒与环架转速的同步状况、电磁吸盘A1～An的吸附状况等参数，提供监控数据。[0062] 在环架的支撑架上，设置红外温度测试传感器（无线或有线上传信息），非接触式监测滚筒表面的温度，防止过热损伤的发生，保证输送机的运行状态在设计的工作范围内。[0063] 本实用新型可用在输送带与滚筒的接触部位（无论滚筒为驱动滚筒、传动滚筒、改向滚筒还是其它类型的滚筒）的包绕驱动场景。本实用新型使滚筒与输送带间没有摩擦力，减小了输送带和滚筒的外表面损耗，延长其使用寿命，适应现有输送机的滚筒结构，无需对其修改或附加相应设备即可安置本项实用新型装置。[0064] 利用电磁铁通电时产生的电磁力形成的电磁吸盘，吸附在输送带与滚筒包绕的二侧的边缘处，达到将输送带固定在滚筒上且不影响物料输送的目的。电磁吸盘A1～An的吸力可通过调整电磁铁的外形尺寸、工作电压和功率完成，电磁铁B1～Bn亦同；可根据滚筒和输送带的外形尺寸确定电磁铁即电磁吸盘的尺寸和功率、确定在滚筒与输送带的两个边缘侧的电磁吸盘的排列间距，即固定输送带在滚筒上包绕不打滑的力，即输送带包绕在滚筒上所需的电磁吸盘的合力；[0065] 在应用本实用新型装置时，会使滚筒柱面边缘侧产生剩磁（电磁铁产品原理上无法克服的10%剩磁），反而有助于下次的吸附；且电磁吸盘对滚筒的吸附及环架与滚筒近距离产生的机械干扰，会产生轻微振动冲击力，这个力产生的振动有利于去除滚筒和环架剩磁粘附的杂质碎末。[0066] 由于本实用新型只在滚筒圆周的近似半周时间工作，属于断续工作制，能够缓解电磁铁通电时的发热和绝缘强度等级，延长装置的使用寿命。[0067] 按国家和行业标准，输送机带速0.8米/秒～6.5米/秒，带宽400毫米～2400毫米，输送能力4000?20000t/h；，滚筒直径尺寸250毫米～1800毫米，滚筒长度500毫米～2800毫米，输送带包绕在滚筒（无论驱动滚筒、改向滚筒）的围包角为170°～240°，依据围包角和固定输送带在滚筒上包绕不打滑的力，计算出电磁吸盘的个数和吸力（功率）；依据滚筒直径和长度尺寸，得出在驱动滚筒没有安装电机或减速器（非驱动）端的电磁吸盘环架的外形尺寸和安装位置，同样，依据驱动端的电机或减速器的外形尺寸及场地闲置空间，确定滚筒驱动端的电磁吸盘环架的外形尺寸和安装位置，由于滚筒驱动端的设备较多，为不影响原输送机设备状况，安装在驱动滚筒二侧的环架的外形尺寸可不一致，通常安装在滚筒驱动端的环架要比滚筒非驱动端的环架尺寸大。由于各环架自身由控制装置和电机驱动，可自行调解转速，使2个环架转速同步，保障电磁吸盘在滚筒上的吸附位置一致且与滚筒线速度一致。[0068] 控制装置功能：提供直流电源、接收输送机的运行速度、驱动两个环架的驱动电机转动、每个电磁吸盘的通断电、每个电磁吸盘的拉力传感器数值读取、每个复位开关状态读取、显示运行状况和参数、与输送机上位控制器通信并上传和接收信息。[0069] 在安置槽C1～Cn和电磁铁B1～Bn上设置弹簧拉线、拉力传感器及电磁铁电源线的缩储空间。[0070] 本实用新型不仅能够固定输送带到滚筒上正常运行、监测自身运行状况，还能够对滚筒端的滚筒和输送带的温度、滚筒的运转、输送带的运转状况进行检测，防止相应的故障发生。