一種用于皮帶輸送機的防回煤保護裝置的分析

龐明超

（大同煤礦集團挖金灣虎龍溝煤業有限公司，山西 大同 037008）

引言

煤炭在開采礦場會經過反復的轉運輸送，而使用的輸送設備大多采用皮帶輸送機，但是主煤流運輸沿線皮帶輸送機搭接處時有出現煤灑落到底皮帶現象，皮帶輸送機將灑落的煤帶至機尾造成涌機尾、堵塞機尾滾筒，造成設備嚴重受損甚至影響作業人員安全。現有的皮帶輸送機只安裝了傳統的溫度保護、煙霧保護、速度保護、堆煤保護、超溫自動灑水裝置、防跑偏裝置，而對皮帶輸送機帶煤起不到有效的保護。

這種問題傳統的解決辦法一般是采用安排人工進行查看清掃的措施，這樣會造成嚴重的人力浪費，且需要實時查看，及時清掃。另一種解決方式就是在皮帶底層皮帶上安裝一至兩道清掃器，但由于不同原因（如轉載點撒煤、擋煤皮跑出、膠帶輸送機跑偏等現象）造成底皮帶帶煤現象，而清掃器前后空間范圍堆滿積煤時，皮帶輸送機帶上煤就會涌向機尾滾筒造成安全事故。因此，針對作業現場安全和質量標準化要求，研究一種防回煤保護裝置。

1 防回煤保護裝置結構分析

現有技術在皮帶輸送煤的過程中，由于回煤現象造成涌機尾、堵塞機尾滾筒，造成設備的嚴重損壞，更重要的是影響作業人員安全，本申請提供一種用于皮帶輸送機的防回煤保護裝置，用于及時清理底層皮帶上的回煤，避免回煤卷入尾機皮帶內造成設備損壞，同時消除作業現場的安全隱患[1-2]。

皮帶輸送機的防回煤保護裝置工作示意圖如圖1 所示，整體結構示意圖如圖2 所示，主要包括第一滾筒、第二滾筒、傳送皮帶、防回煤裝置、弧形擋板、伸縮支撐桿、觸動開關、排煤滾、第一帶輪、第一復合輪、第二復合輪、第二帶輪、驅動電、殼體、L 型支架、骨架、機架等部件。

圖1 皮帶輸送機的防回煤保護裝置工作示意圖

圖2 皮帶輸送機的防回煤保護裝置結構示意圖

防回煤裝置通過機架安裝在用于輸送煤的兩層皮帶之間并貼合下層皮帶的上表面安裝；防回煤裝置包括與機架可拆卸固定連接的殼體，殼體的相對側安裝有用于阻擋回煤的弧形擋板，弧形擋板與殼體之間安裝有觸動開關；殼體和弧形擋板之間還安裝有回煤排出機構，回煤排出機構包括豎直安裝在弧形擋板兩側的用于將堆積在下層皮帶上表面回煤清除的排煤滾，排煤滾由固定安裝在殼體上的驅動電機通過皮帶輪組件驅動；驅動電機通過觸動開關與市電連通。

皮帶輪組件由皮帶相互傳動的與驅動電機輸出軸連接的第二帶輪，分別與安裝在弧形擋板兩側的排煤滾固定連接的第一帶輪和用于換向的復合輪組單元組成。設置復合輪組單元進行換向能夠實現同一個驅動電機同時驅動兩邊的排煤滾分別以相反的方向進行排煤，這樣殼體的結構形狀設計就會更加簡單，實現底皮帶兩側對稱排煤。

復合輪組單元包括相互嚙合的第一復合輪和第二復合輪，第一復合輪和第二復合輪分別通過固定安裝在殼體上的L 型支架固定，第一復合輪與第一帶輪驅動連接；第二復合輪與第二帶輪驅動連接。

第一復合輪包括一體成型同軸設置的第三帶輪和第一齒輪，第二復合輪包括一體成型同軸設置的第四帶輪和第二齒輪；第一齒輪和第二齒輪嚙合，第三帶輪通過皮帶與第一帶輪驅動連接；第四帶輪通過皮帶與第二帶輪驅動連接。

為了更好地實現該裝置便捷性，提升自動化程度，設計如下：殼體與弧形擋板之間通過對稱設置的復數個伸縮支撐桿固定連接。伸縮支撐桿包括相互插接并分別與殼體固定連接的靜桿和與弧形擋板固定連接的動桿組成，靜桿與動桿上均設置有軸肩，兩個軸肩之間套設并連接有回位彈簧。該設計達到的技術效果就是弧形擋板能夠沿著伸縮支撐桿軸線方向來回伸縮，通過伸縮支撐桿固定弧形擋板不會發生左右歪斜，從而通過回煤堆積多少控制弧形擋板的行程位置，最終達到控制驅動電機的目的。

裝置中觸動開關包括相互嵌套滑動插接的靜觸頭和動觸頭，靜觸頭和動觸頭之間套設安裝有呈壓縮狀態的分離彈簧；靜觸頭具有用于容納動觸頭的空腔，空腔內設置有導電彈簧，導電彈簧自由端固定連接有銅制導電觸板；動觸頭靠近導電觸板的一端端頭上設置有接電頭，接電頭通過內置與動觸頭內的導線與接線柱A 電連，導電彈簧通過導線與接線柱B 電連，接線柱A 和接線柱B 分別串聯于驅動電機的工作電路，如圖3 所示。

2 防回煤裝置的工作原理和特點分析

該防回煤保護裝置的工作原理如下：將防回煤裝置安裝在靠近尾機第一滾筒前面，當回煤順著底皮帶到達防回煤裝置時，首先與弧形擋板接觸，由于弧形擋板是緊貼底皮帶安裝的，當回煤傳送到弧形擋板這里，就會被弧形擋板擋住，當回煤越積越多的時候，在皮帶的傳動摩擦力的作用下，回煤會自然的朝著弧形擋板的兩側運動，直至掉落到皮帶外，這樣就有效避免了因沒有阻擋而導致回煤被直接卷入第一滾筒中，有效避免了故障的發生。

圖3 觸動開關軸向剖視圖

如果單一的采用弧形擋板進行阻擋，雖然能夠有效避免回煤被卷入到第一滾筒中，但是弧形擋板由于自身無法運動，回煤的排出只能通過皮帶傳送的摩擦力對堆積的回煤產生擠壓，從而堆積的回煤就會不斷增多，當堆積的回煤寬度大于傳送皮帶的寬度時，回煤就自然掉落，這種方式的弊端就是傳送皮帶的底皮帶會承受回煤的重量，當堆積回煤過多的時候，產生的摩擦力就會更大，會降低傳送皮帶的運送效率。因此，為了減輕回煤對傳送皮帶帶來的阻力，在弧形擋板的兩側安裝的排煤滾通過驅動電機的驅動，能夠及時有效地將堆積的回煤在排煤滾的作用下主動排出，避免了回煤的大量堆積導致傳送皮帶的底皮帶承受較大的回煤阻力。同時，為了兼顧回煤處理的及時性和能耗，驅動電機通過串聯的觸動開關來進行通斷控制，觸動開關安裝在殼體和弧形擋板之間，當沒有回煤在底皮帶上堆積時，弧形擋板就不受外力作用，此時觸動開關處于自然狀態，驅動電機的回路斷開，驅動電機不工作；當出現較多回煤堆積的時候，在傳送皮帶的作用下，回煤對弧形擋板施加一個作用力，進而推動弧形擋板向殼體的方向運動，當達到觸動開關閉合行程時，觸動開關閉合導通，驅動電機通電工作，直到回煤清理后弧形擋板回彈，觸動開關回到自然狀態，觸動開關斷開，驅動電機電路開路，停止工作。實際工作狀態就是停止-運行-停止的循環狀態，既可以達到及時清理回煤的技術效果，又可以實現在沒有回煤的情況下降低能耗[3-5]。

驅動電機的電源供應采用市電即可，驅動電機選用較低功率的單相異步電動機即可滿足要求，由觸動開關作為與驅動電機串聯控制的開關，這樣就可以根據回煤量的大小自動控制，無需人工控制，使用方便。

3 結語

在皮帶輸送過程中，經常會有煤塊因轉運，在轉載點出現撒煤或者擋煤皮跑出，或者膠帶輸送機跑偏等現象都會導致底皮帶帶煤現象的出現。如不及時清理，這些散落的煤塊會順著底皮帶被帶入到尾機滾筒中導致事故。針對這一情況，應用一種用于皮帶輸送機的防回煤保護裝置來有效解決皮帶輸送機帶煤問題。從應用情況來看，該裝置的應用能夠及時清理底層皮帶上的回煤，避免回煤卷入尾機皮帶內造成設備損壞，同時消除作業現場的安全。在沒有回煤的時候裝置能夠自動停止運轉，降低能耗。