一种用于皮带输送机的防回煤保护装置的分析

庞明超

（大同煤矿集团挖金湾虎龙沟煤业有限公司，山西 大同 037008）

引言

煤炭在开采矿场会经过反复的转运输送，而使用的输送设备大多采用皮带输送机，但是主煤流运输沿线皮带输送机搭接处时有出现煤洒落到底皮带现象，皮带输送机将洒落的煤带至机尾造成涌机尾、堵塞机尾滚筒，造成设备严重受损甚至影响作业人员安全。现有的皮带输送机只安装了传统的温度保护、烟雾保护、速度保护、堆煤保护、超温自动洒水装置、防跑偏装置，而对皮带输送机带煤起不到有效的保护。

这种问题传统的解决办法一般是采用安排人工进行查看清扫的措施，这样会造成严重的人力浪费，且需要实时查看，及时清扫。另一种解决方式就是在皮带底层皮带上安装一至两道清扫器，但由于不同原因（如转载点撒煤、挡煤皮跑出、胶带输送机跑偏等现象）造成底皮带带煤现象，而清扫器前后空间范围堆满积煤时，皮带输送机带上煤就会涌向机尾滚筒造成安全事故。因此，针对作业现场安全和质量标准化要求，研究一种防回煤保护装置。

1 防回煤保护装置结构分析

现有技术在皮带输送煤的过程中，由于回煤现象造成涌机尾、堵塞机尾滚筒，造成设备的严重损坏，更重要的是影响作业人员安全，本申请提供一种用于皮带输送机的防回煤保护装置，用于及时清理底层皮带上的回煤，避免回煤卷入尾机皮带内造成设备损坏，同时消除作业现场的安全隐患[1-2]。

皮带输送机的防回煤保护装置工作示意图如图1 所示，整体结构示意图如图2 所示，主要包括第一滚筒、第二滚筒、传送皮带、防回煤装置、弧形挡板、伸缩支撑杆、触动开关、排煤滚、第一带轮、第一复合轮、第二复合轮、第二带轮、驱动电、壳体、L 型支架、骨架、机架等部件。

图1 皮带输送机的防回煤保护装置工作示意图

图2 皮带输送机的防回煤保护装置结构示意图

防回煤装置通过机架安装在用于输送煤的两层皮带之间并贴合下层皮带的上表面安装；防回煤装置包括与机架可拆卸固定连接的壳体，壳体的相对侧安装有用于阻挡回煤的弧形挡板，弧形挡板与壳体之间安装有触动开关；壳体和弧形挡板之间还安装有回煤排出机构，回煤排出机构包括竖直安装在弧形挡板两侧的用于将堆积在下层皮带上表面回煤清除的排煤滚，排煤滚由固定安装在壳体上的驱动电机通过皮带轮组件驱动；驱动电机通过触动开关与市电连通。

皮带轮组件由皮带相互传动的与驱动电机输出轴连接的第二带轮，分别与安装在弧形挡板两侧的排煤滚固定连接的第一带轮和用于换向的复合轮组单元组成。设置复合轮组单元进行换向能够实现同一个驱动电机同时驱动两边的排煤滚分别以相反的方向进行排煤，这样壳体的结构形状设计就会更加简单，实现底皮带两侧对称排煤。

复合轮组单元包括相互啮合的第一复合轮和第二复合轮，第一复合轮和第二复合轮分别通过固定安装在壳体上的L 型支架固定，第一复合轮与第一带轮驱动连接；第二复合轮与第二带轮驱动连接。

第一复合轮包括一体成型同轴设置的第三带轮和第一齿轮，第二复合轮包括一体成型同轴设置的第四带轮和第二齿轮；第一齿轮和第二齿轮啮合，第三带轮通过皮带与第一带轮驱动连接；第四带轮通过皮带与第二带轮驱动连接。

为了更好地实现该装置便捷性，提升自动化程度，设计如下：壳体与弧形挡板之间通过对称设置的复数个伸缩支撑杆固定连接。伸缩支撑杆包括相互插接并分别与壳体固定连接的静杆和与弧形挡板固定连接的动杆组成，静杆与动杆上均设置有轴肩，两个轴肩之间套设并连接有回位弹簧。该设计达到的技术效果就是弧形挡板能够沿着伸缩支撑杆轴线方向来回伸缩，通过伸缩支撑杆固定弧形挡板不会发生左右歪斜，从而通过回煤堆积多少控制弧形挡板的行程位置，最终达到控制驱动电机的目的。

装置中触动开关包括相互嵌套滑动插接的静触头和动触头，静触头和动触头之间套设安装有呈压缩状态的分离弹簧；静触头具有用于容纳动触头的空腔，空腔内设置有导电弹簧，导电弹簧自由端固定连接有铜制导电触板；动触头靠近导电触板的一端端头上设置有接电头，接电头通过内置与动触头内的导线与接线柱A 电连，导电弹簧通过导线与接线柱B 电连，接线柱A 和接线柱B 分别串联于驱动电机的工作电路，如图3 所示。

2 防回煤装置的工作原理和特点分析

该防回煤保护装置的工作原理如下：将防回煤装置安装在靠近尾机第一滚筒前面，当回煤顺着底皮带到达防回煤装置时，首先与弧形挡板接触，由于弧形挡板是紧贴底皮带安装的，当回煤传送到弧形挡板这里，就会被弧形挡板挡住，当回煤越积越多的时候，在皮带的传动摩擦力的作用下，回煤会自然的朝着弧形挡板的两侧运动，直至掉落到皮带外，这样就有效避免了因没有阻挡而导致回煤被直接卷入第一滚筒中，有效避免了故障的发生。

图3 触动开关轴向剖视图

如果单一的采用弧形挡板进行阻挡，虽然能够有效避免回煤被卷入到第一滚筒中，但是弧形挡板由于自身无法运动，回煤的排出只能通过皮带传送的摩擦力对堆积的回煤产生挤压，从而堆积的回煤就会不断增多，当堆积的回煤宽度大于传送皮带的宽度时，回煤就自然掉落，这种方式的弊端就是传送皮带的底皮带会承受回煤的重量，当堆积回煤过多的时候，产生的摩擦力就会更大，会降低传送皮带的运送效率。因此，为了减轻回煤对传送皮带带来的阻力，在弧形挡板的两侧安装的排煤滚通过驱动电机的驱动，能够及时有效地将堆积的回煤在排煤滚的作用下主动排出，避免了回煤的大量堆积导致传送皮带的底皮带承受较大的回煤阻力。同时，为了兼顾回煤处理的及时性和能耗，驱动电机通过串联的触动开关来进行通断控制，触动开关安装在壳体和弧形挡板之间，当没有回煤在底皮带上堆积时，弧形挡板就不受外力作用，此时触动开关处于自然状态，驱动电机的回路断开，驱动电机不工作；当出现较多回煤堆积的时候，在传送皮带的作用下，回煤对弧形挡板施加一个作用力，进而推动弧形挡板向壳体的方向运动，当达到触动开关闭合行程时，触动开关闭合导通，驱动电机通电工作，直到回煤清理后弧形挡板回弹，触动开关回到自然状态，触动开关断开，驱动电机电路开路，停止工作。实际工作状态就是停止-运行-停止的循环状态，既可以达到及时清理回煤的技术效果，又可以实现在没有回煤的情况下降低能耗[3-5]。

驱动电机的电源供应采用市电即可，驱动电机选用较低功率的单相异步电动机即可满足要求，由触动开关作为与驱动电机串联控制的开关，这样就可以根据回煤量的大小自动控制，无需人工控制，使用方便。

3 结语

在皮带输送过程中，经常会有煤块因转运，在转载点出现撒煤或者挡煤皮跑出，或者胶带输送机跑偏等现象都会导致底皮带带煤现象的出现。如不及时清理，这些散落的煤块会顺着底皮带被带入到尾机滚筒中导致事故。针对这一情况，应用一种用于皮带输送机的防回煤保护装置来有效解决皮带输送机带煤问题。从应用情况来看，该装置的应用能够及时清理底层皮带上的回煤，避免回煤卷入尾机皮带内造成设备损坏，同时消除作业现场的安全。在没有回煤的时候装置能够自动停止运转，降低能耗。