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        新型刮板運輸機稱重計量系統(tǒng)研究

        2022-10-13 09:53:02王青海宋萬軍
        山東煤炭科技 2022年9期
        關(guān)鍵詞:測量

        王青海 白 龍 宋萬軍

        (國家能源集團國神集團上榆泉煤礦,山西 忻州 036500)

        刮板機作為選煤廠的主要配煤、配篩設(shè)備,結(jié)構(gòu)簡單,在輸送長度上可任意點進料或卸料,箱體密閉可以防止輸送物料時粉塵飛揚而污染環(huán)境。刮板固定在鏈條上,當(dāng)機頭傳動部啟動后,帶動機頭軸上的鏈輪旋轉(zhuǎn),刮板鏈循環(huán)運行帶動物料沿著輸送機箱體底部移動。刮板鏈繞過鏈輪作無級閉合循環(huán)運行時,由于輸送機箱體結(jié)構(gòu)的特殊性與箱體之間鏈接的特殊性,給刮板輸送機在稱重計量方面帶來了一些困難[1-6]。

        1 現(xiàn)有稱重技術(shù)

        1.1 箱體秤[7-9]

        針對刮板運輸機運輸速度慢、載荷不均勻、箱體體積較大的特點,相關(guān)學(xué)者提出了將其中一節(jié)箱體與其他箱體分離出來,在分離出來的箱體與安裝基礎(chǔ)之間安設(shè)稱重傳感器,通過插接的方式實現(xiàn)箱體之間的間隙要求,既消除了稱重箱體與其他運輸箱體之間的硬連接,又能對箱體之間的接縫進行一定程度的密封防止撒煤。運輸物料過程中,稱重槽箱下的稱重傳感器采集重力變化情況,轉(zhuǎn)化成電信號后上傳至控制器,與速度傳感器數(shù)據(jù)共同運算后計算出瞬時量及累積量。

        稱重單元是獨立存在的,它的測量精度較高,特別是選擇測量箱體作為測量單元,距離越長精度越高。存在的主要問題是獨立槽箱的軟連接保持不住,采用密封膠封的方式使用一定時間后出現(xiàn)磨損情況,夾入物料或側(cè)方位形變后,槽箱出現(xiàn)硬接觸現(xiàn)象,影響測量的穩(wěn)定性,需要不定期調(diào)整。

        1.2 溜槽秤[10]

        溜槽秤是安裝在過煤溜槽上的一種沖擊式動態(tài)稱重裝置,是借助大量的物料在通過溜槽時沖擊溜槽的稱重面,在溜槽的非稱重面安裝壓力傳感器,通過對溜槽收到的沖擊力進行累積分析,得出過煤量。溜槽秤對物料的粒度、沖擊速度和角度、過煤量都有嚴(yán)格的要求。粒度范圍太寬,溜槽受到的沖擊力變化區(qū)間太大,傳感器的檢測精度受影響。小粒度的物料容易對大顆粒物料的沖擊形成緩沖作用,導(dǎo)致大塊物料沖擊稱重面的力度變小,溜槽秤的精度受到影響。物料沖擊速度和角度則是溜槽秤的最關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo),要求角度一致、速度穩(wěn)定,否則物料在稱重板停留時間長,根據(jù)動量守恒定律,稱重板受到的沖擊力減少或者不穩(wěn)定,影響溜槽秤的稱重精度。過煤量對溜槽秤也有較大的影響,主要表現(xiàn)在:過煤量太大,物料來不及沖擊到稱重板,隨著煤流進入下一個環(huán)節(jié),導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真;當(dāng)煤量過小時,對稱重板的沖擊力過小,受到稱重板本身質(zhì)量和慣性的影響,檢測數(shù)據(jù)偏小。煤泥量對稱重溜槽的主要影響是:(1)煤泥本身質(zhì)量小,對稱重板的沖擊粒度小,不易測量;(2)煤泥沖擊到稱重板后,對大塊物料的沖擊有一定的緩沖作用,導(dǎo)致稱重數(shù)據(jù)偏?。唬?)煤泥量的影響往往與水分大的影響伴生,水分越大會加劇煤泥在稱重板上的堆積,影響稱重精度。綜上所述,溜槽秤由于安裝、使用條件過于苛刻目前使用較少。

        2 新型刮板運輸機計量系統(tǒng)

        通過加高刮板運輸機的箱體,借助刮板運輸機上下分層運輸?shù)奶攸c,將刮板運輸機改為雙層運輸,對箱體秤和溜槽秤進行了組合優(yōu)化,將箱體秤的稱重箱體改為溜槽秤的稱重板,將溜槽秤的安裝位置向下移動至刮板運輸機上層運輸槽的底板,上層正對入料口的位置設(shè)置底板,上層沿著物料運輸方向安裝稱重板,實現(xiàn)了下層運輸、上層計量的功能。

        刮板運輸機主要由刮板機箱體、刮板機入料溜槽、刮板運輸機出料溜槽、刮板運輸機上層箱體、刮板運輸機鏈條、刮板運輸機上滑道、刮板運輸機底板、刮板、第一緩沖板、第二緩沖板、稱重板、支撐架、傳感器底座、稱重傳感器、稱重板支撐座、處理器、測速系統(tǒng)組成,如圖1。

        圖1 刮板運輸機組成部分示意圖

        (1)主要結(jié)構(gòu)。第一緩沖板9 為耐磨鋼板切割焊接而成,安裝在刮板運輸機上層入料溜槽2 的正下方,用于盛接入料,防止物料直接落入刮板運輸機下層底板7,在鏈條5 和刮板8 的作用下,實現(xiàn)上層物料運輸功能。稱重板11 為耐磨鋼板切割焊接而成,寬度較刮板運輸機箱體1 窄,兩側(cè)與箱體的間距各為3 mm,避免了稱重板11與箱體1的硬接觸,實現(xiàn)了兩側(cè)獨立,同時方便煤粉透過縫隙進入下層箱體,防止物料卡阻導(dǎo)致測量精度變差;前后兩側(cè)分別與第一緩沖板9 和第二緩沖板10 間隔3 mm 距離,避免了稱重板11 與第一緩沖板9 和第二緩沖板10 的硬接觸,實現(xiàn)了前后側(cè)獨立,同時方便煤粉透過縫隙進入下層箱體,防止物料卡阻導(dǎo)致測量精度變差。稱重板11 底部通過稱重板支撐座14、稱重傳感器13、傳感器底座12 和支撐架11-1 與刮板運輸機箱體1 連接,主要作用是通過稱重傳感器13將經(jīng)過稱重板11 的物料的質(zhì)量信息轉(zhuǎn)換為壓力信號,傳送至處理器15。所述第二緩沖板10 為耐磨鋼板切割焊接而成,安裝在刮板運輸機上層稱重板11 的出料方向,與稱重板11 間距3 mm,主要作用是防止稱重板在工作過程中受到物料的水平作用力發(fā)生移動、傾斜、側(cè)翻、掉落等故障,同時防止物料從刮板運輸機上層落入下層的時候?qū)ΨQ重板的磨損。稱重板11 與第一緩沖板9 和第二緩沖板10 水平高度一致,使得刮板經(jīng)過刮板運輸機上層箱體4的過程中,緊貼稱重板11 與第一緩沖板9 和第二緩沖板10 運行,實現(xiàn)了自清理功能,防止物料堆積,提高了測量精確度。測量過程中稱重板受到?jīng)_擊會發(fā)生輕微的振動,進一步將稱重板11 與第一緩沖板9 和第二緩沖板10 以及與刮板運輸機箱體1之間的煤粉振落。為了保證測量精度,還需定期清理稱重板11 與第一緩沖板9 和第二緩沖板10 以及與刮板運輸機箱體1 之間的縫隙。支撐架11-1 為鋼板切割焊接而成的支架,焊接在刮板運輸機箱體1的內(nèi)部兩側(cè)靠上位置,可以設(shè)置4 個或者多個,主要用于上部安裝傳感器底座12,要求上表面務(wù)必水平、平整。傳感器底座12 為圓形的金屬材料制成,與支撐架11-1 之間可以墊入銅皮調(diào)整高度,用于支撐稱重傳感器13 和調(diào)整多個稱重傳感器13 的水平度。稱重傳感器13 安裝在傳感器底座12 上,上部通過稱重板支撐座14 對稱重板11 進行支撐和測量,將經(jīng)過稱重板11 的物料質(zhì)量轉(zhuǎn)換為電信號傳入處理器15 進行數(shù)據(jù)處理,得到瞬時量。稱重傳感器頂部為突出的半圓形,通過與稱重板支撐座14 底部的凹型半圓配合,杜絕了物料進入間隙導(dǎo)致測量精度變差,同時對稱重板的輕微移動進行有效緩沖,提高測量精度。稱重板支撐座14 為金屬材料制成,底部為凹型半圓,通過與稱重傳感器13 頂部的突出半圓形配合杜絕了物料進入間隙導(dǎo)致測量精度變差,同時對稱重板的輕微移動進行有效緩沖,提高測量精度。頂部與稱重板11 焊接連接,焊接過程中要求稱重板11 水平并且稱重板支撐座14 與稱重板11 之間緊密接觸不得出現(xiàn)傾斜。

        (2)工作原理。當(dāng)物料隨著刮板移動經(jīng)過板式稱重傳感器后,物料會對板式稱重傳感器產(chǎn)生向下的壓力,此時稱重傳感器內(nèi)的彈性體產(chǎn)生形變,引起電阻應(yīng)變計產(chǎn)生相應(yīng)的模擬量信號,并實時向處理器傳送;測速傳感器在同一時間點采集到的速度信號也傳輸?shù)教幚砥鳌L幚砥魍瑫r收到二路信號時,表示此時設(shè)備正常運行且有物料經(jīng)過板式稱重傳感器,處理器內(nèi)的A/D 轉(zhuǎn)換器根據(jù)公式:瞬時流量P=物料重量M÷有效稱量段L×速度V×3600對這二路信號進行轉(zhuǎn)換、運算、處理,得出瞬時流量值、4~20 mA 等信息??刂浦靼迳系腃PU 根據(jù)公式:累積量D=瞬時流量P×?xí)r間T對瞬時流量值進行再次計算、轉(zhuǎn)換,最終得到累積量。

        3 結(jié)語

        新型的刮板運輸機計量系統(tǒng)解決了刮板運輸機的計量裝置精度差不能滿足計量要求的問題,有助于穩(wěn)定入洗煤量從而保證商品煤的煤質(zhì)指標(biāo);精確計量避免了煤量過大造成的設(shè)備故障,配篩量不均勻造成的系統(tǒng)低效運行等問題;解決了箱體秤獨立槽箱的軟連接保持不住,采用密封膠封的方式使用一定時間后出現(xiàn)磨損情況,夾入物料或側(cè)方位形變后,槽箱出現(xiàn)硬接觸現(xiàn)象,影響測量的穩(wěn)定性,需經(jīng)常調(diào)整;解決了溜槽秤安裝、使用條件過于苛刻,并且計量誤差大的問題;避免了光波秤對煤炭的密度較為敏感,當(dāng)密度變化過大時計量不精確的問題;安裝在上層刮板運輸機,稱重板與箱體之間的撒煤自重落入下層刮板運輸機進入下一個環(huán)節(jié),解決稱重板與箱體之間的撒煤難以處理的問題。結(jié)合溜槽秤的工作原理,將稱重板平鋪在刮板運輸機的入料口,實現(xiàn)全部物料經(jīng)過稱重板的目的;結(jié)合運輸機的工作原理,刮板運輸機的刮板實現(xiàn)稱重板的清理功能。

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