用於移動煤流多狀態探測器的探頭的製作方法

2023-05-29 06:37:31 1

專利名稱：用於移動煤流多狀態探測器的探頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於移動煤流多狀態探測器的探頭，用於判別移動煤流在溜 管中的流動狀態。
背景技術：
機械化採制樣系統在工作過程中，按照設計的工藝流程，初級子樣需經過若干設備 的處理。初級子樣因其所含化學成分和水分的多少而呈現多種品性。因此初級子樣在流 經這些設備時會出現不同的狀態。如果礦物質鹽和水分含量較高，煤的粘結性就比較強， 則易粘結成塊狀，容易造成設備的堵塞。儘管在工藝及系統總體設計時充分考慮了這些 因素，但是生產現場惡劣的工況，使採樣煤流往往與系統的設計施工要求差距很大。比 較突出的問題就是在目前的技術條件下，很容易發生整個系統"堵死"現象，給系統的 使用、維護帶來了很大不便，同時也大大降低了自動化採制樣系統的工作可靠性，也為 用戶造成了一定的損失。據不完全統計，目前自動化採制樣系統80%以上的停機故障來 自於這類"堵死"現象。目前已面市的類似產品，只有"堵"或"不堵"的單一開關狀 態，缺乏檢測的預見性，無法提示操作人員提前有所準備，將事故消滅在萌芽狀態。也 就是說，目前市場上的同類產品在工作時一旦報警，實際上煤流已經在某個處理設備中 完全堵死，系統必須停機進行人工處理。其處理時間少則2 3小時，多則4 5小時， 給自動化採制樣系統用戶帶來了很大的麻煩和損失。這類問題在某些特殊工況下尤其突 出，例如生產現場處於雨季或採樣煤流為經過洗煤廠洗選處理等等情況。可以說此類 問題已經成為制約煤炭自動化採制樣系統進一步推廣的主要技術障礙之一。通過文獻檢
索目前國內生產的非接觸類丌關傳感器種類很多，但這些產品在技術上無法滿足自動 化採制樣系統運行煤流狀態檢測的實際需要。其主要表現在(1)產品只有單一開關狀 態；(2)不具備智能型接口； (3)缺乏配置相應的梯級狀態信息，無法分辨移動煤流堵 塞的嚴重程度。 發明內容
為了對目前的採樣系統進一歩完善，克服現有採樣系統的不足之處，本實用新型提 供一種能對採樣煤流的不同運行狀態進行自動分析的探測器的探頭。
本實用新型為一種用於移動煤流多狀態探測器的探頭，外形為圓柱形體，最外層
有一個保護內部各部件的外殼。探頭分隔成前、後兩個獨立的腔體；前腔體為煤流狀 態感受腔體，在前腔體的頂端帶有一法蘭，前腔體內安置有活塞體、導向柱、復位彈 簧和無觸點數字傳感器；導向柱作為活塞體的支撐導向件，位於前腔體內中軸處，一 端固定在法蘭中心，另一端固定在兩腔體當中的隔離板上，導向柱與活塞體之間為帶有間隙的滑動配合；活塞體的背部有一個復位彈簧，復位彈簧套裝在導向柱上；在前 腔體內，傳感器固定在外殼上。後腔體為電氣系統安裝腔體，後腔體中安裝有電路板。
該探測器可實現自動分析採樣煤流的不同運行狀態，發出不同等級的警告信息或編 碼。情況嚴重時，驅動接口電路工作，上傳給不同的控制終端，提示採用相應的處理方 案，進而由操作人員對系統進行人工幹預，最大程度的保障了系統的正常運行，從根本 上解決了由於"堵死"現象造成的系統停機。該設備工作的過程均是在自動化採制樣系 統正常工作的狀態下進行的，廣大煤炭自動機械化採制樣系統用戶從此不再受因為系統 某個環節出現煤流"堵死"而被迫停機處理的困擾。本實用新型具有以下主要技術特徵
① 智能判別輸出移動煤流在溜管中的正常、堆積和堵塞三種流動狀態，同時智能過 濾出周期性大流量、可恢復性短時堆積、偶然堵塞等故障現象。該探測器靈敏度可調， 具有水平、垂直兩種不同的安裝方式。
② 總線輸出煤流正常、堆積、堵塞三種編碼；RS485輸出三種分級信息；數字電平 輸出堵塞信號
(D具有較強兼容性的數字量及編碼接口，且具有總線和RS485通訊功能。既可以將 信號上傳至PLC、 DCS、工控機等上位機系統使用也可以單獨就地使用。實現了移動煤流 不同級別堵塞信息的上傳、報警以及相應處理方法的提示；
④探測器採用無觸點設計，具有較高的工作可靠性和使用壽命；整體採用封閉腔 體式設計，防護等級高，適用於潮溼、粉塵等惡劣工業環境使用。
本實用新型實現了機械化採制樣系統工作過程中，智能檢測輸出移動煤流的正 常、堆積和堵塞三種流動狀態，同時智能過濾出周期性大流量、可恢復性短時堆積、 偶然堵塞等故障現象的預定目的。本實用新型具有結構簡單、工作可靠、反應靈敏、 煤流狀態判斷準確、信號輸出穩定、安裝使用維護方便等特點，實現了在機械化採制 樣系統中對移動煤流瞬時運行狀態的有效、動態監測。最大限度的降低了移動煤流機 械化採制樣系統在特殊工況下工作時，因系統的某個環節出現完全"堵死"而造成系 統停機事故的發生。


圖1是本實用新型內部結構示意圖。
圖中標記l殼體，2導向柱，3活塞體，4傳感器，5復位彈簧，6電路板，7靈 敏度調節器，8電纜護罩，9指示燈，IO後端蓋，ll電纜。
具體實施方式

參見圖1，本實用新型為一種用於移動煤流多狀態探測器的探頭，外形為圓柱形 體，最外層有一個保護內部各部件的外殼1。探頭分隔成前、後兩個獨立的腔體；殼 體內部的獨立雙腔體結構保證了電氣系統不會受到煤流的衝擊和汙染。前腔體為煤流狀態感受腔體，在前腔體的頂端帶有一法蘭，使探測器可以直接連接在設備上使用。 前腔體內安置有活塞體3、導向柱2、復位彈簧5和無觸點數字傳感器4;其前腔體內 壁經過精加工後便於自清潔裝置的清掃，不會因為煤粉的積存影響活塞體3運動的可 靠性。導向柱2作為活塞體3的支撐導向件，為活塞體3提供導向。導向柱2位於前 腔體內中軸處， 一端固定在法蘭中心，另一端固定在兩腔體當中的隔離板上。為了減 少導向柱2與活塞體3之間的摩擦力對活塞體運動的影響，導向柱2外表面經過精密 加工，導向柱2與活塞體3之間採用大間隙的滑動配合，同時也不會因為煤粉的積存 影響活塞體3運動的可靠性。活塞體3接收並反映煤流的堵塞狀態。活塞體3是最主 要的煤流狀態感受裝置，當煤積存到一定程度時，煤對活塞體3正面的壓力推動活塞 體3向內移動，在前腔體內，有四個無觸點數字傳感器4固定在外殼1上，四個傳感 器4兩兩相對。無觸點數字傳感器4為LCI-2K型電感式接近開關。活塞體3移動一 段距離後觸發傳感器4。傳感器4感應活塞體3的位置信號，傳感器4發出的信號提 示煤流堵塞狀態，將煤流狀態分級並以電信號形式傳遞給單片機系統。由於前腔體內 零部件與煤流直接接觸，容易受到煤的汙染，因此在活塞體3的前端面安裝有工業毛 氈。當活塞體在復位彈簧的作用下復位時，毛氈會將粘附在導向柱表面和外殼內壁的 煤粉清掃乾淨，保證導向柱表面和外殼內壁不會積存煤粉，從而影響活塞體的運動。 活塞體3的背部有一個復位彈簧5，復位彈簧5套裝在導向柱2上。復位彈簧5的作 用是將活塞體3復位，為本探頭的關鍵部件之一，其可靠性、穩定性直接影響整個裝 置的工作。後腔體為電氣系統安裝腔體，後腔體中安裝有電路板6。電纜護罩8保護 傳感器信號電纜不受損傷。靈敏度調節器7調節探測器的靈敏度。指示燈9顯示探測 器是否處於工作狀態。電氣系統安裝在後腔體內的主要元器件有完成信號採集和處理 的單片機系統以及它外圍的電源、隔離環節、抗幹擾設施等，現場報警顯示環節具有
煤流正常、堆積、堵塞三種編碼的總線功能接口、堵塞狀態普通數字輸出接口、通訊 接口等。
值得注意的是，本實用新型申請的是探測器的探頭的機械結構部分，不涉及電路 結構，對於探測信號的處理，本實用新型不再詳加敘述。探測器一般採用水平安裝和 垂直安裝兩種安裝方式。在工作過程中，探測器電路將煤流狀態通過數個處於不同位 置的無觸點傳感器轉化為數位訊號，並送入單片機。單片機根據各傳感器開關信號的 不同組合結果可判別出煤流的正常、堆積和堵塞三種流動狀態，同時用旋鈕改變可變 電阻能調節系統的響應時間，實現煤流狀態的自動監測。通過調節響應時間還可以過 濾出周期性大流量、可恢復性短時堆積、偶然堵塞等故障現象。適用於上傳至PLC、 DCS、工控機等上位機系統使用或單獨就地使用。
權利要求1. 一種用於移動煤流多狀態探測器的探頭，外形為圓柱形體，最外層有一個保護內部各部件的外殼(1)，其特徵在於它分隔成前、後兩個獨立的腔體；前腔體為煤流狀態感受腔體，在前腔體的頂端帶有一法蘭，前腔體內安置有活塞體(3)、導向柱(2)、復位彈簧(5)和無觸點數字傳感器(4)；導向柱(2)作為活塞體(3)的支撐導向件，位於前腔體內中軸處，一端固定在法蘭中心，另一端固定在兩腔體當中的隔離板上，導向柱(2)與活塞體(3)之間為帶有間隙的滑動配合；活塞體(3)的背部有一個復位彈簧(5)，復位彈簧(5)套裝在導向柱(2)上；在前腔體內，傳感器(4)固定在外殼上，傳感器(4)兩兩相對；後腔體為電氣系統安裝腔體，後腔體中安裝有電路板。
2. 根據權利要求l所述的探頭，其特徵在於在前腔體內的傳感器(4) 為無觸點數字傳感器，共有四個，四個傳感器(4)兩兩相對。
3. 根據權利要求l所述的探頭，其特徵在於在活塞體(3)的前端面安 裝有工業毛氈。
專利摘要本實用新型涉及一種用於移動煤流多狀態探測器的探頭，它分隔成前、後兩個獨立的腔體；前腔體為煤流狀態感受腔體，腔體內安置有活塞體、導向柱、復位彈簧和無觸點數字傳感器；後腔體中安裝有電路板。本實用新型可以智能判別輸出移動煤流在溜管中的正常、堆積和堵塞三種流動狀態。整體採用封閉腔體式設計，適於潮溼、粉塵等惡劣工業環境中使用，具有結構簡單、工作可靠、反應靈敏、煤流狀態判斷準確、安裝使用維護方便等特點，實現了在機械化採制樣系統中對移動煤流瞬時運行狀態的有效、動態監測，最大限度地降低了採制樣系統在特殊工況下工作時，因系統某環節完全「堵死」而造成系統停機事故的發生。
文檔編號G01M99/00GK201225899SQ200820127758
公開日2009年4月22日 申請日期2008年7月21日 優先權日2008年7月21日
發明者穎 於, 劉金國, 姚元書, 鵬 臧 申請人:煤炭科學研究總院