阅读说明：本技术 一种简易缓冲仓料位监测装置 (Simple and easy buffering storehouse material level monitoring devices ) 是由 郑兰森 王彦军 王宏庆 李文辉 陈俊宁 张旭敏 崔晓冬 魏叶松 王剑 于 2020-05-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种简易缓冲仓料位监测装置,包括探测杆、探测杆锁紧装置、料位探测挡帘、支架、转轴、接近开关、位置发送器、感应面。本装置较适用于各种由皮带运输转运的缓冲仓上,主要用于仓内料位监测并报警装置,具有结构简单、调整方便、信号可靠,易于制作的特点,较适用于现场要求不太高的场合。(The invention relates to a simple buffer bin material level monitoring device which comprises a detection rod, a detection rod locking device, a material level detection check curtain, a support, a rotating shaft, a proximity switch, a position transmitter and an induction surface. The device is suitable for various buffer bins transported by belts, is mainly used for monitoring and alarming the material level in the bin, has the characteristics of simple structure, convenient adjustment, reliable signals and easy manufacture, and is suitable for occasions with low field requirements.)

一种简易缓冲仓料位监测装置

技术领域

本发明属于监测设备技术领域，更具体地说，是涉及一种简易缓冲仓料位监测装置。

背景技术

唐钢炼铁北区3#高炉喷煤干煤棚破碎系统，由四条皮带、缓冲仓、给料机、破碎机组成。主要负责输送自输煤1#-5#皮带系统经过振动筛筛分出来的煤块收集和破碎任务，再将破碎后的碎煤面输送到1#皮带送到三喷制粉。整个系统流程是：三喷制粉需要上煤时，向干煤棚发出信号，干煤棚岗位工启动1#-5#皮带开始上煤，原煤经过1#皮带到振动筛筛分，将细煤送走将筛分出的煤块落到破碎系统6#皮带，再经过7#皮带送到缓冲仓；缓冲仓料位达到70-80%时，启动给料器、破碎机、8#皮带和9#皮带，将破碎好的煤送到1#皮带运走。

从整个流程来看很容易实现自动控制，然而，由于当时破碎量不大，却没有设计PLC自动控制系统，完全由生产岗位工现场手动操作。观察缓冲仓料位时，大多采用在仓上观察孔目测和用一根绳子绑一个铁块探测深度的形式获得数据。由于我厂人员分流、自然离岗退休人员不断增多，生产岗位人员越来越少，过去6人岗位现在变成3人还包括一名天车工，人员短缺十分严重，岗位工的工作量越来越大，为了保证输煤系统不受影响，岗位工常常把破碎系统设备长期运行，不但增加了设备耗电而且造成皮带与破碎机长期空载运转造成的设备磨损。比如破碎机（2台）平均每个季度都要检修一次，造成大量的备件费用投入和人工费用，据不完全统计，每台套破碎机检修备件费用在10万元左右，检修时间7天，消耗检修工时及其中费用在7万元左右，一年下来要投入维保费用接近80万元，再加上电能消耗，全年总耗费近100万元，这个数目对于一个企业来讲，也是一笔不小的负担。

为了缓解岗位人员缺少和设备耗损的突出矛盾，我们结合生产实际情况，决定利用从1#高炉除尘拆下来的PLC，为破碎系统增加PLC自动控制系统。通过振筛与6#、7#皮带连锁运行，解决6#、7#皮带与输煤皮带系统及振动筛的联动问题；通过缓冲仓料位监测，控制8#、9#皮带、给料器和破碎机的运行停止问题。

然而原设计上没有设计缓冲仓料位检测装置，无法提供仓内料孔满信号，就很难实现自动控制。这就使项目的实施带来了障碍，成为制约该项目实施的瓶颈。如果增加监测设备需要几十万元资金投入，显然这一问题目前不太现实。

为此为了避免产生新的投资费用，需要设计制作一款简易缓冲仓料位监测装置，以较好地解决上述问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种简易缓冲仓料位监测装置，避免缓冲仓下游设备空运转现象，解决生产岗位人员紧张的被动局面，减轻职工劳动强度。同时，节约电能、延长设备使用寿命。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种简易缓冲仓料位监测装置，包括安装架、转动设置在安装架内的转轴、安装在转轴一端的感应面、安装在感应面外侧的缓冲仓的仓壁上并与感应面配合的接近开关、安装在转轴另一端的位置发送器、与转轴同步转动的料位探测挡帘，接近开关与位置发送器的信号接入缓冲仓的控制系统中。

本发明技术方案的进一步改进在于：安装架为设置在缓冲仓的观察口上方的支架，支架上平行设置有供转轴安装的开口。

本发明技术方案的进一步改进在于：还包括与转轴转动配合的探测组件，探测组件包括安装在转轴中间处的丁字型连接件、穿入丁字型连接件的中空的探测杆锁紧装置、设置在探测杆锁紧装置上的安装孔、置入安装孔内的顶丝、穿入探测杆锁紧装置内的探测杆、垂直设置在探测杆底端的挡帘安装板，料位探测挡帘安装在挡帘安装板上，探测杆的两端均伸出探测杆锁紧装置外，顶丝与探测杆抵接配合，探测杆上也设有与安装孔配合的连接孔，也可以不设安装孔，直接用顶丝顶紧。

本发明技术方案的进一步改进在于：安装孔设置在探测杆锁紧装置的上、下两端，支架为角钢做成的矩形支架，支架上设有供转轴安装的矩形或圆形开口。

本发明技术方案的进一步改进在于：探测杆长度为4~8m。

本发明技术方案的进一步改进在于：安装架包括供转轴安装的吊环、与吊环连接的吊绳，吊绳安装在缓冲仓的给料器簸箕出口前方的仓壁上。

本发明技术方案的进一步改进在于：转轴外壁上设有挡帘安装板，料位探测挡帘设置在挡帘安装板上，料位探测挡帘的探测面长度略小于给料器簸箕宽度。

本发明技术方案的进一步改进在于：感应面为L型感应面，料位探测挡帘为废弃运输带，位置发送器为角度传感器，挡帘安装板为角钢。

本发明技术方案的进一步改进在于：在转轴的另一端还安装有弹簧联轴器，弹簧联轴器另一端转动连接有滑膜电阻器，滑膜电阻器另一端连接有位置发送器。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：

1、本发明是一种全新的实用型缓冲仓料位监测平衡装置，借鉴杆秤“刀口”平衡原理，利用传输带/皮带倾泻料物呈锥形分布，料面逐渐上升去触碰探测杆发生倾斜位移，通过转轴的平衡作用去触发料位监测原件（接近开关）及位置发送器发出信号，从而达到料位探测的目的。

2、可以利用缓冲仓四周观察孔的位置安装，方便检查和检修，充分利用杆秤“刀口”的杠杆平衡原理，使探测杆顺观察孔垂入缓冲仓内，靠探测杆自重达到一个平衡点，当有物料触碰时，原平衡遭到破坏而发生偏转，带动外面信号装置发出料满信号。

3、料位探测挡帘能够将探测杆前后位移，通过转轴上的L型感应面触发接近开关，同时通过位置发送器转换成电气开关信号和模拟量信号，使该信号送入缓冲仓的控制系统，为破碎皮带系统实现自动控制成为可能，从而使得该瓶颈问题得以解决。

4、还可以有另外一种实施方式，除利用上述平衡原理外，主要是给料器运行中有料输出时，物料将料位探测挡帘推出托起，当给料器没有物料输出时，料位探测挡帘自由下垂。同时带动L型感应面触发接近开关和位置发信装置向控制系统发出料空信号，真实反应缓冲仓内煤块是否排净。

5、利用上述的料空、料满信号，能够充分发挥控制系统自动控制特点，可有效地通过控制技术，将输煤皮带系统和破碎控制系统实现连锁控制，节省大量的人力投入，减轻职工的劳动强度，提高设备的控制精度和实效性。同时，有效地控制缓冲仓下现有设备的起停，减少设备空运转带来的设备磨损和电能消耗。

6、该料位监测装置广泛适用于带有中间缓冲仓的各皮带运输系统，它有着结构简单、调整方便、制作容易、造价成本低廉等特点，专门用于仓内料位、堵料控制等方面，并可以广泛推广到冶金生产、物料运输的各个领域。

7、本装置有效解决缓冲仓料位完全依靠人工测量，实现输煤皮带系统与破碎皮带系统的连锁控制，避免缓冲仓下游设备空运转现象，解决生产岗位人员紧张的被动局面，减轻职工劳动强度。同时，节约电能、延长设备使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例一的侧视结构示意图；

图3为本发明实施例一的转轴结构示意图；

图4为本发明实施例一的丁字型连接件的结构示意图；

图5为本发明实施例二的结构示意图；

图6为本发明实施例二的侧视结构示意图；

图7为本发明实施例三的现场使用状态图；

其中：1、料位探测挡帘，2、探测杆，3、探测杆锁紧装置，4、缓冲仓，5、接近开关，6、位置发送器，7、丁字型连接件，8、感应面，9、挡帘安装板，10、转轴，11、皮带机，12、给料器电机，13、物料，14、安装孔，15、料满探测装置，16、料空探测装置，17、破碎机电机。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明公开了一种简易缓冲仓料位监测装置，参见图1-图7，包括安装架、转动设置在安装架内的转轴10、安装在转轴10一端的感应面8、安装在感应面8外侧的缓冲仓4仓壁上并与感应面8配合的接近开关5、安装在转轴10另一端的位置发送器6、与转轴10同步转动的料位探测挡帘1，接近开关5与位置发送器6的信号接入缓冲仓4的控制系统中。

作为实施例一，为料满探测装置15，也就是缓冲仓4的仓上部分，参见图1-图4，安装架为设置在缓冲仓4的观察口上方的支架，支架上平行设置有供转轴10安装的开口。

还包括与转轴10转动配合的探测组件，探测组件包括安装在转轴10中间处的丁字型连接件7、穿入丁字型连接件7的中空的探测杆锁紧装置3、设置在探测杆锁紧装置3上的安装孔14、置入安装孔14内的顶丝、穿入探测杆锁紧装置3内的探测杆2、垂直设置在探测杆2底端的挡帘安装板9，料位探测挡帘1安装在挡帘安装板9上，探测杆2的两端均伸出探测杆锁紧装置3外，顶丝与探测杆2抵接配合，探测杆2上也设有与安装孔配合的连接孔，也可以不设安装孔，直接用顶丝顶紧。

安装孔14设置在探测杆锁紧装置3的上、下两端，支架为角钢做成的矩形支架，支架上设有供转轴10安装的矩形或圆形开口。 探测杆2长度为4~8m。

感应面8为L型感应面，料位探测挡帘1为废弃运输带，位置发送器6为角度传感器，挡帘安装板9为角钢。

在转轴10的另一端还安装有弹簧联轴器，弹簧联轴器另一端转动连接有滑膜电阻器，滑膜电阻器另一端连接有位置发送器6。

作为实施例二，为料空探测装置16，也就是缓冲仓4的仓下部分，参见图5-图6，安装架包括供转轴10安装的吊环、与吊环连接的吊绳，吊绳安装在缓冲仓4的给料器簸箕出口前方的仓壁上。吊环与吊绳均没有画出来。

转轴10外壁上设有挡帘安装板9，料位探测挡帘1设置在挡帘安装板9上，料位探测挡帘1的探测面长度略小于给料器簸箕宽度。

作为实施例三，参见图7，结合了实施例一和实施例二的优点，形成料满探测装置15+料空探测装置16的组合使用，可以更好的进行现场观察。具体过程为：

1、制作支架：用4*40角钢制作支架，尺寸：400*150mm，在支架长边角钢立面两侧中点位置开出20*20圆形豁口，每个边1个，供转轴10安装。

2、加工转轴10，用Φ30mm圆钢两端分别加工成Φ20*20mm和Φ8*20mm轴头。

3、加工制作探测杆锁紧装置3、制作料位的探测组件：在转轴10中间部位用丁字型连接件7（丁字卡子）固定Φ32mm钢管作为探测杆锁紧装置3，Φ32mm钢管两端打孔并焊接Φ12mm螺母，作为安装顶丝的安装孔14，拧上螺栓。

4、制作信号发信装置部分：在转轴10一端（Φ20*20mm）焊接接近开关5的感应面8，感应面8由4*40扁钢制作成，呈L形状，上接触面与转轴10焊接，下接触面作为感应面8使用。在转轴10另一端（Φ8*20mm）安装一个弹簧接手（弹簧联轴器），弹簧联轴器另一端与碳膜电阻转轴连接，用于料位报警。

5、制作料位探测面：取4*40mm角钢500mm挡帘安装板9，在角钢一侧从中间道两侧分别打孔Φ12mm四个，再截取废旧皮带一块，500*400mm，将皮带用螺丝固定在角钢预留孔；在角钢另一面的中点焊接探测杆2即一根Φ24mm长4-6米的钢管，形成一个类似于“铁锹”形状的构件。

6、安装仓下部分料空监测：加工Φ850*30mm的转轴10一根，在转轴10上焊接4*40mm角钢一根作为挡帘安装板9，并在角钢一侧钻孔Φ12mm四个，截取废旧皮带一块500*400，将皮带一端用螺栓固定在角钢上。

7、将给料器出口上方开Φ20mm孔两个，将料位探测挡帘1通过转轴10安装到给料器簸箕出料端上方，使料位探测挡帘1刚好处于出料端前10-15mm位置。在转轴一端焊接L字型感应面8，在感应面8的下方安装接近开关5一个，作为料空信号原件。同上所述，安装碳膜电阻及弹簧联轴器。

8、电气安装：在L型感应面下安装接近开关5，调整感应间隙为5mm左右；在转轴10另一端（Φ8*20mm）安装弹簧联轴器和碳膜电阻，找正固定。敷设信号电缆YJVPR-500 2*1.5到三菱FX2N-128MR PLC和控制室数显仪表。

9、设备调试：根据打算设定的料位高度调整探测杆2的探入长度，并固定锁紧探测杆2。根据缓冲仓4料线位置，调整碳膜电阻及位置发送器6的4-20mA信号，并设定量程0-100%在数显表显示，这样就能较为直观地了解料位及出料情况了。