專利名稱:傳送帶損傷感應器的制作方法
本發(fā)明是關于在傳送帶上安裝傳導感應器線圈的一種方法。這些感應線圈是用來監(jiān)測傳送帶在運行中出現(xiàn)的損傷和撕裂的。運送象金屬礦石、碎塊金屬、這些有鋒利邊角的零散塊體材料的重型傳送帶受到皮帶縱向撕裂或劃破這個始終存在的問題的影響。當被運物體的一個鋒利邊角經(jīng)傳送系統(tǒng)楔在傳送帶的骨架處時，傳送帶就會劃破，產(chǎn)生撕裂。如果傳送帶不很快停下來，帶上劃破的口子就會沿皮帶長度方向擴展到很長很長。這樣長的破口就會損壞傳送帶，給本來耐用的帶子造成損失并需要相當長的時間停工進行更換。為了使傳送帶撕裂或破口的縱向長度減到最小程度，要在傳送帶上按帶體縱向間隔橫向裝配傳導體列陣。多種電磁脈沖饋送到傳導體列陣中，并且這個系統(tǒng)還配有一個用來測定傳導體列陣連續(xù)性的監(jiān)測器。如果在這些橫向排列的列陣一處連續(xù)性受到擾動，那么與這個監(jiān)測器耦連的停機設備就會中斷傳送帶的運動，從而減輕已經(jīng)發(fā)生撕裂的程度。
為了能使這些損傷監(jiān)測系統(tǒng)正常準確地發(fā)揮作用，在傳送帶正常的運行期間，傳送帶上的導體列陣必須保持它們原有的設計形狀和電氣性能。如果在傳送帶的常規(guī)運行期間這些導體列陣損壞改變了列陣理想電磁特性，那么這套損傷監(jiān)測系統(tǒng)在傳送機沒有發(fā)生重大破損的情況下會過早地發(fā)生作用。已推薦幾種不同形式的導線，在傳送帶正常運行中，這些導線有隨著傳送帶的正常撓曲而撓曲這樣一種所要求的特性。這些在先推薦并使用的感應器列陣都遇到了撓曲疲勞斷裂這個問題。如果感應器列陣發(fā)生這種予料不到的斷裂，那么更換這些組件是極為困難和消耗時間的，因為它嵌埋在傳送帶的彈性橡膠骨架內部。
本發(fā)明提供在傳送帶彈性橡膠體內嵌埋感應器列陣的簡單而又有效的方法。列陣中的導線在彈性橡膠內可以自由移動而不致被拉長、磨損或折斷導體，在運行中該導線能隨傳送帶彎曲而不致?lián)p壞。這種方法極大地延長了列陣的工作壽命，保證了長期運行中導體列陣中的電磁連續(xù)性。
這項發(fā)明的另一個方面是提出了在現(xiàn)場更換傳送帶體內損壞的或有故障的導體列陣的一種簡單方法。這項發(fā)明更進一步的優(yōu)點是可以使用截面很小的導線，可以使用比較薄的、編織增強的傳送帶材料。本發(fā)明的這些和其它目的，優(yōu)點和益處會隨著對下面的逐點說明及附圖進行的描述而變得及更為明顯。
本發(fā)明的一個宗旨是內嵌有用于損傷監(jiān)測器的導線的增強的傳送帶。所述傳送帶是由下列部分組成的(a).彈性橡膠體，上面有一層載荷面，下面有一層皮帶輪接合面。兩面都平行于傳送帶的運動方向。
(b).在該彈性橡膠體內，有多層增強層堅固地鋪展在傳送帶整個面積上。
(c).在彈性橡膠體內有許多由低摩擦系數(shù)材料構成的護套(envelopes)，它們沿傳送帶驅動方向間隔開來，在彈性橡膠體內的護套內，每個護套都形成一個空隙(a void area)。
(d).成形導線位于所述護套內，這樣在增強傳送帶運行期間該導線可以在護套的空隙內自由滑動。
本發(fā)明的另一宗旨是在傳送帶損傷監(jiān)測系統(tǒng)中使用前面提到的這種傳送帶，它包括傳送帶本身，懸吊傳送帶的裝置，驅動傳送帶的裝置，監(jiān)測電信號的裝置和控制驅動的裝置。
本發(fā)明由于在彈性橡膠體內提供了一個非常平滑的空隙直接環(huán)包著這一多股導線，從而提高了感應器線圈或列陣的撓曲疲勞壽命。這一空隙由低摩擦系數(shù)材料構成或稱之為高平滑表面的護套所圍成。在正常的撓曲和傳送帶的運動過程中空隙及環(huán)包著它的護套能讓導線在護套的范圍內有移動的余地。在重型傳送帶的工作當中，帶子通過整個的傳送系統(tǒng)，傳送帶骨架要連續(xù)不斷地撓曲。輸運帶的兩邊緣在它裝載運送過程中會下塌凹陷。在傳送系統(tǒng)上料和卸料兩端，皮帶將會展平，在傳送機上返回的途中它會被拉展成平面狀態(tài)。由于傳送帶形態(tài)的交替變化，任何嵌埋的導線都會被撓曲并不可避免地產(chǎn)生金屬疲勞。本發(fā)明的光滑的護套使導線可以自由地在護套內滑動并消除了或至少大大減少了導線在使用必定經(jīng)受的疲勞撓曲的次數(shù)，這樣就大大改善了導體列陣或感應器線圈的使用壽命，并且大大地提高了損傷監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性。
護套材料必須能夠在傳送帶制成和固化處理之后，在彈性橡膠體內提供空隙。作為這項要求的結果，是護套必須在經(jīng)受了硫化加熱之后仍能保持平整狀態(tài)，因為大多數(shù)重型傳送帶是由硫化橡膠聚合物制成，如天然橡膠、SPR、聚丁二烯、聚氯丁二烯。當然，在本發(fā)明中，聚乙烯氯化物或氨基甲酸乙酯傳送帶材料也認為是本發(fā)明范圍內的彈性橡膠材料。本發(fā)明中制造護套所選用的低摩擦系數(shù)材料是合成熱塑樹脂，這種材料在傳送帶制造過程所使用的硫化或固化處理的溫度下不變形，通常硫化溫度范圍是125-200℃。所選護套材料適用性的篩選試驗是把這樣的一片材料放在一般水平位置上，一端固定另一端為自由端。這片材料應該加溫到這種專用傳送帶產(chǎn)品的硫化溫度，保持這個溫度約30分鐘，冷卻，然后檢驗一下在這樣的溫度烘烤下，該片材料是否出現(xiàn)了永久性的變形。軟化點高于規(guī)定溫度范圍的熱塑樹脂將是制造本發(fā)明的護套一種合適的備選材料。認為適用的熱塑樹脂有代表性的例子包括聚酯和共聚多酯;聚丙烯酸酯;聚碳酸酯;聚酰胺-聚酰亞胺;尼龍;聚丙烯的聚氨基甲酸(乙)酯;腈樹酯;硅和碳氟合成樹酯，例如三氟氯乙烯樹脂(CTFE)，EFTE，氟化乙丙烯(FEP)，聚四氟乙烯(PTFE)，和聚氟乙烯(PVF)。特別適于選用的材料是雙軸定向聚乙烯對二苯(PET)，這種材料是由3M公司經(jīng)銷，使用商標是“MylarTM”。由要求低溫或室溫制造的彈性橡膠制成的傳送帶，象一些氨基甲酸乙酯和聚氯乙烯(PVC)皮帶，可使用其它具有低軟化點或低變形溫度的熱塑樹脂。代表性的材料包括聚乙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，乙酸脂，苯乙烯塊狀聚合物和聚丁二烯或異戊(間)二烯，腈橡膠是混合成的，其中主要的成分是PVC。
這個護套應該具有與損傷感應器系統(tǒng)線圈形狀或列陣要求的形狀相對應的形狀。在傳送帶里形成的空隙應比導線寬大。護套是由相應的光滑的熱塑材料片成型的，材料的邊是用膠或是加熱軟化的方法粘到一起的。當然制成這種護套的其它方法包括擠壓側面形成中空也可以使用。護套的外表面可以粘到傳送帶彈性橡膠體上或也可以不粘。
任何合適的導線都可以用來制成所要求的列陣。已知有多種這樣的導線，包括硬線，編織多股軟辮線，扁平辮線。扁平形狀是特別可取的辮線的一個品種，由于辮線結構上的卷曲性，使它能夠內在地改善吸收來自縱向的壓力的能力。由于橫斷面縮小，扁平辮線特別適合選用。對相當薄的傳送帶來講，減少斷面的導線特別有用。一種已知的導線結構是多股扁平辮線，這種線用來繞成線圈，然后壓扁制成一個線形的導線，它實際上是一個被壓扁的多層重疊的螺線管。這種結構能夠增強導線抵抗縱向展伸運動中斷裂的能力。這種線圈結構的缺點是它的斷面是導線直徑的4到5倍。
在傳送帶彈性橡膠體內選用的任何合適的導線可以制成任意所需要的形狀。除去已知的復雜多邊形外，線圈還包括變形的8字型和其它多種形狀的環(huán)形。導線最適合選用高延展性、相對低張力的金屬線，如黃銅線。
本發(fā)明適用于任何類型的增強橡膠傳送帶。典型地損傷監(jiān)測系統(tǒng)被用于鋼絲強力橡膠傳送帶上，就如采礦的場合，在那種場合，傳送系統(tǒng)工作強度大，需要鋼絲增強傳送帶。這種發(fā)明也可以用于織物增強傳送帶。這種傳送帶上一般不裝損傷監(jiān)測，它們不容易嵌入相當薄截面的織物增強傳送帶里。
圖1是傳送帶損傷監(jiān)測系統(tǒng)的簡化透視圖。
圖2是圖1上傳送帶的橫剖視圖，沿2-2線剖開，包括本發(fā)明的帶有護套的感應器列陣。
圖3是圖1和圖2傳送帶局部頂視圖，該圖是剝去皮帶外層，展示了傳送帶體內護套的嵌置及本發(fā)明使用的導線情況。
圖4是圖3中取沿4-4線走向剖開的導線的一條支路局部放大的橫剖視圖。
圖5是本發(fā)明的護套與導線的另外一種嵌入方法的結構放大透視圖。
圖6是本發(fā)明實施例的鋼絲增強傳送帶的平面圖，部分外層剝去后展示了這種傳送帶的結構層。
圖7、8、9是本發(fā)明的成形導線列陣幾種變換形狀的示意圖。實際形狀應按具體情況設計，以求與系統(tǒng)配合一致。
在圖1中，示有一個傳送帶損傷監(jiān)測系統(tǒng)10。傳送帶11上布有多條嵌入皮帶30的感應器12，它們如箭頭14所示的皮帶運動方向呈橫向排列。感應器12是用于傳送帶損傷監(jiān)測系統(tǒng)的閉合導線回環(huán)的簡化示意圖。美國專利3，742，477和美國專利3，831，161和3，922，661以及3，731，113都述及與本發(fā)明可一起使用的多種感應器的實施例。傳送帶損傷監(jiān)測系統(tǒng)使用這種感應器12，目的在于根據(jù)所使用的不同型式的監(jiān)測系統(tǒng)來產(chǎn)生電場或磁場。當感應環(huán)經(jīng)過監(jiān)測器16上方時，通過存在其間的感應耦合，感應器12常常被用于傳遞或產(chǎn)生一個監(jiān)測信號。美國專利3，742，477和3，831，161說明了在這樣的系統(tǒng)中所使用的監(jiān)測電路。監(jiān)測器16提供一個信號給控制組件18，而組件18能夠關斷這套傳送系統(tǒng)的動力裝置。在圖1中，控制組件是與圖中所示的驅動許多皮帶輪22的馬達20相連的，這些皮帶輪支撐著傳送帶12。當然，控制組件可以是手動系統(tǒng)，監(jiān)測器只提供傳送帶破損的指示，而該控制可由一個操作人員執(zhí)行，他能根據(jù)需要使這系統(tǒng)停止運轉。對一位有熟練技能的人來講，很清楚，控制組件18可根據(jù)對損傷感應線圈12的監(jiān)視，按程序自動地使這一系統(tǒng)停止運轉。監(jiān)測組件16依據(jù)來自靠近運動著的感應器12的一個選擇信號發(fā)生器24提供的正負反饋信號運行。
本發(fā)明目的在于把感應器12裝入傳送帶30的方法，以使感應器不是由于在系統(tǒng)中被嚴重破損或撕裂而是在正常運行中損壞的，可能性減到最小。
監(jiān)測組件16可以是任何一種已知的監(jiān)測器，包括透過皮帶測量環(huán)形線圈的電阻值，透過皮帶測量磁通量，透過皮帶測量電容變化或介質場的變化，或測量電磁場的變化。上述的這些方法都是已知的并已在傳送帶損傷監(jiān)測系統(tǒng)中應用了。任何一種監(jiān)測組件都使用橫貫皮帶的導線，為使監(jiān)測系統(tǒng)工作可靠，必須防止導線因疲勞而折斷。感應器12可以伸到橫跨整個皮帶(寬度)，這樣它們就與傳送帶邊緣26相接，線圈也可以與邊緣26有一間隔距離，這要取決于損傷監(jiān)測系統(tǒng)所使用的監(jiān)測器的類型。監(jiān)測器實際上可以接觸到傳送帶邊緣或者移出一個空氣隙距離。
圖2顯示了按照本發(fā)明制造出的傳送帶30的垂直剖面圖。圖3顯示了傳送帶30沿3-3剖線恰好在導線40上方的水平位置剖開的上視圖。
圖4顯示沿圖3中4-4線剖開截面的局部放大。傳送帶30包括嵌在彈性橡膠體34內的三層編織網(wǎng)層32。彈性橡膠體是由常規(guī)的橡膠聚合物聚合成的，這些聚合物在加熱加壓下經(jīng)過混合、硫化作用，形成傳送帶最終的彈性橡膠體34。傳送帶30包括上面一層載荷面36和下面一層皮帶輪支撐面38。
圖3剖視圖顯示了裸露在外的成形導線40，它是由放置在護套46形成的空隙44中的一條多股編織銅線構成的一條偏平電纜42組成的。變形的8字形成形導線40是一種用于電感負反饋系統(tǒng)的特殊形式。圖4局部放大圖可很好地顯示護套46的制作方法。在制作護套46時，幾層低摩擦系數(shù)材料48被加熱粘接在一起。這種特殊用途的材料48厚度為0.13毫米，采用的是雙軸定向聚乙烯對二苯聚脂。這種材料由3M公司制造，用的是“MylarTM”商標。與導線40外形輪廓精確一致的一對平面模片是從聚脂薄片上切割下來的。這些平面模片50放置在導線40外圍，側面由聚脂片52隔開，聚脂片加熱粘接，在護套46兩平層表面之間形成一個空隙44，在傳送帶30運行期間，空隙中的導線40可以自由地由一邊滑向另一邊。任何密封邊緣形成護套的適當方法都屬于本發(fā)明的意圖。熱密封是粘接聚乙烯對二苯簡單、方便的方法。在圖2的實例中，護套46及其中的導線42位于編織網(wǎng)層32之間。護套46可以使列陣中交插的各點兩組導線之間絕緣。對于所使用的特殊類型損傷監(jiān)測系統(tǒng)，導線42在連接處能互相接觸，并且這連接的導線就處于一個護套之中。當在傳送帶中全部嵌設封有成形導線40的護套46組成的列陣時的安裝工作，希望靠保護性彈性膠體把列陣邊緣與傳送帶邊緣54和56之間隔開一段距離。在其它需要一個貫穿整幅傳送帶寬度的導線的系統(tǒng)中，這條導線實際可以靠近傳送帶邊緣54和56，并從靠近邊緣的護套46中穿出。在圖4所示的實例中扁平的導線電纜42是由96股34號鍍錫銅線編成。
參看圖5，圖上面有一個護套60，它是由熱塑樹脂壓擠形成的，里面裝有線圈導線62。這一實例簡明地表示在空隙64中裝有導線的護套的另外一種制作方法。任何其它制作護套和導線列陣的方法都適用于本發(fā)明。
圖6表示鋼絲增強傳送帶70剝去表層面露出其結構的不同層次。傳送帶里嵌設有橫向排列的護套72，而每個護套內都裝有盤成一種適合形狀的導線74。傳送帶彈性橡膠體76內嵌裝著增強強度的鋼絲78，鋼絲的方向與箭頭80所標明的傳送帶的運動方向相平行。這種重型傳送帶是能夠長距離運載礦石或其它大塊材料這類特重負荷。這種重型傳送裝置對由于鋒利邊角作用而產(chǎn)生的撕裂、劃破，切割等損傷很敏感。鋒利邊角很可能被卡住而觸到傳送帶，當帶子運行時因為沒有橫向裝置阻止鋒利物體劃破傳送帶的帶體，所以很可能造成破口的不斷延伸發(fā)展。在鋼絲增強傳送帶上拼接上一段新帶是件困難和費時的工作，在修理的部位進行搭接和硫化時，就得要求把整個傳送系統(tǒng)停下來。圖6所顯示的是表層剝去的傳送帶;最好在皮帶輪支撐面79和鋼絲78之間裝有導線74。因為在裝料卸料期間，傳送帶的載料面由于濫用而易受損，所以把導線埋設在皮帶支撐面的這種埋設法是恰當?shù)?。因為在裝料卸料過程中，傳送帶載料面81常遭到過度使用，如果導線74埋設在載料的一面，它們就會由于遭到濫用導致導線斷裂，從而使所需要的電磁連續(xù)性受到破壞。此發(fā)明另外一個實施例是對于護套內的導線可以使用相當薄的橡膠板嵌在皮帶輪支撐面里，這些薄橡膠板既用來保護導線又可以把封入護套內的導線粘到傳送帶的表面。當嵌入傳送帶內的導線列陣在運行中受到損壞，為了使損傷監(jiān)測系統(tǒng)能夠保護整個傳送帶的完好，必須把一條更換的導線嵌入傳送帶內的情況下，這一實例特別有用。在傳送帶通過整個傳送系統(tǒng)的過程中因皮帶輪的作用而變形時，護套容許導線容易地滑動。
參看圖7、8、9，它們顯示的是變通形狀的導線線圈84、86、88的示意圖，導線90、92、94就嵌在按照本發(fā)明制造的護套96、97和98當中。根據(jù)本發(fā)明在護套中受到保護的導線可以是任何形狀的，包括直線的，環(huán)式的，8字形和其它復雜的多邊形式的，可以構成回路也可以不構成，要根據(jù)所用監(jiān)測方式起作用時，需要閉路的還是需要開路來決擇。
為了說明本發(fā)明，已經(jīng)說明了一些代表性的實施例和細節(jié)，在不背離本發(fā)明的精神與范圍的基礎上，對任何本技術領域：
的技術人員可以進行多種變換和更改。
權利要求
1.一種增強傳送帶其特征在于內部含有一條用于損傷監(jiān)測系統(tǒng)的導線，該傳送帶包括(a)彈性橡膠體，上面有一層載荷面，與之并行的下面有一層皮帶輪接合面，每個面均沿傳送帶的運動方向一直延伸；(b)在該彈性橡膠體內有多層增強薄層；(c)在該彈性橡膠體內部有許多低摩擦系數(shù)材料構成的護套，它們沿著傳送帶運動方向間隔開來，每個護套都在彈性橡膠體內，形成了一個位于護套內的空隙；(d)所述的護套內部都有一定形狀的導線，在增強傳送帶運行期間，導線可以在護套的空隙內自由滑動。
2.根據(jù)權利要求
1的傳送帶，其特征在于所述的護套是由熱塑材料構成的，在該傳送帶制作過程中不會變形。
3.根據(jù)權利要求
1的傳送帶，其特征在于所述的護套是由下述有選擇的材料構成的，包括聚酯，聚丙烯酸酯，合成樹脂，聚酰胺-聚酰亞胺，尼龍，聚丙烯的-聚氯基甲酸(乙)酯，聚乙烯氯化物，和硅酮。
4.根據(jù)權利要求
1的傳送帶，其特征在于所述的護套是至少由兩片相對應的熱塑樹脂片形成的，兩片材料的邊用膠粘的方法緊密地粘合到一起，在該相對應的平面薄片之間形成了所述的空隙。
5.根據(jù)權利要求
1的傳送帶，其特征在于所述的護套橫截面是由低摩擦系數(shù)材料的擠壓圍成的。
6.根據(jù)權利要求
1的傳送帶，其特征在于所述的空隙是一個大體上平面區(qū)域，平行于傳送帶與皮帶輪接合的表面，在空隙里的導線在其護套內部能夠自由地滑動。
7.根據(jù)權利要求
1的傳送帶，其特征在于所述的導線是一條柔軟的金屬線。
8.根據(jù)權利要求
7的傳送帶，其特征在于所述的金屬線是一條編織辮線。
9.根據(jù)權利要求
8的傳送帶，其特征在于所述的編織辮線按軸向透視法壓縮外展，從而形成扁平的有最小厚度的扁平辮線。
10.根據(jù)權利要求
1的傳送帶，其特征在于所述的導線呈松散的直線圈的形狀。
11.根據(jù)權利要求
1的傳送帶，其特征在于所述的成形導線具有復雜多邊形的形狀。
12.根據(jù)權利要求
1的傳送帶，其特征在于所述的導線具有8字形閉環(huán)的形狀。
13.根據(jù)權利要求
1的傳送帶，其特征在于所述的增強層沿傳送帶運行方向至少包括一鋼纜平面層并大體上展開到該傳送帶的整幅寬度，并且在該傳送帶內，所述的許多護套放置在鋼纜平面層的一側。
14.根據(jù)權利要求
1的傳送帶，其特征在于所述的這些增強層是編織層，所說的護套就放置在兩個相鄰的編織層之間。
15.根據(jù)權利要求
1的傳送帶，其特征在于所述的增強層是編織層，許多護套被放置在所述的最外層編織層和相鄰的皮帶輪接合面，或傳送帶的載荷面之間。
16.一套傳送帶損傷監(jiān)測系統(tǒng)特征在于包括傳送帶;傳送帶的承載裝置;傳送帶驅動裝置;檢測傳送帶信號的裝置和控制驅動設備的裝置，該傳送帶具有(a)彈性橡膠體，該彈性橡膠體上面有一層載荷面和下面一層皮帶輪接合面，兩平面均平行于該傳送帶的運行方向;(b)數(shù)層增強層分布在所述的彈性橡膠體內，這些增強層大體擴展到復蓋整個傳送帶幅寬。(c)低摩擦系數(shù)材料制成的護套放置在彈性橡膠體內并且沿傳送帶運行方向間隔開，在那里每個護套在所述的彈性橡膠體內形成一個位于護套內的空隙;(d)一種成形導線安放在每一所述的護套里，使得所述的導線在該增強傳送帶運行期間在該空隙中自由運動。
專利摘要
本文公開了一種改進的安裝在傳送帶中的帶有護套的導線。在傳送帶的骨架中由低摩擦系數(shù)材料的護套形成小的空隙，使得在工作中既使傳送帶彎曲也不影響導線的自由移動。這種移動可減小導線的破損和受力。傳送帶中上述導線構成的列陣沿傳送帶長度方向安置，與電子或電磁撕裂監(jiān)測系統(tǒng)一同使用時，可監(jiān)測長的貨運傳送帶的撕裂，當導線列陣發(fā)生損傷時，傳送系統(tǒng)停止運動，以使撕裂的縱向長度減到最小程度。
文檔編號B65G43/02GK86104961SQ86104961
公開日1987年2月11日 申請日期1986年8月12日
發(fā)明者唐·史密斯·斯特雷德 申請人:固特異輪胎和橡膠公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan