Источник: Полунин В.Т., Гуленко Г.Н. Эксплуатация мощных конвейеров. - М: Недра, 1986. - с.104-111.

      Своевременное обнаружение повреждений в лентах позволяет повысить срок их эксплуатации при минимальных затратах на ремонт. К применяемым для контроля внешней целостности ленты относятся устройства, работающие по принципу обнаружения просыпи, контактные, вибрационные, пневматические, с использованием проникающего излучения.

     Устройства, работающие по принципу обнаружения просыпи, имеют простую конструкцию. Для обнаружения просыпи может быть использован зигзагообразный провод, закрепленный на изоляторах под лентой. Провод располагается с небольшим зазором над заземленным металлическим листом перекрытия и подключен к реле контроля ИКС-2Н. При возникновении в ленте трещины или продольного разреза образуется просыпь, уменьшающая сопротивление между проводом и листом перекрытия. Происходит срабатывание реле, и конвейер останавливается.

     Испытан другой вариант устройства с аналогичным принципом работы. Под лентой располагается лоток из двух металлических пластин, в зазоре между которыми монтируется электрод. При разрыве ленты просыпь попадает в зазор, после чего срабатывает промежуточное реле, отключающее конвейер. Для ускорения процесса обнаружения повреждений в ленте применяются два ряда металлических щеток, расположенных под лентой. Щетки закреплены на изоляторах и находятся в контакте с лентой. Усилие прижатия щеток к ленте регулируется посредством перемещения направляющих втулок. Щетки электрически соединены с реле ИКС-2Н. При разрезе ленты рудная просыпь попадает в разрез сверху, а снизу в него заходят проволочки щеток. Происходит резкое изменение электрического сопротивления контролируемого участка, срабатывает реле ИКС-2Н, и конвейер отключается. В качестве регистрирующего прибора могут быть использованы источник излучения и детектор. Они расположены под грузонесущей ветвью ленты с двух сторон конвейерного става. При образовании продольного разреза ленты просыпь уменьшает поток излучения, поступающего в детектор. Срабатывает релейный блок, и конвейер останавливается. В качестве детекторов используются газоразрядные счетчики СБМ-19, а релейных блоков - серийно выпускаемые отечественные приборы типа БР-7, БР-8. Устройство прошло опытную проверку. Повышение надежности контроля возникновения сквозных повреждении достигается применением специальных роликов с выступами. При взаимодействии ленты с выступами роликов происходит расширение трещин и порезов, имеющихся в ленте, и более интенсивное образование просыпи.

     Простую конструкцию имеет приспособление в виде наклонного листа или лотка, с одной стороны снабженного шарниром, а с другой - пружиной. При попадании просыпи на лист (или лоток) он поворачивается и воздействует на выключатель привода. Лотки могут быть установлены в сочетании с источником излучения.

     Контактные устройства. При сильном повреждении ленты на ее нижней поверхности в средней части или на кромках ленты образуются задиры в виде лоскутов, которые можно использовать для воздействия на рабочие элементы системы защиты.

     В контактных устройствах скользящего типа рабочие элементы в виде гибкой пластины закрепляются на кронштейне и имеют шарнирную тягу, которая соединяется с упругой консольной балочкой с контактом на конце. При набегании пластины на выступающий разрыв ленты она увлекается им и поворачивает тягу, в результате чего происходит срабатывание цепи управления.

     На шахте «Западная» производственного объединения «Интауголь» используется приспособление для защиты ленты от порыва, выполненное из поворотной рамки. Рамка имеет верхнюю и нижнюю части. К последней прикреплен трос, который сблокирован с реле ИКС-2Н. Выступающий лоскут ленты поворачивает рамку, после чего трос включает реле ИКС-2Н и соответственно систему сигнализации.

     В ГДР и Японии широко используются простые по компоновке устройства защиты ленты, выполненные в виде электропроводников. Они изготавливаются из медной или стальной проволоки с малой прочностью на разрыв. Проволока натягивается под лентой между стойками. Оборвавшийся участок поверхности ленты набегает на проволоку и обрывает ее, после чего включается сигнализация.

     Рабочим органом вибрационных устройств служит вибрационный элемент, выполненный, например, в виде эксцентриковой шайбы. Она устанавливается консольно на валу и имеет выступы, взаимодействующие с краем ленты. На другом краю ленты располагается диск с приемником колебании. Лента является «волноводом» для передачи вынужденных колебаний от вибрационного элемента приемнику колебании. При возникновении продольных разрывов ленты амплитуда вынужденных колебаний ленты в зоне приемника уменьшается. Приемник вырабатывает управляющий сигнал, и реле отключает привод конвейера.

     Пневматические устройства работают при сквозных разрывах ленты по принципу регистрации изменения давления в камере прибора. Камера устанавливается под лентой и прижимается к ней посредством рычажного механизма с контргрузом через уплотнения. В камеру через форсунку подается сжатый воздух, давление которого контролируется датчиком. Рычажный механизм монтируется на подвижном держателе, установленном на направляющей. Перемещение держа¬теля осуществляется гидроцилиндром. Держатель совершает возвратно-поступательное перемещение, благодаря чему контролируются повреждения по всей ширине ленты. Когда камера оказывается под повреждением насквозь участком ленты, давление в камере падает и датчик вырабатывает сигнал для сигнализации. Камера может иметь ширину, равную ширине контролируемого участка ленты, и в этом случае монтируется стационарно.

     Устройства с использованием проникающего излучения. Из устройств данного типа на металлургических предприятиях широко применяются рентгенодефектоскоп РДЛ-1 и гамма-дефектоскоп УДК. Рентгенодефектоскоп РДЛ-1 основан на проникающем излучении рентгеновских лучей, интенсивность поглощения которых меняется при возникновении дефектов в материале. Выявление повреждений в ленте осуществляется по изменению изображения на экране или фотопленке. Гамма-дефектоскоп УДК предназначен для контроля состояния стыков и отдельных участков ленты. Проведение дефектоскопии требует остановки конвейера.

     Принцип контроля основан на регистрации изменения ионизирующего излучения контролируемой среды. Аппаратура включает в себя датчики повреждения ленты, источники ионизирующего излучения (детектор) и электронный блок. Имеются датчики для обнаружения повреждений негруженой и груженой ленты. Каждый датчик снабжен источником ионизирующего излучения. Датчики негруженой ленты срабатывают при резком изменении интенсивности ионизирующего излучения, проходящего через ленту. Эти изменения возникают при порезах и пробоях ленты. Датчики имеют удлиненную форму. Их число зависит от ширины ленты, каждый датчик обеспечивает контроль полосы ленты шириной 600 мм. Датчики срабатывают при появлении повреждений в ленте шириной не менее 2 мм. Поток ионизирующего излучения в датчиках регистрируется газоразрядным счетчиком СБМ-13. Сигнал со счетчиков в блоках детектирования усиливается, калибруется и через соединительный кабель поступает на один из пяти входов электронного блока. В блоке сигнал проходит соответствующую интегрирующую цепочку, подключенную к стрелочному прибору визуального контроля состояния ленты. С интегрирующих цепей через логическую схему сигнал подается в анализатор, который сравнивает его с величиной опорного сигнала. При отклонении значения сигнала от опорного срабатывает реле. Включается сигнализация, и отключается привод конвейера. Повторный запуск конвейера осуществляется после устранения повреждения нажатием кнопки пуска на панели электронного блока. Рассмотренную аппаратуру для обнаружения повреждении в ленте рекомендуется применять на мощных конвейерах.

     Резкое ухудшение прочностных показателей лент мощных конвейеров связано не только с внешним нарушением целостности. Нередко процесс разрушения ленты начинается изнутри и связан с разрывом тяговых и грузонесущих элементов (нитей, тросов, корда, упрочняющих вставок). Такие нарушения целостности ленты также должны контролироваться. Известны следующие устройства для контроля внутренней и внешней целостности ленты: электромагнитные, электроконтактные, с использованием световодом и пьезоэлектрические.

     К электромагнитным устройствам относятся устройства контроля целостности резинотросовых лент, а также лент специальной конструкции (со вставками различного типа). Для контроля резинотросовых лент могут быть эффективно использованы магнитные свойства тросов. Феррозондовые датчики весьма чувствительны к изменению магнитного поля в местах повреждения тросов. Контроль повреждений тросов возможен также в режиме остаточного намагничивания, что упрощает процесс контроля лент в подземных условиях.

     Гипроуглеавтоматизацией совместно с Днепропетровским заводом шахтной автоматики разработано устройство УКЦТ-1 для профилактического контроля целостности тросов, основанное на феррозондовой дефектоскопии. Оно содержит электронный блок, намагничивающий элемент, магнитомодуляционные датчики для обнаружения повреждений при подвижной ленте и определения места и числа поврежденных тросов на неподвижной ленте.

     В резинотросовых лентах легко получить замыкание цепи для индуктирования в ней электрических сигналов, которые затем регистрируются датчиками. Для этого крайние тросы перемыкаются проводами и образуют с ними замкнутые контуры. При возникновении внутренних повреждении в ленте прерывается поступление сигналов, и устройство срабатывает. В другом варианте получают группу магнитных или электромагнитных контуров, замыкающих несколько тросов в каждой группе. В более сложных универсальных схемах специальный прибор вырабатывает сигнал переменного тока с импульсной модуляцией. Модулированные сигналы, проходят через ленту, изменяют свою характеристику при прохождении поврежденных участков ленты (резинотросовой или резинотканевой) и преобразуются в постоянный ток, значение которого сравнивается с эталонным.

     К универсальным средствам контроля целостности ленты относятся также схемы, в которых используются специальные самостоятельные элементы, встраиваемые внутрь резинотросовой или резинотканевой ленты и выполняющие функцию датчиков повреждений. Это могут быть групповые контуры из отдельных тросиков иди проволоки, встраиваемые в ленту. Контуры, как правило, имеют многоступенчатую петлеобразную форму, иногда оснащаются индуктивными катушками. С одной стороны ленты монтируется передающая электромагнитная обмотка, а с другой - приемная с усилителем. При обрыве контура ток в нем не возникает, и система срабатывает. В США используют медные контуры в виде одной синусоидальной петли, от которой через определенный интервал проходят к краям ленты проводники. Ток в контуре возникает под действием переменного внешнего магнитного потока. При повреждении ленты ток исчезает. Участок повреждения ленты быстро обнаруживается при включении в цепь контроля краевых проводников. Срабатывает реле, и привод конвейера отключается.

     В Японии широкое распространение для контроля целостности лент получили магнитные элементы. В ленту встраива¬ется система резиновых магнитов, устанавливаемых со смещением по ширине ленты. Вплотную к магнитикам располагаются ферромагнитные элементы, выходящие к поверхности ленты и служащие для передачи магнитного потока к датчикам. При разрыве ленты происходит смешение магнитов и ферромагнитных элементов, в результате чего интенсивность регистрируемого магнитного потока возрастает. Срабатывает датчик, и привод конвейера отключается.

     Электроконтактные устройства редко приме¬няются для контроля целостности лент, транспортирующих сыпучие грузы. Встраиваемые в ленту элементы выполняются электропроводными, располагаются по всей ширине ленты и взаимодействуют с неподвижными или подвижными (дисковыми) контактами (щетками). Последние включаются в электрическую цепь с исполнительным реле, которое срабатывает при повреждении электропроводника. Целесообразно вместо специальных кот актов, взаимодействующих с электропроводными элементами ленты, использовать роликоопоры. Для этого в обечайку роликов помешаются контакты, взаимодействующие с электропроводными элементами ленты и щетками, включен¬ными в электрическую цепь управления.

     В устройствах с использованием световодов в качестве первичных датчиков используются световоды из стек¬ловолокна, обладающие эластичностью и встраиваемые в ленту вулканизацией. Световоды располагаются поперек ленты под некоторым углом, чтобы излучатель света и светоприемник были смещены относительно друг друга для исключения взаимного воздействия. При отсутствии повреждений в ленте свет от излучателя через световод попадает в светоприемник. Нарушение режима подачи световых сигналов свидетельствует о наличии повреждения в ленте. Световоды могут быть зигзагообразной формы и располагаться в виде отдельных отрезков с определенным шагом по длине лепты. Концы световодов обычно помещаются в защитные трубки и располагаются в углублениях, выполненных на кромках ленты и прикрытых прозрачной пленкой, предохраняющей световоды от загрязнения. Предусматриваются та очистительные щетки, устанавливаемые с боков ленты и служащие дли удаления грязи с пленок в момент прохождения световодов относительно регистрирующей аппаратуры.

© ДонНТУ, 2008, Мороз С.А.