专利名称：带有铁件吸起检测装置的带式自动除铁器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及从散状固体非导磁性物料运输带中自动除去物料中夹杂钢铁件 的除铁器，尤其涉及除铁器采用声波检测铁件的装置，以保护皮带运输机及后道工序设备 免遭损坏，可应用于冶金、煤炭、发电、水泥、造纸、港口等行业。
背景技术：
现有的非导磁性物料带式自动除铁器的运行控制技术有如下几种1、物料运输皮带机运行，带式自动除铁器电磁铁通电励磁(恒磁的则不用通电励 磁)，同时使带式自动除铁器的除铁皮带循环运行，直到物料运输皮带机停止，带式自动除 铁器的循环除铁皮带再停止，若是电磁铁的则同时停止通电励磁。2、在带式自动除铁器前方的物料运输皮带机上装设金属检测器，当金属检测器检 测到物料运输皮带上有铁件时，发出信号使带式自动除铁器的循环除铁皮带运行，同时使 电磁铁通电励磁，金属检测器检测不到物料运输皮带上铁件时，使带式自动除铁器的循环 除铁皮带和电磁铁同时断电停止运行。3、采用定时控制的方法，不管有无铁件磁铁始终保持磁�。⒍ㄊ笔勾胶愦懦� 铁器的循环除铁皮带运行一定的时间。随着技术的发展，中国专利200420082412. 6公开了一种“自检型带式除铁 装置”，该除铁装置是在恒磁铁表面安装压力检测器件的自检式恒磁除铁器；中国专利 200710036862. X公开了一种“恒磁除铁器采用磁敏元件组检测铁件的方法”在恒磁铁内部 安装磁场检测器件的自检式恒磁除铁器；中国专利200710046610. 5公开了一种“恒磁除铁 器采用声波检测铁件的方法和装置”，在除铁器恒磁铁空腔中安装声波接受装置检测铁件 等技术。这些技术中的恒磁除铁器的工作特点是循环除铁皮带平时不运行，只有在有铁件 被恒磁除铁器的恒磁铁吸起时，即会发出信号使循环除铁皮带运行除铁，当铁件被除去后 延时运行数秒即自动停止。但这些技术也存在很大的局限性，只能适用于恒磁铁带式除铁 器，不能在电磁铁带式自动除铁器的场合应用，而现在有大量的电磁铁带式自动除铁器正 在生产现场使用。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种带有铁件吸起检测装置的带式自动除铁器，该带 式除铁器能自行检测有无铁件被磁铁吸起，其结构简单，除铁皮带只在有铁件被吸起时才 进行运转，节约电能，机械损耗小，能延长除铁器的使用寿命。本实用新型是这样实现的一种带有铁件吸起检测装置的带式自动除铁器，包括 除铁器控制箱、带式除铁器和弃铁料斗，所述带式除铁器包括磁铁、循环除铁皮带、除铁皮 带驱动电机、除铁皮带驱动辊和除铁皮带支撑辊，所述磁铁为恒磁铁或电磁铁；所述带式除铁器还包括铁件吸起检测装置，铁件吸起检测装置由一个密闭空腔和 一个声波检测器件组成，密闭空腔一端安装在箱体外侧面上并紧贴住箱体，密闭空腔的另一端装有声波检测器件，声波检测器件输出接除铁器控制箱，声波检测器件将声信号转换 后输出电信号给除铁器控制箱；所述箱体由一周的磁铁轭板、中心处的磁铁和下部的非导磁性隔板组成，磁铁和 磁铁轭板下部装有非导磁性隔板，并且一周磁铁轭板与非导磁性隔板相连接，磁铁上部和 磁铁轭板上部相连接组成箱体上部。所述箱体内的磁铁为电磁铁，电磁线圈卷绕在电磁铁上，并且电磁线圈与一周磁 铁轭板间留有缝隙。所述箱体内的磁铁为恒磁铁，恒磁铁与一周磁铁轭板间留有空间。所述除铁器控制箱内包含铁件检测信号处理电路，铁件检测信号处理电路包括放 大电路、幅度放大电路和频率/电压转换电路，铁件检测信号经放大电路后一路信号频率 经频率/电压转换电路将频率转换为对应的电压信号，另一路信号幅度经幅度放大电路后 为与原信号幅度对应的电压信号，再将处理后的频率电压信号与幅度电压信号分别送入微 处理机进行处理。所述带式除铁器还包括除铁皮带堵转检测装置，除铁皮带堵转检测装置由一个检 测标志块和接近检测开关组成，在除铁皮带支撑辊的一侧辊筒端面上固定装有检测标志 块，与检测标志块相配合还装有一个接近检测开关，接近检测开关输出接除铁器控制箱。本实用新型是在现有的带式自动除铁器(电磁除铁器或恒磁除铁器)的基础上， 在除铁器磁铁箱体外侧增加了一个铁件吸起检测装置，并对磁铁、磁铁轭板和非导磁性隔 板组成的磁铁箱体结构进行了改进，使得磁铁吸起的铁件撞击非导磁性隔板产生的震动波 容易被传递和检测到。另外在除铁器除铁皮带支撑辊端面外侧增加一个除铁皮带堵转检测 装置，检测除铁皮带运行是否正常，防止循环除铁皮带堵转后仍长时间运行损坏设备和除 铁器。本实用新型与现有技术相比，其有益效果是1、本实用新型一种带有铁件吸起检测装置的带式自动除铁器，不需要安装金属检 测器等结构复杂的检测装置，由除铁器带有的震动波检测器件利用金属被吸起撞击产生的 震动波来进行动作控制，装置构成简单。2、本实用新型除铁器不需要循环除铁皮带长时间连续运转，只是在有铁件被吸起 撞击除铁器底部时才进行短时间的运转，使除铁器运行机械损耗小、节约电能。3、本实用新型除铁器在循环除铁皮带发生堵转时可以及时使循环除铁皮带停止 运行，防止循环除铁皮带堵转后仍长时间运行损坏设备和除铁器不能正常除铁。4、本实用新型除铁器利用原有磁铁箱体结构进行震动波传递，震动波检测器件安 装于磁铁箱体外部，结构简单。5、本实用新型技术既可以在新制造除铁设备上应用，又便于在原有带式除铁设备 上进行改造应用。6、本实用新型技术适用性强，既可以适用于带式恒磁除铁器，又可以适用于带式 电磁除铁器。
图1为本实用新型带有铁件吸起检测装置的带式自动除铁器结构示意图；[0024]图2为本实用新型带有铁件吸起检测装置的电磁除铁器部分结构示意图；图3为本实用新型带有铁件吸起检测装置的恒磁除铁器部分结构示意图；图4为本实用新型的电磁除铁器的控制关系示意图；图5为本实用新型的恒磁除铁器的控制关系示意图；图6为本实用新型的电磁(或恒磁)除铁器对于铁件检测信号和堵转检测信号处 理及控制关系示意图；图7为本实用新型的除铁器除铁皮带堵转检测装置堵转检测示意图。图中1物料运输皮带，2非导磁性物料，3杂铁件(铁件)，4弃铁料斗，5除铁器控 制箱(控制器)，6磁铁，61恒磁铁，62电磁铁，63磁铁轭板，64电磁线圈，7除铁皮带驱动电 机，8除铁皮带驱动辊，9循环除铁皮带(除铁皮带)，10不锈钢板(非导磁性隔板)，11除 铁皮带支撑辊，12检测标志块(铁质检测块)，13堵转检测装置，131接近检测开关，14铁件 吸起检测装置，15悬挂件，16悬挂钢构架；20密闭空腔，21声波检测器件，22信号引出线， 23箱体。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。参见图1，一种带有铁件吸起检测装置的带式自动除铁器，包括一台除铁器控制箱 5、一台带式除铁器和一个弃铁料斗4，所述带式除铁器包括磁铁6、循环除铁皮带9、除铁皮 带驱动电机7、除铁皮带驱动辊8、除铁皮带支撑辊11和铁件吸起检测装置14 ；所述磁铁6 包括恒磁铁61或电磁铁62 ；所述铁件吸起检测装置14由一个密闭空腔20和一个声波检测 器件21组成，参见图2和图3，密闭空腔20的一端固定安装在箱体外侧面的任一面上并紧 贴住箱体，密闭空腔20的另一端装有声波检测器件21，声波检测器件21输出信号通过引出 线22接除铁器控制箱5，声波检测器件21将声信号转换后输出电信号给除铁器控制箱5 ； 所述密闭空腔20为喇叭形，喇叭形的大端面紧贴住箱体23，喇叭形的小端面安装有声波检 测器件21。所述箱体23由一周的磁铁轭板63、中心处的磁铁6和下部的非导磁性隔板10组 成，磁铁6和磁铁轭板63下部装有非导磁性隔板10，并且一周磁铁轭板63与非导磁性隔 板10相连接，磁铁6上部和磁铁轭板63上部相连接组成箱体23上部。磁铁轭板63为导 磁体，如铁板，经过中心处的磁铁6的导磁作用形成磁极，非导磁性隔板10为不锈钢板。所述箱体23内的磁铁6为电磁铁62，参见图2，电磁线圈64卷绕在电磁铁62上， 并且电磁线圈64与一周磁铁轭板63间留有缝隙，使得电磁铁62产生的磁场吸起铁件3撞 击不锈钢板10产生的震动波通过不锈钢板10传递至磁铁轭板63上，被铁件吸起检测装置 14检测到。所述箱体内23的磁铁6为恒磁铁61，参见图3，恒磁铁61与一周磁铁轭板63间 留有空间，使得恒磁铁61产生的磁场吸起铁件3撞击不锈钢板10产生的震动波通过不锈 钢板10传递至磁铁轭板63上，被铁件吸起检测装置14检测到。铁件吸起检测装置14的所述声波检测器件21为一个声波传感器件，该声波传感 器件可以是市售的驻极式、电容式、压电式等声波传感器件。铁件吸起检测装置14固定安 装在所述箱体23的磁铁轭板63外侧，并与磁铁轭板63紧密接触，声波检测器件21输出的信号经放大处理后，通过信号引出线22连接到除铁器控制箱5。所述除铁器控制箱5内包含铁件检测信号处理电路，参见图6，铁件检测信号处理 电路包括放大电路、幅度放大电路和频率/电压(F/V)转换电路，铁件检测信号经放大电路 后一路信号频率经频率/电压转换电路将频率转换为对应的电压信号，另一路信号幅度经 幅度放大电路后为与原信号幅度对应的电压信号，再将处理后的频率电压信号与幅度电压 信号分别送入微处理机进行处理。所述带式除铁器还包括除铁皮带堵转检测装置13，参见图7，除铁皮带堵转检测 装置13由一个检测标志块12和一个接近检测开关131组成，在除铁皮带支撑辊11的一侧 辊筒端面上装有检测标志块12，与之相配合装有一个接近检测开关131，接近检测开关131 固定安装在除铁器机架上，接近检测开关131输出信号通过导线接除铁器控制器5。所述检 测标志块12为铁质检测块，接近检测开关131为电感式接近检测传感器。本实用新型一种带有铁件吸起检测装置的带式自动除铁器的除铁过程是，以电磁 除铁器为例来说明，参见图1、图2、图4和图6，在除铁器下方的物料运输皮带1要开始工 作时，将“开始工作”信号送到除铁器控制箱5，除铁器控制箱5内的电磁铁励磁电路接通电 源，对除铁器电磁铁62的电磁线圈64通电励磁，除铁器电磁铁62产生磁场。在物料运输 过程中，当物料运输皮带1上有铁件3被电磁铁62吸起时，被吸起的铁件3隔着循环除铁 皮带9撞击电磁铁62下部的不锈钢板10，被铁件3撞击后的不锈钢板10产生震动，由不锈 钢板10产生的特定频率震动波沿着箱体23四周的磁铁轭板63传递，该震动波通过铁件吸 起检测装置14的密闭空腔20转换为声波，该声波也具有特定的频率，这个特定频率的声波 被传导到铁件吸起检测装置14的声波检测器件21上，被声波检测器件21接受。声波检测 器件21与基本公知电路配合后，有随着接受到声波变化而改变其电路输出电压大小的特 性，这个具有特定频率与幅度大小的信号被送入除铁器控制箱5，除铁器控制箱5内的铁件 检测信号处理电路对输入信号进行频率与幅度的比较处理，将不符合预先设置的频率与幅 度信号滤除，将符合预先设置的频率与幅度信号检出后，向除铁皮带驱动电机电源控制电 路输出除铁皮带启动信号，除铁皮带驱动电机电源控制电路接通电源使除铁皮带驱动电机 7运转，循环除铁皮带9也随之运转除铁。被电磁铁62磁场吸起的杂铁件3，被不停旋转的 循环除铁皮带9带离电磁铁的磁力区，到达无磁的弃铁料斗4上方。杂铁件3失去吸附磁 �。谥亓Φ淖饔孟碌羧肫隙�4中，完成在非导磁性物料2中除去杂铁件3的工作。当 非导磁性物料2内不再夹有杂铁件3被吸起时，铁件吸起检测装置14中的声波检测器件21 恢复静态噪声时电压信号的输出，不再有符合特定频率与幅度大小的信号被送入除铁器控 制箱5，铁件检测信号处理电路也不再有除铁皮带启动信号输出到除铁皮带驱动电机电源 控制电路，除铁皮带驱动电机电源控制电路中的时间控制单元经一段时间延时后断开除铁 皮带运行电源，停止除铁皮带9运行，等待下一次电磁铁有铁吸起撞击不锈钢板10表面时 再发出信号，重复上述除铁过程。本实用新型中，铁件3撞击电磁铁62下部的不锈钢板10产生特定频率、幅度的震 动波，震动波检测电路输出信号中包括该特定的频率与幅度，在信号处理过程中本实用新 型将这一包括特定频率、幅度的信号进行频率与幅度的分别处理，信号频率经频率/电压 (F/V)转换电路将频率转换为对应的电压信号，信号幅度经幅度放大电路(运算放大器放 大)后为与原信号幅度对应的电压信号，再将处理后的频率电压信号与幅度电压信号分别
6送入微处理机进行处理。在实际使用情况下，由于除铁装置的结构差异等原因，各台除铁器 铁件撞击电磁铁下部不锈钢板产生震动波的频率与幅度虽在一定范围内，但都存在一定的 差异，要对铁件撞击电磁铁下部不锈钢板产生震动波的频率与幅度信号做一个定量估计存 在一定困难。为了使本实用新型的铁件吸起检测装置14的适应性好，调整简易，在本实用 新型中采用了“自学习”的方法，在控制器5中设置了一个测试功能，参见图6。在调试时， 先进入“测试”功能，设备自动完成对铁件撞击电磁铁下部不锈钢板产生震动波的频率与幅 度信号值的检测，并存入控制器5的存储器中，作为以后信号比较的样板。在此基础上再用 设定功能设定频率值变化检测范围和幅度值检测范围，频率值变化检测范围的大小决定铁 件吸起检测装置14的抗干扰特性，幅度值检测范围的大小决定铁件吸起检测装置14的测 量灵敏度。由于在本实用新型中采用了“自学习”的方法，所以使得铁件吸起检测装置14抗 干扰性和测量灵敏度调试相当容易。本实用新型一种带有铁件吸起检测装置的带式自动除铁器的除铁皮带堵转检测 过程是，以电磁除铁器为例来说明，参见图1、图2、图4、图6和图7，当铁件3被除铁器电磁 铁62吸起时撞击不锈钢板10发出震动，除铁器控制箱5内的铁件检测信号处理电路向除 铁皮带驱动电机电源控制电路输出除铁皮带启动信号，除铁皮带驱动电机电源控制电路接 通电源，使除铁皮带驱动电机7运转，循环除铁皮带9也随之运转除铁，除铁皮带支撑辊11 也同时转动，安装在除铁皮带支撑辊11 一侧辊筒端面上的铁质检测块12也随之转动，除铁 皮带支撑辊11每转动一周，铁质检测块12就经过安装在除铁皮带支撑辊11 一侧外沿的除 铁皮带堵转检测装置13的接近检测开关131 —次，接近检测开关131就输出一个脉冲信 号，这个脉冲信号被送到除铁器控制箱5，经控制箱5内比较控制装置进行脉冲间隔时间的 比较运算，脉冲间隔时间若彡JiD/V*C，则表示皮带运行正常，式中π =圆周率；D=除铁 循环皮带支撑辊直径；V =除铁循环皮带的运行速度；C =富裕系数；脉冲间隔时间正常，除 铁皮带堵转检测信号处理电路不向除铁皮带驱动电机电源控制电路输出故障停止信号，循 环除铁皮带9维持运转状态。当铁件3被除铁器电磁铁62吸起时撞击不锈钢板10发出震 动，除铁器控制箱5内的铁件检测信号处理电路向除铁皮带驱动电机电源控制电路输出除 铁皮带启动信号，除铁皮带驱动电机电源控制电路接通电源，欲使除铁皮带驱动电机7运 转，在一些偶然情况下除铁器吸起特大铁件3后，循环除铁皮带9在铁件3和电磁铁62夹持 力作用下不能转动，发生除铁皮带堵转，除铁皮带堵转后，除铁皮带支撑辊11也停止转动， 安装在除铁皮带支撑辊11 一侧辊筒端面上的铁质检测块12也随之停止转动，与之配合的 安装在除铁皮带支撑辊11 一侧外沿的除铁皮带堵转检测装置13的接近检测开关131就接 受不到铁质检测块12的周期运动，接近检测开关131就不能发出脉冲信号，脉冲间隔时间 若〉η D/V*C则表示皮带发生堵转故障，除铁皮带堵转检测信号处理电路就向除铁皮带驱 动电机电源控制电路输出故障停止信号，除铁皮带驱动电机电源控制电路就切断除铁皮带 驱动电机7电源，同时故障输出电路就向外部发出除铁皮带堵转故障报警信号，等待维护 人员进行故障处理，待故障排除后再恢复除铁装置的正常工作。上述以电磁除铁器为例具体说明了本实用新型带式自动除铁器的除铁过程和除 铁皮带堵转检测过程。对于带式恒磁除铁器，带式恒磁除铁器的恒磁铁本身具有磁�。恍� 要对磁铁通电励磁，所以除铁器控制箱中就不需要有电磁铁励磁控制电路，参见图5 ；对于 恒磁除铁器的除铁过程和除铁皮带堵转检测过程，除了不需要对磁铁通电励磁外，其它装置结构和功能基本相同，故在此不再详述。因此本实用新型的技术既可以适用于带式电磁 除铁器，同时又可以适用于带式恒磁除铁器。
权利要求一种带有铁件吸起检测装置的带式自动除铁器，包括除铁器控制箱(5)、带式除铁器和弃铁料斗(4)，所述带式除铁器包括磁铁(6)、循环除铁皮带(9)、除铁皮带驱动电机(7)、除铁皮带驱动辊(8)和除铁皮带支撑辊(11)，所述磁铁(6)为恒磁铁(61)或电磁铁(62)；其特征是所述带式除铁器还包括铁件吸起检测装置(14)，铁件吸起检测装置(14)由一个密闭空腔(20)和一个声波检测器件(21)组成，密闭空腔(20)一端安装在箱体(23)外侧面上并紧贴住箱体(23)，密闭空腔(20)的另一端装有声波检测器件(21)，声波检测器件(21)输出接除铁器控制箱(5)，声波检测器件(21)将声信号转换后输出电信号给除铁器控制箱(5)；所述箱体(23)由一周的磁铁轭板(63)、中心处的磁铁(6)和下部的非导磁性隔板(10)组成，磁铁(6)和磁铁轭板(63)下部装有非导磁性隔板(10)，并且一周磁铁轭板(63)与非导磁性隔板(10)相连接，磁铁(6)上部和磁铁轭板(63)上部相连接组成箱体(23)上部。
2.根据权利要求1所述的带有铁件吸起检测装置的带式自动除铁器，其特征是所述 箱体(23)内的磁铁(6)为电磁铁(62)，电磁线圈(64)卷绕在电磁铁(62)上，并且电磁线 圈(64)与一周磁铁轭板(63)间留有缝隙。
3.根据权利要求1所述的带有铁件吸起检测装置的带式自动除铁器，其特征是所述 箱体(23)内的磁铁(6)为恒磁铁(61)，恒磁铁(61)与一周磁铁轭板(63)间留有空间。
4.根据权利要求1所述的带有铁件吸起检测装置的带式自动除铁器，其特征是所述 除铁器控制箱内包含铁件检测信号处理电路，铁件检测信号处理电路包括放大电路、幅度 放大电路和频率/电压转换电路，铁件检测信号经放大电路后一路信号频率经频率/电压 转换电路将频率转换为对应的电压信号，另一路信号幅度经幅度放大电路后为与原信号幅 度对应的电压信号，再将处理后的频率电压信号与幅度电压信号分别送入微处理机进行处 理。
5.根据上述权利要求1至4中任意一个所述的带有铁件吸起检测装置的带式自动除铁 器，其特征是所述带式除铁器还包括除铁皮带堵转检测装置(13)，除铁皮带堵转检测装 置(13)由一个检测标志块(12)和接近检测开关(131)组成，在除铁皮带支撑辊(11)的一 侧辊筒端面上固定装有检测标志块(12)，与检测标志块(12)相配合还装有一个接近检测 开关(131)，接近检测开关(131)输出接除铁器控制箱(5)。
专利摘要本实用新型公开了一种带有铁件吸起检测装置的带式自动除铁器，包括除铁器控制箱(5)、带式除铁器和弃铁料斗(4)，所述带式除铁器包括磁铁(6)、循环除铁皮带(9)、除铁皮带驱动电机(7)、除铁皮带驱动辊(8)、除铁皮带支撑辊(11)和铁件吸起检测装置(14)；所述铁件吸起检测装置由密闭空腔(20)和声波检测器件(21)组成，密闭空腔一端安装在箱体(23)外侧面上并紧贴住箱体，密闭空腔另一端装有声波检测器件，声波检测器件输出接除铁器控制箱；所述箱体由一周的磁铁轭板(63)、中心处的磁铁和下部的非导磁性隔板(10)组成，磁铁和磁铁轭板下部装有非导磁性隔板，磁铁上部和磁铁轭板上部相连接组成箱体上部。
文档编号G01V1/00GK201644216SQ20102013199
公开日2010年11月24日 申请日期2010年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者吴剑民, 江通, 韩明明 申请人:宝山钢铁股份有限公司;上海信通机电工程有限公司
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