在礦山生產(chǎn)中，料倉(cāng)是礦山生產(chǎn)的重要組成部分［１］。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)礦山生產(chǎn)都是由傳統(tǒng)料倉(cāng)進(jìn)行存料，傳統(tǒng)料倉(cāng)的自動(dòng)化程度低，不能自動(dòng)監(jiān)測(cè)物料位，需要人工實(shí)時(shí)觀察。隨著社會(huì)日新月異的發(fā)展，機(jī)械設(shè)備在不斷被進(jìn)行自動(dòng)化升級(jí)改造，本文根據(jù)礦山企業(yè)實(shí)際情況設(shè)計(jì)了一種適用于礦山生產(chǎn)的料倉(cāng)自動(dòng)切換裝置。

 

１料倉(cāng)進(jìn)料過(guò)程研究與分析

目前，我國(guó)很多礦山生產(chǎn)均設(shè)置兩個(gè)以上料倉(cāng)，這些料倉(cāng)均由同一來(lái)料輸送帶進(jìn)行送料，并通過(guò)設(shè)置在料倉(cāng)頂部的分料皮帶對(duì)料倉(cāng)進(jìn)行分料。日常生產(chǎn)中，工人需要實(shí)時(shí)觀察料倉(cāng)物位情況，并根據(jù)料位手動(dòng)切換控制電路，讓分料皮帶滾筒電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)，皮帶隨即按不同方向進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，從而達(dá)到將物料送入不同料倉(cāng)的目的。

 

整個(gè)倒倉(cāng)過(guò)程需要人工參與，存在以下問(wèn)題：１）人工控制對(duì)工人的責(zé)任心要求高，當(dāng)工人未及時(shí)觀察掌握料倉(cāng)物位時(shí)，可能發(fā)生料倉(cāng)缺料或者溢出情況，影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。２）對(duì)料倉(cāng)的物位把握不準(zhǔn)，手動(dòng)切換的頻次會(huì)增加，縮短了皮帶電機(jī)的使用壽命。３）生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵會(huì)對(duì)職工產(chǎn)生職業(yè)病危害。４）工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，且全員勞動(dòng)生產(chǎn)率較低。

 

隨著自動(dòng)化裝備的不斷發(fā)展，對(duì)料倉(cāng)進(jìn)料過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制取代人工控制是一個(gè)趨勢(shì)。作者根據(jù)礦山實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出了一套適合礦山生產(chǎn)料倉(cāng)進(jìn)料的自動(dòng)切換裝置，主要實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)監(jiān)控料倉(cāng)物位，繼電器控制不同接觸器，促使電機(jī)自動(dòng)改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)崿F(xiàn)料倉(cāng)自動(dòng)切換進(jìn)料等功能［２］。

 

２料倉(cāng)自動(dòng)切換裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理

　　設(shè)計(jì)的礦山生產(chǎn)料倉(cāng)自動(dòng)切換裝置主要由送料皮帶、分料皮帶、皮帶滾筒電機(jī)、超聲波物位計(jì)、接觸器、繼電器、斷路器等設(shè)備及元件組成。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖１所示。

該礦山生產(chǎn)料倉(cāng)自動(dòng)切換裝置的工作原理為：超聲波物位計(jì)［３］測(cè)量出料倉(cāng)的料位，當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定好的料位時(shí)，會(huì)產(chǎn)生控制信號(hào)并將此控制信號(hào)傳輸給繼電器、接觸器、斷路器和皮帶電機(jī)組成的程序控制系統(tǒng)，利用電源相線(xiàn)順序的改變來(lái)控制皮帶滾筒電機(jī)按正反轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)帶動(dòng)分料皮帶正向或者反向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到料倉(cāng)自動(dòng)切換的目的。

 

具體控制過(guò)程為：在料倉(cāng)Ａ５和料倉(cāng)Ｂ７內(nèi)分別安裝超聲波物位計(jì)Ａ４和超聲波物位計(jì)Ｂ６，超聲波物位計(jì)能夠?qū)崟r(shí)探測(cè)出各料倉(cāng)的物位。物位計(jì)Ａ４和物位計(jì)Ｂ６的外部繼電器輸出分別控制繼電器Ａ１０和繼電器Ｂ１１；繼電器Ａ１０和繼電器Ｂ１１控制接觸器Ａ８和接觸器Ｂ９互鎖（即：當(dāng)接觸器Ａ８吸合時(shí)，接觸器Ｂ９即斷開(kāi)），進(jìn)而控制接入的皮帶滾筒電機(jī)３的電源ＡＢＣ相順序，zui終實(shí)現(xiàn)皮帶滾筒電機(jī)３正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)。如圖１所示，皮帶滾筒電機(jī)３正轉(zhuǎn)時(shí)物料會(huì)被輸送到料倉(cāng)Ｂ７，皮帶滾筒電機(jī)３反轉(zhuǎn)時(shí)物料會(huì)被輸送到料倉(cāng)Ａ５。

 

３裝置主要部件設(shè)計(jì)及裝置xianjin性

３．１超聲波物位計(jì)的選擇

試驗(yàn)過(guò)程中，分別嘗試了自動(dòng)重錘料位計(jì)［４］、雷達(dá)物位計(jì)［５］和超聲波物位計(jì)等３種不同的物位計(jì)。

 

自動(dòng)重錘料位計(jì)由ＰＬＣ發(fā)出信號(hào)來(lái)控制重錘上升或者下降來(lái)測(cè)量出物位，但由于物料以一定的速度和重量被輸送到料倉(cāng)，該物位計(jì)容易出現(xiàn)埋錘、斷錘等缺點(diǎn)。

 

雷達(dá)物位計(jì)是其探頭發(fā)出高頻脈沖信號(hào)并沿纜繩傳播，當(dāng)脈沖信號(hào)遇到物料表面時(shí)反射回來(lái)被接收器接收，并將距離信號(hào)轉(zhuǎn)化為物位信號(hào)。但該物位計(jì)受物位波動(dòng)及噪音影響較大，致使測(cè)量不準(zhǔn)確。超聲波物位計(jì)在物位測(cè)量過(guò)程中，超聲波信號(hào)由超聲波探頭發(fā)出，經(jīng)物料表面反射后折回，由同一個(gè)探頭接收，測(cè)量超聲波的整個(gè)運(yùn)行時(shí)間。由超聲波發(fā)射至接收所經(jīng)歷的整個(gè)運(yùn)行時(shí)間乘以聲速就可以計(jì)算出物位高度，從而得出物位的測(cè)量結(jié)果。超聲波物位計(jì)測(cè)量的數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確，受外界環(huán)境影響較小，適合礦山料倉(cāng)物位的測(cè)量，因此選擇使用超聲波物位計(jì)。

 

３．２物位計(jì)的安裝設(shè)計(jì)

物位計(jì)Ａ４和物位計(jì)Ｂ６分別設(shè)置在距離各自料倉(cāng)頂部邊沿以下５ｃｍ位置處。該設(shè)計(jì)主要考慮的是：１）降低由于安裝引起的檢測(cè)誤差值，增大檢測(cè)的準(zhǔn)確性。２）在料倉(cāng)進(jìn)料過(guò)程中料不溢出的情況下，保證料倉(cāng)的zui大容量，減少分料皮帶的正反轉(zhuǎn)次數(shù)，從而減少操作頻次，延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命。

 

３．３分料皮帶的安裝設(shè)計(jì)

分料皮帶２的兩端分別位于距離料倉(cāng)Ａ５和料倉(cāng)Ｂ７頂部邊沿以上２０ｃｍ位置處。設(shè)計(jì)的主要目的是：１）可通過(guò)視頻監(jiān)控的手段實(shí)時(shí)觀測(cè)到進(jìn)料是否正常以及進(jìn)料的多少和粗細(xì)情況。２）降低下料位置，減少下料過(guò)高而引起的揚(yáng)塵。３）避免增大送料傳送裝置的安裝空間。

 

３．４該料倉(cāng)自動(dòng)切換裝置的xianjin性

１）能夠自動(dòng)監(jiān)測(cè)物料位、自動(dòng)切換料倉(cāng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化。２）消除人工監(jiān)測(cè)物料時(shí)存在的各種問(wèn)題，如出現(xiàn)料倉(cāng)缺料或溢料而影響生產(chǎn)的問(wèn)題，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)導(dǎo)致的職工勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率偏低的問(wèn)題，產(chǎn)生的粉塵導(dǎo)致職工的職業(yè)危害問(wèn)題等。

４應(yīng)用實(shí)踐

２０１８—２０１９年，該裝置在寶雞西北有色地質(zhì)二里河礦業(yè)有限公司和陜西震奧鼎盛礦業(yè)有限公司得到應(yīng)用。裝置部分設(shè)備技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表１。兩年來(lái)，礦山使用效果良好，主要體現(xiàn)在：１）料倉(cāng)倒倉(cāng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)切換控制，選礦廠減少了４名皮帶工，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。２）未出現(xiàn)料倉(cāng)溢料及缺料的情況。

５結(jié)語(yǔ)

１）利用電源相線(xiàn)順序的改變來(lái)控制具有正反轉(zhuǎn)功能的電機(jī)按不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)的基本原理，設(shè)計(jì)并改造的適用于礦山生產(chǎn)料倉(cāng)自動(dòng)切換裝置，可實(shí)現(xiàn)料倉(cāng)進(jìn)料的自動(dòng)切換及生產(chǎn)的自動(dòng)化，減少用工數(shù)量，提高了全員勞動(dòng)生產(chǎn)率。

２）超聲波物位計(jì)能夠較為準(zhǔn)確地測(cè)量出料倉(cāng)的物位，消除了料倉(cāng)缺料及溢出現(xiàn)象，減少了分料皮帶切換的頻次，延長(zhǎng)了電機(jī)使用壽命。

３）裝置能夠從實(shí)際出發(fā)，通過(guò)合理的安裝設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了裝置的準(zhǔn)確性、有效性，降低了粉塵的產(chǎn)生，應(yīng)用效果良好，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，值得向類(lèi)似選礦廠推薦使用。