DE10048552A1 - Einrichtung zur Überwachung einer Förderanlage - Google Patents
Einrichtung zur Überwachung einer FörderanlageInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung einer Förderanlage, umfassend DOLLAR A - einen Fördergurt (1) aus elastomerem Werkstoff mit einer Tragseite (2) für das Fördermaterial und einer Laufseite (3), wobei der Fördergurt zumeist einen eingebetteten Festigkeitsträger aufweist; sowie DOLLAR A - sonstige Anlagenteile, nämlich Antriebstrommel, Umkehrtrommel (4), Umlenktrommel, Tragrollen, Traggerüste, Aufgabeschurre sowie gegebenenfalls weitere Bauteile. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Einrichtung zeichnet sich nun dadurch aus, daß DOLLAR A - diese im Bereich, wo keine Materialförderung stattfindet, mit einem optoelektronischen System (6) versehen ist, das unter Beobachtung der Tragseite (2) eine Beschädigung des Fördergurtes (1) optisch erfaßt und meldet, gegebenenfalls in Verbindung mit einer automatischen Abschaltung der Förderanlage. DOLLAR A Zweckmäßigerweise umfaßt die Einrichtung, insbesondere in Verbindung mit großstreckigen Förderanlagen, zusätzlich DOLLAR A - wenigstens ein detektierbares Element, das im Fördergurt (1) integriert ist, insbesondere in Form mehrerer Elemente, die in Längs- und/oder Querrichtung in Abständen zueinander angeordnet sind; sowie DOLLAR A - wenigstens eine Abtasteinheit, mit deren Hilfe unter Detektion des Elementes bzw. der Elemente eine Lokalisierung der Beschädigung berührungslos erfolgt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung einer Förderanlage,
umfassend
- - einen Fördergurt aus elastomerem Werkstoff mit einer Tragseite für das Fördermaterial und einer Laufseite, wobei der Fördergurt zumeist einen eingebetteten Festigkeitsträger aufweist; sowie
- - sonstige Anlagenteile, nämlich Antriebstrommel, Umkehrtrommel, Umlenktrommel, Tragrollen, Traggerüste, Aufgabeschurre sowie gegebenenfalls weitere Bauteile.
Mit der gattungsgemäßen Einrichtung sind folgende zwei Problemkreise verbunden:
- A) Fördergurte werden beim Auftreffen des zu fördernden Schüttgutes stark
beansprucht. Da insbesondere im Bergbau eine gleichmäßige Stückgröße nicht
gewährleistet werden kann, kommt es häufig zu Beschädigungen der Tragseite
des Fördergurtes durch besonders große oder scharfkantige Stücke.
Beschädigungen der Tragseite sind kritisch, weil dort Fördermaterial und Wasser
eindringen kann, verbunden mit Folgeschäden unter Erfassung des
Festigkeitsträgers (Karkasse) und der Laufseite. Die Schäden werden schließlich
immer größer und führen letztlich zum Ausfall des Fördergurtes, sofern nicht
rechtzeitig repariert wird.
Bei großen Förderstücken, beispielsweise Erz, Abraum und Gestein, besteht ferner die Gefahr, daß sich diese in der Aufgabeschurre verklemmen. Die hiermit verbundene Reibung führt dann häufig zu einem raschen, vorzeitigen Verschleiß der Tragseite des Fördergurtes. Auch kann es infolge von Reibungswärme und Funkenbildung zu Bränden kommen, was unter Tage eine besondere große Gefahr darstellt.
In der Druckschrift DE-A-42 40 094 wird nun eine Einrichtung zur Überwachung eines Materialstromes einer Förderanlage beschrieben, wobei die Förderanlage so gesteuert wird, daß bei maximaler Auslastung der Förderanlage der Schieflauf des Fördergurtes vermieden und der Verschleiß minimiert werden. Die Einrichtung besteht dabei aus einer Lichtquelle, die ein Lichtband auf den Materialstrom projiziert, wobei eine zusätzliche Kamera einen hierdurch abgebildeten Oberkantenverlauf des Fördermaterials sowie des Fördergurtes erfaßt. Eine Bildauswertungseinheit analysiert dann den Oberkantenverlauf.
Diese Einrichtung ist sehr aufwendig konzipiert und zudem äußerst störanfällig. Außerdem ist bei einem heterogenen Fördermaterial mit kleinen, mittelgroßen und sehr großen Förderstücken der Oberkantenverlauf nur unzureichend zu ermitteln. Die Analyse mittels der Bildauswertungseinheit ist somit mit Fehlerquellen behaftet.
Außerdem ist mit dieser Einrichtung nicht der Problemkreis (B) erfaßbar. - B) Durch Fremdkörper kann es vereinzelt zu Penetrationen des Fördergurtes
kommen. Fremdkörper können Schurrenteile, Tragrollen und andere Bauteile der
Förderanlage sein. Auch Werkzeuge, Abstechreste in Gießereien und
scharfkantige Materialien, die sich im geförderten Gut befinden, sind
Gefahrenquellen.
Bei ungünstigem Auftreffen eines Fremdkörpers auf den Fördergurt kann es zum Verklemmen des Körpers in einem Anlagenteil kommen. Der Fördergurt wird durchstoßen und läuft nahezu ungehindert weiter, weil die Fördergurtantriebskraft wesentlich höher ist als der Widerstand des Fördergurtes gegenüber dem verklemmten Fremdkörper. Diese Situation hat die Längsschlitzung des Fördergurtes zur Folge. Eine Reparatur des Fördergurtes ist dann in den meisten Fällen nicht möglich oder unwirtschaftlich. Der entstandene Schaden ist beträchtlich.
Methoden zur Vermeidung derartiger Schlitzungen bestehen vorrangig aus Aktivsystemen, wie in die Tragseite des Fördergurtes integrierte Querarmierungen, oder Passivsystemen (z. B. Leiterschleifen, DE-C-44 44 264), die in definierten Abständen - beispielsweise 50 m - in den Fördergurt einvulkanisiert werden. Bei Beschädigung einer Leiterschleife wird ein elektroinduktiver Stromkreis unterbrochen, was über Detektoren zum Abschalten der Förderanlage führt.
Querarmierungen können den Widerstand gegen Schlitzungen beträchtlich erhöhen. Trotzdem kann es zu den oben beschriebenen Beschädigungen kommen.
Leiterschleifen bestehen aus feinen Metallcorden, die empfindlich auf äußere Einflüsse, wie ständige Aufschläge sowie Längs- und Querbiegewechsel, reagieren. Es kommt häufig zu Fehlmeldungen. Ihre Lebensdauer ist sehr begrenzt.
Außerdem ist diese Methode nicht zur Erfassung des Problemkreises (A) geeignet, da eine Materialblockade durch ein übergroßes Förderstück nicht zwangsläufig zu einer Penetration führen muß.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, für den gesamten Problemkreis (A, B)
eine Einrichtung zur Überwachung einer Förderanlage bereit zu stellen, die frühzeitig
eine Beschädigung des Fördergurtes erkennt sowie verschleißfrei, wartungsarm und
bei möglichst geringem technischen Aufwand wirtschaftlich ist.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Einrichtung im Bereich, wo keine
Materialförderung stattfindet, mit einem opto-elektronischen System versehen ist, das
unter Beobachtung der Tragseite eine Beschädigung des Fördergurtes optisch erfaßt
und meldet, gegebenenfalls in Verbindung mit einer automatischen Abschaltung der
Förderanlage.
Das opto-elektronische System ist vorzugsweise im Bereich der Antriebstrommel,
Umkehrtrommel oder Umlenktrommel installiert. Dort ist der üblicherweise gemuldete
Fördergurt frei von Fördermaterial und zudem plan ausgerichtet. Vertiefungen oder
andere Veränderungen der Tragseite werden hier besonders gut erkannt.
Zweckmäßigerweise umfaßt die Einrichtung, insbesondere in Verbindung mit
großstreckigen Förderanlagen, die mehrere Kilometer lang sein können, zusätzlich
- - wenigstens ein detektierbares Element, das im Fördergurt integriert ist, insbesondere in Form mehrerer Elemente, die in Längs- und/oder Querrichtung in Abständen zueinander angeordnet sind; sowie
- - wenigstens eine Abtasteinheit, mit deren Hilfe unter Detektion des Elementes bzw. der Elemente eine Lokalisierung der Beschädigung berührungslos erfolgt.
Da sich der Fördergurt nur für eine kurze Zeitspanne an der Antriebstrommel,
Umkehrtrommel bzw. Umlenktrommel vorbei bewegt, können auf diese Weise die dort
von dem opto-elektronischen System erkannten Beschädigungen innerhalb der
weiteren Streckenabschnitte lokalisiert werden, verbunden mit Reparaturmaßnahmen
nach Stillsetzung der Förderanlage.
Das detektierbare Element ist vorzugsweise vollständig im Fördergurt eingebettet
(einvulkanisiert) und zwar insbesondere innerhalb dessen Tragseite. Das detektierbare
Element ist dabei insbesondere ein Transponder, ein Metallteilchen oder ein
Permanentmagnet.
Zur Detektion (Identifikation) mittels der Abtasteinheit eignen sich alle physikalischen
Prinzipien, mit denen sich die im Fördergurt eingebauten Elemente meßtechnisch
erfassen lassen, wobei im Hinblick auf die oben genannten Elemente folgendes
festzuhalten ist:
- - Transponder können mittels Spezialantennen mit geeigneter Richtcharakteristik erfaßt werden.
- - Metallteilchen lassen sich mittels induktiver Verfahren, wie beispielsweise Wirbelstrommethode, Radar- oder Mikrowellen oder ionisierender Strahlung oder Ultraschall detektieren.
- - Permanentmagnete lassen sich mit allen magnetsensitiven Verfahren detektieren. Diese können beispielsweise sein: magnetinduktive Verfahren, magnetresistive Sensoren oder Hall-Effekt-Sensoren.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf
schematische Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Förderanlage mit einem opto-elektronischen System
im Bereich der Umkehrtrommel;
Fig. 2 eine Draufsicht einer Förderanlage mit Beschädigungen der Tragseite;
Fig. 3 die Kopplung des opto-elektronischen Systems mit einem Prozeßrechner,
einer Abtasteinheit und einer Antriebssteuerung.
In Verbindung mit diesen Figuren gilt folgende Bezugsziffernliste:
- 1. 1 Fördergurt
- 2. 2 Tragseite
- 3. 3 Laufseite
- 4. 4 Umkehrtrommel
- 5. 5 Kulminationspunkt
- 6. 6 opto-elektronisches System
- 7. 7 Beschädigung
- 8. 8 Prozeßrechner
- 9. 9 Abtasteinheit
- 10. 10 Antriebssteuerung
Fig. 1 zeigt eine Förderanlage, wobei der Fördergurt 1 aus elastomerem Werkstoff, d. h.
aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff, eine Tragseite 2 und eine Laufseite 3
umfaßt. In Förderrichtung (Pfeilrichtung) erfolgt nun an der Umkehrtrommel 4 mit dem
Kulminationspunkt 5 der Tragseite 3 die Umlenkung des Fördergurtes.
Ein opto-elektronisches System 6 in Form einer digitalen Zeilen- oder Flächenkamera
ist nun auf den Kulminationspunkt 5 gerichtet (punktierte Linie) und umfaßt dabei im
wesentlichen den gesamten Bereich der Umkehrtrommel (gestrichelte Linienführung).
Da in diesem Bereich der Fördergurt sowohl frei von Fördermaterial als auch plan
ausgerichtet ist, kann hier eine Beobachtung der Tragseite auf Beschädigungen durch
das opto-elektronische System besonders gut vorgenommen werden.
Fig. 2 zeigt die Förderanlage im Bereich der Umkehrtrommel 4 und des opto-
elektronischen Systems 6. Die Tragseite 2 des Fördergutes 1 weist dabei eine
Beschädigung 7 auf, beispielsweise in Form von Vertiefungen. Das opto-elektronische
System erkennt diese Beschädigung, verbunden mit einer entsprechenden Meldung.
Vorteilhafterweise ist das opto-elektronische System 6 mit einer Freiblasvorrichtung
verbunden. Auf diese Weise wird die Optik sauber gehalten.
Fig. 3 zeigt das Zusammenwirken des opto-elektronischen Systems 6, des
Prozeßrechners 8, der Abtasteinheit 9 und der Antriebssteuerung 10, und zwar unter
folgenden Gesichtspunkten:
- - Das opto-elektronische System 6 meldet die Beschädigung 7 (Fig. 2), die mittels des Prozeßrechners 8 aufgezeichnet und ausgewertet wird, insbesondere in Verbindung mit einem akustischen und/oder optischen Warnhinweis.
- - Mittels der Kopplung der Abtasteinheit 9 mit dem opto-elektronischen System 6 über den Prozeßrechner 8 als Schnittstelle kann eine gezielte Lokalisierung der Beschädigung 7 (Fig. 2) vorgenommen werden, was bei großstreckigen Förderanlagen von Vorteil ist.
Die Abtasteinheit 9 selbst, die bevorzugt im Bereich der Antriebstrommel,
Umkehrtrommel oder Umlenktrommel installiert ist, detektiert beispielsweise in den
Fördergurt 1 (Fig. 1, 2) einvulkanisierte Permanentmagnete. Auf die diesbezügliche
Technologie wurde im Rahmen der Beschreibung bereits näher eingegangen.
- - Mittels der Kopplung der Antriebseinheit 10 mit dem opto-elektronischen System 6 wiederum über den Prozeßrechner 8 als Schnittstelle kann insbesondere bei der Erfassung starker Beschädigungen eine automatische Abschaltung der Förderanlage bewirkt werden.
Die Antriebseinheit 10 ist ein rotierender Teil der Förderanlage, vorzugsweise die
Antriebstrommel oder Umkehrtrommel 4 (Fig. 1, 2).
Claims (14)
1. Einrichtung zur Überwachung einer Förderanlage, umfassend
- - einen Fördergurt (1) aus elastomerem Werkstoff mit einer Tragseite (2) für das Fördermaterial und einer Laufseite (3), wobei der Fördergurt zumeist einen eingebetteten Festigkeitsträger aufweist; sowie
- - sonstige Anlagenteile, nämlich Antriebstrommel, Umkehrtrommel (4), Umlenktrommel, Tragrollen, Traggerüste, Aufgabeschurre sowie gegebenenfalls weitere Bauteile;
- - die Einrichtung im Bereich, wo keine Materialförderung stattfindet, mit einem opto-elektronischen System (6) versehen ist, das unter Beobachtung der Tragseite (2) eine Beschädigung (7) des Fördergurtes (1) optisch erfaßt und meldet, gegebenenfalls in Verbindung mit einer automatischen Abschaltung der Förderanlage.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das opto-
elektronische System (6) im Bereich der Antriebstrommel, Umkehrtrommel (4)
oder Umlenktrommel installiert ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das opto-
elektronische System (6) auf den Kulminationspunkt (5) der Tragseite (2) des
Fördergurtes (1) beim Vorbeilauf an der Antriebstrommel, Umkehrtrommel (4)
oder Umlenktrommel gerichtet ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
opto-elektronische System (6) wenigstens eine digitale Zeilen- oder
Flächenkamera umfaßt, insbesondere in Form einer digitalen Zeilenkamera.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
opto-elektronische System (6) bei einer Beschädigung (7) des Fördergurtes (1)
einen akustischen und/oder optischen Warnhinweis auslöst.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend zusätzlich
- - wenigstens ein detektierbares Element, das im Fördergurt (1) integriert ist, insbesondere in Form mehrerer Elemente, die in Längs- und/oder Querrichtung in Abständen zueinander angeordnet sind; sowie
- - wenigstens eine Abtasteinheit (9), mit deren Hilfe unter Detektion des Elementes bzw. der Elemente eine Lokalisierung der Beschädigung (7) berührungslos erfolgt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das detektierbare
Element vollständig im Fördergurt (1) eingebettet ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
detektierbare Element innerhalb der Tragseite (2) des Fördergurtes (1)
angeordnet ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
detektierbare Element ein Transponder, ein Metallteilchen oder ein
Permanentmagnet ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Abtasteinheit im Bereich der Antriebstrommel, Umkehrtrommel (4) oder
Umlenktrommel installiert ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
das opto-elektronische System (6) mit einem Prozeßrechner (8) gekoppelt ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 11 in Verbindung mit einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeßrechner (8) mit der Abtasteinheit (9)
gekoppelt ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der
Prozeßrechner (8) mit einer Antriebssteuerung (10) gekoppelt ist, und zwar
zwecks automatischer Abschaltung der Förderanlage.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
das opto-elektronische System (6) mit einer Freiblasvorrichtung verbunden ist.
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