本申請要求2014年9月5日提交的美國臨時專利申請no.62/046,461的優(yōu)先權。美國臨時專利申請no.62/046,461的教導以引用的方式全部并入本文。

背景技術：

管道輸送器(也被稱為管輸送器)是載有所輸送的材料并且在加載之后被機械手段閉合成管的結構的輸送帶，其中該機械手段通過重疊帶的邊緣迫使輸送帶成為封閉的管。在被閉合成管的形式之后，所輸送的材料被保護而免受外部元件影響，并且被包含在管內，以便于防止所輸送的材料的損失。在任何情況下，用于輸送器的多個支撐和引導組件沿著輸送路徑布置，以便在沿著輸送器的路徑的不同點處根據需要打開和閉合輸送器。每個組件包括在操作時接觸并保持管道輸送帶的多個支撐和引導輥。

管狀帶主要用于散裝材料在相對有限的空間中通過水平和豎直彎曲部輸送的情況。由于管道帶輸送器對不同地形條件的特殊適應能力，管道帶輸送器系統(tǒng)也用于將材料輸送超過1千米的距離。管道帶所提供的優(yōu)點包括：保護所傳送的材料免受環(huán)境(雨、風等)影響，并且保護環(huán)境免受從輸送帶掉落的材料(來自發(fā)電廠的灰、生石膏等)的影響。在某些情況下，管道帶還保護所輸送的材料不被出現在材料輸送通過的區(qū)域中的雇員和第三方偷竊。

管道輸送帶在某些操作條件下容易跑偏或扭曲。帶可能因不均勻的負載、通過彎曲部時不均勻的引導或其他不良的對準系統(tǒng)而扭曲。支撐和引導輥優(yōu)選地設計成在管道帶行進通過輸送系統(tǒng)時提供無故障和低維護的操作。所述輥基于輸送系統(tǒng)行進的路線被單獨地對準。所述輥的功能受到變化的氣候和溫度條件、磨損以及設計缺陷的影響。例如，水汽降低輥與輸送帶之間的摩擦，這導致非最佳的引導。如果管道輸送帶未對準或者發(fā)生扭曲，例如當管道輸送帶在排出鼓上運行時，輸送帶可能折疊或甚至從鼓的一側脫出。

許多管道帶包括使管道帶變強和提高耐用性的金屬加強件。這些加強件可導致帶的重疊部分變得比帶的其余部分更重，這是由于存在一者疊于另一者之上的兩個加強區(qū)域。這種頂部加重的設計在帶遇到水平或豎直彎曲部時可導致帶的旋轉。管道帶的這種旋轉可導致潛在的帶損壞以及所輸送的材料的損失。因此，應當避免管道輸送帶的不期望的旋轉，并且應盡快校正問題，以限制、防止或最小化系統(tǒng)的損壞和材料的損失。

在現有技術中披露的一些技術強制地在突入管道帶的截面中的指輥上引導輸送帶。這種引導方法受到輸送帶可能被指輥損壞的實質性缺點的困擾。因此，這種方法不能代表對于與管道輸送帶在輸送系統(tǒng)內不期望的旋轉相關的前述問題的完全滿意或永久的解決方案。

基于這些原因，需要這樣一種系統(tǒng)：能夠在管道帶行進通過輸送系統(tǒng)時針對不期望的旋轉監(jiān)測管道帶的取向，以便在發(fā)生實質性損壞或材料損失之前，校正與不希望的旋轉有關的問題。還期望的是，針對諸如裂口和撕裂等其他類型的帶損壞監(jiān)測這種管道帶，以便使損壞最小化。

美國專利6,702,103公開了一種用于監(jiān)測管狀帶輸送系統(tǒng)的裝置，其包括：輸送帶，其由彈性材料構成，特別是埋設有系桿的彈性材料，通過將該輸送帶的縱向邊緣重疊為形成重疊區(qū)域來閉合該輸送帶，從而形成管狀帶；其他系統(tǒng)部分，即，驅動鼓、導輪、支撐輥、導向輥、支撐結構和可選的其他部件。該創(chuàng)新性裝置的特征在于：用于監(jiān)測管狀帶的重疊量的裝置設置有光電系統(tǒng)。在與期望的輸送帶重疊量存在偏差的情況下，光電系統(tǒng)借助引導輥啟動對位置的校正。如果在一定時期內未采取校正措施，則管狀帶輸送系統(tǒng)自動地斷開。

美國專利6,712,199描述了一種用于控制和監(jiān)測輸送帶的裝置，該輸送帶由橡膠或橡膠類塑料材料制成，并且優(yōu)選地埋設有加強件。通過重疊輸送帶的縱向邊緣，可將帶閉合，使得帶形成在所有側都由惰輪支撐的管狀輸送帶。該裝置還包括至少以下部件：至少一個可探測的元件，其與輸送帶一體化并且顯著地采用布置成彼此在縱向和/或橫向上相距一定距離的若干元件的形式；以及至少一個掃描單元，利用所述掃描單元，可通過探測一個或多個元件而以非接觸方式確定帶的精確位置。可供用于該發(fā)明的該裝置的特征在于：可探測元件是感應環(huán)路和/或應答器、金屬顆?；蛴来朋w。掃描單元有利地構造成形成探測器鏈的若干探測元件的系統(tǒng)。

美國專利8,157,085公開了一種用于監(jiān)測輸送帶的裝置，其中傳感器能容易地固定在主體上而無需使用任何特殊固定裝置，并且能夠以高的精度探測輸送帶的性質。該用于監(jiān)測輸送帶的裝置包括埋設在環(huán)狀運行的輸送帶中的被檢測體，以及在機體中與被檢測體相對設置的傳感器。傳感器通過探測由于輸送帶的性狀的變化導致的被檢測體的變化來探測輸送帶的性狀的變化。傳感器固定于支撐中空輥的軸，從而使得傳感器自身不可轉動，該中空輥用于在機體上可轉動地沿輸送方向引導輸送帶。

美國專利5,161,675教導了一種包括輸送帶的管狀帶輸送系統(tǒng)，輸送帶具有橫截面閉合的、曲線的管狀構造，且包括重疊邊緣部分的區(qū)域。用于輸送器的多個支撐和引導組件沿著輸送路徑布置。每個組件包括被保持在橫截面閉合的輸送帶周圍且與輸送帶具有接觸關系的多個支撐和引導輥。在每個組件中，一個輥與橫截面閉合的輸送帶在邊緣重疊處接合。輸送路徑的每個長度部分中的閉合管狀構造具有橢圓形的截面。支撐和引導輥迫使輸送帶成為截面呈橢圓形的閉合管狀構造。每個組件的第一支撐和引導輥能夠被設置在重疊的邊緣部分所在的區(qū)域上。

技術實現要素：

本發(fā)明的方法用于隨著管道帶行進通過輸送系統(tǒng)而有效地監(jiān)測和探測管道帶的取向的偏差，諸如不期望的旋轉等。在常規(guī)操作期間，管道帶被機械地折疊成管道形狀，管道帶在帶的頂部具有重疊部分，并且在帶的底部、重疊部分的正下方具有承載部分。從該理想位置起的任何偏差都可能對輸送系統(tǒng)和由輸送系統(tǒng)傳送的材料造成重大風險。本發(fā)明的目的在于，通過準確和有效地探測管道帶的旋轉，以及通過監(jiān)測簾線損壞和接頭變形探測織物管道帶中的縱向撕裂和鋼纜帶中的橫向劣化，來滿足上述需要。

本發(fā)明的方法對于織物簾線加強的管道帶及鋼簾線加強的管道帶都是有效的。本發(fā)明的不同實施例利用這樣的管道帶：其包含多個裂口探測插入件(ripdetectioninserts,)、或導磁元件、或生成射頻信號的識別標簽。在操作期間，以一定間隔測量這些插入件或裝置的位置，以便監(jiān)測帶的位置，并且這對于通過例如將任何損壞事件或帶的非正常旋轉通知給操作員來快速發(fā)出警報是有用的。

本發(fā)明更具體地公開了一種用于隨著管狀輸送帶前進通過輸送系統(tǒng)而探測所述輸送帶的縱向裂口和監(jiān)測所述輸送帶的帶取向的方法，其中所述管狀輸送帶具有寬度、長度、縱向中心線、第一縱向邊緣、相反的第二縱向邊緣、以及承載區(qū)域，其中在使用期間，所述第一縱向邊緣與所述第二縱向邊緣重疊以形成重疊區(qū)域，從而將所述帶形成為具有限定直徑的管狀形狀，其中在所述帶的整個長度上，所述承載區(qū)域大致布置在所述帶的所述縱向中心線附近；所述方法包括通過探測埋設在所述管狀輸送帶中的多個等間隔布置的導磁元件的位置和完整性，來監(jiān)測所述中心線的位置，其中所述導磁元件橫跨(situatedacross)所述管狀輸送帶的所述承載區(qū)域的寬度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的裂口探測插入件的示意性剖視圖，示出了其中的多個裂口探測絲，其中裂口探測插入件未遭受帶損壞。

圖2示了圖1所示的裂口探測插入件的磁場圖像(在帶沒有損壞的情況下)。

圖3是處于良好取向的管輸送帶的剖視圖，其中重疊區(qū)域位于頂部。

圖4是處于不恰當取向的管輸送帶的剖視圖，其中重疊區(qū)域位于底部。

圖5繪出了傳感器陣列、管道輸送帶。

圖6繪出了傳感器陣列、管道輸送帶和惰輪。

具體實施方式

本發(fā)明的管道輸送帶具有彈性體，具有位于頂面的負載運輸表面或在彈性體內側卷曲的內表面。這些帶還可以包括裂口插入件，這些裂口插入件沿著管道輸送帶的長度遞增地間隔開(spacedincrementally)，以便在帶處于管的形式時監(jiān)測帶。在本發(fā)明的另一實施例中，管道帶可包括鋼加強元件，鋼加強元件用作帶內的導磁材料，以便在常規(guī)操作期間監(jiān)測帶相對于其正常位置的旋轉。

本發(fā)明的管狀輸送帶具有寬度、長度、縱向中心線、第一縱向邊緣和相反的第二縱向邊緣、以及承載區(qū)域。在使用期間，所述第一縱向邊緣與所述第二縱向邊緣能夠重疊以形成重疊區(qū)域，這將帶形成為管狀形狀。在帶的整個長度上，承載區(qū)域均勻地布置在帶縱向中心線附近。在本發(fā)明的實踐中，通過探測埋設在帶中的多個等間隔布置的導磁元件來監(jiān)測中心線的位置。這些導磁元件橫跨(situatedacross)管狀輸送帶的承載區(qū)域的寬度。

彈性體通常包括典型地在管道輸送帶內縱向延伸的加強鋼纜或織物層。根據本發(fā)明的可被監(jiān)測的輸送帶也可以可選地包含常規(guī)的感應帶損壞傳感器回路，該感應帶損壞傳感器回路包括嵌入式轉換器元件。在任何情況下，常規(guī)的裂口探測系統(tǒng)可以與本發(fā)明的方法和系統(tǒng)協(xié)同使用。事實上，用于這種裂口探測系統(tǒng)的導磁材料可用于附加的目的：用作探測根據本發(fā)明的帶的非期望旋轉的導磁材料。在美國專利4,621,727、美國專利4,854,446和美國專利6,715,602中描述了這種裂口探測系統(tǒng)。美國專利4,621,727、美國專利4,854,446、美國專利6,715,602的內容以引用的方式并入本文，以用于公開能與本發(fā)明結合使用的常規(guī)裂口探測和辨識系統(tǒng)。

在本發(fā)明的一個實施例中，使用具有如圖1所描繪的裂口探測插入件的管道帶。圖1示出了裂口探測插入件中的多個裂口探測絲，其中，裂口探測插入件尚未遭受帶的損壞。這些裂口探測插入件沿管道輸送帶的縱向長度而間隔開。裂口探測插入件包含多個由諸如鐵磁性材料等導磁材料構成的裂口探測絲。例如，裂口探測絲可以為鍍銅的鋼簾線(steeltirecords)。有利的是，裂口探測絲為具有0.1mm至大約0.6mm范圍內的直徑的鋼絲，并且優(yōu)選地，鋼絲具有在0.2mm至大約0.4mm范圍內的直徑。同樣有利的是，鋼絲被纏繞成包含2根到大約12根，甚至大約18根鋼絲的絲束。裂口探測絲可以是具有或不具有螺旋纏繞的多種不同結構的簾線(tirecord)?？墒褂玫慕Y構的一些代表示例包括2x，3x，4x，5x，6x，7x，8x，11x，12x，1+2，1+3，1+4，1+5，1+6，1+7，1+8，2+1，2+2，2+7，2+8，2+9，2+10，3+1，3+2，3+3，和3+9。在美國專利6,247,514中提供了能夠在本發(fā)明的實踐中有利地用作裂口探測絲的包含多至12根鋼絲的鋼簾線的更詳細的描述。美國專利6,247,514的教導以引用方式并入本文，用于描述包含上至12根鋼絲的合適鋼簾線的目的。

裂口探測絲典型地以與垂直于輸送帶的縱向的方向成15°至75°的偏角α排列在裂口探測插入件中。裂口探測絲更典型地以30°至60°的偏角α排列在裂口探測插入件中，并且更優(yōu)選地以40°至50°的偏角α排列在裂口探測插入件中。在本發(fā)明的本實施例中，裂口探測絲11和12橫跨帶的寬度遞增地間隔開，在圖3中，裂口探測絲11具有恰當的取向，而在圖4中，裂口探測絲12具有不恰當的取向。通常，單個裂口探測絲不會延伸橫跨超過輸送帶寬度的大約70％。大多數情況下，單個裂口探測絲不會延伸橫跨超過輸送帶寬度的大約50％。更典型地，單個裂口探測絲不會延伸橫跨超過輸送帶寬度的大約40％甚至30％。

圖5至圖6示出了本發(fā)明的一個實施例，描繪了將傳感器陣列3保持在位的多個固定件1。管道輸送帶4示出為處于折疊、管狀位置，并且穿過傳感器陣列3。管道輸送帶的中心線通常也是管道帶的承載區(qū)域的中心，并且在輸送系統(tǒng)中監(jiān)測帶的點處，該中心線作為下述函數而受到監(jiān)測：中心線的旋轉角度相對于帶的橫截面的最低豎直位置的函數。通常，在常規(guī)操作中，當管道輸送帶處于理想取向時，該中心線將處于這樣的取向：基本上位于管道輸送帶的重疊區(qū)域的正下方。帶包含多個等間隔的導磁元件，各導磁元件位于中心點并且跨越承載區(qū)域的長度。隨著帶穿過傳感器陣列3，使用磁性元件來探測帶的承載區(qū)域的中心線。安裝于傳感器陣列3的中央處理單元2監(jiān)測管道輸送帶4的取向，并且當帶位于可接受的操作位置范圍以外(如圖4所示)或者未朝向理想位置(理想位置如圖3所示)時警告操作者。圖6示出了與圖5相同的內容，并且還附加地示出了多個惰輪5的位置，惰輪5引導管道輸送帶通過傳感器陣列3和通過整個輸送系統(tǒng)。

在這里，為了教導可用于與本發(fā)明協(xié)同使用以探測諸如撕裂和裂口等帶損壞的帶和系統(tǒng)的目的，將美國專利8,069,975、美國專利7,894,934、美國專利7,810,634、美國專利7,740,128和美國專利7,740,130以引用的方式并入本文。為了教導可作為與本發(fā)明協(xié)同的導磁材料的諸如鋼簾線和裂口探測插入件等導磁材料，以便隨著管道帶行進穿過本發(fā)明的輸送系統(tǒng)而監(jiān)測管道帶的取向的目的，將美國專利8,069,975、美國專利7,894,934、美國專利7,810,634、美國專利7,740,128和美國專利7,740,130也以引用的方式并入本文。

雖然為了闡述本主題發(fā)明的目的，已經示出了特定代表性實施例以及細節(jié)，但對于本領域的技術人員而言顯而易見的是，在不背離本主題發(fā)明的范圍的情況下可以作出各種改變和修改。