一種單繩纏繞式提升機松繩保護裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了在提升容器被阻時能自動識別檢測到礦井提升機鋼絲繩繩在運行過程中張力的變化，保護提升系統安全使用的一種單繩纏繞式提升機松繩保護裝置。其提升容器(6)用鋼絲繩(11)通過天輪(3)和提升機滾筒(1)連接，編碼器(2)設置在提升機滾筒(1)一側，壓力傳感器(4)設置在天輪(3)下底部，通過變送器(5)和可編程控制器(8)連接，且用提升機松繩的保護方法在立井或副井中把提升容器(6)進行提升。由于本發明設計了一種能在運行中被阻時自動識別檢測到主提升鋼絲繩張力的變化，與在可編程控制器中設定的對應給定值進行動態跟蹤比較，當實測值小于給定值時，能及時的對絞車進行斷電或發出報警，從而避免了沖擊斷繩事故。
【專利說明】一種單繩纏繞式提升機松繩保護裝置
[0001]【技術領域】:本發明涉及在提升容器被阻時能自動識別檢測到礦井提升機鋼絲繩繩在運行過程中張力的變化，保護提升系統安全使用的一種單繩纏繞式提升機松繩保護裝置。
[0002]【背景技術】:傳統松繩保護裝置保護的范圍，當提升容器下行被阻，懸垂鋼絲繩自重小于鋼絲繩的弦長的自重在垂直方向的分力時，主提升鋼絲繩弦會出現松馳，鋼絲繩的弦松馳到出繩窗口壓住或拉住或接近行程開關，才能起到保護的作用。而當鋼絲繩弦長自重在垂直方向的分力小于懸垂鋼絲繩自重時，即使提升容器下行被阻，主提升鋼絲繩松馳，這種松繩保護也不會動作，但是這種松馳僅表現在主提升鋼絲繩的張力減小，鋼絲繩的弦長側不能松馳到出繩窗口壓住或拉住或接近行程開關，起不到應有的松繩保護作用。故傳統松繩保護裝置的保護范圍太小，不能起到全程保護作用，提升容器在井筒中運行的大部分階段都不起作用，這也是許多單繩纏繞式提升機的提升容器在井筒中下行被阻時，由于松繩保護不起作用而導致松繩過多，從而發生沖擊斷繩墜箕斗事故的主要原因。
[0003]
【發明內容】
:本發明克服了現有的礦用提升機松繩保護不能全程保護的弊端，提供了一種能夠全程檢測主提升鋼絲繩在運行中所受張力，從而區分鋼絲繩張力的正常和異常使用的一種單繩纏繞式提升機松繩保護裝置。本發明為實現上述目的所采用的技術方案是:其由提升容器6、鋼絲繩11、天輪3和提升機滾筒I組成，提升容器6用鋼絲繩11通過天輪3和提升機滾筒I連接，編碼器2設置在提升機滾筒I 一側，壓力傳感器4設置在天輪3下底部，通過變送器5和可編程控制器8連接，且用提升機松繩的保護方法在立井或副井中把提升容器6進行提升。
[0004]本發明的有益效果是:由于設計了一種欠量保護裝置，可根據提升容器在井筒下放側運行被阻時主提升鋼絲繩的張力發生變化，由壓力傳感器測出實際運行時鋼絲繩的張力的模擬量和設置的給定模擬量在可編程控制器中進行比較，而后做出是否報警或斷電。該松繩保護當提升容器在井筒下放側運行全程任一點發生松繩時都能起到保護作用，故保護范圍大，有效的防止提升容器下放被阻時引起的斷繩墜罐事件及在副井提升系統能有效地防止容器被阻時松繩過多而引起鋼絲繩損壞，能最大限度的保護礦井提升系統的安全。該裝置結構簡單，設計理念新穎，保護全面、動作靈敏可靠。通過對提升容器在井筒下放側運行全程任一點的給定值和實測值進行比較，能有效對下放側全程任一點進行保護，從而保證了安全生產。
[0005]【專利附圖】
【附圖說明】:圖1是本發明的結構示意圖
[0006]圖2是圖1的松繩保護給定值和當提升容器被阻時鋼絲繩端點所受力的線性圖
[0007]【具體實施方式】:實施例1:如圖1所示，其由提升容器6、鋼絲繩11、天輪3和提升機滾筒I組成，提升容器6用鋼絲繩11通過天輪3和提升機滾筒I連接，編碼器2設置在提升機滾筒I 一側，壓力傳感器4設置在天輪3下底部，通過變送器5和可編程控制器8連接，且用提升機松繩的保護方法在立井或副井中把提升容器6進行提升。
[0008]如圖1所示，所述的可編程控制器8下端設置提升機安全回路9。
[0009]如圖1所示，所述的提升容器6在裝載位置10裝載后用鋼絲繩11通過提升機滾筒I和天輪3提升至卸載位置7進行卸載。
[0010]實施例2:如圖1、圖2所示，所述提升機松繩的保護方法是:采用設在井架天輪3下的壓力傳感器4受壓時輸出的實際壓力的電信號模擬量和給定在可編程控制器8中的線性模擬量進行比較，以系統正常運行時鋼絲繩所受張力最小的運動狀態和在容器下行、空載且失重時的運行狀態相對比，在提升高度范圍內運行特性為一條線性量，將其轉換成與壓力傳感器4相對應的電信號給定在可編程控制器8中，通過可編程控制器8計算與提升機主軸12相連編碼器2的脈沖，得出提升容器6在井筒運行時任一時刻的深度值，將這個值代入給定的線性方程，即可求出與提升容器6運行位置相對應的一給定值，將這個給定值與系統實際運行時壓力傳感器4輸出的實測值在可編程控制器8中進行比較，當實測值小于設定值時，絞車的報警系統或安全保護系統就發出警告或斷電，提醒絞車司機嚴禁提升。
[0011]實施例3:如圖1、圖2所示，主提升系統在下放側容器運行各階段鋼絲繩受到張力變化情況進行分析:
[0012]1.在下放側主加速階段(即呈失重狀態)
[0013]F1 = (Hi1.x+m) (g-1.2) -mg ω +Iii1 gz
[0014]= 8.811^+8111+1Om1 ζ
[0015]式中=F1-為主加速段容器運行到任一點鋼絲繩所受到的張力
[0016]Hi1-為鋼絲繩的單位質量
[0017]X-為提升高度中任一點距卸載點的距離
[0018]m-為容器自身質量
[0019]ω-為天輪、容器在井筒中運行時受到的阻力系數，取0.08
[0020]g-為重力加速度，取10
[0021]Z-為過天輪切點至卸載點的鋼絲繩長度
[0022]根據設計規范立井提升物料最大加減速度不能超過1.2，當在副井時取0.75，在此取主井提升物料的值；
[0023]2.在下放側勻速運行階段任一點鋼絲繩所受到的張力:
[0024]F2 = m^x+mg-mg ω +Hi1 gz
[0025]= lOm^+9.2m+1Om1Z ；
[0026]3.在下放側減速運行階段任一點鋼絲繩所受到的張力(即呈超重狀態):
[0027]F3 = (In1.x+m) (g+1.2)-mgo+m1gz
[0028]= 11.21110+10.4m+1Om1Z ；
[0029]4.當容器在任一點被阻時鋼絲繩所受到的張力實測值為:
[0030]F4 = m^x+m^z = I Om1X+1 Om1Z ；
[0031]5.由于此裝置應用的是欠量保護，故選容器正常下放時鋼絲繩所受張力最小的運行狀態去全程考慮，取正常下放運行狀態中的三個階段鋼絲繩所受張力的最小值為研究對象，即取:
[0032]F1 = (In1.x+m) (g-1.2) -mg ω +mgz = 8.Smx+Sm+lOm^
[0033]在此張力以上取一定的系數為給定值，系數取0.8，則給定值為:
[0034]F5 = (8.Sm^+Sm+lOm^) X0.8 = 7.041X1^+6.^+Sm1Z[0035]由4、5來看給定值和容器被阻時實測值在直角坐標系中是二條斜率不同的直線。將給定值F5轉換成與壓磁傳感器相對應的電信號設置在可編程控制器中，F5是一條數值連續變化的直線，同樣設置在可編程控制器中的模擬量也是一條線性給定量，在可編程控制器中設置一個比較程序，在容器下放全過程中比較設置在可編程控制器中的給定值和壓力傳感器輸出的實測值，當實測值< F5時松繩保護就立刻動作；
[0036]6.從圖2和F4與F5公式來看直線F4與F5總要有交點，且在交點以后F4將大于F5,即在交點以后即使提升容器在運行中被阻，松繩保護也不會動作。為了保證動作的靈敏
度，要求在容器運行任一點的給定值為容器被阻時實測值得2倍，即:
[0037]
【權利要求】
1.一種單繩纏繞式提升機松繩保護裝置，由提升容器(6)、鋼絲繩(11)、天輪(3)和提升機滾筒(I)組成，提升容器(6)用鋼絲繩(11)通過天輪(3)和提升機滾筒(I)連接，其特征在于編碼器(2)設置在提升機滾筒(I)內置的提升機主軸(12) —側，壓力傳感器(4)設置在天輪(3)下底部，通過變送器(5)和可編程控制器(8)連接，且用提升機松繩的保護方法在立井或副井中把提升容器(6)進行提升。
2.根據權利要求1所述的一種單繩纏繞式提升機松繩保護裝置，其特征在于所述的可編程控制器(8)下端設置提升機安全回路(9)。
3.根據權利要求1所述的一種單繩纏繞式提升機松繩保護裝置，其特征在于所述的提升容器(6)在裝載位置(10)裝載后用鋼絲繩(11)通過天輪(3)和提升機滾筒⑴提升至卸載位置(7)進行卸載。
4.根據權利要求1所述的一種單繩纏繞式提升機松繩保護裝置，其特征在于所述提升機松繩的保護方法是:采用設在井架天輪(3)下的壓力傳感器(4)受壓時輸出的實際壓力的電信號模擬量和給定在可編程控制器(8)中的線性模擬量進行比較，以系統正常運行時鋼絲繩所受張力最小的運動狀態和在容器下行、空載且失重時的運行狀態相對比，在提升高度范圍內運行特性為一條線性量，將其轉換成與壓力傳感器(4)相對應的電信號給定在可編程控制器⑶中，通過可編程控制器⑶計算與提升機主軸(12)相連編碼器(2)的脈沖，得出提升容器(6)在井筒運行時任一時刻的深度值，將這個值代入給定的線性方程，即可求出與提升容器(6)運行位置相對應的一給定值，將這個給定值與系統實際運行時壓力傳感器⑷輸出的實 測值在可編程控制器⑶中進行比較，當實測值小于設定值時，絞車的報警系統或安全保護系統就發出警告或斷電，提醒絞車司機嚴禁提升。
【文檔編號】B66B5/12GK103626005SQ201210324352
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月24日 優先權日:2012年8月24日
【發明者】原志坤, 金天海, 李平安, 鄭文軍, 郭蓬勃, 王章利, 李鳳軍 申請人:原志坤