CN102229395A - 一种矿用电梯多功能模拟实验系统 - Google Patents

Abstract

一种矿用电梯多功能模拟实验系统，包括固定在混凝土基座上的井架、设在井架上的防爆曳引试验系统、轿厢保护试验系统、柔性导轨导向试验系统、淋水模拟试验系统、轿厢和对重；能够实现曳引绳张紧力动态调节试验、轿厢超速或失控保护试验、轿厢冲顶与坠入的安全保护试验、柔性导轨张紧力动态平衡试验、轿厢运行稳定性试验、尾绳悬挂可靠性试验、模拟井道渗水的轿厢持久淋水试验等；为实现矿山地下物料和人员提升的矿用电梯研究提供一种结构紧凑、便于操作、省时省力、安全可靠，能够模拟矿井环境的多功能模拟试验平台。

Description

一种矿用电梯多功能模拟实验系统

技术领域

本发明涉及一种矿用电梯多功能模拟实验系统，尤其适用于矿山地下物料和人员提升的矿用电梯模拟运行试验。

背景技术

矿山地下开采过程中的人员升降目前主要采用提升机配合罐笼进行，而对于井下多水平工作面的开采，特别是提升高度小于400m的物料和人员提升时采用传统的提升机存在费用高、工程施工周期长的问题；其次，采用提升机进行升降人员过程中，罐笼内的乘坐人员无法对升降过程进行控制，从而无法传递信息到井口或者井下，运输过程中的突发事件无法与井口和井下人员直接联系；绞车结构较大，机械效率低，在运行过程中若故障，罐笼缺乏超速的有限控制；乘坐人员的舒适性差。

现有的电梯系统，虽具有较好的乘坐舒适性，适合多水平面工作，维护费用低。但是，由于井下工作环境恶劣，井筒易变形，因此现有的工业普通电梯的T型导轨无法适应矿井提升要求，目前尚没有基于柔性导轨的电梯轿厢动态稳定性试验系统；同时，曳引绳的连接装置采用压缩弹簧形式和橡胶形式，虽起到了缓冲和减震的作用，但由于曳引绳制造的误差、材料的差异，在使用一段时间后易造成曳引绳张紧力不均衡，而目前尚没有电梯系统的曳引绳动态张紧装置，更没有基于该装置的试验系统；现有的安全钳系统只能适应刚性导轨的安全制动，目前电梯系统尚没有基于制动绳的安全制动系统，同样也没有基于制动绳的不同轿厢运行速度下的安全钳防坠制动试验系统；普通电梯虽有底坑液压缓冲装置和夹绳器，但是矿用电梯由于水平工作面间隔大，运行速度快，且轿厢载重较大，因此存在轿厢的冲顶和坠入现象，目前尚没有电梯轿厢的防冲顶和坠底保护系统，也没有电梯轿厢不同速度下的冲顶和坠底的试验系统；井下由于恶劣的地质条件，井道渗水频繁，而工业电梯主要运行于干燥的环境中，因此缺乏轿厢的淋水环境，目前尚没有电梯系统的淋水模拟试验系统；轿厢主要用于乘人和一般货物的升降，而无法对矿车等移动车体的运输，从而不能实现井下之井口车体物料的运输；尚没有矿车进入轿厢的承接装置以及井口将矿车推入轿厢的推移装置；目前国内外尚没有对矿用电梯上述试验系统整合在一起的多功能模拟试验系统，如果采用实际的矿用电梯进行现场试验，既费时、费力、耗费大，不便于操作，同时也很不安全。因此，通过设计矿用电梯多功能模拟试验系统模拟电梯的运行工况，对上述领域的研究才是唯一可行的途径。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中存在的问题，提供一种结构紧凑、便于操作、省时省力、安全可靠，能够模拟矿井环境的矿用电梯多功能模拟实验系统。

技术方案：本发明的矿用电梯多功能模拟实验系统，主要由固定在混凝土基座上的井架、设在井架上的防爆曳引试验系统、轿厢保护试验系统、柔性导轨导向试验系统、淋水模拟试验系统、轿厢和对重构成，混凝土基座上设有矿车推移装置；所述的防爆曳引试验系统包括防爆曳引机，固定在井架上平台上的曳引绳张力调节装置；所述的轿厢保护试验系统包括设在井架内的轿厢超速或失速保护系统、防止轿厢冲顶和坠底试验系统；所述的柔性导轨导向试验系统由钢丝绳导轨、固定在上平台上与钢丝绳导轨上端连接的导轨张紧装置、固定在下平台上与钢丝绳导轨下端连接的导轨连接装置构成，钢丝绳导轨上设有多个固定轿厢的柔性导轨导向套；所述的淋水模拟试验系统包括设置在井架顶部的喷水头、设在混凝土基座底部的过滤器、蓄水池和水泵；所述的矿车推移装置包括设在混凝土基座上的轨道、设在轨道下的推车机，推车机上设有推移矿车的推爪，矿车入口处的轨道两侧设有阻车器；轿厢内底部设有轨道，轨道上设有箱内阻车器，轿厢入口处设有承接装置，轿厢内壁上设有防爆操作箱，轿厢与对重下方设有经补偿绳连接的补偿绳悬挂装置。

所述的轿厢超速或失速保护系统包括制动绳、设在上平台与制动绳一端相连的制动绳缓冲张紧装置、设在下平台与制动绳另一端连接的制动绳连接装置，制动绳上设有固定在轿厢上的制动绳导向套和固定在轿厢底部的制动绳安全钳。

所述的轿厢防冲顶试验系统包括设置在上平台下方的井架两侧的防冲顶缓冲器、悬吊在上平台下方的防冲顶缓冲梁，防冲顶缓冲梁与防冲顶缓冲器之间连有防冲顶缓冲绳。

所述的轿厢防坠底试验系统包括设置在下平台上方的井架两侧的防坠底缓冲器、连接防坠底缓冲器的防坠底缓冲绳，防坠底缓冲绳上悬吊有防坠底缓冲梁。

有益效果：

1.防爆曳引试验系统能够模拟轿厢与对重的运行情况，采用的曳引绳张力调节装置，可进行曳引过程中曳引绳张紧力的动态平衡试验研究，为减少曳引绳的磨损，提高使用寿命提供研究途径；

2.轿厢保护试验系统能够模拟轿厢由于超速或失速造成的下滑防坠试验、由于控制等故障造成的轿厢冲顶或坠入底坑的试验、能够模拟矿车在轿厢内的运动特性，以及能够模拟轿厢升降过程中悬挂装置与不同补偿绳的运动特点，为研究人与矿车混合提升以及悬挂装置与补偿绳连接的可靠性等的研究提供了研究途径；

3.柔性导轨导向试验系统能够模拟刚性导轨安装不方便的使用工况，为研究轿厢运行过程中柔性导轨张紧力的变化特性提供了研究途径；

4.电梯淋水模拟试验系统能够模拟矿井井筒由于渗水而淋水的工况，为研究电梯在淋水状态下运行的可靠性提供了研究途径；

5.矿用电梯多功能试验平台结构紧凑、便于操作、省时省力、安全可靠，能够模拟矿井特殊工况环境。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图。

图2是本发明的系统结构主视图。

图3是本发明的系统结构侧视图。

图中：防爆曳引试验系统-1、轿厢保护试验系统-2、柔性导轨导向试验系统-3、淋水模拟试验系统-4、轿厢-5、对重-6、井架-7、矿车推移装置-8、混凝土基座-9；防爆曳引机-1-1、曳引绳-1-2、导向轮-1-3、曳引绳固定装置-1-4、曳引绳张力调节装置-1-5；夹绳器-2-1、限速器-2-2、防冲顶缓冲梁-2-3、限速器绳-2-4、防冲顶缓冲绳-2-5、防冲顶缓冲器-2-6、防坠底缓冲器-2-7、防坠底缓冲绳-2-8、防坠底缓冲梁-2-9、对重液压缓冲器-2-10、制动绳连接装置-2-11、限速器绳张紧装置-2-12、制动绳导向套-2-13、安全钳-2-14、安全钳操作拉杆-2-15、安全钳联动机构-2-16、制动绳-2-17、制动绳缓冲张紧装置-2-18；导轨张紧装置-3-1、钢丝绳柔性导轨-3-2、柔性导轨导向套-3-3、导轨连接装置-3-4；喷水头-4-1、过滤器-4-2、蓄水池-4-3、水泵-4-4；轨道-5-1、矿车-5-2、随车电缆-5-3、箱内阻车器-5-4、承接装置-5-5、防爆操作箱-5-6、补偿绳悬挂装置-5-7、补偿绳-5-8；推车机-8-1、推爪-8-2、阻车器-8-3。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步描述：

本发明的矿用电梯多功能模拟实验系统，主要由固定在混凝土基座9上的井架7、设在井架7上部用于牵引轿厢5上下运行的防爆曳引试验系统1、轿厢保护试验系统2、柔性导轨导向试验系统3、淋水模拟试验系统4、轿厢5和对重6构成，混凝土基座9上设有矿车推移装置8；矿车推移装置8包括设在混凝土基座9上的轨道、设在轨道下的推车机8-1，推车机8-1上设有推移矿车的推爪8-2，矿车5-2入口处的轨道两侧设有阻车器8-3；轿厢5内底部设有轨道5-1，轨道5-1上设有箱内阻车器5-4，轿厢5入口处设有承接装置5-5，承接装置5-5主要由固定有轨道并铰接在轿厢上的承接板，与承接板相连接的手柄扳手构成；轿厢5内壁上设有防爆操作箱5-6，轿厢下方设有与井壁连接的随车电缆5-3，轿厢5与对重6下方设有经补偿绳5-8连接的补偿绳悬挂装置5-7，补偿绳悬挂装置5-7主要由与轿厢铰接的上吊杆，上吊杆通过设置的连接套、轴承、螺栓与下吊杆连接在一起，下吊杆下设有由销轴铰接的连接补偿绳的夹绳环。

防爆曳引试验系统1包括放置在井架7上平台A机房的防爆曳引机1-1，缠绕在防爆曳引机1-1的曳引轮和导向轮1-3上的曳引绳1-2，穿过轿厢5上的反绳轮并固定在井架7上平台A承载梁上的曳引绳张力调节装置1-5与穿过对重6的反绳轮并固定在上平台A上的曳引绳固定装置1-4；曳引绳张力调节装置1-5主要由相互连通的液压缸与固定液压缸体的连接板构成，缸体内柱塞与曳引绳1-2连接，固定液压缸体的连接板设置在上平台A上，从而实现曳引绳1-2张紧力的自动平衡，连通的液压管路内设有油压、油缸与罐体内柱塞之间设有位移传感器，进行曳引过程中曳引绳1-2张紧力的动态平衡试验研究。

轿厢保护试验系统2包括设在井架7内的轿厢5超速或失速保护系统、防止轿厢5冲顶和坠底试验系统。

轿厢超速或失速保护试验系统2包括设置在井架7上平台A的夹绳器2-1以及承载梁上的制动绳缓冲张紧装置2-18，被制动绳缓冲张紧装置2-18张紧的制动绳2-17，设置在底坑下平台B的承载梁上与制动绳2-17另一端连接的制动绳连接装置2-11，被其所对应的制动绳2-17垂直穿过的固定在轿厢5两侧的制动绳导向套2-13与安全钳2-14，设置在轿厢5底部的安全钳联动机构2-16与安全钳内的操作拉杆2-15，被限速器绳2-4闭合地缠绕的限速器2-2与设置在底坑下固定梁上的限速器绳张紧装置2-12；制动绳连接装置2-5主要由楔形绳套、可破断绳套螺杆构成；限速器绳张紧装置采用传统电梯上通用的张紧装置；制动绳缓冲张紧装置主要由可进行设定阻力的调力机构构成，制动绳穿过调力机构被张紧；安全钳联动机构采用传统刚性导轨电梯上使用的通用安全钳联动机构；轿厢超速或失速保护试验时，限速器绳2-4通过安全钳联动机构2-16将安全钳内的操作拉杆2-15拉起，安全钳-2-14动作后抱紧制动绳2-17，制动绳2-17从顶部的制动绳缓冲张紧装置2-18内抽出进行轿厢超速失速缓冲保护。

轿厢防冲顶试验系统包括设置在上平台A下方的井架7两侧的防冲顶缓冲器2-6、悬吊在上平台A下方的防冲顶缓冲梁2-3，防冲顶缓冲梁2-3与防冲顶缓冲器2-6之间连有防冲顶缓冲绳2-5；轿厢防冲顶试验时，轿厢5快速撞击到防冲顶缓冲梁2-3，从而将防冲顶缓冲绳2-5从防冲顶缓冲器2-5内抽出进行缓冲，而对重6由对重液压缓冲器-2-10进行缓冲。

轿厢防坠底试验系统包括设置在下平台B上方的井架7两侧的防坠底缓冲器2-7、连接防坠底缓冲器2-7的防坠底缓冲绳2-8，防坠底缓冲绳2-8上悬吊有防坠底缓冲梁2-9；轿厢防坠底试验时，轿厢5快速撞击到防坠底缓冲梁2-9，从而将防坠底缓冲绳2-8从防坠底缓冲器2-7内抽出进行缓冲。

柔性导轨导向试验系统3由钢丝绳导轨3-2、固定在上平台A上与钢丝绳导轨3-2上端连接的导轨张紧装置3-1、固定在下平台B上与钢丝绳导轨3-2下端连接的导轨连接装置3-4构成，钢丝绳导轨3-2上设有多个固定轿厢5的柔性导轨导向套3-3；导轨张紧装置3-1主要由卡绳器与液压缸组成，卡绳器中间设有钢丝绳导轨3-2，并抱紧钢丝绳导轨3-2，其张紧力由液压缸进行张紧；导轨连接装置3-4可由楔形绳套与绳套螺杆构成；钢丝绳柔性导轨3-2的张紧力由设置导轨张紧装置3-1内的张力传感器进行测量，从而根据钢丝绳柔性导轨3-2压力的大小进行动态调节，进行轿厢5运行过程中钢丝绳柔性导轨3-2张紧力的变化特性的研究。

淋水模拟试验系统4包括设置在井架7顶部的喷水头4-1、设在混凝土基座9底部的过滤器4-2、蓄水池4-3和水泵4-4；该试验系统模拟矿井井筒由于渗水而淋水的工况，进行电梯在淋水状态下运行的可靠性研究。

Claims (4)

1.一种矿用电梯多功能模拟实验系统，其特征在于：主要由固定在混凝土基座(9)上的井架(7)、设在井架(7)上的防爆曳引试验系统(1)、轿厢保护试验系统(2)、柔性导轨导向试验系统(3)、淋水模拟试验系统(4)、轿厢(5)和对重(6)构成，混凝土基座(9)上设有矿车推移装置(8)；所述的防爆曳引试验系统(1)包括防爆曳引机(1-1)，固定在井架(7)上平台(A)上的曳引绳张力调节装置(1-5)；所述的轿厢保护试验系统(2)包括设在井架(7)内的轿厢(5)超速或失速保护系统、防止轿厢(5)冲顶和坠底试验系统；所述的柔性导轨导向试验系统(3)由钢丝绳导轨(3-2)、固定在上平台(A)上与钢丝绳导轨(3-2)上端连接的导轨张紧装置(3-1)、固定在下平台(B)上与钢丝绳导轨(3-2)下端连接的导轨连接装置(3-4)构成，钢丝绳导轨(3-2)上设有多个固定轿厢(5)的柔性导轨导向套(3-3)；所述的淋水模拟试验系统(4)包括设置在井架(7)顶部的喷水头(4-1)、设在混凝土基座(9)底部的过滤器(4-2)、蓄水池(4-3)和水泵(4-4)；所述的矿车推移装置(8)包括设在混凝土基座(9)上的轨道、设在轨道下的推车机(8-1)，推车机(8-1)上设有推移矿车的推爪(8-2)，矿车(5-2)入口处的轨道两侧设有阻车器(8-3)；轿厢(5)内底部设有轨道(5-1)，轨道(5-1)上设有箱内阻车器(5-4)，轿厢(5)入口处设有承接装置(5-5)，轿厢(5)内壁上设有防爆操作箱(5-5)，轿厢(5)与对重(6)下方设有经补偿绳(5-8)连接的补偿绳悬挂装置(5-7)。

2.根据权利要求1所述的矿用电梯多功能模拟实验系统，其特征在于：所述的轿厢超速或失速保护系统包括制动绳(2-17)、设在上平台(A)与制动绳(2-17)一端相连的制动绳缓冲张紧装置(2-18)、设在下平台(B)与制动绳(2-17)另一端连接的制动绳连接装置(2-11)，制动绳(2-17)上设有固定在轿厢(5)上的制动绳导向套(2-13)和固定在轿厢(5)底部的制动绳安全钳(2-14)。

3.根据权利要求1所述的矿用电梯多功能模拟实验系统，其特征在于：所述的轿厢防冲顶试验系统包括设置在上平台(A)下方的井架(7)两侧的防冲顶缓冲器(2-6)、悬吊在上平台(A)下方的防冲顶缓冲梁(2-3)，防冲顶缓冲梁(2-3)与防冲顶缓冲器(2-6)之间连有防冲顶缓冲绳(2-5)。

4.根据权利要求1所述的矿用电梯多功能模拟实验系统，其特征在于：所述的轿厢防坠底试验系统包括设置在下平台(B)上方的井架(7)两侧的防坠底缓冲器(2-7)、连接防坠底缓冲器(2-7)的防坠底缓冲绳(2-8)，防坠底缓冲绳(2-8)上悬吊有防坠底缓冲梁(2-9)。

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