CN103287457A - 一种磁力制动式矿用斜井防跑车装置 - Google Patents

Abstract

一种磁力制动式矿用斜井防跑车装置，采用磁力对矿车进行制动，所采用的磁力制动包括电磁力制动和永久磁铁磁力制动。通过矿车位置跟踪装置对运行的矿车进行位置跟踪，当运行的矿车离开正常位置，通过矿车位置跟踪装置和接近传感器的作用，控制磁力制动。本发明结构简单，所用材料少，对整个斜井绞车道任意一点发生跑车事故均能进行制动，是目前斜井防跑车防护装置最理想方案。

Description

一种磁力制动式矿用斜井防跑车装置

技术领域

本发明涉及一种矿用斜井跑车防护装置，这种斜井跑车防护装置适用于矿山斜井矿车运输跑车的防护。

背景技术

目前，我们国家矿山所使用的斜井跑车防护装置，都是按照煤炭行业标准MT933-2005的要求来设计和制造。该标准规定的斜井跑车防护装置由缓冲器、挡车装置和传感器三部分组成。缓冲器是由钢丝绳作缓冲元件，挡车装置是由铁道、槽钢或钢丝绳作挡车元件。这种跑车防护装置，挡车装置不是连续设置，而是间隔几百米设置一个，实际多数煤矿只设置两道防跑车装置，即井口门一道，井底车场一道，这两道防跑车装置相隔两千米左右。当发生跑车故障时，不能及时制动，已跑的矿车不断加速，具有很大的动能，制动效果不佳，尤其是斜井人车跑车，即使制动住了，坐在人车中的人员要承受强大的冲撞震动，伤亡严重。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种磁力制动式矿用斜井防跑车装置，以解决现有技术的不足。

本发明的具体方案是：用磁力作斜井跑车的制动力，由矿车磁力制动单元、矿车运行位置跟踪单元、矿车检测单元和磁力制动控制单元四部分组成；矿车磁力制动单元：用磁力作斜井跑车的制动力，具体有两种方案，一种是电磁铁制动，另一种是电控永磁铁制动；电磁铁制动：电磁铁是开口凹形形状，铁心的两个磁轭与斜井两条轨道衔接，铁心套有线圈，电磁铁在制动时通过轨道、矿车构成闭合磁路，线圈通电后产生电磁力，对矿车进行制动，电磁铁制动利用直流电源供电；电控永磁铁制动：用永久磁铁产生制动力，永久磁铁也是开口凹形形状，铁心的两个磁轭与斜井两条轨道衔接，两个磁轭之间设有可控活动磁路体，可控活动磁路体受电动手柄来控制，可控活动磁路体与两个磁轭闭合，永久磁铁对矿车不产生磁力，可控活动磁路体与两个磁轭分开，对矿车磁力制动；矿车运行位置跟踪单元：矿车运行位置跟踪有两种方案，一种是利用旋转编码器进行位置跟踪，另一种是利用位置跟踪装置进行位置跟踪，旋转编码器位置跟踪：在绞车轴上安装旋转编码器，旋转编码器输出与可编程控制器PLC连接，通过可编程控制器PLC译码转换为位置电信号，通过可编程控制器PLC输出接口始终接通一列矿车尾车后面位置的所有接近传感器电源；位置跟踪装置跟踪：在绞车轴上安装伞齿轮，伞齿轮带动蜗杆转动，蜗杆带动涡轮转动，涡轮带动螺旋丝杠转动，螺旋丝杠套有螺旋套，螺旋套带动动触头移动，静触头固定在静触头绝缘支架上，随着动触头的移动，分别与各个静触头接触，始终接通一列矿车尾车后面位置的所有接近传感器电源；检测单元：由接近传感器及传感器外部电路组成，接近传感器放在轨道附近，在斜井轨道相隔一定距离放置一个接近传感器，接近传感器包括电感式、电容式和光电式；所有接近传感器输出端经过二极管接成或门电路，只要有一个接近传感器动作输出为高电位，通过磁力制动控制单元使矿车磁力制动；磁力制动控制单元：由幅值鉴别电路和接触器控制电路两部分组成，幅值鉴别电路：由电压比较器，电阻，二极管，三极管，继电器组成，电压比较器反相输入端与由电阻、二极管组成的给定电路连接，电压比较器同相输入端与检测电路输出端连接，当同相输入端的检测信号电压大于反相输入端的给定电压，电压比较器输出端为高电位，三极管饱和导通，继电器有电吸合，其接点接通接触器电磁线圈，接触器主触点接通电磁铁线圈或电动手柄线圈电路，实现电磁制动。

由于本发明采用了上述方案，使本发明具有磁力制动结构简单，安装方便，制动迅速，制动效果好等优点。

附图说明

为了便于理解本发明的结构原理及实施本发明的最佳方式，下面结合附图对本发明进一步说明。

图1为本发明系统结构图；

图2为本发明电磁制动单元结构图；

图3为本发明电控永磁制动单元结构图；

图4为本发明矿车位置跟踪装置结构图

图5为本发明接近传感器电路原理图

图6为本发明磁力制动控制单元电路原理图

图中：1提升机绞车房，2提升机滚筒，3矿车位置跟踪单元，4磁力制动控制单元，5提升钢丝绳，6首车，7尾车，8轨道，9接近传感器，10磁力制动单元，10-1-1电磁铁磁轭，10-1-2电磁铁线圈，10-2-1永久磁铁磁轭，10-2-2电动手柄，10-2-3可控活动磁路体，3-1涡轮，3-2蜗杆，3-3位置跟踪装置支架，3-4动触头，3-5动触头绝缘支架，3-6螺旋套，3-7螺旋丝杠，3-8软带电线，3-9电线支架，3-10引出电线，3-11静触头引出线，3-12静触头，3-13静触头绝缘支架，3-14静触头引出电缆，WZGZ1、WZGZ2、...WZGZn位置跟踪接点，D或门电路二极管，9-1接近传感器电源正电端，9-2接近传感器电源负电端，9-3接近传感器输出端，SC接近传感器或门电路输出端，U1电压比较器，R1、R2、R3、R4电阻，D1、D2二极管，BG三极管，J继电器线圈，J1继电器接点，JC接触器线圈，JC1接触器主触点，JC2接触器辅助触点，CL电磁铁线圈或电动手柄线圈。

具体实施方式

实施列1：图1为本发明系统方框图，本发明采用磁力制动，由磁力制动单元、矿车运行跟踪单元，矿车检测单元和磁力制动控制单元四部分组成；在绞车道轨道8附近隔一定距离安装一个接近传感器9，在轨道首端和中间段安装磁力制动单元10，在绞车房内设有位置跟踪单元3和磁力制动控制单元4。运行跟踪单元始终接通尾车后面位置所有接近传感器9的电源电路，随着矿车向下运动，在运行跟踪单元3的作用下，接近传感器9的电源电路分别逐渐断开，虽然有矿车通过，但是接近传感器9无电不工作，制动单元10不制动。当发生跑车事故，矿车离开了正常位置，矿车穿过已接通电源的接近传感器9，接近传感器9输出高电位，通过磁力制动控制单元4控制磁力制动单元10制动。

实施列2：图2为本发明电磁制动单元结构图，电磁铁是开口凹形形状，铁心的两个磁轭10-1-1与斜井两条轨道8衔接，铁心套有线圈10-1-2，线圈通电后产生电磁力，通过轨道、矿车构成闭合磁路，对矿车进行制动。

实施列3：图3为本发明电控永磁制动单元结构图，永久磁铁也是开口凹形形状，铁心的两个磁轭10-2-1与斜井两条轨道8衔接，两个磁轭之间设有可控活动磁路体10-2-3，可控活动磁路体受电动手柄10-2-2来控制，可控活动磁路体与两个磁轭闭合，永久磁铁对矿车不产生磁力，可控活动磁路体与两个磁轭分开，对矿车磁力制动。

实施列4：图4为本发明位置跟踪装置结构图，在绞车轴上安装伞齿轮，伞齿轮带动蜗杆3-2转动，蜗杆3-2带动涡轮3-1转动，涡轮3-1带动螺旋丝杠3-7转动，螺旋丝杠3-7套有螺旋套3-6，螺旋套3-6带动动触头3-4移动，静触头3-12固定在静触头绝缘支架3-13上，随着动触头3-4的移动，分别与各个静触头3-12接触，始终接通一列矿车尾车后面位置的所有接近传感器电源。

实施列5：图5为本发明接近传感器电路原理图，接近传感器9放在轨道附近，在斜井轨道相隔一定距离放置一个接近传感器9，由运行跟踪单元接点WZGZn向接近传感器9供电，始终给一列矿车尾车后面位置所有接近传感器9供电，没有发生跑车故障，虽然有接近传感器供电，但是没有矿车通过，接近传感器9不动作，当发生跑车故障，已供电的接近传感器9有矿车通过，传感器9动作，控制矿车磁力制动单元通电，矿车制动。

实施列6：图6为本发明磁力制动控制单元电路原理图，由幅值鉴别电路和接触器控制电路两部分组成，幅值鉴别电路：由电压比较器U1，电阻R1、R2、R3、R4，二极管D1、D2，三极管BG，继电器J组成。电压比较器U1反相输入端2脚与由电阻R2、二极管D1的连接点连接，电压比较器U1同相输入端脚3与电阻R1一端连接，该连接点还与检测电路输出端SC连接，电阻R1另一端与二极管D1阴极连接，该连接点还与电压比较器U1的脚4、三极管BG发射极连接，电压比较器U1输出端1脚与电阻R3一端连接，该连接点还与电阻R4一端连接，电阻R4另一端与三极管BG基极连接，电阻R3另一端与电压比较器U1的脚8连接，该连接点还与电阻R2另一端连接，二极管D2阴极与继电器线圈J的脚1连接，该连接点还与电压比较器U1的脚8连接，三极管BG集电极与继电器线圈J的脚2连接，还与二极管D2阳极连接，上述电路的连接构成了幅值鉴别电路；接触器控制电路：接触器JC的脚1与电磁铁线圈或电动手柄线圈CL的脚1连接，该连接点与直流电源正电连接，接触器线圈JC的脚2与继电器常开接点J1的一端连接，J1的另一端与直流电源负电连接，在J1接点两端并联接触器JC辅助接点JC2进行自保，线圈CL的脚2与接触器主触点JC1一端连接，JC1另一端与直流电源负电连接，上述电路的连接构成了接触器控制电路。当同相输入端脚3的检测信号电压大于反相端脚2的给定电压，电压比较器U1的输出端脚1为高电位，三极管BG饱和导通，继电器J有电吸合，其接点J1接通接触器电磁线圈JC，接触器主触点JC1接通电磁铁线圈或电动手柄线圈CL，实现电磁制动。

Claims (3)

1.一种磁力制动式矿用斜井防跑车装置，用磁力作斜井跑车的制动力，包括矿车磁力制动单元、矿车运行跟踪单元、矿车检测单元和磁力制动控制单元四部分，其特征是，所述矿车磁力制动单元，具体有两种方案，一种是电磁铁制动，另一种是电控永磁铁制动，电磁铁制动：电磁铁是开口凹形形状，铁心的两个磁轭与斜井两条轨道衔接，铁心套有线圈，线圈通电后产生电磁力，对矿车进行制动；电控永磁铁制动：永久磁铁也是开口凹形形状，铁心的两个磁轭与斜井两条轨道衔接，两个磁轭之间设有可控活动磁路体，可控活动磁路体受电动手柄来控制，可控活动磁路体与两个磁轭闭合，永久磁铁对矿车不产生磁力，可控活动磁路体与两个磁轭分开，对矿车磁力制动；矿车运行位置跟踪单元，两种方案，一种是利用旋转编码器进行位置跟踪，另一种是利用位置跟踪装置进行位置跟踪，旋转编码器位置跟踪：在绞车轴上安装旋转编码器，旋转编码器输出与可编程控制器PLC连接，通过可编程控制器PLC译码转换为位置电信号，通过可编程控制器PLC输出接口始终接通一列矿车尾车后面位置的所有接近传感器电源；位置跟踪装置跟踪：在绞车轴上安装伞齿轮，伞齿轮带动蜗杆(3-2)转动，蜗杆(3-2)带动涡轮(3-1)转动，涡轮(3-1)带动螺旋丝杠(3-7)转动，螺旋丝杠(3-7)套有螺旋套(3-6)，螺旋套(3-6)带动动触头(3-4)移动，静触头(3-12)固定在静触头绝缘支架(3-13)上；检测单元：由接近传感器(9)及传感器外部电路组成，接近传感器(9)放在轨道(8)附近，在斜井轨道(8)相隔一定距离放置一个接近传感器(9)，所有接近传感器(9)输出端经过二极管D接成或门电路，只要有一个接近传感器(9)动作输出为高电位，通过磁力制动控制单元使矿车磁力制动；磁力制动控制单元，由幅值鉴别电路和接触器控制电路两部分组成，幅值鉴别电路：电压比较器U1反相输入端(2)脚与电阻R2与二极管D1的连接点连接，电压比较器U1同相输入端(3)脚与电阻R1一端连接，该连接点还与检测电路输出端(SC)连接，电阻R1另一端与二极管D1阴极连接，还与电压比较器U1脚(4)、三极管BG发射极连接，电压比较器U1脚(1)与电阻R3一端连接，还与电阻R4一端连接，电阻R4另一端与三极管基极连接，电阻R3另一端与电压比较器U1脚(8)连接，该连接点还与电阻R2另一端连接，还与二极管D2阴极、继电器线圈J(1)脚连接，三极管BG集电极与继电器线圈J(2)脚连接，还与二极管D2阳极连接，上述电路的连接构成了幅值鉴别电路；接触器控制电路：接触器JC的(1)脚与电磁铁线圈或电动手柄线圈CL的(1)连接，该连接点与直流电正电(+)连接，接触器线圈JC(2)脚与继电器常开接点J1一端连接，J1另一端与直流负电(-)连接，在J1接点两端并联接触器JC辅助接点JC2进行自保，线圈CL的(2)与接触器主触点JC1一端连接，JC1另一端与直流负电(-)连接，上述电路的连接构成了接触器控制电路。

2.根据权利要求1所述的一种磁力制动式矿用斜井防跑车装置，其特征是，所述的电磁铁制动利用直流电源供电。

3.根据权利要求1所述的一种磁力制动式矿用斜井防跑车装置，其特征是，所述的接近传感器包括电感式、电容式和光电式。

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