CN104590964A - 一种提升钢丝绳张力监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提升钢丝绳张力监测装置，包括：安装于提升楔形环和箕斗之间的承重连接模块，模块包括：换向叉、销轴、侧板和传感器；换向叉与楔形环相连；销轴穿插于换向叉和所述侧板；传感器嵌入换向叉中，并与销轴相连；在箕斗装载物料后，换向叉与侧板的作用力作用于销轴上，销轴再将该作用力作用于传感器上，以使传感器获取张力监测信号。该装置通过安装于提升楔形环和箕斗之间的承重连接模块，在箕斗装载物料后，所述换向叉与所述侧板的作用力作用于所述销轴上，所述销轴再将该作用力作用于传感器上，以使所述传感器获取张力监测信号。该装置能够直观、准确地对提升系统的非正常运行状态进行有效监测，有效避免了钢丝绳断绳事故的发生。

Description

一种提升钢丝绳张力监测装置

技术领域

本发明涉及矿井提升装置监测领域，具体涉及一种提升钢丝绳张力监测装置。

背景技术

矿用单绳提升机作为地下采矿作业运送物料和人员的主要设备之一，其运行状态好坏在很大程度上影响着煤矿的生产目标，更直接关系着矿井安全。在实际运行过程中，由于当前国内缺乏成熟的在线监测手段，单绳提升系统的超载、二次装煤、卡罐松绳等事故隐患时有发生。

目前单绳提升系统为防止超载现象的发生，普遍采用定量装载的方法，即：先通过定量斗测重后再装载的方式，但由于原煤受水分、矸石含量等影响，其粘滞性和容量变化较大，在装卸过程中不可避免的会发生滞煤现象，定量斗数据只能反映装载前的重量无法真实反映提升机的实际载重情况，若不能及时发现必然会发生“二次装煤”而导致严重过载情况的发生。

行业内对提升机松绳保护主流的限位开关法控制法和感应导体监控法都是利用安装在地面位置的出绳口或绞车滚筒下方的限位元件来获取松绳信息，当提升绳松弛时，提升绳的弦长段弯曲下垂至可触及保护装置的信号取样元件时，保护装置动作报警。如果松绳位置在井口不远处此方法可行，但当松绳位置在井中或井底时，松驰绳的弦长段在竖直段钢丝绳的重力作用下，弯曲下垂的幅度很小时，松绳保护失效。现有的监测方法因其限位元件的安装位置以及的间接的信号获取方式只能有效的保护井筒上部的很小一段距离，不能保护到整个提升深度内所有范围。

综上所述，以上几种故障监测方法都属间接监测法均无法直接、准确地对提升系统地非正常运行状态进行有效监测。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种提升钢丝绳张力监测装置，该装置实现了直接获取提升钢丝绳张力数据，实时监测钢丝绳张力的状态，有效避免了钢丝绳断绳事故的发生。

第一方面，本发明提供一种提升钢丝绳张力监测装置，包括：安装于提升楔形环和箕斗之间的承重连接模块；

所述承重连接模块包括：换向叉、销轴、侧板和传感器；

所述换向叉与所述楔形环相连；所述销轴穿插于所述换向叉和所述侧板；所述传感器嵌入所述换向叉中，并与所述销轴相连；

在箕斗装载物料后，所述换向叉与所述侧板的作用力作用于所述销轴上，所述销轴再将该作用力作用于传感器上，以使所述传感器获取张力监测信号。

可选的，所述装置还包括：安装在箕斗顶部的通讯模块和安装于井口的张力接收模块；

所述通讯模块与所述承重连接模块相连，所述张力接收模块与所述通信模块通过无线链接实现数据传输；

所述通讯模块，用于接收所述承重连接模块中的传感器传送的张力监测信号，并将所述张力监测信号发送至所述张力接收模块；

所述张力接收模块，用于接收所述张力监测信号，并将所述张力监测信号转换成张力数据后进行显示。

可选的，所述承重连接装置还包括：压头和导向板；

所述压头位于所述传感器上，且所述传感器通过所述压头与所述销轴相连；

所述导向板为两个，分别固定于所述传感器的两侧。

可选的，所述侧板为两个。

可选的，所述换向叉为T型。

可选的，所述换向叉的顶部有第一通孔，所述楔形环套在所述第一通孔上。

可选的，所述换向叉的底部有第二通孔，所述两个侧板分别位于所述换向叉的两侧，且均在与所述换向叉的第二通孔的对应位置均有第三通孔，所述销轴穿过所述第二通孔和第三通孔将所述换向叉和所述侧板连接。

可选的，在换向叉上且位于所述第二通孔的下端有凹槽，所述凹槽用于安装所述传感器。

可选的，所述两个侧板在所述第三通孔的下端均有第四通孔，所述第四通孔用于连接所述箕斗。

可选的，所述装置还包括：张力数据显示设备，所述张力数据显示设备与所述张力接收模块相连，用于显示所述张力接收模块转换的张力数据。

由上述技术方案可知，本发明提供的一种提升钢丝绳张力监测装置，该装置通过安装于提升楔形环和箕斗之间的承重连接模块，在箕斗装载物料后，所述换向叉与所述侧板的作用力作用于所述销轴上，所述销轴再将该作用力作用于传感器上，以使所述传感器获取张力监测信号。该装置能够准确地对提升系统的非正常运行状态进行有效监测，有效避免了钢丝绳断绳事故的发生。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的承重连接模块的安装位置示意图；

图2A和图2B为本发明一实施例提供的承重连接模块的主视图和左视图；

图3为本发明一实施例提供的传感器连接件的结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的提升钢丝绳张力监测装置的结构示意图；

图5为本发明另一实施例提供的为本发明一实施例提供的提升钢丝绳张力监测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

钢丝绳作为提升机的重要组成部分，是整个设备安全运行的关键，根据对以往提升机事故的分析和统计，钢丝绳断绳事故最多约占总数的29.6％，而造成钢丝绳断绳事故的主要原因有：

1)钢丝绳长期张力超限使用(即：超载)会导致钢丝绳抗拉强度和抗冲击强度明显降低；

2)卡罐、松绳、过卷以及其他由误操作导致的非正常运行工况对钢丝绳产生很大的冲击力和振动，当冲击力大于绳的允许强度时提升机断绳；

3)锈蚀断绳

由此可见，在线监测提升机钢丝绳的张力以及载重情况，掌握提升容器运行状态对矿井安全运行具有重要的意义。

为了实现对单绳提升系统超载、卡罐松绳等问题的有效监测，国内先后采用了很多方法，进行了很多研究，但都还没有很成熟的研究成果，多数方法都普遍存在一定缺陷，没法得到广泛的应用。由此，本发明实时里提供了一种提升钢丝绳张力监测装置，该装置能够实时监测提升钢丝绳的张力状态，有效避免了钢丝绳断绳事故的发生。

图1为本发明一实施例提供的承重连接模块的安装位置示意图，包括安装于提升楔形环和箕斗之间的承重连接模块2；

如图2A和2B所示，承重连接模块2包括：换向叉21、销轴22、侧板23和传感器24；

所述换向叉与所述楔形环相连；所述销轴穿插于所述换向叉和所述侧板；所述传感器嵌入所述换向叉中，并与所述销轴相连；

在箕斗装载物料后，所述换向叉与所述侧板的作用力作用于所述销轴上，所述销轴再将该作用力作用于传感器上，以使所述传感器获取张力监测信号。

上述承重连接模块还包括固定板28，所述固定板两端分别与所述两个侧板23相连接，用于固定两个侧板。

上述装置通过安装于提升楔形环和箕斗之间的承重连接模块，在箕斗装载物料后，所述换向叉与所述侧板的作用力作用于所述销轴上，所述销轴再将该作用力作用于传感器上，以使所述传感器获取张力监测信号。该装置能够准确地对提升系统的非正常运行状态进行有效监测，有效的避免提升系统的二次装煤、超载、卡罐、松绳等事故隐患时有发生。

图3为本发明一实施例提供的传感器连接件的结构示意图，如图3所示，所述传感器连接件位于所述承重连接装置上，主要包括：压头25、电缆接头27和导向板26；

电缆接头27在侧板23相应位置处的通孔伸出，所述压头25位于所述传感器上，且所述传感器通过所述压头与所述销轴相连；具体的，该压头为圆柱形，一端的平面与销轴平面相连，另一端有沉孔可套装在传感器顶部，在销轴受力时，通过压头将该受力传输给传感器。

所述导向板为两个，分别固定于所述传感器的两侧。该两个导向板主要是为了固定传感器，防止传感器嵌入在换向叉中在受力时晃动。

具体的，该导向板可以通过螺丝与传感器固定。

换向叉上部通过销轴与楔形环连接，传感器安装于换向叉下部的凹槽底面，压头朝上。连接换向叉和侧板的销轴一侧为圆面，圆面朝上，一侧为平面，横向穿过换向叉下部凹槽顶部的第二通孔，平面朝下与传感器压头平面压接且相互垂直。两侧板上部通过轴套与中轴相连且一端安装紧固螺栓和紧固销、下部通过销轴与箕斗相连。固定板28通过四条螺栓与两侧板下部固定相连。当箕斗通过侧板作用在承重连接模块的销轴上时，作用力向下，而钢丝绳通过楔形环与换向叉相连作用力位于换向叉下部且方向向上，于是安装在换向叉下部凹槽底面与销轴之间的传感器受压，此时传感器的输出信号与提升钢丝的拉力成正比，此信号输出后经无线发射和接收，数据微机处理即可实现对提升机钢丝绳拉力进行在线监测和保护。

具体的，所述侧板为两个。

具体的，所述换向叉为T型。

所述换向叉的顶部有第一通孔211，所述楔形环套在所述第一通孔上。

所述换向叉的底部有第二通孔212，所述两个侧板分别位于所述换向叉的两侧，且均在与所述换向叉的第二通孔的对应位置均有第三通孔231，所述销轴穿过所述第二通孔和第三通孔将所述换向叉和所述侧板连接。

在换向叉上且位于所述第二通孔的下端还有与其相通的凹槽213，所述凹槽用于安装所述传感器。

所述两个侧板在所述第三通孔的下端均有第四通孔232，所述第四通孔用于连接所述箕斗。

承重连接装置自带换向功能的换向叉可取消原系统的转向叉，使得装置安装后对原系统的提升高度的影响控制合理范围内，同时增加提升连接自由度，有效避免提升过程中因容器晃动而导致卡罐现象。

该信号的传输以及处理显示可以采用现有技术中的方法，本实施例不对此进行具体限定。

图4本发明一实施例提供的提升钢丝绳张力监测装置的结构示意图，如图4所示，

该装置包括：安装于提升楔形环5和箕斗6之间的承重连接模块2、安装在箕斗顶部的通讯模块1、安装于井口的张力接收模块3、张力数据显示设备4。

上述的箕斗6也可以为罐笼，本申请不对其进行具体限定。

所述承重连接模块与所述通讯模块相连，所述通讯模块与所述张力接收模块通过无线技术实现数据传输；

所述通讯模块1，用于接收所述承重连接模块2中的传感器传送的张力监测信号，并将所述张力监测信号发送至所述张力接收模块；

所述张力接收模块3，用于接收所述张力监测信号，并将所述张力监测信号转换成张力数据后进行显示。

张力数据显示设备4，所述张力数据显示设备与所述张力接收模块相连，用于显示所述张力接收模块转换的张力数据。

该装置通过安装于提升楔形环和箕斗之间的承重连接模块，获取提升钢丝绳的张力，并将所述张力转化为电压信号传送所述通讯模块，该通讯模块再通过将电压信号无线传输给张力接收模块，张力接收模块将电压信号转换成张力数据显示给管理者，以使管理者能够实时监测提升钢丝绳的张力状态，有效避免了钢丝绳断绳事故的发生。

具体实施方式为：当箕斗中装载原煤后，会通过侧板将力传递至销轴且方向向下，同时钢丝绳通过换向叉将力传导至传感器且方向向上，从而传感器将力的变化情况转化为标准电压信号输出。

承重连接装置巧妙地将钢丝绳的拉力转化为传感器受力，通过对其数值测量，实现钢丝绳受力监测。

将上述承重连接装置接入提升系统内，通过在其内部安装的传感器直接获取钢丝绳所受张力数据，并通过安装在箕斗或罐笼顶部的无线通讯装置将数据传送至地面的张力接收模块，对获取的监测数据计算后，可直观判断提升系统是否超载以及卡罐松绳，从而实现实时、在线监测提升机运行状态有效的避免单绳提升系统的二次装煤、超载、卡罐松绳等事故隐患时有发生。

本装置实现对矿用提升系统超载、卡罐松绳等事故隐患的直接监测，数据直观、准确可有效避免上述事故的发生；填补了单绳提升钢丝绳张力监测技术的空白，实时监测钢丝绳张力，实现超载、卡罐松绳、“二次装煤”等状况的及时预警，有效避免断绳、坠罐事故发生。

该承重连接装置结构新颖、功能齐全、安全可靠，为提升机的安全运行提供有力的技术保障。

图5为本发明另一实施例提供的为本发明一实施例提供的提升钢丝绳张力监测装置的结构示意图，如图5所示，该装置还包括语音报警模块7，所述语音报警模块与张力数据显示设备相连，用于在上述张力数据显示设备显示的钢丝绳的张力数据不符合预设的标准范围时，向管理人员进行报警提示。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种提升钢丝绳张力监测装置，其特征在于，包括：安装于提升楔形环和箕斗之间的承重连接模块；

所述承重连接模块包括：换向叉、销轴、侧板和传感器；

所述换向叉与所述楔形环相连；所述销轴穿插于所述换向叉和所述侧板；所述传感器嵌入所述换向叉中，并与所述销轴相连；

在箕斗装载物料后，所述换向叉与所述侧板的作用力作用于所述销轴上，所述销轴再将该作用力作用于传感器上，以使所述传感器获取张力监测信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：安装在箕斗顶部的通讯模块和安装于井口的张力接收模块；

所述通讯模块与所述承重连接模块相连，所述张力接收模块与所述通信模块通过无线链接实现数据传输；

所述通讯模块，用于接收所述承重连接模块中的传感器传送的张力监测信号，并将所述张力监测信号发送至所述张力接收模块；

所述张力接收模块，用于接收所述张力监测信号，并将所述张力监测信号转换成张力数据后进行显示。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述承重连接装置还包括：压头和导向板；

所述压头位于所述传感器上，且所述传感器通过所述压头与所述销轴相连；

所述导向板为两个，分别固定于所述传感器的两侧。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述侧板为两个。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述换向叉为T型。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述换向叉的顶部有第一通孔，所述楔形环套在所述第一通孔上。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述换向叉的底部有第二通孔，所述两个侧板分别位于所述换向叉的两侧，且均在与所述换向叉的第二通孔的对应位置均有第三通孔，所述销轴穿过所述第二通孔和第三通孔将所述换向叉和所述侧板连接。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在换向叉上且位于所述第二通孔的下端有凹槽，所述凹槽用于安装所述传感器。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述两个侧板在所述第三通孔的下端均有第四通孔，所述第四通孔用于连接所述箕斗。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：张力数据显示设备，所述张力数据显示设备与所述张力接收模块相连，用于显示所述张力接收模块转换的张力数据。