CN110304519A - 一种充气轮胎式滚轮罐耳及其自动监测控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种充气轮胎式滚轮罐耳及其自动监测控制方法，轮毂通过轴承安装在轮轴上，轮辋上安装轮胎，轮胎内部安装有无线胎压传感器，轮胎的内圈上设置有充气口，设置滚轮的轮轴一端内部开设有导气通道，导气通道的一端与轮轴外部大气连通，导气通道的另一端与充气口连通。利用胎压传感器实时监测气胎胎压，当胎压低于设定值时高压回路电磁阀打开，接通高压气囊式蓄能器充气回路，为气胎补充压力；当胎压高于设定值时低压回路电磁阀打开，接通低压气囊式蓄能器放气回路，释放气胎多于压力；当胎压传感器在持续一段时间内传出的信号不在胎压设定范围，终端控制器则启动报警器以提示采取相应的维护措施。
Description
技术领域
本发明涉及矿井提升容器技术领域，具体涉及一种充气轮胎式滚轮罐耳及其自动监测控制方法。
背景技术
目前所常用的滚轮罐耳由滚轮、支架、缓冲装置和底座组成，其缓冲装置由缓冲器和底座的铰接及摆臂的相互作用来完成。由于滚轮罐耳的铰接销孔和销轴长期暴露在外，并且井筒内的环境十分恶劣，极易使灰尘、泥水或腐蚀性成分进入缓冲机构，以致其在铰接口或其他可活动处结垢，使整个压力自动调节结构卡死，导致提升容器与罐道形成刚性碰撞，造成罐耳的摆动，降低提升容器稳定性；同时外界的腐蚀性成分导致调节滚轮角度的导杆加速老化或生锈断裂，更为严重的是弹簧受腐蚀断裂，出现缓冲调节失效；除此之外，滚轮罐耳与罐道之间长期的冲击极易造成弹簧的疲劳失效，加上弹簧更换困难，使提升容器与管道之间的缓冲等多环节出现故障。因而现有的滚轮罐耳存在很大的安全隐患，使用寿命短，缓冲装置结构复杂、维护量大，整个提升容器与管道之间的柔性调整困难。同时现有的滚轮罐耳缺乏自动监测与报警能力，需要频繁进行人工检查，费时费力。
发明内容
本发明的目的是提供一种缓冲柔性可调、结构更为简单、维护量小、运行更为平稳的充气轮胎式滚轮罐耳以及相应的自动监测控制方法。它通过气胎的弹性形变吸收提升容器在运行期间的冲击力，起到缓冲作用，取代原有滚轮罐耳复杂的销轴、铰接结构及缓冲器，极大简化了诸多复杂工艺及维护操作，延长了滚轮罐耳的使用寿命。同时提供自动调节系统以及报警装置，对胎压进行调控并实时监测。
本发明采用的技术方案如下：
一种充气轮胎式滚轮罐耳，包括轮轴，轮轴支撑于支架上，支架采用三角刚性结构，除去传统的销轴缓冲结构，实现充气式滚轮罐耳系统的稳定性；支架固定安装在底座上，位于支架一侧的轮轴上安装有滚轮；
滚轮包括轮辋和轮毂，轮毂通过轴承安装在轮轴上，采用压盖对轴承进行固定。轮辋上安装轮胎，轮胎内部安装有无线胎压传感器，轮胎的内圈上设置有充气口，设置滚轮的轮轴一端内部开设有导气通道，导气通道的长度大于轮胎的宽度，导气通道的一端与轮轴外部大气连通，导气通道的另一端连接可旋转气管接头，可旋转气管接头上连接尼龙管，尼龙管另一端连接至充气口。
充气轮胎的充气通道通过尼龙管延长至轮轴轴心，通过旋转气管接头的转换，可旋转气管接头与滚轮联动转动，实现旋转隔离，实现尼龙管与其他管路的旋转隔离，同时也方便接入对轮胎充气的导气通道。
滚轮为充气轮胎，采用轮辋、轮毂、轮辐的安装形式使充气轮胎具有能较好实现缓冲作用的弹性结构，充气轮胎内部安装有无线胎压传感器，其作用在于能实时传输信息以实现胎压控制。
进一步地，导气通道与轮轴外部大气连通的一端位于轮胎与支架之间。
导气通道的另一端位于轮胎与支架之间，方便加工，也方便外连充气控制系统。导气通道安装可旋转气管接头的位置直径较大，方便安装。
进一步地，导气通道与轮轴外部大气连通的一端连接有充气气嘴。
充气气嘴可以避免出现漏气，充气气嘴再与外部的充气尼龙管配合相连，实现轮胎内部压力气体传输。
进一步地，充气气嘴上并联连接有两个电磁阀，分别为电磁阀一和电磁阀二，电磁阀一与高压气囊式蓄能器串联，电磁阀二与低压气囊式蓄能器串联，两个电磁阀均与终端控制器电连，终端控制器上连接有报警器，终端控制器和报警器设置在立井提升容器上。
电磁阀的电磁开关由终端控制器决定，控制实现充气回路的选择。终端控制器上接有报警器，实现胎压故障报警和停止提升容器运行。
电磁阀、高压或低压气囊式蓄能器、终端控制器及报警器一起构成自动监测控制系统。
进一步地，轮轴在远离支架的一侧安装有密封座，轮轴在靠近支架的一侧安装有密封盖，密封盖与轮毂通过螺栓连接。
此种结构便于滚轮的拆装、轴承固定以及轮轴密封。密封盖和密封座与轴承之间均连接由密封圈，用来卡紧轴承，用于密封。
一种充气轮胎式滚轮罐耳的自动监测控制方法，具体包括以下步骤：
步骤一、在轮胎内部的轮辋上安装无线胎压传感器，在立井提升容器上安装终端控制器，接收胎压传感器信号；
步骤二、设定好终端控制器内PLC控制器的安全胎压范围监测程序，胎压传感器实时采集滚轮内部胎压，并将信号实时传输到终端控制器，PLC控制器对传输来的胎压传感器数据进行分析处理，确定电磁阀的导通情况、报警器的工作状态和立井提升容器的运行状态；
其安全胎压范围可根据立井提升容器的承载物(如铁、煤等)载荷状态进行动态调整；
步骤三、根据程序预先设定的轮胎胎压范围，判断滚轮罐耳的弹性状态，当无线胎压传感器检测到轮胎胎压低于PLC控制器设定值时，电磁阀一通电，接通高压气囊式蓄能器进行补气；当无线胎压传感器检测到轮胎胎压高于PLC控制器设定值时，电磁阀二通电，接通低压气囊式蓄能器实现放气；
步骤四、若无线胎压传感器传回的胎压数据持续不能与动态设定的安全胎压范围数据进行匹配，则预设在PLC控制器中的程序启动中断模式，控制阀门全部闭合，启动报警器以提示采取相应的维护措施。
本发明的有益效果：
本发明所述的充气轮胎式滚轮罐耳省去了摆臂、缓冲器以及配套销轴、碟簧等诸多零件，省去了复杂工艺及维护操作，缓冲柔性可调，结构更为简单，维护量小，运行更为平稳。
本发明所述充气轮胎式滚轮罐耳的自动监测控制方法提供了一种可根据立井提升容器承载物(如煤、铁等)载荷状态进行动态设定安全胎压范围的自动调节系统以及报警装置，对胎压进行实时监测调控并实现故障报警，使滚轮罐耳始终处在最佳工作状态，吸收提升容器在运行期间的冲击力，提高了效率并延长了滚轮罐耳的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，图中所示支架采用单臂式结构。
图2是图1的右视结构示意图。
图3是本发明滚轮罐耳轮轴结构示意图。
具体实施方式
如图1-3，本发明所述的充气轮胎式滚轮罐耳用于立井提升容器。
一种充气轮胎式滚轮罐耳，包括轮轴1，轮轴1支撑于支架2上，支架2固定安装在底座3上，位于支架2一侧的轮轴1上安装有滚轮；
滚轮包括轮辋5和轮毂7，轮毂7通过轴承23安装在轮轴1上，轮辋5上安装轮胎，轮胎内部安装有无线胎压传感器11，轮胎的内圈上设置有充气口19，设置滚轮的轮轴1一端内部开设有导气通道10，导气通道10的长度大于轮胎的宽度，导气通道10的一端与轮轴外部大气连通，导气通道10的另一端连接可旋转气管接头8，可旋转气管接头8上连接尼龙管9，尼龙管9另一端连接至充气口19。
本实施例中导气通道10与轮轴外部大气连通的一端位于轮胎与支架之间。
导气通道的另一端位于轮胎与支架之间，方便加工，也方便外连充气控制系统。导气通道安装可旋转气管接头的位置直径较大，方便安装。
本实施例中导气通道10与轮轴外部大气连通的一端连接有充气气嘴12。充气气嘴12上并联连接有两个电磁阀，分别为电磁阀一15和电磁阀二18，电磁阀一15与高压蓄能器16串联，电磁阀二18与低压蓄能器17串联，两个电磁阀均与终端控制器14电连，终端控制器14上连接有报警器13，终端控制器14和报警器13设置在立井提升容器上。
本实施例中，轮轴1在远离支架的一侧安装有密封座，轮轴1在靠近支架的一侧安装有密封盖20，密封盖20与轮毂通过螺栓21连接。此种结构便于滚轮的拆装、轴承固定以及轮轴密封。密封盖和密封座与轴承之间均连接由密封圈，用来卡紧轴承，用于密封。
一种充气轮胎式滚轮罐耳的自动监测控制方法，具体包括以下步骤：
步骤一、在轮胎内部的轮辋上安装无线胎压传感器，在立井提升容器上安装终端控制器，接收胎压传感器信号；
步骤二、设定好终端控制器内PLC控制器的安全胎压范围监测程序，胎压传感器实时采集滚轮内部胎压，并将信号实时传输到终端控制器，PLC控制器对传输来的胎压传感器数据进行分析处理，确定电磁阀的导通情况、报警器的工作状态和立井提升容器的运行状态；
其安全胎压范围可根据立井提升容器的承载物如铁、煤等载荷状态进行动态调整；
步骤三、根据程序预先设定的轮胎胎压范围，判断滚轮罐耳的弹性状态，当无线胎压传感器检测到轮胎胎压低于PLC控制器设定值时，电磁阀一15通电，接通高压气囊式蓄能器进行补气；当无线胎压传感器检测到轮胎胎压高于PLC控制器设定值时，电磁阀二18通电，接通低压气囊式蓄能器实现放气；
步骤四、若无线胎压传感器传回的胎压数据持续不能与动态设定的安全胎压范围数据进行匹配，则预设在PLC控制器中的程序启动中断模式，控制阀门全部闭合，启动报警器以提示采取相应的维护措施。
本发明所述的自动充气系统实现方案为：由车胎内壁安装的无线胎压传感器发射出无线信号，被终端控制器接收，终端控制器根据人为设定的胎压范围控制电磁阀的开闭，实现胎压的稳定。当电磁阀由终端控制器控制实现阀门开关后依旧出现胎压不能到达人为设定的范围时，终端控制器则控制报警器报警，并停止立井提升容器的运行。
本发明所述的充气线路在接口处可以通过粘结密闭，避免漏气。当滚轮罐耳的整体尺寸较小时，所述轮毂与轮辋之间可以采用实心连接，去掉轮辐结构。当滚轮罐耳整体尺寸较大时，则加上轮辐结构，以便在保证滚轮罐耳自身功能的同时，增大散热速率，减少热传导，减轻自重。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (6)
1.一种充气轮胎式滚轮罐耳，其特征在于：包括轮轴(1)，轮轴(1)支撑于支架(2)上，支架(2)固定安装在底座(3)上，位于支架(2)一侧的轮轴(1)上安装有滚轮；
滚轮包括轮辋(5)和轮毂(7)，轮毂(7)通过轴承(23)安装在轮轴(1)上，轮辋(5)上安装轮胎，轮胎内部安装有无线胎压传感器(11)，轮胎的内圈上设置有充气口(19)，设置滚轮的轮轴(1)一端内部开设有导气通道(10)，导气通道(10)的长度大于轮胎的宽度，导气通道(10)的一端与轮轴外部大气连通，导气通道(10)的另一端连接可旋转气管接头(8)，可旋转气管接头(8)上连接尼龙管(9)，尼龙管(9)另一端连接至充气口(19)。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎式滚轮罐耳，其特征在于：导气通道(10)与轮轴外部大气连通的一端位于轮胎与支架之间。
3.根据权利要求1所述的充气轮胎式滚轮罐耳，其特征在于：导气通道(10)与轮轴外部大气连通的一端连接有充气气嘴(12)。
4.根据权利要求3所述的充气轮胎式滚轮罐耳，其特征在于：充气气嘴(12)上并联连接有两个电磁阀，分别为电磁阀一(15)和电磁阀二(18)，电磁阀一(15)与高压气囊式蓄能器(16)串联，电磁阀二(18)与低压气囊式蓄能器(17)串联，两个电磁阀均与终端控制器(14)电连，终端控制器(14)上连接有报警器(13)，终端控制器(14)和报警器(13)设置在立井提升容器上。
5.根据权利要求1至4任一项所述的充气轮胎式滚轮罐耳，其特征在于：轮轴(1)在远离支架的一侧安装有密封座，轮轴(1)在靠近支架的一侧安装有密封盖(20)，密封盖(20)与轮毂通过螺栓(21)连接。
6.一种充气轮胎式滚轮罐耳的自动监测控制方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一、在轮胎内部的轮辋上安装无线胎压传感器，在立井提升容器上安装终端控制器，接收胎压传感器信号；
步骤二、设定好终端控制器内PLC控制器的安全胎压范围监测程序，胎压传感器实时采集滚轮内部胎压，并将信号实时传输到终端控制器，PLC控制器对传输来的胎压传感器数据进行分析处理，确定电磁阀的导通情况、报警器的工作状态和立井提升容器的运行状态；
步骤三、根据程序预先设定的轮胎胎压范围，判断滚轮罐耳的弹性状态，当无线胎压传感器检测到轮胎胎压低于PLC控制器设定值时，电磁阀一(15)通电，接通高压气囊式蓄能器进行补气；当无线胎压传感器检测到轮胎胎压高于PLC控制器设定值时，电磁阀二(18)通电，接通低压气囊式蓄能器实现放气；
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