CN113233300A - 一种尾绳控制装置、多绳摩擦式提升机及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种尾绳控制装置、多绳摩擦式提升机及控制方法，属于矿井提升技术领域，该尾绳控制装置包括自上而下依次设置的天轮、提升钢丝绳、尾绳、张紧轮、支架，在张紧轮上设置有张紧轮轴，张紧轮轴的端部与支架相连接，在钢丝绳和尾绳之间设置有提升容器，该尾绳控制装置还包括控制组件，控制组件包括压力检测元件、控制器、液压执行机构，液压执行机构输出端与张紧轮轴相连，压力检测元件用于将压力值反馈给控制器，控制器用于控制液压执行机构输出端的运动状态，根据本发明提供的尾绳控制装置、多绳摩擦式提升机及控制方法，可避免多绳摩擦式提升机尾绳的横向摆动问题。

Description

一种尾绳控制装置、多绳摩擦式提升机及控制方法

技术领域

本发明属于矿井提升技术领域，具体涉及一种尾绳控制装置、多绳摩擦式提升机及控制方法。

背景技术

多绳摩擦式提升机担负着矿井煤矿、矸石、人员、设备等的提升和运送服务，是联系矿井井下和地面的重要输送设备。其尾绳在提升机的正常运行中起到平衡负荷，减小张力差，改善提升机的受力状况，提高提升机及钢丝绳使用寿命的作用。尾绳一旦发生故障，将严重影响提升安全，甚至造成重大事故。

目前，在提升系统运行时，由于上升下降过程中尾绳会产生横向摆动，进而会发生互相缠绕的情况，同时在尾绳横向摆动过程中会与井底防撞梁平台处设置的分绳梁、挡绳木以及井筒内的装备构件频繁接触，这样尾绳就会发生磨损、缠绕甚至造成断丝、断股现象。在提升机运行时，尾绳的该问题一直存在，这对提升系统是一个重大的安全隐患。

现有的关于尾绳的控制方法是监测法，该方法只针对尾绳发生扭结发出报警信号从而人工进行检修，这种方式并不能从根本上解决尾绳横向摆动的问题，依然会增加提升设备检修成本。

发明内容

针对上述问题，本发明的第一目的在于提供一种避免尾绳横向摆动的尾绳控制装置，本发明的第二目的在于提供一种能够避免尾绳横向摆动的多绳摩擦式提升机，本发明的第三目的在于提供一种能够避免尾绳横向摆动的尾绳控制方法。

为了实现上述发明的第一目的，本发明提供的尾绳控制装置包括自上而下依次设置的天轮、提升钢丝绳、尾绳、张紧轮、支架，在张紧轮上设置有张紧轮轴，张紧轮轴的端部与支架相连接，在提升钢丝绳和尾绳之间设置有空载提升容器和满载提升容器，提升钢丝绳的一端绕过天轮的上部与空载提升容器的顶部连接，提升钢丝绳的另一端固定在满载提升容器顶部；尾绳的一端绕过张紧轮的下部与空载提升容器底部连接，尾绳的另一端固定在满载提升容器底部；多绳摩擦式提升机还包括控制组件，控制组件包括压力检测元件、控制器、液压执行机构，液压执行机构输出端与张紧轮轴相连，压力检测元件用于将压力值反馈给控制器，控制器用于控制液压执行机构输出端的运动状态。

优选地，压力检测元件设置在张紧轮外周壁上。

进一步的方案是，压力检测元件数量为两个以上，压力检测元件沿张紧轮外周壁的周向均匀分布。

在上述方案中，当张紧轮的外周壁与尾绳相互挤压时，压力检测元件用于检测张紧轮与尾绳之间的压力，在张紧轮的外周壁上均匀设置多个压力检测元件是为了能够测量多处的压力，使得测得的压力值更加的精确。

更进一步的方案是，在支架上开设有滑槽，张紧轮轴可沿滑槽滑动。

在上述方案中，当液压执行机构输出端推动张紧轮轴上下运动时，张紧轮与尾绳之间的挤压力发生改变，尾绳的张紧状态也发生改变，达到调节尾绳张紧状态的目的，防止尾绳因为张紧状态过松发生横向摆动或者因为过紧发生断裂。

更进一步的方案是，在液压执行机构输出端处设置有连接块，在连接块上开设有盲孔，液压执行机构输出端伸入盲孔内部，在连接块上开设有通孔，张紧轮轴穿过通孔，通孔和盲孔的轴线垂直。

在上述方案中，当输出端向上运动时，带动连接块向上运动，连接块带动张紧轮轴向上运动。同理，当输出端向下运动时，带动连接块向下运动，连接块带动张紧轮轴向下运动。

更进一步的方案是，支架包括支撑柱和底座，支撑柱设置在底座的上部，液压执行机构固定在底座上，张紧轮轴的端部与支撑柱相连接。

更进一步的方案是，液压执行机构的数量为两个，两个液压执行机构分别设置在张紧轮的两侧。

在上述方案中，当压力检测元件检测到张紧轮和尾绳之间的压力值过小时，控制器向液压执行机构传递第一控制信号，液压执行机构输出端向下运动，带动张紧轮向下运动，使得张紧轮挤压尾绳，使得尾绳逐渐张紧，避免了其横向摆动。当压力检测元件检测压力值过大时，控制器向液压执行机构传递第二控制信号，液压执行机构输出端向上运动，带动张紧轮向上运动，使得尾绳逐渐舒张，避免了尾绳张力过大断裂。

为了实现上述发明的第二目的，本发明提供的多绳摩擦式提升机包括上述的尾绳控制装置，该多绳摩擦式提升机可以用于提升有效载荷，在提升的过程中可以随时对尾绳控制装置中的尾绳的张紧状态进行调节，解决了尾绳横向摆动的问题。

为了实现上述发明的第三目的，本发明提供的尾绳控制方法，包括如下步骤：

步骤S1：获取压力检测元件测得压力值的平均值；

步骤S2：根据平均值所处的压力区间，来确定液压执行机构输出端的运动状态。

在上述方案中，压力区间包括第一压力区间、第二压力区间和第三压力区间，第二压力区间的压力值大于第一压力区间的压力值，小于第三压力区间的压力值。

优选地步骤S2具体包括：

步骤S21：判断平均值是否处于第一压力区间；

步骤S22：液压执行机构输出端向下运动；

步骤S23：判断平均值是否处于第二压力区间；

步骤S24：液压执行机构输出端不运动；

步骤S25：液压执行机构输出端向上运动。

在上述方案中，液压执行机构输出端向下运动，使得尾绳逐渐张紧，避免了其横向摆动，液压执行机构输出端不运动时，尾绳处于最佳张紧状态，避免了横向摆动，液压执行机构输出端向上运动，使得尾绳逐渐舒张，避免了尾绳张力过大断裂。

附图说明

图1是本发明多绳摩擦式提升机实施例的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是本发明尾绳控制装置实施例中液压执行机构与张紧轮轴的连接示意图。

图4是本发明尾绳控制方法实施例的流程图。

图5是图4中步骤S2的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进一步说明：

尾绳控制装置实施例：

如图1和图2所示，本实施例提供的尾绳控制装置，包括自上而下依次设置的天轮1、提升钢丝绳7、尾绳9、张紧轮3、支架11，在张紧轮3上设置有张紧轮轴10，张紧轮轴10的端部与支架11相连接，在提升钢丝绳7和尾绳9之间设置有空载提升容器2和满载提升容器8，提升钢丝绳7的一端绕过天轮1的上部与空载提升容器2的顶部连接，提升钢丝绳7的另一端固定在满载提升容器8顶部；尾绳 9的一端绕过张紧轮3的下部与空载提升容器2底部连接，尾绳9的另一端固定在满载提升容器8底部；尾绳控制装置还包括控制组件，控制组件包括压力检测元件4、控制器6、液压执行机构12，液压执行机构12输出端与张紧轮轴10相连，压力检测元件4用于将压力值反馈给控制器6，控制器6用于控制液压执行机构12 输出端的运动状态。

在本实施例中，压力检测元件4设置在张紧轮3外周壁上。压力检测元件4数量为两个以上，压力检测元件4沿张紧轮3外周壁的周向均匀分布。

在本实施例中，当压力检测元件4检测到张紧轮3和尾绳9之间的压力值过小时，控制器6向液压执行机构12传递第一控制信号，液压执行机构12输出端向下运动，带动张紧轮3向下运动，使得张紧轮3挤压尾绳9，使得尾绳逐渐张紧，避免了其横向摆动。当压力检测元件4检测压力值过大时，控制器6向液压执行机构12传递第二控制信号，液压执行机构12输出端向上运动，带动张紧轮3向上运动，使得尾绳逐渐舒张，避免了尾绳张力过大断裂。

参见图1，在支架11上开设有滑槽5，张紧轮轴10可沿滑槽5滑动。尾绳控制装置还包括导线，控制器6通过导线与液压执行机构12电连接。

在本实施例中，当液压执行机构12输出端推动张紧轮轴10上下运动时，张紧轮3与尾绳9之间的挤压力发生改变，尾绳9的张紧状态也发生改变，达到调节尾绳9张紧状态的目的，防止尾绳9因为张紧状态过松发生横向摆动或者因为过紧发生断裂。控制器6通过导线向液压执行机构12传输控制信号，控制液压执行机构12的运动状态。

参见图2，支架包括支撑柱111和底座112，支撑柱111设置在底座112的上部，液压执行机构12固定在底座112上，张紧轮轴10的端部与支撑柱111相连接。支撑柱111的数量为两根，两根支撑柱111分别设置在底座112的两端。液压执行机构 12的数量为两个，两个液压执行机构12分别设置在张紧轮3的两侧，液压执行机构12通过连接器与张紧轮轴10相连。

在本实施例中，张紧轮轴10沿轴向的两端分别与两根支撑柱111相连接，对张紧轮轴10起到限位作用，可以使得支架对于张紧轮轴10的支撑更加稳固，防止张紧轮轴10在张紧轮3转动的过程中发生晃动。当压力检测元件4检测到张紧轮3和尾绳9之间的压力值过小时，控制器6向液压执行机构12传递第一控制信号，液压执行机构12输出端向下运动，带动张紧轮3向下运动，使得张紧轮3挤压尾绳9，使得尾绳逐渐张紧，避免了其横向摆动。当压力检测元件4检测压力值过大时，控制器6向液压执行机构12传递第二控制信号，液压执行机构12输出端向上运动，带动张紧轮3向上运动，使得尾绳逐渐舒张，避免了尾绳张力过大断裂。

参见图3，液压执行机构12的输出端121通过连接块13与张紧轮轴10相连接。在连接块13上开设有盲孔(图中未示出)，输出端121伸入盲孔内部。在连接块13 上开设有通孔(图中未示出)，通孔的轴线和盲孔的轴线垂直。张紧轮轴10穿过通孔。当输出端121向上运动时，带动连接块13向上运动，连接块13带动张紧轮轴 10向上运动。同理，当输出端121向下运动时，带动连接块13向下运动，连接块 13带动张紧轮轴10向下运动。当然，输出端121与张紧轮轴10的连接关系也并不只局限于上述情况，例如，输出端121可以直接固定在张紧轮轴10上，当输出端 121在竖直方向进行伸缩运动时，也可以带动张紧轮轴10在竖直方向上运动。其他符合要求的连接方式均为本发明可实施的方案。

本发明还提供一种多绳摩擦式提升机，该多绳摩擦式提升机包括上述的尾绳控制装置，该多绳摩擦式提升机可以用于提升有效载荷，在提升的过程中可以随时对尾绳控制装置中的尾绳的张紧状态进行调节，解决了尾绳横向摆动的问题。

尾绳控制方法实施例：

如图4所示，本实施例提供的尾绳控制方法包括：步骤S1，获取压力检测元件4测得压力值的平均值；步骤S2，根据平均值所处的压力区间，来确定液压执行机构12输出端的运动。

在执行步骤S1的过程中，获取压力值的平均值，记作K，在执行步骤S2的过程中压力区间包括第一压力区间、第二压力区间和第三压力区间，其中第一压力区间为小于设定压力值的97％，第二压力区间为设定压力值97％至103％，第三压力区间为大于设定压力值的103％。其中，设定压力值为当尾绳9处于最佳张紧状态时，张紧轮3与尾绳9之间的压力，该压力值可以通过实验来获得。需要说明的是，对于不同规格的张紧轮和尾绳，当尾绳处于最佳张紧状态时，张紧轮与尾绳之间的压力值也不同，具体的设定压力值需要根据实验的结果来确定。

如图5所示，步骤S2具体包括：首先执行步骤S21，判断压力值是否处于第一压力区间；若是，执行步骤S22，液压执行机构12输出端向下运动；若否，执行步骤S23，判断压力值是否处于第二压力区间；若是，执行步骤S24，液压执行机构12输出端不运动；若否执行步骤S25，液压执行机构12输出端向上运动。

在本实施例中的尾绳控制方法中，压力检测元件4检测压力值过小时，液压执行机构12输出端带动张紧轮轴在滑槽中向下运动，使得尾绳逐渐张紧，避免了其横向摆动，压力检测元件4检测压力值过大时，液压执行机构12输出端带动张紧轮轴在滑槽中向上运动，使得尾绳逐渐舒张，避免了尾绳张力过大断裂。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种尾绳控制装置，其特征在于：

所述尾绳控制装置包括自上而下依次设置的天轮(1)、提升钢丝绳(7)、尾绳(9)、张紧轮(3)、支架(11)，在所述张紧轮(3)上设置有张紧轮轴(10)，所述张紧轮轴(10)的端部与所述支架(11)相连接，在所述提升钢丝绳(7)和所述尾绳(9)之间连接有空载提升容器(2)和满载提升容器(8)，所述提升钢丝绳(7)的一端绕过所述天轮(1)的上部与所述空载提升容器(2)的顶部连接，所述提升钢丝绳(7)的另一端固定在所述满载提升容器(8)顶部；

所述尾绳(9)的一端绕过所述张紧轮(3)的下部与所述空载提升容器(2)底部连接，所述尾绳(9)的另一端固定在所述满载提升容器(8)底部；

所述尾绳控制装置还包括控制组件，所述控制组件包括压力检测元件(4)、控制器(6)、液压执行机构(12)，所述液压执行机构(12)输出端与张紧轮轴(10)相连，所述压力检测元件(4)用于将压力值反馈给所述控制器(6)，所述控制器(6)用于控制液压执行机构(12)输出端的运动状态。

2.根据权利要求1所述的尾绳控制装置，其特征在于：

所述压力检测元件(4)设置在所述张紧轮(3)外周壁上。

3.根据权利要求2所述的尾绳控制装置，其特征在于：

压力检测元件(4)数量为两个以上，所述压力检测元件(4)沿张紧轮(3)外周壁的周向均匀分布。

4.根据权利要求1所述的尾绳控制装置，其特征在于：

在所述支架(11)上开设有滑槽(5)，所述张紧轮轴(10)可沿所述滑槽(5)滑动。

5.根据权利要求1所述的尾绳控制装置，其特征在于：

在所述液压执行机构(12)输出端处设置有连接块(13)，在所述连接块(13)上开设有盲孔，所述液压执行机构(12)输出端伸入所述盲孔内部，在所述连接块(13) 上开设有通孔，所述张紧轮轴(10)穿过所述通孔，所述通孔和所述盲孔的轴线垂直。

6.根据权利要求1所述的尾绳控制装置，其特征在于：

所述支架(11)包括支撑柱(111)和底座(112)，所述支撑柱(111)设置在所述底座(112)的上部，所述液压执行机构(12)固定在所述底座(112)上，所述张紧轮轴(10)的端部与所述支撑柱(111)相连接。

7.根据权利要求1所述的尾绳控制装置，其特征在于：

所述液压执行机构(12)的数量为两个，两个液压执行机构(12)分别设置在所述张紧轮(3)的两侧。

8.一种多绳摩擦式提升机，其特征在于：

所述多绳摩擦式提升机包括如权利要求1至7任一项所述的尾绳控制装置。

9.一种尾绳控制装置的尾绳控制方法，应用于如权利要求1所述的尾绳控制装置，其特征在于，所述尾绳控制方法包括如下步骤：

获取所述压力检测元件测得压力值的平均值；

根据所述平均值所处的压力区间，来确定所述液压执行机构输出端的运动状态，所述压力区间包括第一压力区间、第二压力区间和第三压力区间，第二压力区间的压力值大于第一压力区间的压力值小于第三压力区间的压力值。

10.根据权利要求9所述的一种尾绳控制装置的尾绳控制方法，其特征在于，根据所述压力值所处压力区间确定液压执行机构输出端的运动状态具体包括如下步骤：

判断所述平均值是否处于第一压力区间；

若判定所述平均值处于第一压力区间，则液压执行机构输出端向下运动，否则判断所述平均值是否处于第二压力区间；

若判定所述平均值处于第二压力区间，则液压执行机构输出端不运动，否则液压执行机构输出端向上运动。

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