CN201890681U - 矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种矿井提升机保护装置，具体是一种矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，包括正向开车继电器、反向开车继电器、减速保护继电器，正向停车开关，反向停车开关、光电编码器、井筒减速点开关、控制器，其特征在于所述卷筒的辐板侧面设有卷筒转数传感器，所述卷筒转数传感器连接所述控制器的输入端，所述控制器根据卷筒转数传感器的卷筒转数计算出减速点位置，指令减速保护继电器工作。有效地避免了由于井筒开关和编码器失效而引发的减速失灵故障，特别是由此避免了高速过卷，从而根除了造成蹲罐、冲顶、断绳及人员伤亡的事故。

Description

矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种矿井提升机保护装置，具体是一种矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置。

背景技术

矿井提升机是煤矿、铁矿、铜矿、金矿等矿山生产的咽喉设备，相对于主井提升机担负着全矿的生产运输任务，而相对于副井则担负着全矿的矸石提升、材料运输和人员上下井的运输任务，从这个意义上讲，矿井提升机的安全运行不仅关系着矿山产量更重要的是人命关天！

矿井提升机在提升过程中，从以一定速度运行到静止的过程是通过对提升机的制动(电气制动)来实现的，为避免制动力过大过猛而造成断绳事故，通常在到达停止点之前即进行电气制动使之减速，开始电气制动减速的位置称之为减速点，因此减速点十分重要。

目前矿井提升机控制装置普遍采用井筒开关和编码器两种减速点控制方式，采用井筒开关的矿井提升机控制装置结构如图1所示，包括：设于井壁位置上的提升容器减速点的井筒减速点开关1、设于控制台内的控制器2、正向开车继电器3、反向开车继电器4、减速保护继电器5，所述井架上正向提升容器停车位置设有正向停车开关6，井架上反向提升容器停车位置设有反向停车开关7，所述正向停车开关6、反向停车开关7、正向开车继电器3、反向开车继电器4、井筒减速点开关1均连接控制器的输入端，所述控制器的输出端连接所述减速保护继电器5。

当正向提升容器上升，此时正向停车开关6和正向开车继电器3吸合，反向停车开关7及反向开车继电器4断开，当正向提升容器到达井筒减速点开关1时，井筒减速点开关1立即给出信号，控制器2收到正向提升容器上升并抵达井筒减速点开关位置的信息，即指令减速保护继电器5工作，令马达减速。正向提升容器减速上升，到达正向提升容器停车位置时，速度接近零，触动正向停车开关6，正向停车开关6动作，正向开车继电器3断开，控制器2收到正向停车开关6的动作信号，即指令刹车装置动作实现制动停车。再次启动，由于正向停车开关6处于触动状态，正向开车继电器3处于断开状态，只能是反向开车继电器4吸合，提升机马达反转，反向提升容器上行，正向提升机下行，当反向提升容器到达井筒减速点开关1时，井筒减速点开关1立即给出信号，控制器2收到反向提升容器上升并抵达井筒减速点开关位置的信息，即指令减速保护继电器5工作，令马达减速。反向提升容器减速上升，到达反向提升容器停车位置时，速度接近零，触动反向停车开关7，反向开车继电器4断开，控制器2收到反向停车开关7的动作信号，即指令刹车装置动作实现制动停车。如此循环工作。

采用光电编码器的矿井提升机控制装置结构如图2所示，包括：设于提升机的卷筒轴端的光电编码器8、所述控制台内设有控制器2、正向开车继电器3、反向开车继电器4、减速保护继电器5，所述井架上正向提升容器停车位置设有正向停车开关6，井架上反向提升容器停车位置设有反向停车开关7，所述正向停车开关6、反向停车开关7、正向开车继电器3、反向开车继电器4、光电编码器8均连接控制器2的输入端，所述控制器2的输出端连接所述减速保护继电器5。

正向提升容器上升，此时正向停车开关6和正向开车继电器3吸合，反向停车开关7及反向开车继电器4断开，当检测到光电编码器8的信号到达正向提升容器减速位置时，立即给出信号，控制器2收到光电编码器8的信息，即指令减速保护继电器5工作，令马达减速。正向提升容器减速上升，到达正向提升容器停车位置时，速度接近零，触动正向停车开关6，正向停车开关动作，正向开车继电器3断开，控制器2收到正向停车开关6的动作信号，即指令刹车装置动作实现制动停车。再次启动，由于正向停车开关6处于触动状态，正向开车继电器3处于断开状态，只能是反向开车继电器4吸合，提升机马达反转，反向提升容器上行，正向提升机下行，当检测到光电编码器8的信号到达反向提升容器井筒减速位置时，立即给出信号，控制器2收到光电编码器8的信息，即指令减速保护继电器5工作，令马达减速。反向提升容器减速上升，到达反向提升容器停车位置时，速度接近零，触动反向停车开关7，反向开车继电器4断开，控制器2收到反向停车开关7的动作信号，即指令刹车装置动作实现制动停车。如此循环工作。

上述井筒开关方式虽说能直接检测到提升容器位置，但由于其安装位置环境恶劣极容易被碰撞或砸坏而失效；编码器由于存在脉冲干扰信号和积累误差而影响减速点的准确性，况且编码器需要机械连接，容易断轴而失效；因此不论井筒开关还是编码器都存在失效的危险。如果提升机不能在减速点准确减速或不减速将会造成高速过卷，这种现象极易造成提升机重大运行事故，严重时会发生蹲罐、冲顶、断绳等事故，甚至会发生人员伤亡事故！

由此可见，上述现有的矿井提升机控制系统在减速点的自动控制上，显然仍存在有缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的能够有效实现减速点后备保护功能的装置，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的矿井提升机控制系统存在的缺陷，本实用新型人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

发明内容

本实用新型的主要目的在于，克服现有的矿井提升机控制系统存在的缺陷，而提供一种新的矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，所要解决的技术问题是在井筒开关和编码器两种减速点即使失效的情况下，也能控制提升机可靠减速，确保提升机运行安全。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

依据本实用新型提出的一种矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，包括正向开车继电器、反向开车继电器、减速保护继电器，正向停车开关，反向停车开关、光电编码器、井筒减速点开关、控制器，其中所述卷筒的辐板侧面设有卷筒转数传感器，所述卷筒转数传感器连接所述控制器的输入端，所述控制器根据卷筒转数传感器的卷筒转数计算出减速点位置，指令减速保护继电器工作。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，其中所述控制器是微机控制器或可编程控制器。

前述的矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，其中所述卷筒辐板上设有多个均布于以辐板中心为圆心的同一半径的圆周上的工艺孔，所述安装于卷筒辐板侧面的卷筒转数传感器的探头对准辐板上工艺孔的中心且离辐板板面2～5mm。

前述的矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，其中所述卷筒转数传感器的探头离辐板板面的最佳距离为3mm。

前述的矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，其中所述卷筒辐板上的工艺孔的数量为3～8个。

前述的矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，其中所述卷筒辐板上的工艺孔的数量最佳为4个。

前述的矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，其中所述控制台内还设有报警装置，所述报警装置连接所述控制器的输出端。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值。本实用新型作矿井提升机控制装置中，增设了以直接测量卷筒转过的卷筒圈数的卷筒转数传感器，控制器通过对卷筒转数的计算得到减速点，实现了减速点后备保护功能，它有效地避免了由于井筒开关和编码器失效而引发的减速失灵故障，特别是由此避免了高速过卷，从而根除了造成蹲罐、冲顶、断绳事故以及严重时可能造成人员伤亡的事故。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是现有采用井筒开关的矿井提升机控制装置结构图。

图2是采用光电编码器的矿井提升机控制装置结构图。

图3是本实用新型矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置的结构图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图3所示，本实用新型较佳实施例的矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，包括设于控制台上的正向开车继电器3、反向开车继电器4、减速保护继电器5和控制器2，设于井架上正向提升容器停车位置的正向停车开关6，设于井架上反向提升容器停车位置的反向停车开关7、设于卷筒轴端且其转子与卷筒主轴相连的光电编码器8、设于井筒内壁上的提升容器的减速点的井筒减速点开关1，其中所述卷筒的辐板侧面设有卷筒转数传感器9，所述卷筒转数传感器9连接所述控制器2的输入端，所述控制器2根据卷筒转数传感器9的卷筒转数计算出减速点位置，指令减速保护继电器5工作，实现制动。

所述控制器2是微机控制器MCU或可编程控制器PLC。

所述卷筒辐板上设有多个均布于以辐板中心为圆心的同一半径的圆周上的工艺孔，所述安装于卷筒辐板侧面的卷筒转数传感器9的探头对准辐板上工艺孔的中心，且离辐板板面2～5mm，最佳距离为3mm。

所述卷筒辐板上的工艺孔的数量为3～8个。

所述卷筒辐板上的工艺孔的数量最佳为4个。

所述控制台内还设有报警装置10，所述报警装置10连接所述控制器2的输出端。

在卷筒转动过程中，所述卷筒转数传感器9在检测到辐板时发出“1”信号，在检测到工艺孔时发出“0”信号，这个“1”、“0”信号交替出现形成一串脉冲列，辐板上设有多个工艺孔，现以四个为例，上述的一串脉冲列中，每四个脉冲代表卷筒转动一圈，控制器2对该脉冲列脉冲数计到一定数值即可确定为到达减速点，脉冲数的确定按下式进行：

N＝4S/πD

式中：N-脉冲数值，单位：个；

S-井底到井口减速点的距离，单位：米；

D-提升机卷筒直径，单位：米。

作如下设定：将安装于井架上反向提升容器停车位置的反向停车开关7送给控制器2的动作信号，作为卷筒脉冲计数的起始点；安装于井架上正向提升容器停车位置的正向停车开关6送给控制器2的触动信号，作为卷筒脉冲计数的终止点；正向开车继电器3送给控制器2的信号，作为卷筒脉冲计数的增计数标志，即正向开车继电器3吸合时，控制器对卷筒脉冲的计数为增计数；反向开车继电器5送给控制器2的信号，作为卷筒脉冲计数的减计数标志，即反向开车继电器5吸合时控制器2对卷筒的计数为减计数；控制器2根据上述设定条件做出是否到达减速点的判断，该减速点称之为后备减速点。减速点开关1和光电编码器8的信号送入控制器2，在控制器2内部计算出参与控制的减速点，该减速点称之为控制减速点。在提升机控制系统中，正常工作情况下，控制减速点动作在前，后备减速点动作在后；而在减速故障情况下，后备减速点动作在前，控制减速点动作在后，此时后备减速点的信号传送到减速保护继电器5和报警装置10，其作用一方面是控制提升机进行减速，另一方面发出声光报警信号提醒提升机司机注意并采取防范措施。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，包括正向开车继电器、反向开车继电器、减速保护继电器，正向停车开关，反向停车开关、光电编码器、井筒减速点开关、控制器，其特征在于所述卷筒的辐板侧面设有卷筒转数传感器，所述卷筒转数传感器连接所述控制器的输入端，所述控制器根据卷筒转数传感器的卷筒转数计算出减速点位置，指令减速保护继电器工作。

2.根据权利要求1所述的矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，其特征在于所述控制器是微机控制器或可编程控制器。

3.根据权利要求1所述的矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，其特征在于所述卷筒辐板上设有多个均布于以辐板中心为圆心的同一半径的圆周上的工艺孔，所述安装于卷筒辐板侧面的卷筒转数传感器的探头对准辐板上工艺孔的中心且离辐板板面2～5mm。

4.根据权利要求3所述的矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，其特征在于所述卷筒转数传感器的探头离辐板板面的最佳距离为3mm。

5.根据权利要求1所述的矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，其特征在于所述卷筒辐板上的工艺孔的数量为3～8个。

6.根据权利要求5所述的矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，其特征在于所述卷筒辐板上的工艺孔的数量最佳为4个。

7.根据权利要求1所述的矿井提升机卷筒直测式减速点后备保护装置，其特征在于所述控制台内还设有报警装置，所述报警装置连接所述控制器的输出端。

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