CN202560892U - 滑车制动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种滑车制动系统，其特征在于：将机电控制阀、分流阀、支油路块、常闭制动装置、支撑架、应急油路块、主油路块、电控盒、电缆及液压管路分别安装在圆柱形塔体外壁上；液压泵站、电磁液压锁、集成块、电磁控制阀、电气控制柜、压力传感器、配电柜设在圆柱形塔体内，组成滑车制动系统；该滑车制动系统在不同高度能有效地对垂直运动的高速滑车实施有效、安全的减速制动，以满足滑车的过载及安全使用要求；保证滑车在空中给定高度上定点弹射、滑动弹射的性能要求，保证滑车在完成弹射作业后能安全可靠地停留在空中并回收到地面。

Description

滑车制动系统

技术领域

本实用新型涉及一种滑车制动系统，具体地说是一种应用于竖直制动、水平制动、矿井、升降电梯、高铁、轻轨、航空航天科学试验的滑车制动系统。

背景技术

在“不利姿态弹射塔”工程项目中，需设计一种滑车制动系统，要求总质量为4800公斤的滑车，沿垂直滑轨从120米高度向下作铅垂自由落体运动，在不同高度及其对应的不同速度条件下，滑车作不同姿态的弹射试验，弹射力最大为8吨。在弹射的同时，滑车制动系统对滑车实施有效的减速制动，以满足滑车的过载及安全使用要求。从120米高度作自由落体运动的滑车，在下落至离地面时线速度达48.5米/秒，产生近300吨的冲击力，若在自由落体同时增加8吨弹射力，则将产生600多吨的冲击力。目前在竖直制动领域中(如矿井提升篮或升降电梯等)，其防坠装置一般采用制动钢丝绳、制动卷盘或制动轿箱等方式达到制动目的。若采用目前矿井和升降电梯常用的防坠装置，无法满足如此巨大的冲击力的制动要求。若将制动系统安装在滑车上，即车载制动，则制动系统所需电源、油源、液压及电气控制元器件等全部要安装在高速运行、空间窄小的滑车内，不仅存在安装、维护等方面的问题，而且大大增加了滑车重量，在滑车自由落体运动时，将产生更大的惯性力，就需提供巨大、稳定且持续不断的能量方能安全刹停滑车，但巨大的能量意味着需要更大的油源以及较大的安装空间，从可靠性和可行性而言，在空间有限、高速坠落的滑车上安装制动系统在技术上是不可能实现的。此外，该车载制动系统万一发生故障，制动失效，则大大增加了滑车的不安全性和不可靠性，极易造成滑车损坏，导致严重的安全事故。

目前，在国内尚无适用于竖直滑车弹射项目的制动系统面世，为了满足竖直滑车弹射试验需求，研制安全、可靠、制动效果佳的滑车制动系统就成了迫切的要求和新目标。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有滑车制动技术的不足，提供一种安全、可靠、制动效能高的滑车制动系统。该滑车制动系统在弹射塔体外壁安装两根垂直滑轨，在不同高度能有效地对垂直运动的高速滑车实施有效、安全的减速制动，保证滑车在完成弹射作业后能安全可靠地停留在空中并回收到地面，能满足滑车的过载及安全使用要求，避免造成滑车损坏，导致严重的安全事故。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：滑车制动系统，包括塔体、滑轨、液压控制系统、电气控制系统、常闭制动装置、制动板及支撑架；其特征在于：将机电控制阀、分流阀、支油路块、常闭制动装置、支撑架、应急油路块、主油路块、电控盒、电缆及液压管路分别安装在120米高的圆柱形塔体外壁上；液压泵站、电磁液压锁、集成块、电磁控制阀、电气控制柜、压力传感器、配电柜设在120米圆柱形塔体内，组成滑车制动系统。在用钢筋混凝土浇筑成120米高的圆柱形塔体外壁垂直安装两根120米长的滑轨，滑车装在滑轨上。主油路块和应急油路块分别通过地脚螺栓固定安装在塔体外壁上。支油路块、常闭制动装置及分流阀用螺栓安装固定在支撑架上，支撑架通过地脚螺栓安装固定在塔体上。常闭制动装置对称布装在滑车中轴线两侧，常闭制动装置上装有刹车片。制动板头部设计成楔形角结构，制动板安装在滑车腹部中轴上，制动板两侧面分别与对称分布的常闭制动装置上的刹车片构成摩擦副。油路块将液压管路连接后安装固定在塔体上。进油管路或进油管道、回油管路或回油管道通过主油路块连接固定；通过支油路块将液压油输入分流阀；应急油路通过应急油路块连接固定。

在120米高度塔体上范围内常闭制动装置进行分段布置安装，按控制方式分成安全保障段和减速制动段。在安全保障段内对称分布的常闭制动装置通过液压管路与集成块连接，电磁控制阀安装在集成块上，电磁控制阀能有效控制安全保障段内的常闭制动装置，保障滑车的安全制动，避免坠落至地面。在减速制动段内对称分布的常闭制动装置通过液压管路与分流阀连接，机电控制阀安装在分流阀上。分流阀将液压油进行分流，输入对称分布的两个常闭制动装置内。机电控制阀上装有导轮，导轮位于制动板的底部，当制动板下压导轮时，使分布在减速制动段内的常闭制动装置，在机电控制阀控制作用下，实现滑车的减速制动。

在本实用新型所述的实施例中，常闭制动装置布装的数量和疏密程度可根据实际制动要求进行增减，并进行分段安装布置。

本实用新型所述的液压泵站、电磁液压锁、集成块、电磁控制阀、电气控制柜、压力传感器、配电柜设在塔体内。液压泵站主要包括油箱、油泵电机组件、应急蓄能器组、油滤器组、电磁溢流阀及液压管路，液位传感器和温度传感器装在油箱内；电气控制柜内装有工控机、输入输出控制电路及报警装置；配电控制电路装在配电柜内；油泵电机组的进油口通过液压油管与油箱连接，出油口通过液压油管与油滤器组连接。在油泵的作用下，液压油经过油滤器组分别流入电磁溢流阀、应急蓄能器组和电磁液压锁中；电磁液压锁的出油口通过液压管路与集成块相连，电磁溢流阀出油口与油箱相连；通过液压管路将应急蓄能器组中的液压油输入到应急油路块中；电磁控制阀安装在集成块上，液压油直接进入组装在集成块上的电磁控制阀内，再通过液压管路将液压油输入到主油路块和支油路块中。

本实用新型所述的电气控制系统主要包括电源、工控机、输入输出控制电路、配电控制电路及电气控制元器件；电气控制系统中的工控机通过端口，用第二数据线与输入输出控制电路的端口连接；输入输出控制电路的输入端口D1和输入端口D2分别用导线与液位传感器、温度传感器连接；输入输出控制电路的输出端口(D3、D4、D5)用导线分别与机电控制阀、电磁控制阀、报警装置连接；工控机和配电控制电路分别通过端口，用第一数据线与输入输出控制电路连接；实现信号的交换与通讯。380V供电电源通过电缆线B与配电控制电路中的电缆线接端口P1连接，配电控制电路将380V供电电源转换成220V后，分别用导线将配电控制电路28中的输出端口(P2、P3、P4、P5)与输入输出控制电路接线端口D6，电磁液压锁、电磁溢流阀和油泵电机组连接；压力传感器和油滤器组通过输出端口用导线与配电控制电路连接。显示器和键盘鼠标通过导线A与工控机上的接线端口(C1)相连接。操作人员通过显示器和键盘鼠标实现对滑车制动系统的人机界面交流和操作。

本实用新型的有益效果是：当弹射塔上安装的滑车沿塔体外壁的两根垂直滑轨从120米高度向下作铅垂自由落体运动时，该滑车制动系统在不同高度能有效地对垂直运动的高速滑车实施有效、安全的减速制动，以满足滑车的过载及安全使用要求。当滑车作各种姿态下的弹射试验时，能保证滑车在空中给定高度上定点弹射、滑动弹射的性能要求，保证滑车在完成弹射作业后能安全可靠地停留在空中并回收到地面。该滑车制动系统不仅解决了目前塔载滑车弹射试验的难题，而且高效、安全、可靠，有利于在同类工程项目中推广应用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型装在塔外的装置结构示意图。

图2是本实用新型装在塔内的装置结构示意图。

图3是本实用新型的控制电路示意图。

在图中：1、滑车，2、制动板，3、机电控制阀，4、分流阀，5、支油路块，6、常闭制动装置，7、支撑架，8、应急油路块，9、液压管路，10、塔体，11、地脚螺栓，12、主油路块，13、电控盒，14、应急蓄能器组，15、集成块，16、电磁控制阀，17、电磁液压锁，18、电磁溢流阀，19、电气控制柜，20、配电柜，21、油泵电机组，22、压力传感器，23、液位传感器，24、温度传感器，25、工控机，26、输入输出控制电路，27、报警装置，28、配电控制电路，29、油滤器组，30、30、第一数据线，31、第二数据线。

具体实施方式

在本实用新型图1、图2所示的实施例中，将机电控制阀3、分流阀4、支油路块5、常闭制动装置6、支撑架7、应急油路块8、主油路块12、电控盒13、电缆及液压管路9分别安装在120米高的圆柱形塔体10外壁上；液压泵站、电磁液压锁17、集成块15、电磁控制阀16、电气控制柜19、压力传感器22、配电柜20设在120米圆柱形塔体10内，组成滑车制动系统。在用钢筋混凝土浇筑成120米高的圆柱形塔体10外壁垂直安装两根120米长的滑轨。在电气控制系统、液压控制系统、常闭制动装置6和制动板2及支撑架7的作用下，当滑车1作各种姿态下的弹射试验时，能保证滑车1在空中给定高度上定点弹射、滑动弹射的性能要求，保证滑车1在完成弹射作业后能安全可靠地停留在空中并回收到地面。主油路块12和应急油路块8分别通过地脚螺栓11安装固定在塔体10外壁上。支油路块5、常闭制动装置6及分流阀4用螺栓安装固定在支撑架7上，支撑架7通过地脚螺栓11安装固定在塔体10上。常闭制动装置6对称布装在滑车中轴线两侧，常闭制动装置6上装有刹车片。制动板2头部设计成楔形角结构，制动板2安装在滑车1腹部中轴上，其两侧面分别与对称分布的常闭制动装置6上的刹车片构成摩擦副。油路块与液压管路或管道连接后固定安装在塔体10上。进油管路、回油管路通过主油路块12连接及固定；通过支油路块5将液压油输入分流阀4；应急油管路通过应急油路块8连接及固定。

按安全保障段和减速制动段，常闭制动装置6在120米塔体高度范围内分段安装。在安全保障段内对称分布的常闭制动装置6通过液压管路9与集成块15连接，电磁控制阀16安装在集成块15上，电磁控制阀16能有效控制安全保障段内的常闭制动装置6，保障滑车的安全制动，避免坠落至地面。在减速制动段内对称分布的常闭制动装置6通过液压管路9与分流阀4连接，机电控制阀3安装在分流阀4上。分流阀4将液压油进行分流，并输向对称分布的两个常闭制动装置6。机电控制阀3上装有导轮，导轮位于制动板2的底部，当制动板2下压导轮时，使分布在减速制动段内的常闭制动装置6，在机电控制阀控3制作用下，实现滑车1的减速制动。常闭制动装置6的布装数量和疏密程度可根据实际制动要求进行增减，并进行分段安装布置。

在本实用新型图2所示的实施例中，液压泵站、电磁液压锁17、集成块15、电磁控制阀16、电气控制柜19、配电柜20及压力传感器22设在塔内。液压泵站主要包括油箱、油泵电机组21、应急蓄能器组14、油滤器组29、电磁溢流阀18及液压管路9。液位传感器23和温度传感器24装在油箱内。电气控制柜19内装有工控机25、输入输出控制电路26及报警装置27。配电控制电路28装在配电柜20内。油泵电机组21的进油口通过液压油管与油箱连接，出油口通过液压油管与油滤器组29连接。在油泵的作用下，液压油经过油滤器组29的出油口分别流入电磁溢流阀18、应急蓄能器组14、电磁液压锁17中。电磁液压锁17的出油口通过液压管路9与集成块15相连，电磁溢流阀18出油口与油箱相连。通过液压管路9将应急蓄能器组14中的液压油输入到应急油路块8中。电磁控制阀16安装在集成块15上，液压油直接进入组装在集成块15上的电磁控制阀16内，再通过液压管路9将液压油输入到主油路块12和支油路块5中。

在图3所示的实施例中，电气控制系统中的工控机25通过端口，用第二数据线31与输入输出控制电路26的端口连接；输入输出控制电路26的输入端口D1和输入端口D2分别用导线与液位传感器23、温度传感器24连接；输入输出控制电路26的输出端口(D3、D4、D5)用导线分别与机电控制阀3、电磁控制阀16、报警装置27连接；工控机25和配电控制电路28分别通过端口，用第一数据线30与输入输出控制电路26连接；实现信号的交换与通讯。380V供电电源通过电缆线B与配电控制电路28中的电缆线接端口P1连接，配电控制电路28将380V供电电源转换成220V后，分别用导线将配电控制电路28中的输出端口(P2、P3、P4、P5)与输入输出控制电路26接线端口D6、电磁液压锁17、电磁溢流阀18和油泵电机组21连接；压力传感器22和油滤器组29通过输出端口用导线与配电控制电路28连接。显示器和键盘鼠标通过导线A与工控机25上的接线端口(C1)相连接。

操作人员通过显示器和键盘鼠标实现对滑车制动系统的人机界面交流和操作。输入输出控制电路26获得工控机25采集用户的指令，经过分析、运算，发出指令，驱动机电控制阀3、电磁控制阀16、报警装置27、配电控制电路28工作，配电控制电路28根据指令启动电磁溢流阀18、电磁液压锁17及油泵电机组21工作。

本实用新型的工作原理是：由用户系统提供的380V供电信息通过电缆B输送至配电控制电路，配电控制电路将转换成220V的供电电源通过导线送至输入输出控制电路。当操作人员通过显示器、键盘鼠标将控制指令通过导线A发送给工控机后，由工控机进行采集、分析和运算，发出指令输送给输入输出控制电路，输入输出控制电路向配电控制电路发送指令驱动电磁溢流阀、电磁液压锁及油泵电机组得电启动，液压油从油箱经油滤器组、电磁液压锁、集成块、分流阀、主油路块、支油路块及应急油路块输入给电磁控制阀、机电控制阀及应急蓄能器组，此时应急蓄能器组处于充压状态。输入输出控制电路驱动电磁控制阀、机电控制阀、报警装置得电，常闭制动装置处于正常供油状态。在油压作用下0～120米高度范围内的常闭制动装置的刹车片和机电控制阀3的导轮缩回，此时滑车自由上、下运行。

当滑车提升到指定高度进行定点弹射时，用户通过显示器、键盘鼠标将控制指令发送给工控机，由工控机进行采集、分析和运算后，将指令发送给输入输出控制电路，输入输出控制电路驱动电磁控制阀和机电控制阀断电，安全保障段的常闭制动装置的刹车片伸出，机电控制阀的导轮伸出。在滑车定点处，制动板下压该处机电控制阀的导轮，使该处机电控制阀动作，液压油经分流阀流入指定高度处对称布置的常闭制动装置中，在油压作用下推动指定高度处的常闭制动装置的刹车片伸出，并分别压向制动板的两侧，在机械力和液压力共同作用下，将滑车牢牢地夹紧在指定高度上，可实现滑车定点弹射制动。

在滑车进行滑行弹射或自由落体的准备阶段，用户通过显示器、键盘鼠标将控制指令输入工控机，由工控机进行采集、分析和运算，将指令发送给输入输出控制电路，输入输出控制电路发出指令控制机电控制阀和电磁控制阀，驱动电磁控制阀断电，安全保障段内的常闭制动装置的刹车片伸出；驱动机电控制阀得电，机电控制阀的导轮缩回，为滑车的制动作准备。

当滑车释放自由下落或进行滑行弹射制动时，滑车带着制动板高速下落，工控机经指令信号线接到用户发出的制动指令，并将指令发送给输入输出控制电路，输入输出控制电路驱动机电控制阀断电，机电控制阀的导轮伸出，导轮在制动板前端楔形的挤推作用下逐步被压下，机电控制阀动作，液压油经分流阀流入机电控制阀控制的一对常闭制动装置中，在机械力和液压力的共同作用下推动常闭制动装置的刹车片伸出，并分别压向制动板的两侧，随着滑车的向下滑动，滑车经过的每个机电控制阀的导轮在制动板的挤推作用下逐一被压下，使每个机电控制阀控制的一对常闭制动装置的刹车片伸出，实现滑车多米诺式的减速制动效应，保证了滑车的减速和制动要求，，可将滑车在0～120米高度上的任一位置牢牢地刹停。滑车制动系统可根据用户要求设置工控机在30～120米高度上的任一位置为下滑起始点和制动起始点的程序。

滑车制动系统采用的是得电松开刹车、断电制动的控制原则，其应急系统是得电贮压、断电释压的原理。如果滑车制动系统发生了故障，特别供电系统突然停电或液压系统发生了压力下降，甚至没有压力时，压力传感器向配电控制电路发出状态信号，传送给输入输出控制电路，经过数据交换发送给工控机，经工控机分析、运算、处理后发送给配电控制电路，驱动电磁液压锁断电，系统主油路断开，随即应急液压系统启动，应急蓄能器组释放压力，在应急油压作用下，0～120米高度范围内的常闭制动装置的刹车片伸出，滑车制动系统处于全程制动状态，滑车刹车停止在任意高度位置，确保了滑车安全。

当油箱内液压油液位低于设定值或油箱内液压油的温度超出设定值时，液位传感器或温度传感器，向输入输出控制电路发出液位或温度状态信号，输入输出控制电路将信号传至工控机，工控机通过分析再向输入输出控制电路发出指令，驱动报警装置发出声光报警，提示操作人员进行补油操作或启动冷却系统。

当油滤器组堵塞时，油滤器组上的传感器向配电控制电路发出状态信号，配电控制电路将信号传至输入输出控制电路，再发送给工控机，工控机通过分析后再向输入输出控制电路发出指令，驱动报警装置发出声光报警，提示操作人员对油滤器组进行维护操作。

Claims (3)

1.滑车制动系统，包括塔体、滑轨、液压控制系统、电气控制系统、常闭制动装置、制动板及支撑架；其特征在于：将机电控制阀、分流阀、支油路块、常闭制动装置、支撑架、应急油路块、主油路块、电控盒、电缆及液压管路分别安装在圆柱形塔体外壁上；液压泵站、电磁液压锁、集成块、电磁控制阀、电气控制柜、压力传感器、配电柜设在圆柱形塔体内，组成滑车制动系统；主油路块和应急油路块分别通过地脚螺栓固定安装在塔体外壁上；支油路块、常闭制动装置及分流阀用螺栓安装固定在支撑架上，支撑架通过地脚螺栓安装固定在塔体上；常闭制动装置对称布装在滑车中轴线两侧，常闭制动装置上装有刹车片；制动板头部设计成楔形角结构，制动板安装在滑车腹部中轴上，制动板两侧面分别与对称分布的常闭制动装置上的刹车片构成摩擦副；油路块将液压管路连接后安装固定在塔体上；进油管路或进油管道、回油管路或回油管道通过主油路块连接固定；通过支油路块将液压油输入分流阀；应急油路通过应急油路块连接固定；在120米高度塔体上范围内常闭制动装置进行分段布置安装，按控制方式分成安全保障段和减速制动段；在安全保障段内对称分布的常闭制动装置通过液压管路与集成块连接，电磁控制阀安装在集成块上，电磁控制阀能有效控制安全保障段内的常闭制动装置，在减速制动段内对称分布的常闭制动装置通过液压管路与分流阀连接，机电控制阀安装在分流阀上；分流阀将液压油进行分流，输入对称分布的两个常闭制动装置内；机电控制阀上装有导轮，导轮位于制动板的底部。

2.根据权利要求1所述的滑车制动系统，其特征在于：液压泵站、电磁液压锁、集成块、电磁控制阀、电气控制柜、压力传感器、配电柜设在塔体内；液压泵站主要包括油箱、油泵电机组件、应急蓄能器组、油滤器组、电磁溢流阀及液压管路，液位传感器和温度传感器装在油箱内；电气控制柜内装有工控 机、输入输出控制电路及报警装置；配电控制电路装在配电柜内；油泵电机组的进油口通过液压油管与油箱连接，出油口通过液压油管与油滤器组连接；在油泵的作用下，液压油经过油滤器组分别流入电磁溢流阀、应急蓄能器组和电磁液压锁中；电磁液压锁的出油口通过液压管路与集成块相连，电磁溢流阀出油口与油箱相连；通过液压管路将应急蓄能器组中的液压油输入到应急油路块中；电磁控制阀安装在集成块上，液压油直接进入组装在集成块上的电磁控制阀内，再通过液压管路将液压油输入到主油路块和支油路块中。

3.根据权利要求1所述的滑车制动系统，其特征在于：电气控制系统中的工控机通过端口，用第二数据线与输入输出控制电路的端口连接；输入输出控制电路的输入端口(D1)和输入端口(D2)分别用导线与液位传感器、温度传感器连接；输入输出控制电路的输出端口(D3、D4、D5)用导线分别与机电控制阀、电磁控制阀、报警装置连接；工控机和配电控制电路分别通过端口，用第一数据线与输入输出控制电路连接；实现信号的交换与通讯 ；380V供电电源通过电缆线(B)与配电控制电路中的电缆线接端口(P1)连接，配电控制电路将380V供电电源转换成220V后，分别用导线将配电控制电路（28）中的输出端口(P2、P3、P4、P5)与输入输出控制电路接线端口(D6)，电磁液压锁、电磁溢流阀和油泵电机组连接；压力传感器和油滤器组通过输出端口用导线与配电控制电路连接，显示器和键盘鼠标通过导线A与工控机上的接线端口(C1)相连接。 

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