CN203298909U

CN203298909U - 煤矿井下提升机液压制动安全在线监测装置

Info

Publication number: CN203298909U
Application number: CN2012207409294U
Authority: CN
Inventors: 张晓光; 徐桂云; 张熠乐
Original assignee: Xuzhou Daheng Measurement & Control Technology Co Ltd
Current assignee: Xuzhou Daheng Measurement & Control Technology Co Ltd
Priority date: 2012-12-30
Filing date: 2012-12-30
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2022-12-30

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿井下提升机液压制动安全在线监测装置，涉及矿井安全监测技术领域。该装置有一矿用隔爆兼本质安全型监测装置主机，分别与矿用隔爆兼本质安全型监测装置主机连接的矿用本质安全型位移变送器箱、矿用本质安全型油压传感器、正压力传感器、矿用隔爆兼本质安全型声光语言报警器。优点：该装置实现了对液压制动特性参数的监测，通过软件对信息分析，及时发现设备故障，反映设备的运转状况及其发展趋势，具备实时数据浏览、实时数据曲线的绘制、历史数据浏览等功能。

Description

煤矿井下提升机液压制动安全在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及矿井安全监测技术领域，具体是一种煤矿井下提升机液压制动安全在线监测装置。

背景技术

提升机液压制动器由作为驱动机构的液压站和执行机构的盘式制动闸组成，作用对象是被制动的闸盘，由碟簧产生制动力，靠油压松闸合闸，液压站、制动闸、闸盘之间是串联关系，任一个出故障都会导致制动失灵，它是各种保护的最终执行者，它的故障会导致机毁人亡的重大事故发生。因此，《煤矿安全规程》制订了一系列的规定：第四百三十一条规定，盘式制动闸空动时间不得超过0.3秒，闸间隙必须小于mm，第四百二十七条规定，当闸间隙超过规定值时，能自动报警或自动断电；第四百三十二条规定：提升绞车的常用闸和保险闸制动时，所产生的力矩和实际提升静载荷重旋转力矩之比K值不得小于3；第四百三十五条规定，测试盘形闸的贴闸油压，贴闸油压和制动闸活塞承压面积的乘积是碟簧施加的制动正压力。现在煤矿井下仅有的闸间隙在线监测，综合制动特征在线监测还没有，远远不能满足《煤矿安全规程》的量化要求。

发明内容

本实用新型提供一种煤矿井下液压制动安全在线监测装置，能有效预防因液压制动失灵而造成的重大事故。

本实用新型是以如下技术方案实现的：煤矿井下提升机液压制动安全在线监测装置，包括矿用隔爆兼本质安全型监测装置主机、分别与矿用隔爆兼本质安全型监测装置主机连接的矿用本质安全型位移变送器箱、矿用本质安全型油压传感器、正压力传感器、矿用隔爆兼本质安全型声光语言报警器。

其进一步是：所述的矿用隔爆兼本质安全型监测装置主机包括输出本质安全型电源、开关电源、液晶模块、主板、采集板及正压力变送器板，输出本质安全型电源分别为矿用本质安全型位移变送器箱、矿用本质安全型压力变送器和正压力传感器供电；开关电源为液晶模块、主板、采集板及正压力变送器板供电。

所述的采集板包括依次连接的信号通道、缓冲放大器、A/D转换器和光耦离合器。

所述的主板包括控制器，分别与控制板连接的时钟、485通信模块、CAN通信模块、数据存储器、液晶模块、按键，其中485通信模块与矿用隔爆兼本质安全型声光语言报警器连接。

所述的矿用隔爆兼本质安全型监测装置主机，其信号通道采集到的信号经缓冲放大器处理后传给A/D转换器，再经光耦离合器传给控制器，控制器将采集到的数据记录到数据存储器，液晶模块实时显示闸间隙值、闸板偏摆量、开合闸次数、安全制动回油时间、油压值、制动正压力及制动力矩值，液晶模块和按键配合控制器显示数据信息及修改装置的参数。

矿用本质安全型位移变送器箱，防护等级为IP54，包括闸间隙传感器，闸间隙传感器通过锁紧接头安装于提升机闸盘上，采集闸间隙数据，矿用本质安全型位移变送器箱通过矿用阻燃屏蔽软电缆与主机接线腔相连，通过采集板、主板的运行转换，在线监测闸间隙、闸偏摆量、闸的开合状态。

所述的矿用本质安全型油压传感器用于采集油压值，通过矿用阻燃屏蔽软电缆与主机接线腔相连。

所述的正压力传感器，安装于制动闸上，用于采集制动正压力信号，通过矿用阻燃屏蔽软电缆与主机接线腔相连，通过采集板、主板的运行转换，可以诊断碟簧疲劳及断裂、油压卡缸、油缸无压力油、碟簧片的错误安装等故障，再根据利用发明专利：一种非接触式渐开线制动力矩装置的安装方法（ZL201010555300.8）中的装置测得的数据计算得出摩擦系数，从而实现在线实时监测制动力矩。

所述的矿用隔爆兼本质安全型声光语言报警器，通过矿用阻燃屏蔽软电缆与主机接线腔相连，实现故障报警。

本实用新型的有效效果是：该套装置可以通过监测安全制动回油时间自动诊断油路堵塞情况，安装紧急手动回油阀，保证制动阀可靠回油制动；可以用油压传感器实时测得的液压站出油、回油等管道的油压值；通过渐开线形力矩测量装置测出摩擦系数和测得制动正压力，实现在线监测制动力矩、诊断碟簧疲劳及断裂、油缸卡阻；通过闸间隙传感器可在线监测闸间隙、闸偏摆量、闸的开合状态等；可以实现制动正压力、安全制动回油时间、闸间隙、闸板偏摆量、制动力矩、开合闸次数等参数的显示，故障诊断、记录及语音报警提示。该装置实现了对液压制动特征参数的监测，通过软件对信息分析，及时发现设备故障，反映设备的运转状况及其发展趋势，具有实时数据浏览、实时数据曲线的绘制、历史数据浏览等功能。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型的煤矿井下提升机液压制动安全在线监测装置示意图；

图2是本实用新型的采集板数据采集流程图；

图3是本实用新型的主板数据转换流程图。

具体实施方式

图1是煤矿井下提升机液压制动安全在线监测装置示意图。整个监测装置包括：矿用隔爆兼本质安全型监测装置主机、矿用本质安全型位移变送器箱、矿用本质安全型油压传感器、正压力传感器、矿用隔爆兼本质安全型声光语言报警器。矿用本质安全型位移变送器箱、矿用本质安全型油压传感器及正压力传感器通过矿用阻燃屏蔽软电缆与主机接线腔相连，将采集到的闸间隙信号、油压信号及制动正压力信号传输到主机内，通过采集板、主板的运行转换，在液晶模块上实时显示闸间隙值、油压值及制动正压力值，再通过矿用隔爆兼本质安全型声光语言报警器实现故障报警。

图2是采集板数据采集流程图，采集板包括信号通道、缓冲放大器、A/D转换器和光耦离合器，信号通道采集到的信号经缓冲放大器处理后传给A/D转换器，再经光耦离合器传给控制器。

图3是主板数据转换流程图，主板包括时钟、485通信模块、CAN通信模块、数据存储器、液晶模块、按键和控制器；控制器将采集到的数据记录到数据存储器并显示在液晶模块上，液晶模块和按键配合控制器显示数据信息及修改装置的参数，485通信模块与矿用隔爆兼本质安全型声光语言报警器连接。

提升机液压制动安全在线监测装置主机防爆形式为：矿用隔爆兼本质安全型，防爆标志为Exd【ib】I。主机防爆柜的设计分为两个腔，主腔和接线腔，主腔内包括输出本质安全型电源、开关电源、液晶模块、主板、采集板及正压力变送板等，接线腔内包括接线端子。其中输出本质安全型电源分别为矿用本质安全型位移变送箱、矿用本质安全型油压传感器和正压力传感器供电；开关电源为液晶模块、主板、采集板及正压力变送器板供电。

主机中采集板包括信号通道。缓冲放大器、A/D转换器和光耦离合器；主板包括时钟、485通信模块、CAN通信模块、数据存储器、液晶模块、按键和控制器；信号通道采集到的信号经缓冲放大器处理后传给A/D转换器，再经光耦离合器传给控制器；控制器将采集到的数据记录到数据存储器并显示在液晶模块上，液晶模块用来实时显示闸间隙值、闸板偏摆量、开合闸次数、安全制动回油时间、油压值、制动正压力及制动力矩值；液晶模块和按键配合控制器显示数据信息及修改装置的参数，485通信模块与矿用隔爆兼本质安全型声光语言报警器连接。其中控制器采用Atmega128，可实现56路数据的同步采集。

[0021] 提升机液压制动安全在线矿用本质安全型位移变送器箱防爆形式为：矿用本质安全型，防爆标志为ExibI。矿用本质安全型位移变送器箱的设计达到防尘防水IP54的要求，矿用本质安全型位移变送器箱内主要包括闸间隙传感器，闸间隙传感器也是通过锁紧接头安装于提升机闸盘上，采集闸间隙数据。矿用本质安全型位移变送器箱通过矿用阻燃屏蔽软电缆与主机接线腔相连，一方面主机为变送器箱提供本安24V供电，另一方面位移变送器箱将闸间隙信号通过矿用阻燃屏蔽软电缆传输到主机内，通过采集板、主板的运行转换，在线监测闸间隙、闸偏摆量。闸的开合状态。

矿用本质安全型油压传感器，防爆型式为：矿用本质安全型，防爆标志为ExiaI，采集油压值，通过矿用阻燃屏蔽软电缆与主机接线腔相连，一方面主机为矿用本质安全型压力变送器提供本安12V供电，另一方面矿用本质安全型压力变送器将油压信号通过矿用阻燃屏蔽软电缆传输到主机内，通过采集板、主板的运行转换，在液晶模块上实时显示油压值。

矿用隔爆兼本质安全型声光语言报警器，防爆型式为矿用隔爆兼本质安全型，防爆标志为Exd【ib】I，通过矿用阻燃屏蔽软电缆与主机接线腔相连，实现故障报警。

正压力传感器为简单设备，通过矿用阻燃屏蔽软电缆与主机接线腔相连，一方面主机为正压力传感器提供本安12V供电，另一方面正压力传感器将制动正压力信号通过矿用阻燃屏蔽软电缆传输到主机内，通过采集板、主板的运行转换，在液晶模块上实时显示制动正压力值。

正压力传感器安装在制动闸上代替碟簧支座，每个制动闸上安装两个正压力传感器，能有效准确地测量各制动闸的制动正压力，并诊断碟簧疲劳及断裂，制动闸卡阻故障等。通过采集板、主板的运行转换，可以诊断碟簧疲劳及断裂、油缸卡阻、油缸无压力油、碟簧片的错误安装等故障，再根据利用渐开线形制动力矩测量装置测得的数据计算得出摩擦系数，从而实现在线实时监测制动力矩。

提升机制动器能不能制动住和制动的效果如何由制动力矩的大小决定，利用渐开线形力矩测量装置测出制动盘和制动器闸瓦之间的摩擦系数，实现在线监测制动力矩是保证制动器制动性能最有效的办法。根据监测的制动器制动正压力，来实现制动力矩的在线监测。制动盘的制动半径为r，制动器施加的制动正压力为N，制动盘和制动器闸瓦之间的摩擦系数为f，则制动力矩为M=Nfr ，若制动器有n个制动闸，则总制动力矩，从而实现了每个制动闸的制动力矩和总制动力矩的在线监测，可在线监测《煤炭安全规程》规定的提升机制动器完全制动时，总制动力矩要大于3倍最大静负荷力矩的要求，控制提升机闭锁，调整制动闸制动正压力使之满足该要求后再允许开车。

Claims

1.一种煤矿井下提升机液压制动安全在线监测装置，其特征是：包括矿用隔爆兼本质安全型监测装置主机、分别与矿用隔爆兼本质安全型监测装置主机连接的矿用本质安全型位移变送器箱、矿用本质安全型油压传感器、正压力传感器、矿用隔爆兼本质安全型声光语言报警器。

2、根据权利要求1所述的煤矿井下提升机液压制动安全在线监测装置，其特征是：所述的矿用隔爆兼本质安全型监测装置主机包括输出本质安全型电源、开关电源、液晶模块、主板、采集板及正压力变送器板，输出本质安全型电源分别为矿用本质安全型位移变送器箱、矿用本质安全型压力变送器和正压力传感器供电；开关电源为液晶模块、主板、采集板及正压力变送器板供电。

3、根据权利要求2所述的煤矿井下提升机液压制动安全在线监测装置，其特征是：所述的采集板包括依次连接的信号通道、缓冲放大器、A/D转换器和光耦离合器。

4、根据权利要求2所述的煤矿井下提升机液压制动安全在线监测装置，其特征是：所述的主板包括控制器，分别与控制器连接的时钟、485通信模块、CAN通信模块、数据存储器、液晶模块、按键，其中485通信模块与矿用隔爆兼本质安全型声光语言报警器连接。

5、根据权利要求1所述的煤矿井下提升机液压制动安全在线监测装置，其特征是：矿用本质安全型位移变送器箱，防护等级为IP54，包括闸间隙传感器，闸间隙传感器通过锁紧接头安装于提升机闸盘上，采集闸间隙数据，矿用本质安全型位移变送器箱通过矿用阻燃屏蔽软电缆与主机接线腔相连，通过采集板、主板的运行转换，在线监测闸间隙、闸偏摆量、闸的开合状态。

6、根据权利要求1所述的煤矿井下提升机液压制动安全在线监测装置，其特征是：所述的矿用本质安全型油压传感器用于采集油压值，通过矿用阻燃屏蔽软电缆与主机接线腔相连。

7、根据权利要求1所述的煤矿井下提升机液压制动安全在线监测装置，其特征是：所述的正压力传感器，安装于制动闸上，用于采集制动正压力信号，与主机接线腔相连。

8、根据权利要求1所述的煤矿井下提升机液压制动安全在线监测装置，其特征是：所述的矿用隔爆兼本质安全型声光语言报警器，通过矿用阻燃屏蔽软电缆与主机接线腔相连，实现故障报警。