CN220955586U - 物料吊装竖井安全管控系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种物料吊装竖井安全管控系统，旨在解决竖井与隧道交叉范围内进行吊装作业时人员及车辆通行存在极大安全风险的问题。其包括设于竖井井口两侧门吊轨道对应位置处用于监测门吊运行位置的触发传感器、设于隧道地面处且对应位于竖井两侧的缓冲区、设于隧道对应位置处用于监测所述缓冲区内移动物体的捕捉监视器、设于竖井井口侧壁处用于监测竖井工作进度的进度监视器、设于竖井两侧对应的隧道内且与所述捕捉监视器和进度监视器对应电连接的显示器、设于竖井两侧对应的隧道地面处且可升降的安全隔离带、报警器、控制终端；本安全管控系统具有安全系数高等优点。

Description

物料吊装竖井安全管控系统

技术领域

本申请涉及地下工程建设设备技术领域，具体涉及一种物料吊装竖井安全管控系统。

背景技术

在采用盾构法进行隧道施工时，一般需要在盾构掘进的始端和终端分别设置工作井（又称竖井），在隧道竣工以后，井多被用作地铁车站、排水、通风等永久性结构。竖井一般都设置隧道轴线上，施工方法多种多样。

竖井按其使用目的可分为始发竖井（也称进洞竖井）、接收竖井（也称出洞竖井或到达竖井）以及中间竖井（包括变向竖井、换刀检修竖井等）。其中，在地下工程的建设过程中，普遍以某一竖井为施工起点，利用各种机械设备向前掘进施工，掘进过程中所需要的掘进设备、施工物料等，全部由竖井采用门式起重机吊装下井。

但本申请发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现现有竖井进行物料吊装下井时至少存在如下技术问题：受空间限制，参见图1，竖井1处的物料吊装作业与已开挖隧道2内施工人员及车辆的通行在竖井所述空间范围内存在交叉，无法规避，在竖井1内采用门吊3进行物料吊装作业时，由于人员可视范围4有限，存有一定的视觉盲区，无法观察到竖井内是否正在进行吊装祖业，由此造成竖井下方的隧道空间内人员及车辆的通行存在极大的安全风险，极有可能被竖井吊装作业时的坠落物砸中，造成严重的生命财产损失。

公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种物料吊装竖井安全管控系统，旨在解决竖井与隧道交叉范围内进行吊装作业时人员及车辆通行存在极大安全风险的问题。

根据本公开的一个方面，提供一种物料吊装竖井安全管控系统，其包括用于设于竖井井口两侧门吊轨道对应位置处的监测门吊运行位置的触发传感器、设于隧道地面处且对应位于竖井两侧的缓冲区、设于隧道对应位置处用于监测所述缓冲区内移动物体的捕捉监视器、设于竖井井口侧壁处用于监测竖井工作进度的进度监视器、设于竖井两侧对应的隧道内且与所述捕捉监视器和进度监视器对应电连接的显示器、设于竖井两侧对应的隧道地面处且可升降的安全隔离带、报警器、与所述触发传感器、捕捉监视器、进度监视器、显示器、安全隔离带以及报警器对应电连接的控制终端。

在本公开的一些实施例中，所述触发传感器为霍尔传感器，其对称的固定于两侧门吊轨道对应位置处，所述触发传感器设于竖井范围外，且距竖井边线距离大于1m。

在本公开的一些实施例中，在所述缓冲区设有缓冲板，所述缓冲板与隧道地面间设有与所述控制终端对应电连接的压力传感器。

在本公开的一些实施例中，所述安全隔离带包括竖直设于隧道两侧且两侧设有端盖的导槽、与所述导槽同轴线且与所述导槽的两侧端盖轴承连接的螺杆、对应传动连接于所述螺杆一端且与所述控制终端电连接的升降电机、螺纹连接于所述螺杆外的螺管、固定于隧道两侧所述螺管间的隔离横梁。

在本公开的一些实施例中，所述安全隔离带对应隧道地面处开设有与所述隔离横梁相匹配且用于收纳所述隔离横梁于隧道地面以下的凹槽。

在本公开的一些实施例中，所述控制终端为PC机或PLC。

在本公开的一些实施例中，在隧道顶部对应竖井的范围内设有可开合的安全网兜。

在本公开的一些实施例中，所述安全网兜包括对应固定于隧道顶部竖井范围两侧的滑槽、通过轴承转动设于所述滑槽一侧端部间的卷轴、对应设于所述卷轴两端的回卷机构、对应端头固定于所述卷轴上的安全网、与所述安全网另一端固定连接的横杆、固定于所述横杆两端且滑动嵌设于所述滑槽内的滑块、设于所述滑槽另一端且与所述滑块间绞线连接用于驱动所述滑块移动的绞线电机，所述绞线电机与所述控制终端电连接。

在本公开的一些实施例中，所述回卷机构包括发条弹簧，所述发条弹簧的中心端头与所述卷轴间相对固定，所述发条弹簧的外缘与所述滑槽间相对固定。

在本公开的一些实施例中，所述安全网初始卷绕于所述卷轴上。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点：

1. 由于门吊轮对为金属材质，固定于门吊轨道两侧的霍尔传感器在门吊轮对经过时，周围磁场会受到扰动，进而实现对门吊运行位置的监测，判断门吊是否运行至竖井处，进而为隧道内的安全管控提供管控依据。

2. 捕捉监视器可对处于安全位置的缓冲区内人员及车辆通行运动进行抓拍，实现对该范围内人员及车辆的实时监测，避免竖井内进行吊装作业时，竖井下方有人员或车辆通行，对闯入竖井下方区域内的行为通过报警器联动进行报警提醒，消除安全隐患。

3. 进度监视器可辅助等候的人员通过设于隧道安全区域内的显示器方便的对竖井内工作情况进行实时观察，极大的缩小乃至消除视野盲区。

4. 安全隔离带在竖井内进行吊装作业时联动升起，形成硬性隔离，防止人员或车辆误闯入竖井范围内。

5. 可开合的安全网兜在门吊结束吊装作业且离开竖井后，联动打开以覆盖竖井范围，起到安全防护的作用，防止人员通行时从竖井处坠落物体导致的砸伤等安全事故。

附图说明

图1为本申请背景技术中竖井处人员视觉盲区的模拟示意图。

图2为本申请一实施例中安全管控系统的布设示意图。

图3为本申请一实施例中安全隔离带的部分结构示意图。

图4为本申请一实施例中安全网兜的部分结构示意图。

以上各图中，1为竖井，2为隧道，3为门吊，4为人员可视范围，5为触发传感器，61为捕捉监视器，62为进度监视器，63为显示器，64为报警器，7为安全隔离带，71为导槽，72为端盖，73为轴承，74为螺杆，75为螺管，76为隔离横梁，77为升降电机，8为安全网兜，81为滑槽，82为卷轴，83为安全网，84为横杆，85为滑块，86为绞线，87为发条弹簧。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。而本申请所涉及“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

以下实施例中所涉及或依赖的程序均为本技术领域的常规程序或简单程序，本领域技术人员均能根据具体应用场景做出常规选择或者适应性调整。

以下实施例中所涉及的零部件或传感器等器件，如无特别说明，则均为常规市售产品。

为了更好的理解本申请技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本例公开一种物料吊装竖井安全管控系统，参见图2，其包括用于监测门吊运行位置的触发传感器5，在本实施例中，触发传感器5具体为霍尔传感器，由于门吊轮对为金属材质，其在经由霍尔传感器附近时，会对霍尔传感器周围的磁场造成一定程度的影响，因而门吊的运动可以被霍尔传感器感知。而在本例中，采用霍尔传感器监测门吊是否运行至竖井井口范围内，以便于触发后续的安全管控设备动作，故而将霍尔传感器固定于位于竖井两侧边缘处的门吊轨道处。考虑到安全管控设备的动作需要一定的时间，为避免门吊运行于竖井范围内时管控设备未动作到位，因而存在安全风险的问题，在本实施例中，设于霍尔传感器于竖井范围外的门吊轨道处，距竖井边缘至少1m，由此使霍尔传感器在门吊进入竖井范围前提前感知门吊运行状态，获取一定的动作提前量。此外，在本实施例中，为避免霍尔传感器误触发，故将霍尔传感器对称地固定于门吊两侧轨道处，由此，仅在门吊一侧轨道受到周围环境影响导致霍尔传感器误触发时，管控设备不会动作，而门吊经由霍尔传感器处时，两侧轨道处的霍尔传感器会同时触发，由此，避免霍尔传感器的误监测，提高对门吊运行位置的准确可靠监测。

为实现对触动传感器5监测数据的读取判断以及其余管控设备控制指令的发出，该管控系统还包括控制终端，在本实施例中控制终端采用设于控制室内的PLC，在其他的一些实施例中，控制终端采用PC机。本例中，霍尔传感器与PLC间通信连接，以便于PLC获取霍尔传感器的监测数据，进而判断门吊的运行位置。

参见图2，安全管控系统还包括捕捉监视器61、进度监视器62以及显示器63。当门吊于竖井处进行吊装作业时，竖井正下方的隧道会受到吊装作业的影响，存在吊装物坠落的安全隐患，因此，为避免吊装作业时人员闯入竖井下方的隧道区域内，本例中设置捕捉监视器61对人员的运动进行监视捕捉，然而考虑到竖井内在进行吊装作业时，会将相应的吊装无下落至隧道地面处，为便民捕捉监视器61直接对竖井下方的隧道范围进行监视时，吊装物的下落造成捕捉监视器61的误判断，本例中，于隧道对应竖井两侧的地面处分别设置缓冲区，进而将捕捉监视器61对缓冲区内的运动对象进行捕捉，从而在避免捕捉监视器由于吊装作业造成的误判同时，可通过缓冲区的设置使得人员车辆与竖井吊装作业范围保持一定的安全距离，提高安全管控的效果。在本实施例中，缓冲区的边缘处涂刷有缓冲区框线标识，该标识还可为捕捉监视器61的运动捕捉范围提供标识基准，以便于捕捉监视器61仅对缓冲区内的运动对象进行捕捉。另外，本例中还于隧道壁处固定设置与PLC电连接的报警器64，捕捉监视器61与PLC间通信连接，当捕捉监视器61捕捉到运动物体后，会发送相应的触发信号至PLC控制器，PLC接收到该信号后，控制报警器64发出相应的声光报警，驱逐人员退至缓冲区外。

在其他的一些实施例中，为避免捕捉监视器61的误判，于缓冲区处设置缓冲板，本例中缓冲板为钢板，其表面涂覆有相应的框线标识，且其与隧道地面间设有压力传感器，该压力传感器与PLC间通信连接，由此，当缓冲板处有人员或车辆时，缓冲板下方的压力传感器便会感测并发出相应的信号至PLC，PLC接收到压力信号后，判断是否收到捕捉监视器61的捕捉信号，仅当PLC同时收到二者的动作信号时控制报警器64进行声光报警，由此提高判别准确度。

进度监视器62装设于竖井的侧壁处，由此对竖井内的吊装进度进行监测，以便于弥补隧道内人员的视野盲区。本例中，进度监视器62设于竖井的井口处，由此避免进度监视器62装设于竖井下部时井口强烈的光线对画面造成不利的影响。显示器63与捕捉监视器61及进度监视器62间通信连接，用于显示捕捉监视器61及进度监视器62的监视画面，本例中，显示器63设于竖井两侧的隧道内。

为避免人员硬闯入隧道对应的竖井范围内，于竖井两侧的隧道地面处设有可升降的安全隔离带7。具体的参见图3，在本实施例中，该安全隔离带包括导槽71、端盖72、螺杆74、螺管75、升降电机77以及隔离横梁76，其中，导槽71对称的设于隧道对应截面的两侧，且槽口相对设置，导槽71的两端焊接有端盖72，两侧端盖72的中心处分别设有轴承73，轴承73的外圈与对应端盖72间相对固定，轴承73的内管固定于螺杆74的外缘处，由此，螺杆74的两端分别与导槽71的端盖72间轴承连接，由此可实现螺杆74相对于导槽71的相对转动。另外，在螺杆74中螺纹连接有螺管75，两侧螺管75间焊接固定有隔离横梁76，由此，在两侧螺杆74同步转动时，带动两螺管75同步的沿螺杆74上移或下移，进而得以实现隔离横梁76的升降，以便于在竖井内进行吊装作业时，隔离横梁76升起形成硬隔离，组织人员及车辆的误闯。此外，本例中，为实现安全隔离带7与管控系统联动，参见图3，于导槽71的顶部固定设置升降电机77，升降电机的动力轴与螺杆74间花键或平键连接。为实现升降电机的相对固定，本例于导槽71顶部端侧竖直设置固定板，采用肋板将升降电机77与固定板间相对固定，以便于升降电机77得以驱动螺杆74按需转动。

在其他的一些实施例中，考虑到隔离横梁76在下降至螺杆74底端时，仍会对凸出于隧道地面一定高度，为此，在隧道地面处开设有与隔离横梁76相匹配的凹槽，用于将隔离横梁收纳于隧道地面以下，避免对人员及车辆的通行造成不利影响。

考虑到地表处的竖井周围施工环境复杂，为避免竖井下方隧道正常通行时，从竖井口发生杂物坠落，在本例中，参见图2，于隧道顶部对应竖井的范围内设置可开合的安全网兜。当霍尔传感器感测到门吊动作后，PLC控制该安全网兜打开，以便于竖井内进行吊装作业，在吊装作业结束后，对应的霍尔传感器感测到门吊离开后，控制该安全网兜闭合，形成安全防护，减小或消除坠落物的冲击力。

具体的，参见图4，该安全网兜包括滑槽81、卷轴82、回卷机构、安全网83、横杆84、滑块85、绞线86、发条弹簧87。滑槽81对称地固定于隧道顶部竖井两侧，本例中，滑槽布设方向与隧道轴向平行，其中，两侧滑槽的槽口相对设置；卷轴82用于安全网83的卷绕收纳，本例中卷轴82的两端设有轴承，通过轴承将其可相对转动的设于滑槽81的一端侧，而为实现卷轴82的自动卷绕，于卷轴82的两端固定设置回卷机构，本例中回卷机构采用发条弹簧87，为实现发条弹簧87的固定，本例中，参见图4，设置固定槽，该固定槽的槽底设有与轴承外缘匹配的通孔，使用时将该固定槽固定于轴承外缘外与滑槽81间焊接固定，固定槽的槽壁高度不小于发条弹簧87的宽度，并将发条弹簧87与固定槽的槽壁间卡接固定，且在卷轴82对应发条弹簧87的设置位置处开设槽口，将发条弹簧中心端部穿过卷轴槽口，由此，发条弹簧87与滑槽81相对固定，发条弹簧87随卷轴82的转动发生形变，积累弹性势能，在拉动卷轴的外力逐渐减小或消失时，发条弹簧87依靠自身存储的弹性势能带动卷轴82回转，实现安全网的回卷。其中，安全网的端部沿卷轴82的轴向与卷轴82间固定，初始时刻，安全网83完全卷绕于卷轴82上。

而为实现安全网的展开，参见图4，安全网83的另一端与横杆84固定，横杆84的两端分别固定有滑动嵌设于两侧滑槽81内的滑块85，两滑块85的端部分别固系有绞线86，此外，在滑槽81的另一端设有绞线电机，绞线电机的动力轴上设有绞盘用于卷绕绞线，由此，通过绞线电机的转动，由绞线牵动两侧滑块85同步移动，进而实现横杆84的沿滑槽81移动，拉动安全网得以展开。安全网回收时，绞线电机释放绞线，安全网在卷轴两侧发条弹簧作用下自动回卷至卷轴处。此外，两滑槽端部的绞线电机分别与PLC电连接，以接收PLC发送的控制信号，在门吊离开霍尔传感器围合区域后展开安全网、在门吊进入霍尔传感器围合区域后回收安全网，保证人员安全。

尽管已描述了本申请的一些优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离其发明的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种物料吊装竖井安全管控系统，其特征在于，包括用于设于竖井井口两侧门吊轨道对应位置处的监测门吊运行位置的触发传感器、设于隧道地面处且对应位于竖井两侧的缓冲区、设于隧道对应位置处用于监测所述缓冲区内移动物体的捕捉监视器、设于竖井井口侧壁处用于监测竖井工作进度的进度监视器、设于竖井两侧对应的隧道内且与所述捕捉监视器和进度监视器对应电连接的显示器、设于竖井两侧对应的隧道地面处且可升降的安全隔离带、报警器、与所述触发传感器、捕捉监视器、进度监视器、显示器、安全隔离带以及报警器对应电连接的控制终端。

2.根据权利要求1所述的物料吊装竖井安全管控系统，其特征在于，所述触发传感器为霍尔传感器，其对称的固定于两侧门吊轨道对应位置处，所述触发传感器设于竖井范围外，且距竖井边线距离大于1m。

3.根据权利要求1所述的物料吊装竖井安全管控系统，其特征在于，在所述缓冲区设有缓冲板，所述缓冲板与隧道地面间设有与所述控制终端对应电连接的压力传感器。

4.根据权利要求1所述的物料吊装竖井安全管控系统，其特征在于，所述安全隔离带包括竖直设于隧道两侧且两侧设有端盖的导槽、与所述导槽同轴线且与所述导槽的两侧端盖轴承连接的螺杆、对应传动连接于所述螺杆一端且与所述控制终端电连接的升降电机、螺纹连接于所述螺杆外的螺管、固定于隧道两侧所述螺管间的隔离横梁。

5.根据权利要求4所述的物料吊装竖井安全管控系统，其特征在于，所述安全隔离带对应隧道地面处开设有与所述隔离横梁相匹配且用于收纳所述隔离横梁于隧道地面以下的凹槽。

6.根据权利要求1所述的物料吊装竖井安全管控系统，其特征在于，所述控制终端为PC机或PLC。

7.根据权利要求1所述的物料吊装竖井安全管控系统，其特征在于，在隧道顶部对应竖井的范围内设有可开合的安全网兜。

8.根据权利要求7所述的物料吊装竖井安全管控系统，其特征在于，所述安全网兜包括对应固定于隧道顶部竖井范围两侧的滑槽、通过轴承转动设于所述滑槽一侧端部间的卷轴、对应设于所述卷轴两端的回卷机构、对应端头固定于所述卷轴上的安全网、与所述安全网另一端固定连接的横杆、固定于所述横杆两端且滑动嵌设于所述滑槽内的滑块、设于所述滑槽另一端且与所述滑块间绞线连接用于驱动所述滑块移动的绞线电机，所述绞线电机与所述控制终端电连接。

9.根据权利要求8所述的物料吊装竖井安全管控系统，其特征在于，所述回卷机构包括发条弹簧，所述发条弹簧的中心端头与所述卷轴间相对固定，所述发条弹簧的外缘与所述滑槽间相对固定。

10.根据权利要求8所述的物料吊装竖井安全管控系统，其特征在于，所述安全网初始卷绕于所述卷轴上。