CN2303083Y - 智能型斜井跑车防护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及采矿工程使用的跑车防护装置,它由光电传感器和磁感应传感器、拦截网组成多道门,拦截网的下放是通过两种传感器检测到的信号送入可编程序控制器进行判断、识别、发出声光报警,同时可编程序控制器对传感器及显示、驱动芯片能进行自诊断故障,显示故障地址。本实用新型具有结构合理,多重保护、多门拦截,抗干扰能力强,检测信号可靠,执行机构灵敏,自动化程度高的特点。是矿山跑车防护装置必备设施。

Description

智能型斜井跑车防护装置

本实用新型涉及采矿工程，特别是矿山斜井运输中产生跑车事故时的一种防护装置。

现有的背景技术中，有采用机械或人工控制跑车，也有采用单片机来控制斜井跑车，比较好的是采用可编程序控制器控制跑车，例如：ZL93210291．3号专利，它虽较上述措施前进了，但也存在检测的信号不够完全的一面，尤其没有实现一坡三挡的集中控制系统和实施井口紧急人工控制措施。

本实用新型的发明目的在于根据斜井长度采用智能化集中检测，控制多道光电和磁感应常闭门替代机械式常闭门，及时准确地对跑车事故进行检测、判断、拦截，通过主机显示出控制器内部故障及外部传感器故障的具体地址，同时发出声光报警。

本实用新型的技术方案是这样实现的：智能型斜井跑车防护装置包括拦截网，其拦截网的顶部与电磁铁脱钩机构连接，下部与吸能制动器连接，本实用新型的改进之处是在斜井井巷中至少安装了三挡结构相同的常闭光电门和常闭磁感应门，通过常闭门输出的信号来检测矿车在井巷中的运行状态，其运行状态的信号检测又是通过可编程序控制器实现，可编程序控制器分别与绞车安全回路、远红外光电传感器、磁感应传感器连接，同时还与译码驱动芯片故障检测电路连接，其译码驱动芯片故障检测电路又分别连接有电磁铁电源监视电路、声光报警电路、运行状态监视电路、跑车显示电路、传感器故障显示电路，电磁铁电源监视电路连接电磁铁电路，电磁铁电路控制电磁铁脱钩机构脱钩，拦截网落下。

上述所说的远红外光电传感器，磁感应传感器、各种显示、驱动芯片都是通过程序储存器的程序自诊断故障，显示故障地址。

本实用新型与现有技术相比，它采用了具有逻辑运算，逻辑控制、逻辑判断、运算速度快的可编程序控制器1，其可编程序控制器1同时对斜井中设置的一坡三挡常闭光电门，常闭磁感应门进行监视，无论哪一道常闭光电门或常闭磁感应门检测到跑车信号，可编程序控制器1在0．5～3秒之间依次发出信号，柔性车挡也相应的依次自动落下拦截网阻止矿车继续下滑，与此同时可编程序控制器1还向绞车房司机发出声光报警，断开绞车的安全回路8，绞车紧急刹车，以防止井巷设施损坏及人员安全，可编程序控制器1能自动诊断内部元器件及外部传感器本身的故障，并可24小时巡回检测、显示、认别、报警所有元器件及传感器的故障位置，本装置还可对行人，行车进行识别，因此，本实用新型具有结构合理，多重保护，多门拦截，抗干扰能力强，检测信号可靠，控制机构灵敏、自动化程度高的特点，是矿山斜井跑车防护措施不可缺少的装置。

下面结合附图对本实用新型的内容作进一步说明：

图1为本实用新型第一挡结构示意图；

图2为本实用新型控制电路框图；

图3为图2的控制电路原理图。

附图是本实用新型的一个具体实施例。

参照图1，可编程序控制器1与绞车安全回路8，四个磁感应传感器10、12、14、15，两对远红外传感器12、13连接，拦截网16的上端连接有电磁铁脱钩机构17，下端连接在吸能制动器18上。

正常运行：

当矿车下放时，全系统三挡防护装置带电运行，但未进入监测工作状态，只有当矿车经过平坡段一个磁感应传感器10时，全系统三挡跑车防护装置进入监测战备状态，并同时通过可编程序控制器1控制声光报井器(3)发出声光报警信号，矿车继续下放到两对远红外光电传感器11和13位置，与此同时也相应通过二对磁感应传感器12、14，监测软件程序对矿车经过远红外光电传感器11、13和磁感应传感器12、14之间的时间Δt₁进行判断，正常情况下二种传感器之间距离为S，矿车通过速度ΔV₁为常数， $\frac{S}{{\mathrm{\ΔV}}_1}={\mathrm{\Δt}}_1,$ 则Δt₁也为一常数(具体数据需在现场调试)，一般Δt₁较跑车时时间Δt₂长，若无跑车故障、则矿车顺利通过光电常闭门、磁感应常闭门。可编程序控制器1面板上显示正常。当矿车最后经过1个磁器应传感15时、监测状态解除。

图2所示，可编程序控制器1分别与绞车安全回路8、两对远红外光电传感器11、13、四个磁感应传感器10、12、14、15连接，同时还与译码驱动芯片故障检测电路2连接，其译码驱动芯片故障检测电路2又分别连接有电磁铁电源监视电路4、声光报警电路3、运行状态监视电路5、跑车显示电路6，传感器故障显示电路7，电磁铁电源监视电路4连接电磁铁电路9，电磁铁电路9控制电磁铁脱钩机构17脱钩，拦截网16落下矿车落入拦截网16。防止事故的扩大，保护财产和人身安全。

图3为图2的控制电原理图，因为装置包括三挡一样结构的常闭光电门和三挡常闭磁感应门，其三挡常闭门的控制电路原理图相同，在此仅列举任意一挡门的控制原理进行说明，可编程序控制器1采用的是PLC控制器。

①当发生跑车时，可编程序控制器1发出DC1信号(电磁铁控制信号)给译码驱动电路2，通过IC1译码、信号送入IC6驱动固态继电器JX1，JX1使电磁铁电路9带电动作，柔性拦截网16自动落下，拦截跑车。同时，跑车显示电路6显示出对应的跑车区段，同时声光报警信号FEN由IC1译码，IC6驱动声光报警电路3报警，此时PLC还发出绞车闭锁信号AQ并经IC1译码，IC6驱动继电器JX5断开绞车的安全回路，绞车紧急刹车。

②当某个检测传感器(磁感应传感器或远红外光电传感器)发生故障时，可编程序控制器1发出声光报警控制信号FEN和YM1～YM5，声光报警信号FEN经IC1译码，IC6驱动声光报警器3发出报警，YM1～YM5经IC2或IC3或IC4译码，由IC7或IC8或IC9驱动相应的传感器显示电路7的指示灯亮，即可显示某一个传感器出现故障，人们就可以及时维修或更换。

③当某一芯片发生故障时，可编程序控制器1发出故障检测信号ZT1和ZT2，此信号经IC1、IC2、IC3译码后由IC5发出回测信号，该信号经IC10驱动送回给可编程序控制器1，再由PCL检测芯片的工作状态，如某一芯片发生故障，可编程序控制器1便会发出PCH1～PCH3信号由IC10驱动运行状态监视电路5，显示芯片故障。

上述所说的各种控制、显示，报警、检测等信号完全采用编制的软件程序实现其各种功能。

本实用新型的工作原理是：传感器包括两种信号的测取和转换，一种是用对射式远红外光电传感器来测取矿车通过规定位置的速度。一对远红外光电传感器由两个头组成，其中一个头为发射端，另一头为接收端，在正常情况下，当没有矿车通过时，发射端所发出的红外光被接收端接收，接收头的输出接点(有常开、常闭各一组，可任选)为一种工作状态，当矿车通过时，红外光被阻挡，接收端的状态发生变化，接收端的接点状态被送入可编程序控制器1，用以判断矿车是否通过以及用两对远红外光电传感器组成光电门来检测矿车通过时的速度。光电传感器安装于井壁的两侧，高低位于矿车中部位置，检测距离可达5米，可满足矿井巷道宽度的要求。由两对远红外光电传感器组成一组常闭式光电门，传感器之间的距离为S，矿车通过其速度ΔV，通过的时间为ΔT，则S／ΔV=ΔT；当矿车以正常速度ΔV₁通过S时，则ΔT₁也是相对固定的值；当发生跑车时，由于跑车速度ΔV₂增大，则ΔT相对减小为ΔT₂，通过可编程序控制器1的程序整定ΔT₂为判定跑车的时间值，则可编程序控制器1输出控制信号驱动拦截网机构的电磁铁动作，放下拦截网，以拦截失控的矿车，相应的根据不同斜井的长度、坡度从程序上灵活设定ΔT₂，它可以调整到毫秒级，以此类推，其它几挡门的ΔT₂也是如此设定，这样一个完整的检测、判断、执行过程就是系统的智能性。

中心目标就是如何理解斜井跑车防护装置的常闭门一即它完全可以用两对远红外光电开关传感器组成无形光电门来替代。另一种信号是为了对跑车故障的检测做到万无一失，又增设了磁感应传感器，磁感应传感器是一种无源传感器。它是根据磁感应原理来测定矿车通过时的速度，当有矿车通过时，磁感应传感器产生脉冲信号，同时，用两个磁感应传感器组成的磁感应门来检测矿车通过时的速度，它安装在与光电传感器相应位置的轨道上，其检测速度的原理同光电传感器一样。因此又将其称为磁感应门，这也是另一种无形常闭门形式。它同样具有没有机电设备维护量的优点，并且动作灵活、可靠、智能化。同样，可以利用系统的自诊断软件对其进行巡回故障检测。这些优点都是机械式常闭门所不可能实现的。

我们将上述两种传感器组成的光电式常闭式，磁感应常闭门的检测信号一并送入PLC中，使其以“或”的形式存在，无论是哪种形式的传感器构成的常闭门检测到跑车事故，都将发出信号，使可编程序控制器1输出的控制指令，控制执行机构动作，放下柔性纲丝绳拦截网，将失控的矿车拦住。依次类推，可根据斜井的长度设置多挡光电，磁感应常闭门，用同一个PCL实行有线集中检测，控制，在相应软件支持下，实现智能化集中检测控制，以进行不同区段的安全保护，形成斜井井巷的跑车防护系统，每一挡门均为常闭门，不再存在常开门，整个系统将更加安全可靠。

当发生跑车时，由于矿车速度超过了整定值，装于车挡上方的跑车检测装置发出控制信号给电磁铁通电，使脱钩机构动作，拦截网在自重力的作用下落下阻挡跑车，在矿车强烈冲击下车挡随着矿车一起下滑，而车挡与吸能制动器相连，吸能制动器中的钢丝绳在辊轮之间被连续不断的弯曲-展平-再弯曲-再展平，发生一系列变形与摩擦，将跑车的动能转变为纲丝绳的热能和变形能；于是矿车即缓慢地停止，这样延长了制动时间，增长了制动距离，避免了矿车与拦截网强烈碰撞时所造成的损坏。

Claims (3)

1. 一种智能型斜井跑车防护装置，包括拦截网(16)，其拦截网(16)的顶部与电磁铁脱构机构18连接，下部与吸能制动器(17)连接，其特征在于在斜井井巷中至少安装了三道结构相同的常闭光电门和常闭磁感应门，通过常闭光电门和常闭磁感应门输出的信号来检测矿车在井巷中的运行状态，其运行状态的信号检测又是通过可编程序控制器(1)实现，可编程序控制器(1)分别与绞车安全回路(8)、远红外光电传感器(11、13)和磁感应传感器(10、12、14、15)连接，同时还与译码驱动芯片故障检测电路(2)连接，其译码驱动芯片故障检测电路(2)又分别连接有电磁铁电源监视电路(4)、声光报警电路(3)、运行状态监视电路(5)、跑车显示电路(6)、传感器故障显示电路(7)，电磁铁电源监视电路(4)连接电磁铁电路(9)，电磁铁电路(9)控制电磁铁脱钩机构(17)脱钩，拦截网(16)落下。
2. 2．根据权利要求1所述的智能型斜井跑车防护装置，其特征在于远红外光电传感器，磁感应传感器，各种显示、驱动芯片都是通过程序储存器的程序自诊断故障，显示故障地址。
3. 3．根据权利要求1所述的智能型斜井跑车防护装置，其特征在于所说的常闭光电门或常闭磁感应门是一种无形门。

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