CN87213283U - 矿井提升绞车的保护装置 - Google Patents

Abstract

一种矿井提升绞车的保护装置。本实用新型采用了微处理机和传感器技术，当矿井提升绞车在运行工作中出现超速、过卷、松绳及深度指示器机械传动系统出现断轴和齿轮损坏等故障发生时，装置本身可以进行声光报警、数据显示、安全制动等程序控制，司机可根据装置面板上的各种显示信号进行按键操作。该保护装置动作灵活可靠，安装方便，有利于推广和应用。

Description

本实用新型是一种煤矿矿井提升绞车的保护装置，这种绞车保护装置主要是对矿井提升绞车在运行工作中出现故障时进行保护。

目前煤矿矿井中使用的提升绞车的保护系统其中90％以上为工频交流拖动系统，由于该系统采用的是传统的电磁继电器、电磁变换器配机械传动方式，其电接点和传动级数众多，故障时有发生。特别是“深度指示器”在机械传动中的轴类易发生断裂故障，致使减速开关和速度给定环节失效，造成提升绞车出现过速和过卷等恶性事故的发生，直接影响人的生命安全和矿井的生产。会给矿井带来直接的经济损失。为了解决矿井提升绞车现存的缺点和不足，发明了一种由微处理机和传感器相结合的矿井提升绞车保护装置。这套保护装置不同于检索到的苏联1978年发明的专利号为1076391A所阐述的技术内容。

这套装置的发明目的是：当煤矿主副井的提升绞车在运行工作中出现超速、过卷、松绳及深度指示器机械传动系统发生故障时，起到安全保护的作用。

这种矿井提升绞车的保护装置，它的壳体［1］由前面板［6］和后面板［9］所组成。前面板［6］上面装有事故类别指示器［2］，提升容器行程位置和速度显示器［3］，电源指示器［4］，操作按键［5］，报警扬声器［7］，拉手［8］，后面板［9］上面装有220V交流电源进线口［10］，保险管［11］，冷却风扇［12］和输入输出接线端子排［13］，当提升绞车在运行工作中出现超速、过卷、松绳及深度指示器机械传动系统发生故障时进行声光报警、数据显示、安全制动等程序控制。它的工作原理是用TP801A原型单板机和相应的输入输出接口来分析处理由霍尔轴编码器［20］（装在绞车高速轴上）和位置传感器［16］（装设在井筒内）及其它传感器送来的脉冲信号和开关量。当提升绞车运行状态数据超限时，本装置即可发出声光信号并实施安全制动。这套保护装置与原有绞车保护系统并存，并独立于原有绞车的保护系统。它本身还备有抗干扰不间断电源［19］，当外供电源断电时，仍可记忆绞车的运行状态。为了分别显示提升绞车的瞬时绳速和提升容器的行程位置，本装置采用了八段阴极绿色数码管代替了原TP801A上的显示器。为了消除绞车钢丝绳与滚筒的相对蠕动和钢丝绳的非线性弹性伸缩及不可恢复性伸长以及滚筒与衬垫磨损等因素给提升容器行程位置参数带来的误差。本装置在井筒内装有一只传感器［16］作为校准信号，使绞车在每个提升循环对行程位置校准一次，以消除累积误差。另外，装置本身还装有保护短接开关［35］，当装置本身发生故障时，只要拨动该开关即可将本装置甩掉，不影响原系统的正常运行。

由于本装置采用现代微处理机和传感器技术，给原绞车的速度行程等保护系统提供了一套独立的保护系统，它的优点是防止了原绞车提升系统不论是过卷开关失效，还是深度指示器断轴、伞定轮损坏及电气发生故障时给生产及人的生命带来的不安全因素。本装置动作灵敏可靠，通用性强，只要改变软件即可适用于不同参数的绞车。还为司机直观地提供了绞车的准确速度，行程位置的数字显示，大大提高了绞车的安全性，降低了事故的发生率，下面结合附图作进一步说明。

图1是装置外形结构示意图。

图2是装置A向示意图。

图3是装置的原理方框图。

图4是用户程序控制图。

参照图1、图2装置是由前面板［6］、后面板［9］及壳体［1］所组成。为了搬运及拆装方便，前面板［6］上按有拉手［8］，当绞车开始运行时，接通220V交流电源［10］，把传感器接到接线端子排［13］上，电源指示器［4］显示绿色信号，司机可直观地看到前面板［3］上的提升容器行程位置和速度的准确数据。当绞车发生故障时事故类别指示器［2］即可显示红色的信号，报警扬声器［7］可及时发出音响信号，绞车司机可根据各种信号启用操作按键［5］。冷却风扇［12］和保险管［11］在装置中按本身的功能发挥作用。

下面再结合图3把装置的原理进一步说明：在提升绞车［14］高速轴轴向侧面沿径向均匀分布着环形磁钢［17］，当提升绞车［14］运转时，即可被装设在旁边的霍尔轴偏码器［20］转换为与转轴角位移量成正比的一组脉冲串量。该组脉冲串量经多路低通滤波器［23］、多路施密特整形器［25］和多路电平变换器［27］、送角位移方向鉴别器［30］。该角位移方向鉴别器［30］输出两路脉冲串量，其中一路为绞车［14］的高速轴正向旋转脉冲串量，另一路为转轴反向旋转脉冲串量，当绞车［14］正向运行时，一路有脉冲串量输出，另一路输出为零，反之则相反。代表绞车［14］运行方向和角位移量的上述两路串行数据送往可编程计数定时器［33］的ZC／T00端和ZC／T01端，再经八位数据总线并行输入TP801A单板机［34］。

装设在井筒的传感器［16］和（提升容器［15］接近时即可触发）及其它开关量传感器（如松绳传感器等）送来的开关量经多路光电耦合器［21］、多路施密特整形器［25］、多路电平变换器［27］并行输入TP801A型单板机［34］的P10接口的A端口。

数据处理部分，因存于EPROM90的监控程序和用于序的管理下，代表绞车［14］运行方向和角位移量的两路串行数据，由单板机［34］分析处理，将其换算成为提升容器［15］的行程位置量和速度。由传感器［16］输入单板机［34］的开关量信号，单板机［34］以中断方式加以处理，使之在提升绞车［14］每完成一个提升循环对其行程位置量进行校准一次，以消除钢丝绳伸缩、滚筒衬垫磨损所带来的行程位置误差。

经传感器［18］输入单板机［34］的其它开关量信号（如松绳信号等），单板机［34］通过循回扫描方式进行分析处理。

当上述输入参数经单板机［34］进行分析处理后，结果超出定值时，单板机即可发出控制信号，作用绞车［34］的安全制动回路［22］实施绞车制动。本装置的给定保护极限参数范围由设计和“煤矿安全规程”所决定。

输出部分，由单板机［34］P10接口                的B端口经多路缓冲器［31］并行输出六路控制信号，其中四路用来驱动红色发光极管列［28］，一路经光电耦合器［26］，继电驱动电路［24］，控制安全制动回路［22］，一路经音乐报警电路［32］驱动扬声器［29］。

提升容器速度和行程位置数据，经单板机［34］的八位数据总线松显示驱动器［60］，用来分别驱动二块绿色共阴八段数码管［50］显示速度，四块绿色共阴极八段数码管［40］显示行程位置。

图4是用户程序框图，用户可通过装在机壳内的数字键和功能键进行人机联系，以便于程序调试和故障判断。本装置还装有保护短接开关，当装置本身发生故障时，只要拨动该开关即可将本装置甩掉，不会影响原系统的正常运行。装置还备有抗干扰不间断电源［19］，以消除电源线的串扰。另外，当外供电源断电时，该装置仍可记忆绞车运行状态。

装置的安装及使用，光孔幅板牢固的装在主电机联轴节处，输出信号由专线引至主机，主机调试完毕后，安装在司机的左前方，司机在同一角度便可看到绞车的深度指示器和保护装置上的数字显示，司机可根据装置面板上的各种显示信号进行按键操作。

该保护装置软件丰富，灵活可靠，通用性很强，只要稍加修改程序就可以作其它绞车的后备保护。另外还可以同时对原保护系统作监控使用。它具有价格低，可靠性强等特点，有利于推广使用，是保证矿井提升安全的理想保护装置。

Claims (6)

1、一种矿井提升绞车的保护装置，它的壳体[1]由前面板[6]、后面板[9]所组成，前面板[6]上面装有事故类别指示器[2]、提升容器行程位置和速度显示器[3]、电源指示器[4]、操作按键[5]、报警扬声器[7]、拉手[8]，后面板[9]上装有220V交流电源进线口[10]、保险管[11]、冷却风扇[12]、输入输出接线端子排[13]，其特征在于这套保护装置采用的是微处理机和传感器技术，在提升绞车工作中出现超速、过卷、松绳及深度指示器机械传动系统发生故障时进行声光报警、数据显示、安全制动程序控制。

2、按照权利要求1所述的矿井提升绞车保护装置，其特征在于这套保护装置与原有绞车保护系统并存，并独立于原有绞车保护系统。

3、按照权利要求2所述的矿井提升绞车保护装置，其特征是装置本身装有保护短接开关［35］，当装置本身发生故障时，只要拨动该开关即可将本装置甩掉，不影响原系统的正常运行。

4、按照权利要求2所述的矿井提升绞车保护装置，其特征在于装置本身备有抗干扰不间断电源［19］，当外供电源断电时，仍可记忆绞车的运行状态。

5、按照权利要求1所述的矿井提升绞车保护装置，其特征在于本装置采用了八段阴极绿色数码管［50］来代替原TP801单板机上的显示器，可分别显示提升绞车的瞬时绳速和提升容器的行程位置。

6、如权利要求2所述的矿井提升绞车保护装置，其特征是，为了消除绞车钢丝绳与滚筒的相对蠕动和钢丝绳的非线性弹性伸缩及不可恢复性伸长以及滚筒与衬垫磨损等因素给提升容器行程位置参数带来的误差，本装置在井筒内装有一只传感器［16］作为校准信号，使绞车在每个提升循环对行程位置校准一次，以消除累积误差。

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