本发明专利技术公开了一种深井提升系统过卷保护方法与装置，该方法包括：在提升容器工作区域上下两个极限位置安装过卷保护装置，过卷保护装置包括电磁缓冲装置和机械缓冲装置；电磁缓冲装置包括激励线圈、外部电源、检测与控制模块；检测与控制模块包括速度检测元件、位置检测元件、控制器；速度检测元件和位置检测元件分别与控制器相连，控制器与外部电源相连，外部电源与激励线圈相连；位置检测元件位于激励线圈的中部；所述速度检测元件位于激励线圈靠近提升容器的一端；机械缓冲装置包括与控制器相连的液压回路、与液压回路相连的双作用液压缸；双作用液压缸位于激励线圈远离提升容器的一端。本发明专利技术具有双重防护、制动平稳、无回弹的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于深井提升系统安全
，具体涉及一种电磁缓冲装置和机械缓冲装置相结合的深井提升系统过卷保护方法与装置。
技术介绍
提升机是矿山机械中的重要设备之一，负担着提升煤矿、矸石、下放材料、升降人员及相关设备的重要作用，素有“矿井咽喉”之称。深井提升系统的安全事故在我国乃至世界各地的矿区均有发生，并对矿井生产造成不同程度的影响，事故发生后必须及时停产、处理、维护，若处理不当，则会形成更大的安全隐患，对工作人员的生命安全形成严重威胁。其中，当所有电控系统失效，提升容器到达工作区域上下两个极限位置时，本应停止运动而没有停止，继续向上或向下运动，进入过卷区域，通常认为发生了过卷事故。针对此类事故，一方面要规范操作、加大管理力度，另一方面应该在系统设计时考虑一旦提升系统出现意外的过卷、过放事故时，为避免事故的进一步扩大，设置相应的安全保护装置，以阻止提升容器继续运动，保护人员安全，减少设备损失。目前，国内外常用的过卷保护装置有楔形木罐道装置、摩擦型过卷保护装置、钢带式过卷保护装置、液压缓冲装置等。楔形木罐道装置是国内外普遍采用的传统过卷保护装置，楔形木罐道的材料通常为柞木、红松或水曲柳等。当过卷事故发生时，提升容器进入楔形木罐道区域，木罐道将受到提升容器的挤压力，该力对提升容器形成与提升容器运动方向相反的阻抗力，并且在长度方向上由小逐渐增大，最终实现对提升容器的缓冲和制动。但楔形木罐道装置比较突出的问题是提升容器容易被卡在楔形木罐道上或楔形木罐道被劈开，未能按预期的挤压方式吸收提升容器的动能。而且天然木材的力学性能具有各向异性，不同木纹方向的力学性质差别较大，木材的生长区域、生长年限、致密度、水分等因素对其力学性能的影响也较大，楔形木罐道长期置于井口或井底，长期暴露在空气中，内部水分及组织变化等都影响楔形木罐道所能提供的制动力，最终导致楔形木罐道装置的稳定性和可靠性不足。摩擦型过卷保护装置的关键部分为摩擦吸能装置，根据不同的结构形式分为摩擦滚筒式缓冲器和多盘式摩擦缓冲装置。摩擦滚筒式缓冲器也称锥体式缓冲器，是利用圆锥形摩擦面做功实现吸收提升容器的动能。该装置结构简单，安装方便，可重复使用。但该装置采用锥体结构，存在自锁问题，因此缠绕钢丝绳、调节制动力大小极不方便；由于接触面积小、接触比压大，使得锥体上的摩擦材料同滚筒之间易出现粘结现象，造成制动性能不稳定，达不到预期的缓冲效果。多盘式摩擦缓冲装置采用多盘式摩擦片，增大了摩擦接触面积，降低了摩擦材料的接触比压；采用调力盘与调力螺母相配合，使制动力调整方便、准确；卷筒与轴套之间装有套环，避免卷筒在高速旋转时出现金属咬合现象。摩擦型过卷保护装置具有结构简单、实用等优点，但摩擦型过卷保护装置由于结构原因，在极短时间内会产生大量热量，在整个缓冲制动过程中摩擦系数不恒定，使实际制动效果偏离预期效果。钢带式过卷保护装置是集缓冲装置、托罐装置、防撞梁于一身的多功能过卷保护装置。它采用金属材料的塑性变形进行吸能缓冲，通过曲轨实现逐步加载，使制动平缓、可靠、无反弹。该装置普遍适用于煤炭、金属、建材等各类提升系统的过卷保护，具有力学性能稳定、结构简单等优点，但钢带式过卷保护装置的重复使用次数相对较少。液压缓冲装置最初源于电梯行业，当提升容器撞击液压缓冲器时，活塞杆向上运动，压缩液压缸无杆腔的油液，将提升容器的动能传递给液压油，通过转移提升容器动能的方式实现对提升容器的缓冲制动。由于液压缓冲装置是以能量转移的方式进行缓冲，因此具有无回弹、缓冲平稳等优点。但单独使用液压缓冲器进行过卷保护时，所需的矿井空间长度较长，这将对一部分矿井的空间布置带来较大影响。目前磁力缓冲器多用于重型卡车的制动系统中，包括永磁缓冲器和电磁缓冲器两种。永磁缓冲器是利用自身固有的永磁体产生空间磁场，通过改变励磁路径来控制是否产生制动力矩，具有无需供电、不需要配备蓄电池、易实现轻量化等优点。但由于永磁体时刻都有磁场产生，故在无需制动时，要设计合理的机械结构对永磁体进行磁场屏蔽，并在制动瞬间先控制机械结构调整永磁体位置退出磁屏蔽区域，使永磁缓冲器存在结构较为复杂、响应时间较长等问题。电磁缓冲器是在汽车领域应用较多的一种磁力缓冲器，激励线圈安装在定子上，通过控制激励线圈的电流大小来控制电磁缓冲器的制动力矩大小，具有结构简单、生产成本不高、制动转矩范围广、响应时间快、工作噪音小、制动转矩可调、低故障率、维修方便等优点。目前磁力缓冲器在交通运输业应用较多，市场上还没有出现电磁缓冲装置与机械缓冲装置相结合的深井提升系统过卷保护装置及方法。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是为了解决当前实际生产过程中常用的楔形木罐道装置存在的楔形木罐道易劈开、天然木材力学性能不稳定、可靠性不足，摩擦式过卷保护装置摩擦系数不稳定、复杂工况下稳定性不足，钢带式过卷保护装置重复使用次数较少，液压缓冲装置结构尺寸较长等问题，提供一种由机械缓冲装置和电磁缓冲装置相结合的深井提升系统过卷保护方法与装置。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种深井提升系统过卷保护方法，该过卷保护方法包括：在提升容器工作区域上下两个极限位置安装过卷保护装置，过卷保护装置包括电磁缓冲装置和机械缓冲装置；所述电磁缓冲装置包括激励线圈、外部电源、检测与控制模块；所述检测与控制模块包括速度检测元件、位置检测元件、控制器；速度检测元件和位置检测元件分别与控制器相连，控制器与外部电源相连，外部电源与激励线圈相连；所述位置检测元件位于激励线圈的中部；所述速度检测元件位于激励线圈靠近提升容器的一端；所述机械缓冲装置包括与控制器相连的液压回路、与液压回路相连的双作用液压缸；所述液压回路包括油箱、过滤器、液压泵、三位四通电磁换向阀、单向阀、两位两通电磁阀A、减压阀、两位两通电磁阀B；油箱出油口通过过滤器连接液压泵进油口，液压泵出油口连接三位四通电磁换向阀进油口，三位四通电磁换向阀工作油口A连接单向阀进油口，单向阀出油口、两位两通电磁阀A进油口、减压阀进油口均连接双作用液压缸无杆腔，三位四通电磁换向阀工作油口B、两位两通电磁阀B进油口均连接双作用液压缸有杆腔，三位四通电磁换向阀出油口、两位两通电磁阀A出油口、减压阀出油口、两位两通电磁阀B出油口均连接油箱回油口；所述液压泵、三位四通电磁换向阀、两位两通电磁阀A、两位两通电磁阀B分别连接控制器；所述双作用液压缸活塞杆的端部设有挡板；双作用液压缸位于激励线圈远离提升容器的一端，深井提升系统未发生过卷事故即机械缓冲装置处于非工作状态时，双作用液压缸的活塞杆位于伸出位置，双作用液压缸活塞杆端部的挡板处于激励线圈的中部；所述液压回路可实现缓冲、保持、复位三种工作状态；所述的液压回路的三种工作状态由控制器控制三位四通电磁换向阀、两位两通电磁阀A、两位两通电磁阀B的联通位置决定；所述的缓冲状态下，三位四通电磁换向阀进油口连通工作油口B，回油口连通工作油口A，两位两通电磁阀A进油口与出油口断开，两位两通电磁阀B进油口与出油口连通，此时双作用液压缸活塞杆端部的挡板受到提升容器垂直方向的力F，油箱中的液压油由液压泵通过三位四通电磁换向阀向双作用液压缸有杆腔供油，避免发生吸空现象，同时两位两通电磁阀B对液压泵进行卸压，保护液压泵并保证双作用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种深井提升系统过卷保护方法，其特征在于，该过卷保护方法包括：在提升容器(7)工作区域上下两个极限位置安装过卷保护装置(3)，过卷保护装置(3)包括电磁缓冲装置和机械缓冲装置；所述电磁缓冲装置包括激励线圈(5)、外部电源、检测与控制模块；所述检测与控制模块包括速度检测元件(21)、位置检测元件(22)、控制器；速度检测元件(21)和位置检测元件(22)分别与控制器相连，控制器与外部电源相连，外部电源与激励线圈(5)相连；所述位置检测元件(22)位于激励线圈(5)的中部；所述速度检测元件(21)位于激励线圈(5)靠近提升容器(7)的一端；所述机械缓冲装置包括与控制器相连的液压回路、与液压回路相连的双作用液压缸(18)；所述液压回路包括油箱(10)、过滤器(11)、液压泵(12)、三位四通电磁换向阀(13)、单向阀(14)、两位两通电磁阀A(15)、减压阀(16)、两位两通电磁阀B(20)；油箱(10)出油口通过过滤器(11)连接液压泵(12)进油口，液压泵(12)出油口连接三位四通电磁换向阀(13)进油口，三位四通电磁换向阀(13)工作油口A连接单向阀(14)进油口，单向阀(14)出油口、两位两通电磁阀A(15)进油口、减压阀(16)进油口均连接双作用液压缸(18)无杆腔，三位四通电磁换向阀(13)工作油口B、两位两通电磁阀B(20)进油口均连接双作用液压缸(18)有杆腔，三位四通电磁换向阀(13)出油口、两位两通电磁阀A(15)出油口、减压阀(16)出油口、两位两通电磁阀B(20)出油口均连接油箱(10)回油口；所述液压泵(12)、三位四通电磁换向阀(13)、两位两通电磁阀A(15)、两位两通电磁阀B(20)分别连接控制器；所述双作用液压缸(18)活塞杆的端部设有挡板(23)；双作用液压缸(18)位于激励线圈(5)远离提升容器(7)的一端，深井提升系统未发生过卷事故即机械缓冲装置处于非工作状态时，双作用液压缸(18)的活塞杆位于伸出位置，双作用液压缸(18)活塞杆端部的挡板(23)处于激励线圈(5)的中部；所述液压回路可实现缓冲、保持、复位三种工作状态；所述的液压回路的三种工作状态由控制器控制三位四通电磁换向阀(13)、两位两通电磁阀A(15)、两位两通电磁阀B(20)的联通位置决定；所述的缓冲状态下，三位四通电磁换向阀(13)进油口连通工作油口B，回油口连通工作油口A，两位两通电磁阀A(15)进油口与出油口断开，两位两通电磁阀B(20)进油口与出油口连通，此时双作用液压缸(18)活塞杆端部的挡板(23)受到提升容器(7)垂直方向的力F，油箱(10)中的液压油由液压泵(12)通过三位四通电磁换向阀(13)向双作用液压缸(18)有杆腔供油，避免发生吸空现象，同时两位两通电磁阀B(20)对液压泵(12)进行卸压，保护液压泵(12)并保证双作用液压缸(18)有杆腔油压为零，双作用液压缸(18)无杆腔油液流经减压阀(16)流回至油箱(10)，缓冲力F的大小由减压阀(16)的输出压力 确定；所述的保持状态下，三位四通电磁换向阀(13)进油口连通出油口，两位两通电磁阀A(15)进油口与出油口连通，两位两通电磁阀B(20)进油口与出油口断开，此时已完成对提升容器(7)的缓冲制动，双作用液压缸(18)活塞杆端部的挡板(23)保持不动，液压泵(12)通过三位四通电磁换向阀(13)直接卸压，双作用液压缸(18)有杆腔由三位四通电磁换向阀(13)和两位两通电磁阀B(20)锁死，双作用液压缸(18)无杆腔通过两位两通电磁阀A(15)与油箱(10)相连，实现对双作用液压缸(18)无杆腔卸压并保证双作用液压缸(18)活塞杆端部的挡板(23)不发生回弹；所述的复位状态下，三位四通电磁换向阀(13)进油口连通工作油口A，工作油口B连通回油口，两位两通电磁阀A(15)进油口与出油口断开，两位两通电磁阀B(20)进油口与出油口连通，此时双作用液压缸(18)活塞杆端部的挡板(23)垂直向下运动，油箱(10)中的液压油由液压泵(12)通过三位四通电磁换向阀(13)、单向阀(14)向双作用液压缸(18)无杆腔供油，双作用液压缸(18)有杆腔油液经三位四通电磁换向阀(13)流回至油箱(10)；当提升容器(7)运行至速度检测元件的安装位置时，速度检测元件(21)对提升容器(7)的运行速度进行监测并向控制器发送速度信号，控制器根据该速度信号对提升容器(7)的运行状态进行预判，当该速度信号超过设定值时则判定提升容器(7)必然会发生过卷事故，控制器控制外部电源给激励线圈(5)供电，激励线圈(5)产生一定的空间磁场，当提升容器(7)做切割磁感线的运动时，产生阻碍提升容器(7)继续运动的力矩，实现对提升容器(7)缓冲作用，及时阻止提升容器(7)发生过卷事故，降低事故率；当提升容器(...
【技术特征摘要】
1.一种深井提升系统过卷保护方法，其特征在于，该过卷保护方法包括：在提升容器(7)工作区域上下两个极限位置安装过卷保护装置(3)，过卷保护装置(3)包括电磁缓冲装置和机械缓冲装置；所述电磁缓冲装置包括激励线圈(5)、外部电源、检测与控制模块；所述检测与控制模块包括速度检测元件(21)、位置检测元件(22)、控制器；速度检测元件(21)和位置检测元件(22)分别与控制器相连，控制器与外部电源相连，外部电源与激励线圈(5)相连；所述位置检测元件(22)位于激励线圈(5)的中部；所述速度检测元件(21)位于激励线圈(5)靠近提升容器(7)的一端；所述机械缓冲装置包括与控制器相连的液压回路、与液压回路相连的双作用液压缸(18)；所述液压回路包括油箱(10)、过滤器(11)、液压泵(12)、三位四通电磁换向阀(13)、单向阀(14)、两位两通电磁阀A(15)、减压阀(16)、两位两通电磁阀B(20)；油箱(10)出油口通过过滤器(11)连接液压泵(12)进油口，液压泵(12)出油口连接三位四通电磁换向阀(13)进油口，三位四通电磁换向阀(13)工作油口A连接单向阀(14)进油口，单向阀(14)出油口、两位两通电磁阀A(15)进油口、减压阀(16)进油口均连接双作用液压缸(18)无杆腔，三位四通电磁换向阀(13)工作油口B、两位两通电磁阀B(20)进油口均连接双作用液压缸(18)有杆腔，三位四通电磁换向阀(13)出油口、两位两通电磁阀A(15)出油口、减压阀(16)出油口、两位两通电磁阀B(20)出油口均连接油箱(10)回油口；所述液压泵(12)、三位四通电磁换向阀(13)、两位两通电磁阀A(15)、两位两通电磁阀B(20)分别连接控制器；所述双作用液压缸(18)活塞杆的端部设有挡板(23)；双作用液压缸(18)位于激励线圈(5)远离提升容器(7)的一端，深井提升系统未发生过卷事故即机械缓冲装置处于非工作状态时，双作用液压缸(18)的活塞杆位于伸出位置，双作用液压缸(18)活塞杆端部的挡板(23)处于激励线圈(5)的中部；所述液压回路可实现缓冲、保持、复位三种工作状态；所述的液压回路的三种工作状态由控制器控制三位四通电磁换向阀(13)、两位两通电磁阀A(15)、两位两通电磁阀B(20)的联通位置决定；所述的缓冲状态下，三位四通电磁换向阀(13)进油口连通工作油口B，回油口连通工作油口A，两位两通电磁阀A(15)进油口与出油口断开，两位两通电磁阀B(20)进油口与出油口连通，此时双作用液压缸(18)活塞杆端部的挡板(23)受到提升容器(7)垂直方向的力F，油箱(10)中的液压油由液压泵(12)通过三位四通电磁换向阀(13)向双作用液压缸(18)有杆腔供油，避免发生吸空现象，同时两位两通电磁阀B(20)对液压泵(12)进行卸压，保护液压泵(12)并保证双作用液压缸(18)有杆腔油压为零，双作用液压缸(18)无杆腔油液流经减压阀(16)流回至油箱(10)，缓冲力F的大小由减压阀(16)的输出压力确定；所述的保持状态下，三位四通电磁换向阀(13)进油口连通出油口，两位两通电磁阀A(15)进油口与出油口连通，两位两通电磁阀B(20)进油口与出油口断开，此时已完成对提升容器(7)的缓冲制动，双作用液压缸(18)活塞杆端部的挡板(23)保持不动，液压泵(12)通过三位四通电磁换向阀(13)直接卸压，双作用液压缸(18)有杆腔由三位四通电磁换向阀(13)和两位两通电磁阀B(20)锁死，双作用液压缸(18)无杆腔通过两位两通电磁阀A(15)与油箱(10)相连，实现对双作用液压缸(18)无杆腔卸压并保证双作用液压缸(18)活塞杆端部的挡板(23)不发生回弹；所述的复位状态下，三位四通电磁换向阀(13)进油口连通工作油口A，工作油口B连通回油口，两位两通电磁阀A(15)进油口与出油口断开，两位两通电磁阀B(20)进油口与出油口连通，此时双作用液压缸(18)活塞杆端部的挡板(23)垂直向下运动，油箱(10)中的液压油由液压泵(12)通过三位四通电磁换向阀(13)、单向阀(14)向双作用液压缸(18)无杆腔供油，双作用液压缸(18)有杆腔油液经三位四通电磁换向阀(13)流回至油箱(10)；当提升容器(7)运行至速度检测元件的安装位置时，速度检测元件(21)对提升容器(7)的运行速度进行监测并向控制器发送速度信号，控制器根据该速度信号对提升容器(7)的运行状态进行预判，当该速度信号超过设定值时则判定提升容器(7)必然会发生过卷事故，控制器控制外部电源给激励线圈(5)供电，激励线圈(5)产生一定的空间磁场，当提升容器(7)做切割磁感线的运动时，产生阻碍提升容器(7)继续运动的力矩，实现对提升容器(7)缓冲作用，及时阻止提升容器(7...
【专利技术属性】
技术研发人员：周公博，朱真才，杨盼盼，刘送永，曹国华，彭玉兴，李伟，江帆，沈刚，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。