專利名稱：繩式柔性提升過速過卷保護(hù)緩沖制動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦井或其它工業(yè)及民用工程中垂直及斜坡提升系統(tǒng) 運行中出現(xiàn)速度超過額定值，可能造成人員和財產(chǎn)損失時發(fā)揮作用的 安全保護(hù)技術(shù)，特別是一種繩式柔性提升過速過巻保護(hù)緩沖制動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，為了保證礦井提升系統(tǒng)的安全，國家在《煤礦安全規(guī)程》 及《冶金礦山安全規(guī)程》中早有明文規(guī)定必須設(shè)置限速電氣開關(guān)保護(hù)， 并需設(shè)置防撞梁及過巻緩沖保護(hù)裝置等。對提升機(jī)本身也要求設(shè)置限 速保護(hù)功能，但由于存在制動閘失效、電氣信號或機(jī)械故障、靜張力 差超限、司機(jī)誤操作等各種因素的作用，提升系統(tǒng)超速安全事故仍時 有發(fā)生，往往導(dǎo)致人員和財產(chǎn)的重大損失?，F(xiàn)有的防止過速裝置采用 的是自動斷電配合絞車自身的保險閘。自動斷電是使絞車提升機(jī)失去 提升動力，當(dāng)兩邊提升鋼絲繩張力差很大時，仍會造成重側(cè)(滿載提 升容器)加速下行，而輕側(cè)(空載提升容器)隨之上行，是十分危險 的。因此必須配合絞車制動閘的同時作用；而絞車制動閘的制動力施 加于絞車的巻筒，采用的是摩擦制動；高速摩擦?xí)r極易造成溫度快速 升高，摩擦系數(shù)迅速下降，致使制動失效。實際事故中就有將絞車巻 筒鋼質(zhì)盤緣燒得發(fā)藍(lán)發(fā)黑尚不能制動，最終導(dǎo)致重大損失的。而過巻 保護(hù)緩沖裝置中只能在提升容器已發(fā)生過巻，接近提升循環(huán)終端時才將制動力施加于提升容器，再通過提升鋼絲繩作用于提升機(jī)上，而此 時速度可能己經(jīng)超過其能夠保護(hù)的范圍，導(dǎo)致保護(hù)失效。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于繩式柔性提升中過速過巻保護(hù) 的緩沖制動系統(tǒng)，在整個提升循環(huán)中一旦出現(xiàn)超速時，可即刻將制動 力施加于提升鋼絲繩再作用于提升機(jī)，使其可靠平衡地得以制動，以 避免單純的終端緩沖制動保護(hù)因速度超出保護(hù)范圍造成失效。本發(fā)明擬對現(xiàn)有技術(shù)在以下幾方面作出創(chuàng)新① 將原有只用于提升循環(huán)終端的過巻保護(hù)緩沖裝置的覆蓋時空 由終端擴(kuò)展為全程，同時保留其原有的終端過巻保護(hù)的完整功能。② 緩沖制動力根據(jù)需要可隨時施加于提升鋼絲繩任一部位，在 整個提升循環(huán)的任意時刻都可以通過改變繩端負(fù)載實現(xiàn)緩沖制動。原 有絞車保險閘是作用于絞車本身而不是提升鋼絲繩。原有的過巻保護(hù) 緩沖裝置是在提升循環(huán)的末端將制動力施加于提升容器，同樣也不是 直接作用于提升鋼絲繩。由于提升鋼絲繩(包括尾繩)貫穿于提升循 環(huán)的全程，因而使任意地點和任意時刻通過繩端負(fù)荷控制來實現(xiàn)制動 更為便捷。③ 將原有過巻保護(hù)緩沖裝置的被動保護(hù)方式更新為主動加被動 的保護(hù)方式。主動一是指電子計算機(jī)自動控制緩沖裝置隨時實現(xiàn)超速 保護(hù)，二是指人工(司機(jī))通過緊急按鈕控制夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)而帶動緩沖 裝置隨時實現(xiàn)保護(hù)。被動是指只有提升容器過巻一段距離后與緩沖裝 置橫梁接觸時緩沖裝置才會動作，而不管是超速、全速、還是慢速，這作為自動控制、人工控制失效情況下的補充也是十分必要的。 實現(xiàn)本發(fā)明的具體方案是一種繩式柔性提升過速過巻保護(hù)緩沖制動系統(tǒng)，它的光電編碼器 和/或電磁感應(yīng)傳感器與計算機(jī)控制柜相連(通過電纜)，計算機(jī)控制 柜與提升繩夾緊機(jī)構(gòu)的動力控制柜相連(通過電纜)，動力控制柜與 提升繩夾緊機(jī)構(gòu)相連(通過油管或氣管)，夾緊機(jī)構(gòu)又與緩沖裝置相連。上述提升繩夾緊機(jī)構(gòu)有兩種形式， 一是由油缸壓輥組或氣缸壓輥 組及其箱框構(gòu)成，壓輥組設(shè)在箱框上，提升鋼絲繩從壓輥間穿過，箱 框與緩沖裝置的橫梁相接；二是由先導(dǎo)偏心圓夾緊部分與斜面壓輥夾 緊部分組合構(gòu)成，先導(dǎo)偏心圓夾緊部分有兩個偏心圓盤，提升繩從二 者之間穿過，兩個偏心圓盤內(nèi)設(shè)有極性相反的電磁鐵，偏心圓盤與電 動機(jī)(可帶減速裝置)相接，斜面壓輥夾緊部分的斜面軌設(shè)在箱框的 滑槽中，兩斜面軌之間為交錯排列的壓輥組，斜面壓輥夾緊部分的箱 框與緩沖裝置的橫梁相接。上述夾緊機(jī)構(gòu)中的偏心圓盤與提升鋼絲繩接觸處開有繩槽。 上述夾緊機(jī)構(gòu)中的偏心圓盤的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有一對齒數(shù)和模數(shù)完全 相同的齒輪付。上述夾緊機(jī)構(gòu)的動力控制柜還與一個人工緊急制動按鈕相接。上述提升鋼絲繩可以是單根或是多根呈一列布置.本發(fā)明的優(yōu)點在于 無論提升容器處于提升循環(huán)中的任何一點，都能將緩沖器的制動力根據(jù)需要隨時加諸提升鋼絲繩(緩沖器制動力是由零逐漸增加 到穩(wěn)定值)，增大提升負(fù)荷迫使提升機(jī)及提升系統(tǒng)平穩(wěn)制動，從而使 緩沖制動器的保護(hù)覆蓋時空由單純的終端過巻(過放)保護(hù)變?yōu)殡S時 隨地的全程保護(hù)。② 一旦提升速度超過預(yù)設(shè)值，加載機(jī)構(gòu)(加載壓輥組)即刻動 作，避免了設(shè)在提升循環(huán)終端的緩沖制動裝置由于速度過高，超出其 速度適用范圍導(dǎo)致的失效，從而防止超速過巻及飛車等惡性提升事故 的發(fā)生，防患于未然。③ 緩沖制動裝置(本申請人已授權(quán)的專利ZL02 2 78140.4)仍 然裝設(shè)在提升循環(huán)終端的過巻距離內(nèi)(由于正常提升時，容器總處在 過巻距離之下，因而不影響容器的正常提升)，同樣對速度未超過預(yù) 設(shè)值的過巻事故起到保護(hù)作用，只是此時加載機(jī)構(gòu)(加載壓輥組)不 動作，制動力不是作用于提升鋼絲繩，而是由橫梁施加于提升容器之 上。@由于本專利申請人已獲授權(quán)的專利技術(shù)一垂直提升系統(tǒng)過巻 距離內(nèi)塑變逆止緩沖裝置(專利號ZL02 2 78140.4)采用鋼帶塑性 變形吸能制動且具有制動力逐步加載及可靠逆止功能，通過與本次新 申請的發(fā)明專利結(jié)合到一起，使其優(yōu)點發(fā)揮作用的時空大大擴(kuò)展了， 其最突出的優(yōu)點 一是采用將動能轉(zhuǎn)化成金屬晶格的變形，即晶格的 內(nèi)能的能量轉(zhuǎn)換方式，使其幾乎不受外部環(huán)境的影響，制動特性的穩(wěn) 定性極高；二是釆用曲軌壓輥機(jī)構(gòu)實現(xiàn)鋼帶制動力由零到穩(wěn)定值的無 極逐漸加載，大幅提高緩沖效果，使制動非常平穩(wěn)，更重要的是因此大幅提高了其速度適用范圍(德國西馬格的同類鋼帶裝置標(biāo)明的適用
速度是8m/s，而我們的裝置已在實用中超過了 20m/s)。其它諸多優(yōu) 點這里不再一一敘述，請參閱原專利資料。
設(shè)置緊急制動按鈕，使發(fā)生意外情況下，可人工啟動緩沖裝 置實現(xiàn)緊急制動。增加了一項保護(hù)措施，提高了提升系統(tǒng)的安全性。
夾緊機(jī)構(gòu)與提升鋼絲繩之間當(dāng)瞬時提升力過大時可產(chǎn)生相對 滑移，起到過載保護(hù)作用，同時滑移吋提升鋼絲繩在壓輥組中的S型 變形及其摩擦也起到吸能緩沖的作用。


圖1為本發(fā)明的原理方框圖。
圖2本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2的A-A剖視圖。
圖4為夾緊及制動原理結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為圖4的俯視圖。
圖6為夾緊機(jī)構(gòu)動作原理示意圖。
圖7為圖6的B-B剖視圖。
圖8為圖6的C-C剖視圖。
圖9為圖6的D-D剖視圖。
圖10為斜面軌17的零件圖。
具體實施例方式
以上附圖所公開的結(jié)構(gòu)是本發(fā)明的實施例的結(jié)構(gòu)。圖中，各標(biāo)號 代表的部件為l一光電編碼器或傳感器；
2— 計算機(jī)控制柜；
3— 提升繩夾緊機(jī)構(gòu)；
4一夾緊機(jī)構(gòu)的動力控制柜；
5— 提升鋼絲繩；
6— 緩沖制動裝置的橫梁；
7— 緩沖制動裝置的滑柱；
8— 緩沖制動裝置的套柱；
9— 設(shè)在套柱上的鋼帶；
10— 夾緊機(jī)構(gòu)的壓輥組；
11— 箱框；
12— 偏心圓盤；
13— 電動禾幾； 14一齒輪付；
15— 提升機(jī)(絞車)；
16— 提升容器；
17— 斜面壓輥夾緊機(jī)構(gòu)的斜面軌(厚度約幾十毫米)；
18— 人工緊急制動按鈕。
參閱圖l，本發(fā)明由四個部分構(gòu)成①傳感器速度識別部分；② 電子計算機(jī)指令控制部分；③提升繩夾緊機(jī)構(gòu)部分；④緩沖制動部分。
本發(fā)明是這樣工作的如圖2、圖6所示，采用光電編碼器和/或電磁感應(yīng)傳感器1識別提升速度及其方向，通過計算機(jī)判別是否超 速，根據(jù)判別結(jié)果通過控制電路或電磁閥控制夾緊機(jī)構(gòu)3 (即提升鋼 絲繩夾緊機(jī)構(gòu))。 一旦發(fā)現(xiàn)提升速度超限，提升一側(cè)的夾緊機(jī)構(gòu)會馬 上自動夾緊提升鋼絲繩(速度在正常范圍內(nèi)則不動作)，夾緊機(jī)構(gòu)通 過箱框11與緩沖制動器的橫梁6聯(lián)結(jié)，被夾緊的提升鋼絲繩5會拖
動夾緊機(jī)構(gòu)3從而帶著緩沖制動器的橫梁6和滑柱7 —起向上運動， 滑柱在套柱8內(nèi)運動時會使緩沖制動器的鋼帶產(chǎn)生均勻的塑性變形， 實現(xiàn)吸能制動。緩沖制動器即為"垂直提升系統(tǒng)過巻距離內(nèi)塑變逆止 緩沖裝置"，是本專利申請人的另一項已獲授權(quán)的實用新型專利(專 利號ZL 02 2 78104.4)。有關(guān)詳細(xì)內(nèi)容可參閱該專利文件。當(dāng)然， 緩沖制動器亦可用它種形式。
本發(fā)明的關(guān)鍵部分-夾緊機(jī)構(gòu)的實施例1:如圖4，夾緊機(jī)構(gòu)3由 (油缸)壓輥組10 (或汽缸壓輥組)及其箱框11構(gòu)成，(油缸)壓 輥組10裝設(shè)在箱框11上，提升鋼絲繩5從中穿過，箱框11與緩沖 制動器的橫梁6聯(lián)接在一起。當(dāng)提升速度超限，電子計算機(jī)控制柜2 發(fā)出夾緊指令時，動力控制柜4啟動(電磁閥動作)，(油缸)壓輥組 IO推出，改變各壓輥組相互之間的相對位置，使提升鋼絲繩5形成S 型彎并夾緊提升鋼絲繩5 (見圖6)，提升鋼絲繩5可以是單根，也可 以是多根呈一列布置。夾緊后，夾緊機(jī)構(gòu)就會與提升鋼絲繩5—起運 動。
夾緊機(jī)構(gòu)的實施例2:如圖6、圖7，夾緊機(jī)構(gòu)分為兩部分，即 先導(dǎo)偏心圓夾緊部分和斜面壓輥組夾緊部分。先導(dǎo)偏心圓夾緊部分有兩個偏心圓盤12 (圓盤或圓輥)。提升鋼絲繩5從兩個偏心圓盤12
之間的空隙間穿過。兩個偏心圓盤12內(nèi)裝有極性相反的電磁鐵。正 常情況下，電磁鐵不通電，發(fā)生提升超速時，計算機(jī)控制柜2使電磁 鐵通電，磁場力使兩個偏心圓盤12相互吸引，兩圓盤繞各自的偏心 軸向提升鋼絲繩5轉(zhuǎn)動，直至與提升鋼絲繩5接觸，接觸后提升鋼絲 繩5會帶動其兩邊的偏心圓盤12轉(zhuǎn)動，使偏心圓盤12對鋼絲繩5愈 夾愈緊，直至鎖緊并一起向上運行。先導(dǎo)偏心圓夾緊部分可作為獨立 的夾緊機(jī)構(gòu)使用(此時其與緩沖制動器的橫梁6直接聯(lián)接)；也可與 斜面壓輥夾緊部分組合使用。先導(dǎo)偏心圓夾緊部分的初始動力同樣可 用電動機(jī)13 (油馬達(dá)或汽缸、油缸)，即由電動機(jī)13驅(qū)動偏心圓盤 12而不是靠電磁鐵的磁場作用。偏心圓盤12與提升鋼絲繩5接觸處 開有繩槽，以增大其相互作用力和可靠性。兩個偏心圓盤12的轉(zhuǎn)軸 上設(shè)一對齒數(shù)和模數(shù)完全相同的齒輪付14，以保證它們同步動作。 下面說明先導(dǎo)偏心圓夾緊機(jī)構(gòu)與斜面壓輥夾緊機(jī)構(gòu)組合使用情
況
如圖6、圖7，先導(dǎo)偏心圓夾緊機(jī)構(gòu)夾提升鋼絲繩5后隨提升鋼 絲繩5上行，帶動斜面壓輥夾緊機(jī)構(gòu)斜面軌17在其箱框的滑槽中向 上滑行，斜面軌17作用于提升鋼絲繩5兩側(cè)交錯排列的壓輥10，使 其產(chǎn)生水平運動迫使鋼絲繩5產(chǎn)生S型的彎，從而夾緊提升鋼絲繩5， 使斜面壓輥夾緊機(jī)構(gòu)隨提升鋼絲繩5上行，斜面壓輥夾緊機(jī)構(gòu)與緩沖 制動器的橫梁6聯(lián)接，從而使其緩沖制動力加諸提升鋼絲繩5使提升 系統(tǒng)平穩(wěn)制動。采用組合夾緊的主要目的是分散提升鋼絲繩的夾緊力，提高其安全可靠性，減少夾緊力對提升鋼絲繩和夾緊機(jī)構(gòu)本身造 成損傷的可能性。
本發(fā)明的工作原理裝于絞車15 (提升機(jī))巻筒軸端的光電編 碼器1將巻筒轉(zhuǎn)速值及轉(zhuǎn)動方向測出后傳輸給計算機(jī)控制柜2，經(jīng)計 算比較判定是否過速，速度正常則不動作，速度超標(biāo)則向提升一側(cè)的 夾緊機(jī)構(gòu)3的動力控制柜4發(fā)出動作指令，夾緊機(jī)構(gòu)3動作后夾緊提
升鋼絲繩5，夾緊機(jī)構(gòu)3與緩沖制動器的橫梁6采用緊固聯(lián)接，這樣 上行的提升鋼絲繩5就會拖動夾緊機(jī)構(gòu)3和緩沖制動器的橫梁6 —起 上行，緩沖制動器的橫梁6帶動其滑柱7在其套柱8中向上滑行(每 根橫梁挑著兩根滑柱，像挑擔(dān)子一樣)；滑行時會使裝設(shè)在套柱上的 鋼帶9產(chǎn)生由小變大，爾后持續(xù)、均勻的塑性變形，從而吸收提升系 統(tǒng)的動能，實現(xiàn)平穩(wěn)的緩沖制動。緩沖制動本身的工作原理請參閱己 授權(quán)專利文件(ZL 02 2 78140.4)另外，對夾緊機(jī)構(gòu)3設(shè)有專門的人 工緊急按鈕18，當(dāng)絞車司機(jī)發(fā)現(xiàn)速度異常，需要緊急制動時，可直 接操作緊急按鈕18驅(qū)動上升一側(cè)夾緊機(jī)構(gòu)3進(jìn)行緊急緩沖制動。
以上敘述中若有未詳細(xì)說明的內(nèi)容，應(yīng)為本專業(yè)的技術(shù)人員公知 或應(yīng)知的技術(shù)，在此不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種繩式柔性提升過速過卷保護(hù)緩沖制動系統(tǒng)，其特征在于它的光電編碼器和/或電磁感應(yīng)傳感器(1)與計算機(jī)控制柜(2)相連，計算機(jī)控制柜(2)與夾緊機(jī)構(gòu)的動力控制柜(4)相連，動力控制柜(4)與提升繩(5)的夾緊機(jī)構(gòu)(3)相連，夾緊機(jī)構(gòu)(3)又與緩沖裝置相連。
2. 按權(quán)利要求1所述的繩式柔性提升過速過巻保護(hù)緩沖保護(hù)制動 系統(tǒng)，其特征在于上述提升繩夾緊機(jī)構(gòu)(3)有兩種形式， 一是由 油缸壓輥組或氣缸壓輥組(10)及其箱框(11)構(gòu)成，壓輥組(10) 設(shè)在箱框(11)上，提升鋼絲繩(5)從壓輥間穿過，箱框(11)與 緩沖裝置的橫梁(6)相接；二是由先導(dǎo)偏心圓夾緊部分與斜面壓輥 夾緊部分組合構(gòu)成，先導(dǎo)偏心圓夾緊部分有兩個偏心圓盤(12)，提 升繩(5)從二者之間穿過，兩個偏心圓盤(12)內(nèi)設(shè)有極性相反的 電磁鐵，偏心圓盤(12)與電動機(jī)(13)相接，斜面壓輥夾緊部分的 斜面軌(17)設(shè)在箱框的滑槽中，兩斜面軌(17)之間為交錯排列的 壓輥組(10)，斜面壓輥夾緊部分與緩沖裝置的橫梁(6)相接。
3. 按權(quán)利要求2所述的繩式柔性提升過速過巻保護(hù)緩沖制動系 統(tǒng)，其特征在于上述夾緊機(jī)構(gòu)中的偏心圓盤(12)與提升鋼絲繩(5) 接觸處開有繩槽。
4. 按權(quán)利要求2所述的繩式柔性提升過速過巻保護(hù)緩沖制動系 統(tǒng)，其特征在于上述夾緊機(jī)構(gòu)中的偏心圓盤(12)的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有一 對齒數(shù)和模數(shù)完全相同的齒輪付(14)。
5. 按權(quán)利要求1所述的繩式柔性提升過速過巻保護(hù)緩沖制動系 統(tǒng)，其特征在于上述夾緊機(jī)構(gòu)(3)的動力控制柜(4)還與一個人工緊急制動按鈕(18)相接。
6. 按權(quán)利要求1所述的繩式柔性提升過速過巻保護(hù)緩沖制動系統(tǒng)，其特征在于上述提升鋼絲繩(5)是單根或是多根呈一列布置。
全文摘要
一種繩式柔性提升過速過卷保護(hù)緩沖制動系統(tǒng)，它的光電編碼器和/或電磁感應(yīng)傳感器與計算機(jī)控制柜相連，計算機(jī)控制柜與夾緊機(jī)構(gòu)的動力控制柜相連，動力控制柜與提升繩夾緊機(jī)構(gòu)相連，夾緊機(jī)構(gòu)又與緩沖裝置相連。若提升機(jī)過速運行，則本系統(tǒng)中的幾個機(jī)構(gòu)就會產(chǎn)生聯(lián)動反應(yīng)，最后由動力控制柜控制提升繩夾緊機(jī)構(gòu)，使其作用于壓輥組，改變壓輥組相互之間的相對位置，夾緊從中穿過的提升鋼絲繩，夾緊機(jī)構(gòu)又與緩沖裝置的橫梁相接，從而實現(xiàn)提升容器強制性的緩沖制動。本發(fā)明靈敏可靠，當(dāng)提升速度一旦超過設(shè)定值，加載機(jī)構(gòu)(加載壓輥組)即刻動作，可避免設(shè)在提升循環(huán)終端的緩沖制動裝置由于速度過高，超出其速度適用范圍導(dǎo)致的失效，從而防止超速過卷及飛車等惡性提升事故的發(fā)生。
文檔編號B66D1/54GK101402438SQ20081019762
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日
發(fā)明者周克家, 楊和余, 趙廷釗 申請人:周克家