專利名稱：罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置及其智能補償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦井立井提升系統(tǒng)，具體涉及一種罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置及其智能補償方法。
背景技術(shù)：
在立井提升中，目前常用的承接裝置有搖臺、支罐機和托罐搖臺。搖臺承接提升容器時，容器處于懸掛狀態(tài)，由于提升鋼絲繩的彈性變形和停罐誤差的影響而造成罐籠位置變化，其變化量均由搖臺來滿足。一方面由于礦車進出罐籠時對罐籠的沖擊造成罐籠晃動， 另一方面因罐籠負荷的變化引起提升鋼絲繩彈性伸長量的改變而造成礦車置換時罐籠上下跳動，容易使礦車掉道；當井深很大或井深不大，提升負荷很大，或當井深很大、提升負荷也很大時，搖臺的調(diào)節(jié)量不能滿足鋼絲繩的彈性伸長變化量，從而造成搖臺無法使用。支罐機調(diào)節(jié)距離大，可用于深井使用，但它要求提升容器必須有單獨的活動底盤，以避免多繩提升時支罐機調(diào)節(jié)過大而造成松繩事故，這就使得提升容器結(jié)構(gòu)復雜、質(zhì)量大，同時操作時間長，影響提升效率，因而一直沒得到推廣。托罐搖臺是利用彈簧儲能器吸收提升容器落罐時的動能。當提升容器以低速爬行速度正常落罐時，由于該裝置有一定初始托罐力，從而柔性托住容器；當罐籠高速下落時，罐籠可以使托爪向下翻轉(zhuǎn)，使提升容器通過托爪，以避免蹲罐事故的發(fā)生。托罐搖臺解決了重載置換輕載時罐籠上下晃動的問題，但沒有解決輕載置換重量載時因提升鋼絲繩彈性伸長而造成罐籠上抬而造成礦車易掉道的問題。在中國專利申請200910028725.0中，公開了一種雙補鎖定回轉(zhuǎn)自動補償搖臺及托罐方法，是在休止狀態(tài)時，托力機構(gòu)和同步回轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)收回(即搖臂抬起、托爪落下)。 當容器到位后，啟動控制開關(guān)，托力機構(gòu)和同步搭接機構(gòu)上下雙向鎖定容器，緩沖機構(gòu)工作，以調(diào)定的液壓彈簧力柔性承接容器，保證容器穩(wěn)定，進出礦車安全、平穩(wěn)、順暢；當需要換層時，啟動換層開關(guān)，打開鎖定機構(gòu)，換層機構(gòu)在液壓力驅(qū)動下帶動托力機構(gòu)和同步回轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)緩慢收回，同時通過液壓阻尼力的支撐保證容器平穩(wěn)下放，容器底盤通過后，托力機構(gòu)和同步回轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)可自動伸出，承接容器上層，并將容器鎖住，多層容器依次循環(huán)動作；各層裝置完畢后，托力機構(gòu)和同步回轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)全部收回，容器可自由上下運動，即完成換層操作。雙補鎖定回轉(zhuǎn)自動補償搖臺解決了礦車平穩(wěn)進出罐籠的問題，但是，它又帶來了新的問題當井深很大、提升負荷很大時，提升鋼絲繩的彈性伸長變化量很大，當鋼絲繩的彈性伸長變化量大于托力機構(gòu)和同步回轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)的雙向補償量時，提升容器釋放時就會上下晃動(如空罐置換重罐時)，造成提升鋼絲繩“顫繩”，影響提升鋼絲繩壽命、損壞絞車襯墊等。另一方面，同步回轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)工作時不是處于浮動狀態(tài)，其安全性遠不如搖臺。在中國專利申請200910024536. 6中，公開了一種提升容器的承接裝置及方法，是提升容器未到達停罐位置時，搖臂抬起、托爪落下。當提升容器到位后，托爪伸出將容器托起；當進行輕負載裝卸時，穩(wěn)罐油缸進出口壓力相等，處于浮動狀態(tài)，搖臂落下搭接在罐籠上，并給予罐籠一定壓力，完成礦車置換后，搖臂抬起，托爪收回，其功能相當于搖臺與托罐組合。進行重負載裝卸時，搖臂油缸處于浮動狀態(tài)，穩(wěn)罐油缸工作，并通過搖臂給罐籠施加約40t左右的壓力，完成礦車置換后，穩(wěn)罐油缸進出口壓力相等，處于浮動狀態(tài)，搖臂抬起， 托爪收回。該裝置在井深很大，即使是進行輕載裝卸，提升鋼絲繩的彈性伸長變化量大多數(shù)情況也會超過搖臂的調(diào)節(jié)量，從而造成設備無法使用。另一方面，當井深很大、提升負荷很大時，提升鋼絲繩的彈性伸長變化量很大，當鋼絲繩的彈性伸長變化量大于搖臺的調(diào)節(jié)量時，穩(wěn)罐油缸壓力釋放時，提升容器釋放時就會上下晃動(如空罐置換重罐時)，造成提升鋼絲繩“顫繩”，影響提升鋼絲繩壽命、損壞絞車襯墊等。在中國專利申請200810020506. 3中，公開了一種用于立井罐籠提升的穩(wěn)罐機構(gòu)及穩(wěn)罐裝置，是當提升容器到位后，四個捕捉器油缸動作，將推桿插入罐籠盤體內(nèi)，緩沖油缸將罐籠鎖在水平位置，搖臺放下，然后進行正常作業(yè)；作業(yè)完成，搖臺抬起，緩沖油缸緩慢釋放，四個捕捉器油缸動作，將推桿從罐內(nèi)盤體抽出。該裝置解決了礦車平穩(wěn)進出罐籠的問題，但是，它又帶來了新的問題1.停罐精度要求很高，目前國內(nèi)電氣難以滿足此要求; 2.當井深很大、提升負荷很大時，提升鋼絲繩的彈性伸長變化量很大，當鋼絲繩的彈性伸長變化量大于穩(wěn)罐臂的調(diào)節(jié)量時，提升容器釋放時就會上下晃動(如空罐置換重罐時)，造成提升鋼絲繩“顫繩”，影響提升鋼絲繩壽命、損壞絞車襯墊等；3.該裝置由伺服系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)控制，系統(tǒng)復雜，目前沒有投入實際運用。在中國專利申請200810150532. 8中，公開了一種立井罐籠穩(wěn)罐鎖罐裝置，是提升容器到位后，四個卡罐裝置同時動作，卡住罐籠上的凸塊或者錐形塊，放下轉(zhuǎn)換平臺，進行裝卸作業(yè)；作業(yè)完成后，油缸將四個卡罐裝置拉回，轉(zhuǎn)換平臺抬起。該裝置與一種用于立井罐籠提升的穩(wěn)罐機構(gòu)及穩(wěn)罐裝置存在同樣的問題。此外，還有鎖罐裝置(如德國西瑪格公司)，當提升容器到位后(井口或井底)，擺動平臺動作，與罐籠搭接；分布在罐籠四角的鎖緊裝置動作(上、下鎖舌)，將罐籠鎖定；當裝卸完畢后，擺動平臺抬起，鎖緊裝置在提升絞車的配合下解鎖。該裝置系統(tǒng)復雜，電氣要求高，停罐準確(士 20mm)，價格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置，通過對提升絞車的鋼絲繩伸長量的進行有效補償，防止因鋼絲繩的回彈造成的罐籠上下晃動以及其他不安全因數(shù)。本發(fā)明的另一目的是提供一種罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置的智能補償方法，以實現(xiàn)防止罐籠上下晃動，不影響正常裝卸載，保證工作安全，特別適合于深立井和大型設備提升礦井中使用。技術(shù)方案為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置，包括PLC和稱重裝置；所述的稱重裝置在井口和井下均有設置，所述的PLC用于接收稱重裝置輸出的重量信號并判斷提升絞車停止釋放鋼絲繩的起始點。所述的稱重裝置為設有軸重式傳感器的稱重裝置。所述的稱重裝置包括框架、托爪、稱重器和緩沖器；所述的稱重器和托爪固定在框架上；在稱重器和托爪之間設置緩沖器。所述的緩沖器包括鋼桶，在鋼桶內(nèi)設有彈簧，在彈簧的兩端均設有連接件。上述的罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置的智能補償方法，包括以下步驟(1)用稱重裝置測定罐籠負載前井口罐籠重量Hi1；
(2)用稱重裝置測定罐籠負載時對應的(即井口)總重量m2，計算差值A(chǔ)m;
(3)提升絞車釋放鋼絲繩，罐籠下落至井下，井下稱重傳感器測出罐籠重量m3，提升絞車繼續(xù)釋放鋼絲繩，m3值變化，PLC判斷m3與Δ m關(guān)系，并根據(jù)預設條件確定提升絞車停止釋放鋼絲繩的起始點。其中，預設點可以根據(jù)m3與Δ m關(guān)系進行預設，優(yōu)選當m3接近Δ m時，確定為提升絞車停止釋放鋼絲繩點，接近程度以鋼絲繩的彈性回彈量可控在安全范圍之內(nèi)為宜。也可以設置當m3 m時，為確定為提升絞車停止釋放鋼絲繩點。有益效果本發(fā)明的罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置及其智能補償方法， 結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化，且能確保礦車(或無軌膠輪車等)進出罐籠平穩(wěn)、安全、可靠，具有很好的實用性，特別適合于深立井和大型設備提升礦井中使用，能夠產(chǎn)生很好的經(jīng)濟效益和社會效應。


圖1是井口罐籠稱重托罐的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是井口罐籠稱重托罐的俯視圖3是井底罐籠稱重托罐的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是井底罐籠稱重托罐的俯視圖； 圖5是智能補償裝置在井口工作時示意圖； 圖6是智能補償裝置在井底工作時示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體附圖對本發(fā)明做進一步的說明。一種罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置，包括PLC和稱重裝置；在井口和井下均有設置稱重裝置，PLC用于接收稱重裝置輸出的重量信號并判斷提升絞車停止釋放鋼絲繩的起始點。典型的稱重裝置，有4個，井口和井下各設有2個。如圖1和圖2所示，兩個井口罐籠稱重托罐的結(jié)構(gòu)完全相同，主要部件由框架1、稱重器2、緩沖器3、托爪4、搖臂5、小車 8、托爪油缸6和小車油缸7組成?？蚣?為方形框架，通過螺栓固定。稱重器2可以為普通的稱重傳感器，優(yōu)選為軸重式稱重傳感器，稱重器2—端通過鉸接固定在框架1上，另一端與緩沖器3相連，緩沖器3與托爪4相連。托爪4通過軸和支座連接在框架1的一端，托爪4由托爪油缸6驅(qū)動。小車8活動設在框架1上，由小車油缸7驅(qū)動。在搖臂5通過軸和支座與框架1相連，在搖臂5的一端設置帶有滑輪的拐臂，小車8在小車油缸7的驅(qū)動下向前運動時，小車8推動拐臂，搖臂5抬起飛；當小車8在小車油缸7的驅(qū)動下向后運動時， 搖臂5在自重作用下落下。如圖3和圖4所示，兩個井底罐籠稱重托罐的結(jié)構(gòu)完全相同，主要部件包括第一框架21、第一稱重器22、第一緩沖器23、第一托爪M和第一托爪油缸26。第一稱重器22固定在第一框架21上；在第一框架21的一端設第一托爪對，第一托爪M由第一托爪油缸沈驅(qū)動；第一托爪M通過第一緩沖器23與第一稱重器22相連；第一托爪M通過軸和支座與第一框架21相連。緩沖器3包括鋼桶，在鋼桶內(nèi)設有彈簧，在彈簧的兩端均設有連接件，第一緩沖器 23的結(jié)構(gòu)與緩沖器3相同。第一稱重器22與稱重器2相同，均優(yōu)選為軸重式傳感器。罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置的智能補償方法，包括以下步驟
(1)用稱重裝置測定罐籠負載前井口罐籠重量Hl1；
(2)用稱重裝置測定罐籠負載時對應的(即井口)總重量m2，計算差值A(chǔ)m;
(3)提升絞車釋放鋼絲繩，罐籠下落至井下，井下稱重傳感器測出罐籠重量m3，提升絞車繼續(xù)釋放鋼絲繩，m3值變化，PLC判斷m3與Δ m關(guān)系，并根據(jù)預設條件確定提升絞車停止釋放鋼絲繩的起始點。其中，預設條件可以根據(jù)m3與Δ m關(guān)系進行預設，優(yōu)選當m3接近Δ m 時，確定為提升絞車停止釋放鋼絲繩起始點，也可以設置為當m3>Am時，確定為提升絞車停止釋放鋼絲繩點。該罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置工作時，如圖5所示，罐籠負載前停于上井口，兩個井口罐籠稱重托罐的托爪4在托爪油缸6的驅(qū)動下，托起空罐，搖臂5通過小車油缸7驅(qū)動小車8動作，搖臂5落下搭接在罐籠上；四個托爪4的作用力通過緩沖器3作用于稱重器2上，此時稱重器2輸出數(shù)據(jù)為Hi1 ；然后將下井設備或材料裝入罐籠，此時稱重器2輸出數(shù)據(jù)為m2;罐籠裝載重量為 Am=K (m2 — Hi1)；上井口裝載結(jié)束，搖臂5抬起， 托爪4落下。當罐籠以低速爬行速度正常承接于兩個井底罐籠稱重托罐的4個第一托爪 24上時，如圖6所示，4個第一托爪M的作用力通過第一緩沖器23作用于第一稱重器22 上，第一稱重器22輸出數(shù)據(jù)m3，提升絞車繼續(xù)釋放鋼絲繩，m3值變化，PLC判斷m3與八m關(guān)系，并根據(jù)預設條件確定提升絞車停止釋放鋼絲繩的起始點。其中，預設條件可以根據(jù)m3與 Δ m關(guān)系進行預設，優(yōu)選當m3接近Δ m時，確定為提升絞車停止釋放鋼絲繩點，接近程度以鋼絲繩的彈性回彈量可控在安全范圍之內(nèi)為宜。也可以設置為當m3 ^Δ m時，確定為提升絞車停止釋放鋼絲繩起始點，此時提升鋼絲繩的過放量接近或等于因提升重量變化而引起的提升鋼絲繩的彈性伸長變化量，這樣，礦車(或無軌膠輪車等)就可以實現(xiàn)進出罐籠平穩(wěn)、 安全、可靠。另外，該罐籠的智能補償裝置可以通過檢測四個托爪力的大小，可知道負載重心是否處于罐籠提升中心位置，通過調(diào)整負載在罐籠中的位置，使負載重心與罐籠提升中心重合，避免斜罐事故的發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置，其特征在于包括PLC和稱重裝置；所述的稱重裝置在井口和井底均有設置，所述的PLC用于接收稱重裝置輸出的重量信號并判斷提升絞車停止釋放鋼絲繩的起始點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置，其特征在于所述的稱重裝置為設有軸重式傳感器的稱重裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置，其特征在于所述的稱重裝置包括框架(1)、托爪(4)、稱重器(2)和緩沖器(3);所述的稱重器(2)和托爪(4)固定在框架(1)上；在稱重器(2)和托爪(4)之間設置緩沖器(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置，其特征在于所述的緩沖器(3)包括鋼桶，在鋼桶內(nèi)設有彈簧，在彈簧的兩端均設有連接件。
5.權(quán)利要求1所述的罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置的智能補償方法，其特征在于，包括以下步驟(1)用稱重裝置測定罐籠負載前井口罐籠重量Hl1；(2)用稱重裝置測定罐籠負載時對應的總重量m2，計算差值Δm ；(3)提升絞車釋放鋼絲繩，罐籠下落至井下，井下稱重傳感器測出罐籠重量m3，提升絞車繼續(xù)釋放鋼絲繩，m3值變化，PLC判斷m3與Δ m關(guān)系，并根據(jù)預設條件確定提升絞車停止釋放鋼絲繩的起始點。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置的智能補償方法，其特征在于步驟(3)中，當m3 >Δπι時，確定為提升絞車停止釋放鋼絲繩起始點。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置的智能補償方法，其特征在于步驟(3)中，當m3接近Δ m時，確定為提升絞車停止釋放鋼絲繩起始點，接近程度以鋼絲繩的彈性回彈量可控在安全范圍之內(nèi)為準。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種罐籠承載鋼絲繩伸長量的智能補償裝置及其智能補償方法，該裝置包括PLC和稱重裝置；所述的稱重裝置在井口和井下均有設置，所述的PLC用于接收稱重裝置輸出的重量信號并判斷提升絞車停止釋放鋼絲繩的起始點。該智能補償裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化，且能確保礦車(或無軌膠輪車等)進出罐籠平穩(wěn)、安全、可靠，具有很好的實用性，能夠產(chǎn)生很好的經(jīng)濟效益和社會效應。
文檔編號B66B5/00GK102556814SQ20121006780
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者汪邦正, 翁劉基, 鄒艦 申請人:揚州凱思特機械有限公司