一种罐笼承载钢丝绳伸长量的智能补偿方法及其专用装置

摘要

本发明公开了一种罐笼承载钢丝绳伸长量的智能补偿方法及其专用装置，方法：（1）测定罐笼负载前提升绞车电动机电流信号I1；（2）测定罐笼负载时提升绞车电动机电流信号I2；（3）提升绞车释放钢丝绳，罐笼下落至井下，井下托罐开始承接罐笼，提升绞车继续释放钢丝绳，I2值变化，PLC判断I2与I1关系，并根据预设条件确定提升绞车停止释放钢丝绳的起始点。该智能补偿方法及装置结构简单，操作方便，能够实现智能化，且能确保矿车（或无轨胶轮车等）进出罐笼平稳、安全、可靠，具有很好的实用性，能够产生很好的经济效益和社会效应。

权利要求

1.一种罐笼承载钢丝绳伸长量的智能补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）测定罐笼负载前提升绞车电动机电流信号I1；

（2）测定罐笼负载时提升绞车电动机电流信号I2；

（3）提升绞车释放钢丝绳，罐笼下落至井下，井下托罐开始承接罐笼，提升绞车继续释放钢丝绳，I2值变化，PLC判断I2与I1关系，并根据预设条件确定提升绞车停止释放钢丝绳的起始点；

步骤（3）中，所述的预设条件为：当I2≤I1时，确定为提升绞车停止释放钢丝绳起始点。

2.根据权利要求1所述的罐笼承载钢丝绳伸长量的智能补偿方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的预设条件为：当I2接近I1时，确定为提升绞车停止释放钢丝绳起始点，接近程度以钢丝绳的弹性回弹量可控在安全范围之内为准。

3.权利要求1所述的罐笼承载钢丝绳伸长量的智能补偿方法的专用装置，其特征在于：包括PLC和电流检测器；所述的电流检测器用于检测提升绞车电动机电流信号；所述的PLC与电流检测器进行信号传输，并判断提升绞车停止释放钢丝绳的起始点。

说明书

一种罐笼承载钢丝绳伸长量的智能补偿方法及其专用装置

技术领域

[0001] 本发明涉及矿井立井提升系统，具体涉及一种罐笼承载钢丝绳伸长量的智能补偿方法及其专用装置。

背景技术

[0002] 在立井提升中，目前常用的承接装置有摇台、支罐机和托罐摇台。摇台承接提升容器时，容器处于悬挂状态，由于提升钢丝绳的弹性变形和停罐误差的影响而造成罐笼位置变化，其变化量均由摇台来满足。一方面由于矿车进出罐笼时对罐笼的冲击造成罐笼晃动，另一方面因罐笼负荷的变化引起提升钢丝绳弹性伸长量的改变而造成矿车置换时罐笼上下跳动，容易使矿车掉道；当井深很大或井深不大，提升负荷很大，或当井深很大、提升负荷也很大时，摇台的调节量不能满足钢丝绳的弹性伸长变化量，从而造成摇台无法使用。支罐机调节距离大，可用于深井使用，但它要求提升容器必须有单独的活动底盘，以避免多绳提升时支罐机调节过大而造成松绳事故，这就使得提升容器结构复杂、质量大，同时操作时间长，影响提升效率，因而一直没得到推广。托罐摇台是利用弹簧储能器吸收提升容器落罐时的动能。当提升容器以低速爬行速度正常落罐时，由于该装置有一定初始托罐力，从而柔性托住容器；当罐笼高速下落时，罐笼可以使托爪向下翻转，使提升容器通过托爪，以避免蹲罐事故的发生。托罐摇台解决了重载置换轻载时罐笼上下晃动的问题，但没有解决轻载置换重量载时因提升钢丝绳弹性伸长而造成罐笼上抬而造成矿车易掉道的问题。

[0003] 在中国专利申请200910028725.0中，公开了一种双补锁定回转自动补偿摇台及托罐方法，是在休止状态时，托力机构和同步回转搭接机构收回（即摇臂抬起、托爪落下）。当容器到位后，启动控制开关，托力机构和同步搭接机构上下双向锁定容器，缓冲机构工作，以调定的液压弹簧力柔性承接容器，保证容器稳定，进出矿车安全、平稳、顺畅；当需要换层时，启动换层开关，打开锁定机构，换层机构在液压力驱动下带动托力机构和同步回转搭接机构缓慢收回，同时通过液压阻尼力的支撑保证容器平稳下放，容器底盘通过后，托力机构和同步回转搭接机构可自动伸出，承接容器上层，并将容器锁住，多层容器依次循环动作；各层装置完毕后，托力机构和同步回转搭接机构全部收回，容器可自由上下运动，即完成换层操作。双补锁定回转自动补偿摇台解决了矿车平稳进出罐笼的问题，但是，它又带来了新的问题：当井深很大、提升负荷很大时，提升钢丝绳的弹性伸长变化量很大，当钢丝绳的弹性伸长变化量大于托力机构和同步回转搭接机构的双向补偿量时，提升容器释放时就会上下晃动（如：空罐置换重罐时），造成提升钢丝绳“颤绳”，影响提升钢丝绳寿命、损坏绞车衬垫等。另一方面，同步回转搭接机构工作时不是处于浮动状态，其安全性远不如摇台。

[0004] 在中国专利申请200910024536.6中，公开了一种提升容器的承接装置及方法，是提升容器未到达停罐位置时，摇臂抬起、托爪落下。当提升容器到位后，托爪伸出将容器托起；当进行轻负载装卸时，稳罐油缸进出口压力相等，处于浮动状态，摇臂落下搭接在罐笼上，并给予罐笼一定压力，完成矿车置换后，摇臂抬起，托爪收回，其功能相当于摇台与托罐组合。进行重负载装卸时，摇臂油缸处于浮动状态，稳罐油缸工作，并通过摇臂给罐笼施加约40t左右的压力，完成矿车置换后，稳罐油缸进出口压力相等，处于浮动状态，摇臂抬起，托爪收回。该装置在井深很大，即使是进行轻载装卸，提升钢丝绳的弹性伸长变化量大多数情况也会超过摇臂的调节量，从而造成设备无法使用。另一方面，当井深很大、提升负荷很大时，提升钢丝绳的弹性伸长变化量很大，当钢丝绳的弹性伸长变化量大于摇台的调节量时，稳罐油缸压力释放时，提升容器释放时就会上下晃动（如：空罐置换重罐时），造成提升钢丝绳“颤绳”，影响提升钢丝绳寿命、损坏绞车衬垫等。

[0005] 在中国专利申请200810020506.3中，公开了一种用于立井罐笼提升的稳罐机构及稳罐装置，是当提升容器到位后，四个捕捉器油缸动作，将推杆插入罐笼盘体内，缓冲油缸将罐笼锁在水平位置，摇台放下，然后进行正常作业；作业完成，摇台抬起，缓冲油缸缓慢释放，四个捕捉器油缸动作，将推杆从罐内盘体抽出。该装置解决了矿车平稳进出罐笼的问题，但是，它又带来了新的问题：1.停罐精度要求很高，目前国内电气难以满足此要求；2.当井深很大、提升负荷很大时，提升钢丝绳的弹性伸长变化量很大，当钢丝绳的弹性伸长变化量大于稳罐臂的调节量时，提升容器释放时就会上下晃动（如：空罐置换重罐时），造成提升钢丝绳“颤绳”，影响提升钢丝绳寿命、损坏绞车衬垫等；3.该装置由伺服系统和电气系统控制，系统复杂，目前没有投入实际运用。

[0006] 在中国专利申请200810150532.8中，公开了一种立井罐笼稳罐锁罐装置，是提升容器到位后，四个卡罐装置同时动作，卡住罐笼上的凸块或者锥形块，放下转换平台，进行装卸作业；作业完成后，油缸将四个卡罐装置拉回，转换平台抬起。该装置与一种用于立井罐笼提升的稳罐机构及稳罐装置存在同样的问题。

[0007] 此外，还有锁罐装置（如：德国西玛格公司），当提升容器到位后（井口或井底），摆动平台动作，与罐笼搭接；分布在罐笼四角的锁紧装置动作（上、下锁舌），将罐笼锁定；当装卸完毕后，摆动平台抬起，锁紧装置在提升绞车的配合下解锁。该装置系统复杂，电气要求高，停罐准确（±20mm），价格昂贵。

发明内容

[0008] 发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种罐笼承载钢丝绳伸长量的智能补偿方法，通过对提升绞车的钢丝绳伸长量的进行有效补偿，防止因钢丝绳的回弹造成的罐笼上下晃动以及其他不安全因数。本发明的另一目的是提供一种罐笼承载钢丝绳伸长量的智能补偿方法的专用装置，以实现防止罐笼上下晃动，不影响正常装卸载，保证工作安全，特别适合于深立井和大型设备提升矿井中使用。

[0009] 技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

[0010] 一种罐笼承载钢丝绳伸长量的智能补偿方法，包括以下步骤：

[0011] （1）测定罐笼负载前提升绞车电动机电流信号I1；

[0012] （2）测定罐笼负载时提升绞车电动机电流信号I2；

[0013] （3）提升绞车释放钢丝绳，罐笼下落至井下，井下托罐开始承接罐笼，提升绞车继续释放钢丝绳，I2值变化，PLC判断I2与I1关系，并根据预设条件确定提升绞车停止释放钢丝绳的起始点。

[0014] 步骤（3）中，当I2≤I1时，确定为提升绞车停止释放钢丝绳起始点，也可以当I2接近I1时，确定为提升绞车停止释放钢丝绳起始点，接近程度以钢丝绳的弹性回弹量可控在安全范围之内为宜。

[0015] 上述罐笼承载钢丝绳伸长量的智能补偿方法的专用装置，包括PLC和电流检测器；所述的电流检测器用于检测提升绞车电动机电流信号；所述的PLC与电流检测器进行信号传输，并判断提升绞车停止释放钢丝绳的起始点。

[0016] 本发明的罐笼承载钢丝绳伸长量的智能补偿方法，通过电流检测器先检测出空罐运行时（负载前）提升绞车电动机电流信号I1，然后检测出重罐（带负荷）运行时提升绞车电动机电流信号I2，罐笼装载重量为ΔM=K(I2－I1)。当罐笼以低速爬行速度正常承接于两个井底托罐的的四个托爪上，因罐笼停止而提升绞车还在继续运行，此时作用于提升绞车上的扭矩逐渐减小，提升绞车电动机电流信号也逐渐减小，当提升绞车电动机电流信号I2接近或等于空罐运行时提升绞车电动机电流信号I1时，提升绞车就可以停止释放钢丝绳，此时钢丝绳的过放量接近或等于因提升重量变化而引起的提升钢丝绳的弹性伸长变化量，这样，矿车(或无轨胶轮车等)进出罐笼平稳、安全、可靠。

[0017] 有益效果：本发明的罐笼承载钢丝绳伸长量的智能补偿方法及专用装置，结构简单，操作方便，能够实现智能化，且能确保矿车（或无轨胶轮车等）进出罐笼平稳、安全、可靠，具有很好的实用性，特别适合于深立井和大型设备提升矿井中使用，能够产生很好的经济效益和社会效应。

附图说明

[0018] 图1是井底罐笼称重托罐的结构示意图；

[0019] 图2是井底罐笼称重托罐的俯视图。

具体实施方式

[0020] 下面结合具体附图对本发明做进一步的说明。

[0021] 一种罐笼承载钢丝绳伸长量的智能补偿方法，包括以下步骤：

[0022] （1）测定罐笼负载前提升绞车电动机电流信号I1；

[0023] （2）测定罐笼负载时提升绞车电动机电流信号I2；

[0024] （3）提升绞车释放钢丝绳，罐笼下落至井下，井下托罐开始承接罐笼，提升绞车继续释放钢丝绳，I2值变化，PLC判断I2与I1关系，并根据预设条件确定提升绞车停止释放钢丝绳的起始点。其中，当I2≤I1时，确定为提升绞车停止释放钢丝绳起始点，也可以当I2接近I1时，确定为提升绞车停止释放钢丝绳起始点，接近程度以钢丝绳的弹性回弹量可控在安全范围之内为宜。

[0025] 罐笼承载钢丝绳伸长量的智能补偿方法的专用装置，包括PLC、电流检测器和托罐；电流检测器用于检测提升绞车电动机电流信号；PLC与电流检测器进行信号传输，并判断提升绞车停止释放钢丝绳的起始点。托罐可以为常用井底托罐，也可以为本发明所使用的托罐，具体结构如图1和图2所示，主要部件包括框架1、缓冲器2、托爪3和托爪油缸4。在框架1的一端设托爪3，托爪3由托爪油缸4驱动；托爪3与缓冲器2相连；缓冲器2固定在框架1上，缓冲器2主要由钢桶、弹簧等部件组成，弹簧设在钢桶内，在弹簧的两端均设有连接件。

[0026] 本发明的罐笼承载钢丝绳伸长量的智能补偿方法的专用装置，通过电流检测器先检测出空罐运行时（负载前）提升绞车电动机电流信号I1，然后检测出重罐（带负荷）运行时提升绞车电动机电流信号I2，罐笼装载重量为ΔM=K(I2－I1)。当罐笼以低速爬行速度正常承接于两个托罐的的四个托爪上，因罐笼停止而提升绞车还在继续运行，此时作用于提升绞车上的扭矩逐渐减小，提升绞车电动机电流信号也逐渐减小，当提升绞车电动机电流信号I2接近、等于或小于空罐运行时提升绞车电动机电流信号I1时，优选等于，提升绞车就可以停止释放钢丝绳，此时钢丝绳的过放量接近或等于因提升重量变化而引起的提升钢丝绳的弹性伸长变化量，这样，矿车(或无轨胶轮车等)进出罐笼平稳、安全、可靠。

[0027] 本发明的罐笼承载钢丝绳伸长量的智能补偿方法及专用装置，结构简单，操作方便，能够实现智能化，且能确保矿车（或无轨胶轮车等）进出罐笼平稳、安全、可靠，具有很好的实用性，特别适合于深立井和大型设备提升矿井中使用，能够产生很好的经济效益和社会效应。