一种矿井提升机液压站阀芯卡阻检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种矿井提升机液压站阀芯卡阻检测装置。

背景技术：

矿井提升机是煤矿和非煤矿山等矿山生产的咽喉设备，相对于主井提升机担负着全矿的生产运输任务，而相对于副井则担负着全矿的矸石提升、材料运输和人员上下井的运输任务，从这个意义上讲，矿井提升机的安全运行不仅关系着矿山产量更重要的是员工的人身安全！

矿井提升机在出现重大故障时实施安全制动过程中，从即时速度到静止的减速过程是通过液压站控制制动器抱闸对提升机实施紧急制动来实现的，如果此时由于液压站电磁阀阀芯卡阻不能正常工作，将会发生制动器不能正常抱闸的现象，从而造成安全制动失灵，进而发生过卷冲顶、断绳事故，都会给矿山生产带来经济损失甚至于人员伤亡的严重后果！

由此可见，液压站电磁阀是否正常工作决定了提升机安全制动的成败，目前现有的国产矿井提升机液压站都没有设置阀芯卡阻检测装置，为了解决上述存在的问题，相关厂商极力谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，因此如何研制一种能有效检测液压站电磁阀阀芯是否卡阻并能预警和报警的装置实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的矿井提升机液压站存在的缺陷，本实用新型基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种矿井提升机液压站阀芯卡阻检测装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于克服现有的矿井提升机液压站存在的缺陷，而提供一种矿井提升机液压站阀芯卡阻检测装置，在液压站各电磁阀安装阀芯卡阻检测元件和电磁阀电压检测部件用于实时检测电磁阀阀芯位置和线圈带/失电情况并将检测结果传送给主控制器，主控制器根据检测结果并结合提升机主电控系统接点信号状态及形成的逻辑关系三位一体综合判断阀芯是否发生卡阻，并能在发生阀芯卡阻时预警或报警及时采取预案使提升机可靠紧急制动，确保提升机运行安全。

本实用新型是采用以下技术方案来实现的，依据本实用新型提出的一种矿井提升机液压站阀芯卡阻检测装置，包括主控制器、阀芯卡阻检测元件、电磁阀电压检测部件、触摸屏显示单元和提升机主电控系统，其中，主控制器与阀芯卡阻检测元件、电磁阀电压检测部件和触摸屏显示单元和提升机主电控系统均信号连接；所述的提升机主电控系统中设置有提升机主电控系统的安全回路干接点ac、工作闸继电器干接点gz和报警信号干接点kz；主控制器接收提升机主电控系统的安全回路干接点ac和工作闸继电器干接点gz并向提升机主电控系统输出报警信号干接点kz；

提升机主电控系统还与液压站电磁阀相连用于向电磁阀提供电源；阀芯卡阻检测元件和电磁阀电压检测部件还均与液压站电磁阀相连分别用于检测电磁阀阀芯位置和电磁阀线圈的带/失电情况并将检测结果传送给主控制器；

提升机液压站每一路电磁阀均安装有阀芯卡阻检测元件和电磁阀电压检测部件，每一路的阀芯卡阻检测元件和电磁阀电压检测部件的检测结果均实时传送给主控制器，主控制器根据阀芯卡阻检测元件、电磁阀电压检测部件的检测结果以及ac接点和gz接点的状态，判断电磁阀带/失电状态是否正常以及电磁阀工作是否正常，从而判断液压站工作状态是否正常；如果液压站工作状态不正常则主控制器向提升机主电控系统输出报警信号，提升机主电控系统收到报警信号后停止提升机运行并停机检修。

前述的矿井提升机液压站阀芯卡阻检测装置，其中，报警信号干接点kz包括电磁阀线圈带电情况是否正常的报警干接点kz1和电磁阀阀芯位置是否正常的报警干接点kz2。

前述的矿井提升机液压站阀芯卡阻检测装置，其中，所述的阀芯卡阻检测元件采用精密微动开关，电磁阀电压检测部件采用光电耦合器。

进一步地，精密微动开关安装在电磁阀阀芯尾部用于实时检测阀芯位置，光电耦合器与电磁阀线圈相连用于实时检测电磁阀线圈带/失电情况。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型在矿井提升机液压站中，增设了阀芯卡阻检测功能和电磁阀线圈带/失电检测功能，形成液压站多重检测和保护，根据提升机主电控系统接点信号形成的逻辑关系三位一体综合判断阀芯是否发生卡阻。不仅可以在电磁阀阀芯卡阻时报警，而且可以在线圈带/失电情况不正常时及时报警，提升机主电控系统收到报警信号及时采取预案紧急制动，停机检修，确保提升机运行安全。本实用新型提高了故障检测的实效性特别是提高了提升系统的安全性和可靠性，有效地避免了由于电磁阀失效而引发的安全制动失灵故障，从而根除了造成蹲罐、冲顶、断绳事故以及严重时可能造成人员伤亡的事故。

附图说明

图1是本实用新型的连接结构示意图；

图2是本实用新型的电控原理示意图；

图3是线圈带电时阀芯卡阻检测元件检测阀芯位置的原理示意图；

图4是线圈失电时阀芯卡阻检测元件检测阀芯位置的原理示意图；

图5是阀芯卡阻检测元件检测阀芯位置不正常状态的原理示意图。

1：主控制器2：阀芯卡阻检测元件3：电磁阀电压检测部件

4：触摸屏显示单元5：提升机主电控系统6：液压站电磁阀

7：金属片ⅰ8：金属片ⅱ9：连杆10：弹簧11：固定板

12：触点ⅰ13：触点ⅱ6.1：电磁阀线圈6.2：电磁阀阀体

6.3：电磁阀阀芯

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种矿井提升机液压站阀芯卡阻检测装置其具体实施方式及其功效，详细说明如下。

本实用新型包括主控制器1、阀芯卡阻检测元件2、电磁阀电压检测部件3、触摸屏显示单元4和提升机主电控系统5，所述的提升机主电控系统中设置有提升机主电控系统的安全回路干接点ac、工作闸继电器干接点gz和报警信号干接点kz；其中，主控制器1与阀芯卡阻检测元件2、电磁阀电压检测部件3和触摸屏显示单元4和提升机主电控系统5均信号连接，主控制器1接收提升机主电控系统的安全回路干接点ac和工作闸继电器干接点gz的信号以及向提升机主电控系统输出报警信号干接点kz。提升机主电控系统5还与液压站电磁阀相连用于向每个电磁阀提供电源。提升机液压站内设置多路电磁阀，每一路电磁阀均安装有阀芯卡阻检测元件2和电磁阀电压检测部件3，阀芯卡阻检测元件2和电磁阀电压检测部件3均与相对应的液压站电磁阀相连分别用于检测相应的电磁阀阀芯位置和检测电磁阀线圈的带/失电情况并将检测结果传送给主控制器。

在矿井提升机工作时，提升机主电控系统给每个电磁阀供应电源，阀芯卡阻检测元件实时检测相应的电磁阀阀芯位置并将这些检测阀芯位置的信号传送给主控制器，电磁阀电压检测部件实时检测相应的电磁阀线圈的带/失电情况并将这些检测信号传送给主控制器，提升机主电控系统中的安全回路干接点ac和工作闸继电器干接点gz的信号传送给主控制器，主控制器根据液压站液压回路工作原理及各电磁阀动作的逻辑关系结合阀芯卡阻检测元件、电磁阀电压检测部件的检测结果以及ac接点和gz接点的状态，判断电磁阀带/失电状态是否正常以及电磁阀工作是否正常(即阀芯是否卡阻)，从而判断液压站工作状态是否正常。如果液压站工作状态不正常(包括各电磁阀动作的逻辑关系、电磁阀带/失电状态和阀芯动作不正常)则主控制器向提升机主电控系统输出报警信号，提升机主电控系统收到报警信号后停止提升机运行并停机检修。各电磁阀线圈带/失电状态和电磁阀阀芯工作状态(即阀芯位置)以及报警信号在触摸屏显示单元上显示并保存记录。

以图2为例进行说明，图2显示了应用于单绳双筒提升机液压站的阀芯卡阻检测装置。单绳双筒提升机液压站包含7路电磁阀，分别对应调绳电磁阀yv1、调绳电磁阀yv2、安全制动电磁阀yv3、全制动电磁阀yv4、二级制动电磁阀yv5、二级制动电磁阀yv6、安全制动冗余电磁阀yv7。主控制器采用fx2n-3u型plc；阀芯卡阻检测元件可以采用精密微动开关，阀芯卡阻检测元件设置7路检测单元，分别对应调绳电磁阀yv1和yv2、安全制动电磁阀yv3和yv4及安全制动冗余电磁阀yv7、二级制动电磁阀yv5和yv6；电压检测部件可以采用光电耦合器，电压检测部件设置7路检测单元检测各电磁阀线圈电压(即检测各电磁阀线圈带/失电情况)，电压检测部件直接从电磁阀线圈两端接线以防止提升机主电控系统为电磁阀供电时断线引起的误检测，7路电压检测部件分别对应调绳电磁阀yv1和yv2、安全制动电磁阀yv3和yv4及安全制动冗余电磁阀yv7、二级制动电磁阀yv5和yv6；触摸屏显示单元以通讯方式与plc连接；提升机主电控系统的干接点联络信号ac、gz、kz均以干接点形式与主控制器连接。

图2中包含7路液压站电磁阀，每一路电磁阀上均安装阀芯卡阻检测元件(可以采用精密微动开关)以及电磁阀电压检测部件(可以采用光电耦合器)，具体而言，在每个电磁阀线圈处引出两条线连接一个光电耦合器，通过光电耦合器检测相对应的电磁阀线圈带/失电情况并将检测信号传送给主控制器。在电磁阀阀芯尾部安装一个精密微动开关，精密微动开关检测阀芯位置的原理示意图如图3-图5所示，电磁阀阀芯尾部连接有一连杆9，连杆上用锁紧螺母固定两个薄金属片，薄金属片可以采用铜片，通过锁紧螺母可以调整两个薄金属片之间的距离以适应不同阀芯行程的电磁阀，连杆末端连接有一弹簧10，弹簧末端固定在固定板11上。正常情况下，如果光电耦合器检测到电磁阀线圈带电，则阀芯应向线圈方向移动，金属片ⅰ7应与触点ⅰ12连接并导通，而此时金属片ⅱ8与触点ⅱ13断开；如果光电耦合器检测到电磁阀线圈失电，则阀芯应远离线圈，使金属片ⅰ与触点ⅰ断开，而此时金属片ⅱ应与触点ⅱ连接并导通。此时微动开关检测到的阀芯位置状态为正常状态，微动开关检测结果传送给主控制器后在触摸屏显示单元显示。如果光电耦合器检测到电磁阀线圈为带电状态但是金属片ⅰ没有与触点ⅰ连接，或者光电耦合器检测到电磁阀线圈为失电状态但是金属片ⅱ没有与触点ⅱ连接，此时阀芯位置状态为非正常状态，微动开关的检测结果传送给主控制器，主控制器接收到微动开关的检测结果并结合光电耦合器的检测结果判定液压站电磁阀工作状态不正常，此时主控制器向提升机主电控系统输出报警信号干接点kz。主电控系统收到报警信号后及时停机检修，避免安全制动失灵造成安全事故。

图3-图4中的弹簧是为了保证金属片ⅰ与触点ⅰ连接的可靠性。当金属片ⅰ与触点ⅰ连接时，弹簧通过连杆对阀芯具有一定的作用力以保证金属片ⅰ与触点ⅰ连接可靠。弹簧的作用力比较微弱，应不足以影响阀芯正常动作且保证金属片ⅰ和金属片ⅱ与触点ⅰ和触点ⅱ的正常连接。

图2中报警信号干接点kz包括电磁阀线圈带电情况是否正常的报警干接点kz1和电磁阀阀芯位置是否正常的报警干接点kz2。根据安全回路干接点ac和工作闸继电器干接点gz的接点状态及电磁阀动作的逻辑关系得出某电磁阀该带电时其对应的光电耦合器检测出其没有带电，此时电磁阀线圈带电情况不正常，干接点kz1报警；或者电磁阀不该带电时光电耦合器检测出其带电，此时电磁阀带电情况也不正常，干接点kz1报警。在光电耦合器检测电磁阀线圈带/失电正常的情况下，如果精密微动开关检测结果显示阀芯位置不正常，则干接点kz2报警。

本实用新型仅作为范例描述了单绳双筒提升机液压站的阀芯卡阻检测装置(包含7路检测装置)，根据提升机的型号规格不同或液压站运行工况需要可以适当增减矿井提升机液压站电磁阀的路数，同时设置相适应的阀芯卡阻检测装置回路数。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。