专利名称：监测推移千斤顶的方法
技术领域：
本发明涉及用于监测井下开采所用的掩护支架(Ausbauschild)的推移千斤顶 (Schreitzylinder)的一种方法和装置。
背景技术：
由技术背景得知，在液压千斤顶内部采用长度测量系统来实现推移千斤顶的行程 测量。为此目的例如应用Reed (干簧管)测杆或者超声波长度测量系统。然而这样的测量 系统对于掩护支架的更新改造或者对于很简单的掩护支架来说成本都比较高。
发明内容
因此本发明的目的是提出一种用于监测推移千斤顶的方法和装置，利用此方法和 装置可以不改变推移千斤顶，在低成本的情况下实现对推移千斤顶的监测，也就是对其各 个位置的监测。该目的通过独立权利要求所述的特征来实现，尤其是通过一种监测井下开采所 用的掩护支架的推移千斤项的方法，这种掩护支架具有至少一个底座(Kufe)和一个顶梁 (Kappe)，在它们之间布置了至少一根支柱，其中在掩护支架上设置了至少一个探测器，其 包括至少两个并且优选为三个加速度传感器，它们的测量轴线基本上相互正交地延伸。由DE 102007035848A1得知一种掩护支架，其具有上面所述类型的探测器，这种 掩护支架的整个内容通过引用完全地成为本专利申请的内容。为了监测推移千斤顶的位置，根据本发明使其运动并采集由探测器在推移千斤顶 运动期间所测的加速度值。然后由采集的加速度值求出推移千斤顶的位置。本发明所基于的认识在于，即借助于设计在掩护支架上或者也在推移装置上的加 速度传感器可以识别出推移千斤顶的位置，这是因为通常在所提供的千斤顶行程内部由于 顺畅的运动而产生了新的位置。利用探测器也可以说明以什么样式和方式使掩护支架停 止。例如如果掩护支架在经过了一段行程之后突然中断运动，该行程大致相当于千斤顶的 最大行程，那么由此可以推断出，推移千斤顶到达了其终端位置。相反如果在行程期间运动 中断并且在此速度慢慢地降低，那么由此可以推断出，掩护支架被卡住，并且可以通过正常 的回收(Rauben)实现完全地移架。这个过程也可以又利用探测器来监测，这是因为加速度 传感器可以探测到掩护支架是否又移动了并达到终端位置。本发明的有利实施形式在说明书、附图以及从属权利要求中加以说明。根据第一有利的实施形式可以将探测器所测的加速度值进行积分，以求出运动的 速度。以这种方法可以推断出掩护支架是否按规定行进，并且如果是的话，以何种方式行 进。根据另一种有利的实施形式，可以由所测的加速度值求出推移千斤顶经过的行 程，其方式是例如将通过在时间上进行积分的加速度再次进行积分。此外根据另一种有利的实施形式，可以由所测的加速度值并考虑到推移千斤顶的
3最大行程求出，推移千斤顶是否达到其终端位置。即如果已知了推移千斤顶的最大行程，那 么可以通过终端位置的对比，也就是说按照速度降到零来确定，推移千斤顶的最大行程是 否基本上实现，或者是否不是这样。此外根据另外一种有利实施形式，在没有达到终端位置时可以将掩护支架回 收(geraubt)，并接着自动地重新操纵推移千斤顶，以便在掩护支架夹卡时也进行移架 (Schreiten)0可能有利的是，当推移千斤顶开始运动时，就开始检测加速度值，因为在这种情况 下保证了没有探测到其它对于掩护支架的作用。由于同样原因可能有利的是，在推移千斤 顶运动期间没有将掩护支架的其它千斤顶激活，这是因为否则可能得到错误的测量值。根据发明也设置了 一种用于实施上面所述方法的控制装置，利用该控制装置可以 将推移千斤项激活并检测到由探测器所测的加速度值。此外控制装置可以借助于微处理器 所测的加速度值求出推移千斤顶的位置，例如使求出的加速度值对时间进行两次积分。此 外可以将推移千斤项的最大行程输入至控制装置中，从而通过比较装置可以确定，借助于 探测器所求出的推移千斤顶经过的行程是否基本上相当于推移千斤顶的最大行程。具有加速度传感器的探测器可以装配在掩护支架的顶梁(Kappe)上。然而也可以 将其固定在底座上或者推移机构(Schreitwerk)自身上，因为在其中每种情况下当掩护支 架运动时就可以探测到它的加速。
以下纯粹示例性地根据一种有利的实施形式并参照附图对本发明进行说明。所示 为图1是掩护支架的侧视图；和图2是所采集的加速度值和由此计算出的速度变化曲线以及所走过行程的图示。
具体实施例方式图1表示了设置的掩护支架，其具有两个底座14，它们分别通过支柱18与顶梁22 连接。标号24和26表示了四连杆机构中的连杆，它们与掩护梁28连接。利用标号32表示了一个纯粹简略示出的探测器，其固定在顶梁22的底面上。探 测器32在所示的实施例中具有三个结构上分开的加速器传感器，它们的测量轴线相互正 交延伸，因而可以不取决安装位置而实现既在纵向方向上又在横向方向上测量加速度。所 用的加速度传感器的测量范围大致为士 lg。此外可替代地或者附加地在掩护梁28上和/ 或在一个或两个连杆24和26上也可以设置探测器。探测器也可以使用作为倾角传感器， 正如这在DE 102007035848中所描述的那样。此外图1所示的掩护支架具有带有一个推移千斤顶34的推移机构，该推移千斤顶 固定在输送机35上，并且在这千斤顶里可以集成有长度测量系统。对于冗余，或者在长度 测量系统失效时，可以由探测器32的信号测定推移千斤顶34的位置。与上面所述的掩护支架连接有控制装置，其借助于设置在连杆24和26中任一个 上的倾角探测器，以及另一设置在掩护梁28上的另一倾角探测器来计算出支架的升起高 度。这种计算由于所应用的倾角探测器可以与支架的纵向倾斜或横向倾斜无关地进行。
(在附图中未示出的)控制装置与探测器32连接，并且一方面当需要时，触发推移 千斤顶的运动。另一方面和推移千斤顶的运动同步地进行检测，在推移千斤顶运动期间由 探测器32的加速度传感器测量其加速度值。这些值被存储并且例如根据时间作为变化曲 线A表示在图2中。由于存在有摩擦，掩护支架具有正的和负的加速度，其中在推移千斤顶 最大行程的终端加速度突然降到零。通过加速度值在时间上的积分可以由控制装置求出当前的速度，其通过点线B示 出。通过再次积分最终可以求出推移千斤顶和因此也是掩护支架所经过的行程，该行程以 虚线C在图2中示出。通过对比所测的和计算的加速度值、速度值或经过的行程值，并通过与(已知的) 推移千斤顶的最大行程可以求出，推移千斤顶是否到达其终端位置。如果没有达到，那么控 制装置可以自动地重新回收并接着操纵，也就是说激活推移千斤顶伸出和/或收回，从而 使其仍然到达其终端位置。
权利要求
一种方法，用于监测井下开采所用的掩护支架的推移千斤顶，所述掩护支架具有至少一个底座(14)和一个顶梁(22)，在所述底座和所述顶梁之间布置了至少一根支柱(18)，其中在所述掩护支架上设置了至少一个探测器(32)，所述探测器包括至少两个并且优选为三个加速度传感器，所述加速度传感器的测量轴线基本上相互正交地延伸，所述方法包括以下步骤使所述推移千斤顶运动；采集由所述探测器在所述推移千斤顶运动期间所测的加速度值；由所述加速度值求出所述推移千斤顶的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所测的所述加速度值进行积分，求出运 动的速度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，由所测的所述加速度值求出所述推移 千斤顶经过的行程。
4.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，由所测的所述加速度值考 虑到所述推移千斤顶的最大行程，求出所述推移千斤顶是否达到了其终端位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在没有达到所述终端位置时使所述掩护 支架回收并接着重新操纵所述推移千斤顶。
6.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在所述推移千斤顶开始运 动时，就开始采集所述加速度值。
7.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在所述推移千斤顶运动期 间，所述掩护支架的其它千斤顶不进行运动。
8.一种用于实施根据上述权利要求中至少一项所述的方法的控制装置，包括用于激活推移千斤顶(34)的装置；用于采集由探测器(32)在所述推移千斤顶(34)运动时所测的加速度值的装置；和用于从所述加速度值求出所述推移千斤顶(34)位置的装置。
9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，用于由所述加速度值求得所述推移 千斤顶(34)位置的装置具有积分装置。
10.根据权利要求8或9所述的控制装置，其特征在于，设置比较装置，所述比较装置由 所测的所述加速度值，考虑到所述推移千斤顶(34)的最大行程，求出所述推移千斤顶是否 基本上到达其终端位置。
全文摘要
本发明涉及一种方法，用于监测井下开采所用的掩护支架的推移千斤顶，设置加速度传感器，利用这些传感器可以测定推移千斤顶的位置。
文档编号E21D23/18GK101963063SQ20101023632
公开日2011年2月2日 申请日期2010年7月21日 优先权日2009年7月22日
发明者约翰内斯·柯尼希, 马丁·路透 申请人:玛珂系统分析和开发有限公司