专利名称：一种提升设备提升钢丝绳的实时监测和控制保护装置的制作方法
技术领域：
一种提升设备提升钢丝绳的实时监测和控制保护装置技术领域[0001]本实用新型涉及矿山和建筑等领域常用的缠绕式提升设备提升钢丝绳松绳或被 强拉伸时实时监测和控制保护装置。
背景技术：
[0002]矿山和建筑领域的缠绕式提升设备运行时，提升钢丝绳松绳或被强拉伸往往会导 致重大安全事故，许多科技论文和专利对此提出了防护装置。[0003]论文1:《汾煤科技》1990年第3期提升绞车松绳保护讨论，作者史一清提出在天 轮底座下安装电阻应变片测力传感器，检测出天轮受力的变化，由直流放大和比较电路自 动将天轮所受的力值与设定值比较，当出现天轮受力小于设定值时，电路输出信号断开安 全回路。该方法设定值为提升钢丝绳延放到最长时钢丝绳的重量反映在天轮上所承受的压 力。其缺点该方法测力传感器选用范围较小，直流放大、比较电路的稳定性和准确性受电 路自身特点，如温漂、电源电压稳定性等的影响明显。[0004]论文2 《江苏煤碳》1995第3期关于提升机全程松绳保护装置的研究。作者袁小平 和王向阳提出当提升容器被卡住时，与容器连接处的一段钢丝绳必然松弛，从而导致钢 丝绳的拉力下降，因此该方案在容器与钢丝绳连接处串入一高可靠系数的拉力传感器，利 用微机系统连续监测提升机钢丝绳的拉力太小，从而判断容器是否发生被卡事故。装设在 提升罐笼上的单片机系统实时监测钢丝绳的拉力信号。提升机正常运行时，有FmirKFMR 丝绳受力)〈Fmax，当钢丝绳拉力F远小于Fmin时，单片机系统将判别出此时是否发生卡罐 松绳故障。如果是松绳故障.将立即通过无线电发收系统将信号送到地面绞车房。经逻辑 判断后驱动执行机构停车，实现松绳保护。该方法是将测力传感器安装在提升钢丝绳与被 提升容器之间。该测力传感器的结构需要特殊设计，以确保提升设备的安全。该测力传感 器及信号处理系统工作环境比较潮湿、并易于受外物碰砸和酸碱水腐蚀，其工作的稳定性 受到影响。在运行过程中，特别是测力传感器及信号处理系统处于井筒二个中段中间时，如 因测力传感器及信号处理系统出现误动作，维修极不方便，将严重影响到提升设备的正常 运行。[0005]已公开的实用新型专利一是利用行程开关、感应开关、红外线检测仪、机械杠杆 等方式检测提升设备滚筒与天轮之间钢丝绳松弛下垂距离，以判断钢丝绳是正常运行还是 松绳，达到松绳保护的目的。二是利用滚筒钢丝绳出绳线速度与天轮上钢丝绳线速度差，判 断松绳，达到松绳保护的目的。上述专利技术方案的缺陷是如果天轮与提升物之间钢丝绳 重量远大于天轮至滚筒之间钢丝绳，松绳将出现在天轮与提升物之间，而天轮至滚筒之间 钢丝绳不出现松弛现象，而不能被检测发现，存在保护死区。发明内容[0006]本实用新型要解决的技术问题是提供一种提升设备提升钢丝绳的实时监测和控 制保护装置。[0007]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是一种提升设备提升钢丝绳的实 时监测和控制保护装置，包括井架天轮，在所述井架天轮的底座下安装压力-电容式传感 器、压力-电感式传感器或者压力-电磁式传感器，或者在所述井架天轮的悬挂系统上安装 拉力-电容式传感器、拉力-电感式传感器或者拉力-电磁式传感器；在井架天轮旁侧配 置配套变送器，变送器将反映钢丝绳提升力的电压或电流信号或数字信号传送给PLC或单 片微机或其它自动控制设备的输入接口通道；PLC或单片微机或其它自动控制设备自动进 行A/D转换、计算、比较，对运行周期采样和计算实际适时受力值，按设定周期计算受力平 均值，连续进行受力平均值与适时受力值比较、判断；当适时受力值小于受力平均值并超越 10%-50%时，认为出现松绳；当适时受力值大于受力平均值并超越10%-50%时，认为出现意 外受力拉伸现象。[0008]所述PLC或单片微机或其它自动控制设备7与提升系统的安全回路联锁，当出现 松绳或意外受力拉伸现象时，PLC或单片微机或其它自动控制设备7断开安全回路，实现松 绳保护或意外受力拉伸保护，并发出警示信号，同时进行电路状态保持，待人工确认事件解 决后，由人工恢复控制回路正常状态。[0009]所述在井架天轮的底座下安装压力-电容式传感器、压力-电感式传感器或者压 力-电磁式传感器，适用于提升能力大于或等于3 吨的提升设备；所述在井架天轮的悬 挂系统13上安装拉力-电容式传感器14、拉力-电感式传感器或者拉力-电磁式传感器， 适用于提升能力小于5吨的提升设备。[0010]所述PLC或单片微机或其它自动控制设备7与显示设备配套，适时显示天轮受力 情况，帮助现场人员判断罐笼或者箕斗的安全状态。[0011]本实用新型的有益效果是[0012]1、本装置可以实现提升设备运行全程范围内松绳和意外受拉伸实时监控和自动 保护，确保提升设备安全运行。[0013]2、本装置可以根据现场安装条件和提升钢丝绳及提升容器自重选择最合适的测 力传感器及提升力超越设定区域。[0014]3、提升设备正常运行时，PLC或单片微机或其它等自动控制设备适时计算压力值 与固定周期(如计算机10个运算周期)平均值误差非常小，可实现高灵敏计算判别。同时， 温度、湿度和电源电压漂移，及传感器参数漂移，对PLC或单片微机等自动控制设备适时采 样、运算和判断不产生影响。当出现松绳或罐笼、箕斗等受卡钢丝绳拉伸时，天轮所受力突 变明显，PLC或单片微机等自动控制设备采样计算值变化大且敏感。PLC或单片微机等自动 控制设备运行速度非常快，可以在极短的时间内实现采样、检测、判别到控制。同时，PLC或 单片微机等自动控制设备稳定性好。该PLC或单片微机等自动控制设备既可以与现有提升 设备控制计算机或单片微机等自动控制设备共用(扩展2个模拟量输入接口通道)，也可以 另配小型PLC或单片机或其它自动控制设备实现采样、对比和输出控制信号，实时监控和 自动保护，确保提升设备安全运行。[0015]4、本装置能够显示天轮受力情况，实时监控和自动保护，确保提升设备安全运行。
[0016]
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。[0017]图1是在井架天轮的底座下安装压力传感器的结构示意图。[0018]图2是在井架天轮的悬挂系统上安装拉力传感器的结构示意图。[0019]图3是本实用新型对提升钢丝绳实时监控和自动保护的示意框图。
具体实施方式
[0020]实施例1如图1、3所示一种提升设备提升钢丝绳的实时监测和控制保护装置，井 架天轮I的底座3安装在压力-电容式传感器4、或者压力-电感式传感器、或者压力-电 磁式传感器上，压力-电容式传感器4安装在井架横梁5上，在井架天轮I旁侧配置配套变 送器6，变送器6将反映钢丝绳2提升力的电压或电流信号或数字信号传送给PLC或单片 微机或其它自动控制设备7的输入接口通道；PLC或单片微机自动控制设备7自动进行A/D 转换、计算、比较，对运行周期采样和计算实际适时受力值，按设定周期计算受力平均值，连 续进行受力平均值与适时受力值比较、判断；当适时受力值小于受力平均值并超越20%时， 认为出现松绳；当适时受力值大于受力平均值并超越20%时，认为出现意外受力拉伸现象。[0021]所述PLC或单片微机或其它自动控制设备7与提升系统的安全回路联锁，当出现 松绳或意外受力拉伸现象时，PLC或单片微机或其它自动控制设备7断开安全回路，实现松 绳保护或意外受力拉伸保护，同时自动响起警铃，亮起松绳信号灯9或意外受力拉伸信号 灯10报警。[0022]同时进行电路状态保持，待人工确认事件解决后，由人工按下按钮11恢复控制回 路正常状态。[0023]所述在井架天轮底座3下安装压力-电容式传感器、压力-电感式传感器或者压 力-电磁式传感器，适用于提升能力大于或等于3吨的提升设备；所述PLC或单片微机或 其它自动控制设备7与显示设备8配套，适时显示井架天轮I受力情况，帮助现场人员判断 罐笼或者箕斗的安全状态。[0024]所述PLC或单片微机或其它自动控制设备7、显示设备8、松绳信号灯9、意外受力 拉伸信号灯10和按钮11都安装在控制柜12内。[0025]实施例2 对于不同的提升设备，实施例1所述的当适时受力值可调节为小于 受力平均值并超越30%时，认为出现松绳；当适时受力值大于受力平均值并超越30%时，认 为出现意外受力拉伸现象。[0026]实施例3如图2所示实施例1所述的一种提升设备提升钢丝绳的实时监测和控 制保护装置，当提升设备提升能力小于5吨时，在井架天轮的悬挂系统13上安装拉力-电 容式传感器14、或者拉力-电感式传感器或者拉力-电磁式传感器。其余与实施例1相同。
权利要求1.一种提升设备提升钢丝绳的实时监测和控制保护装置，包括绕过井架天轮(I)的钢丝绳(2)，其特征在于在所述井架天轮(I)的底座(3)与井架横梁(5)之间安装压力-电容式传感器(4)、压力-电感式传感器或者压力-电磁式传感器或压力-电阻式传感器，或者在所述井架天轮(I)的悬挂系统(13)上安装拉力-电容式传感器(14)、拉力-电感式传感器或者拉力-电磁式传感器或压力-电阻式传感器；在井架天轮(I)旁侧配置配套变送器(6)，变送器(6)将反映钢丝绳提升力的电压或电流信号或数字信号传送给PLC或单片微机或其它自动控制设备(7)的输入接口通道。
2.根据权利要求1所述一种提升设备提升钢丝绳的实时监测和控制保护装置，其特征在于所述在井架天轮的底座(3)下安装压力-电容式传感器、压力-电感式传感器或者压力-电磁式传感器，适用于提升能力大于或等于3吨的提升设备；所述在井架天轮的悬挂系统(13)上安装拉力-电容式传感器(14)、拉力-电感式传感器或者拉力-电磁式传感器， 适用于提升能力小于5吨的提升设备。
3.根据权利要求1所述一种提升设备提升钢丝绳的实时监测和控制保护装置，其特征在于所述PLC或单片微机或其它自动控制设备(7)与显示设备(8)配套，适时显示天轮受力情况，帮助现场人员判断罐笼或者箕斗的安全状态。
专利摘要本实用新型涉及一种提升设备提升钢丝绳的实时监测和控制保护装置，在井架天轮的底座下安装压力-电容式传感器，或者在井架天轮的悬挂系统上安装拉力-电容式传感器；在天轮旁侧配置配套变送器，变送器将反映钢丝绳提升力的电压或电流或数字信号传送给自动控制设备；自动控制设备对运行周期采样和计算实际适时受力值，按设定周期计算受力平均值，连续进行受力平均值与适时受力值比较；当适时受力值小于受力平均值并超越20%时，认为出现松绳；当适时受力值大于受力平均值并超越20%时，认为出现意外受力拉伸；自动控制设备与安全回路联锁，当出现松绳或意外受力拉伸时，断开安全回路，实现松绳保护或意外受力拉伸保护，并发出警示信号。
文档编号B66B5/12GK202829188SQ201220365160
公开日2013年3月27日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者严正斌 申请人:江西稀有金属钨业控股集团有限公司