用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置和矿井提升系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置，包括：分别检测矿井多根提升钢丝绳的张力的多个张力检测器；与多个张力检测器相连且接收多个张力检测器检测的多个钢丝绳的张力和ID的数据传输器；提示器；分别与提示器和数据传输器相连且根据钢丝绳的张力偏差、偏差率、偏差累积值（率）、偏差变化率或者根据钢丝绳张力大小（也可是张力和，平均张力等）与某个固定的或变化的参考值的比较结果控制提示器报警提示的控制器。根据本实用新型的用于矿井提升容器的钢丝绳张力监控装置，可实时监控钢丝绳张力且具有准确性和可靠性高的优点。本实用新型还提出了一种矿井提升系统。
【专利说明】用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置和矿井提升系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及矿井提升系统，具体地，涉及用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置和具有该用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置的矿井提升系统。
【背景技术】
[0002]矿井提升容器是矿井提升系统中用于矿井中提升物料和升降人员的容器。矿井提升系统通常为多绳摩擦提升系统，其中矿井提升容器有多根钢丝绳牵引升降。在多绳矿井提升系统中，多个钢丝绳的张力大小需要保持一致，当多个钢丝绳的张力差超过一定的范围时，需要进行调整维护，否则会加快断绳等危险情况的发生。另外，每个钢丝绳的张力如果与设计值偏差较大，也可能使钢丝绳提前破坏甚至发生安全事故。现有技术中，对钢丝绳的张力通常是通过人工方式判断，准确性和可靠性差。
实用新型内容
[0003]本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。
[0004]为此，本实用新型的一个目的在于提出一种能够实时监控钢丝绳张力且准确性和可靠性高的用于矿井提升容器的钢丝绳张力监控装置。
[0005]本实用新型的另一目的在于提出一种具有上述用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置的矿井提升系统。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型的第一方面提供了一种用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置，包括:分别检测所述矿井提升系统的多根钢丝绳的张力的多个张力检测器；与多个所述张力检测器相连且接收所述多个张力检测器检测的多根钢丝绳的张力和ID的数据传输器；提示器；分别与所述提示器和所述数据传输器相连且根据钢丝绳的张力、张力偏差、张力偏差率、张力偏差累积值、张力偏差变化率之一与参考值的比较结果控制提示器报警提示的控制器。
[0007]根据本实用新型的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置，控制器可对各钢丝绳的张力(首绳张力)进行动态监测和分析，即控制器可实时监控钢丝绳张力，并可根据每个钢丝绳的张力判断钢丝绳是否存在异常，如某一个或几个钢丝绳过载以及张力不平衡等，具有准确性和可靠性高的优点，并在判断出现异常时，提供调绳维护、悬挂装置维护、绳槽调整等指示，亦可提供防过载、防重装保护信号，从而可有效地保证矿井提升作业的顺利完成，避免事故的发生，保证矿井提升作业的安全进展。
[0008]另外，根据本实用新型上述的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置还可以具有如下附加的技术特征:
[0009]所述数据传输器包括与所述控制器相连的总信号收发器和分支信号收发器，所述分支信号收发器与所述总信号收发器和每个所述张力检测器相连。
[0010]所述分支信号收发器与所述总信号收发器之间无线通信连接。
[0011]所述分支信号收发器与每个所述张力检测器之间有线连接。[0012]所述分支信号收发器与每个所述张力检测器之间连接有单片机，或单片机包含在分支信号收发器中。
[0013]所述张力检测器为力敏传感器。
[0014]所述提示器为声音、灯光报警器、显示屏和提供给提升机控制系统的提示信号中的至少一个。
[0015]所述控制器包括用于存储多个所述钢丝绳的张力的存储器。
[0016]本实用新型的第二方面提供了一种矿井提升系统，包括矿井提升容器和钢丝绳张力监控装置，所述钢丝绳张力监控装置为如上述第一方面所述的用于矿井提升容器的钢丝绳张力监控装置。
[0017]根据本实用新型的矿井提升系统，控制器可对各钢丝绳的张力(首绳张力)进行动态监测和分析，即控制器可实时监控钢丝绳张力，并可根据每个钢丝绳的张力判断钢丝绳是否存在异常，如某一个或几个钢丝绳过载以及张力不平衡等，具有准确性和可靠性高的优点，并在判断出现异常时，提供调绳维护、悬挂装置维护、绳槽调整等指示，亦可提供防过载、防重装保护信号，从而可有效地保证矿井提升作业的顺利完成，避免事故的发生，保证矿井提升作业的安全进展。
[0018]另外，根据本实用新型上述的矿井提升系统还可以具有如下附加的技术特征:
[0019]所述矿井提升容器为多个，所述钢丝绳张力监控装置为多个且与多个所述矿井提升容器一一对应，其中多个所述钢丝绳张力监控装置共用一个所述控制器。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是根据本实用新型一个实施例的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置的结构图；以及
[0021]图2是根据本实用新型另一个实施例的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置的结构图。
【具体实施方式】
[0022]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0023]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺
时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0024]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。[0025]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0026]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0027]以下结合附图描述根据本实用新型实施例的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置及矿井提升系统。
[0028]图1是根据本实用新型一个实施例的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置的结构图。如图1所示，根据本实用新型一个实施例的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置100，包括:多个张力检测器110、数据传输器120、提示器130和控制器140。
[0029]其中，多个张力检测器110分别检测矿井提升容器(图中未示出)的多根钢丝绳的张力。数据传输器120与多个张力检测器110相连且接收多个张力检测器110检测的多根钢丝绳的张力和ID。控制器140分别与提示器和数据传输器120相连且根据钢丝绳的张力(也可是张力和，平均张力等)、张力偏差、张力偏差率、张力偏差累积值、张力偏差变化率之一与参考值的比较结果控制提示器130报警提示。
[0030]矿井提升系统的矿井提升容器诸如箕斗、罐笼、矿车和吊桶等。利用矿井提升容器运送人员或者矿石等时，通常采用钢丝绳牵引矿井提升容器的方式实现，为增加提升载重量，通常对每个矿井提升容器采用多根钢丝绳牵引的方式，从而增加矿井提升系统的提升能力。
[0031]本实用新型实施例的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置100，其作用时检测钢丝绳张力是否正常，从而避免危险或事故的发生。例如，在每根钢丝绳悬挂装置上均设置一个张力检测器110，该张力检测器110可以安装在液压悬挂装置的液压推杆的端部，也可一通过贴片的方式安装在悬挂装置的板壁上，当然，也可采用其他方式安装在悬挂装置上。从而可检测每根钢丝绳的张力。在本实用新型的一个实施例中，张力检测器110例如为力敏传感器。
[0032]在上述示例中，可预先对每个钢丝绳进行编号，例如预先为每个钢丝绳分配一个ID，其作用是区分不同的钢丝绳。这样，根据ID便可区分不同钢丝绳的张力。在张力检测器110检测出钢丝绳的张力后，通过数据传输器120将每一个钢丝绳的张力和ID (或者不含ID但按预先确定的各钢丝绳顺序发送张力)发送给控制器140，以便控制器140根据钢丝绳的张力偏差、张力偏差率、张力偏差累积值、张力偏差变化率或者根据钢丝绳张力大小(也可是张力和，平均张力等)与参考值的比较结果控制提示器130报警提示。在该示例中，参考值由经验值确定。
[0033]举例来说，例如有4根(即4个)钢丝绳，ID分别为01、02、03和04，用于分别检测01-04号钢丝绳的4个张力检测器110检测的张力分别为100F、105F、103F和140F，则01-04的4个钢丝绳的张力之间的最大差值40F，而根据经验值判断当钢丝绳的张力之间的最大差值超过30F时，便说明某个或者某几个钢丝绳承受的张力较大，而存在一个或几根钢丝绳承受的张力较小，这样，容易造成承受张力较大的钢丝绳断掉而发生事故。因此，控制器140内可以将钢丝绳的张力之间的最大差值与一个预设值(即参考值)进行比较，如上所示，预设值为30F，而钢丝绳的张力之间的最大差值为40F，则控制器140判断钢丝绳存在异常，如某几个钢丝绳存在过载以及钢丝绳之间的张力不平衡，此次，控制器140控制提示器130进行报警，从而避免事故或者危险的发生，有效提升了矿井提升容器运行时的安全性。
[0034]此外，控制器140还可根据每根钢丝绳的张力等与参考值的比较结果控制提示器130报警提示。举例来说，01-04的4个钢丝绳对应的4个张力检测器110检测的张力分别为100F、105F、103F和140F，而参考值为100F，则可认为01-03的3个钢丝绳对应的张力检测器110检测的张力均在正常范围内，而04的钢丝绳对应的张力检测器110检测的张力不在合理范围内，因此，判断钢丝绳存在异常，便控制提示器130报警。在本实用新型的一个实施例中，提示器诸如为但不限于:声音和/或灯光报警器。
[0035]图2是根据本实用新型另一个实施例的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置的结构图。
[0036]结合图1和图2所示，数据传输器120包括:总信号收发器121和分支信号收发器122。其中，总信号收发器121与控制器140相连。分支信号收发器122与总信号收发器121和每个张力检测器110相连。进一步地，分支信号收发器122与总信号收发器121之间无线通信连接。这样，方便分支信号收发器122与总信号收发器121之间的通讯，省去布线的繁琐和成本，而总信号收发器121通常设置在地面以上(如矿井口外)，分支信号收发器122通常设置在运动的矿井提升容器的顶部，因此，采用无线通信的方式具有简单可行的优点。其中，无线通信的方式可采用ZigBee, WIFI, Modbus等无线传输技术或协议实现。
[0037]再次结合图1和图2，分支信号收发器122与每个张力检测器110之间有线连接，可将分支信号收发器122设置在每个张力检测器110附近。进一步地，分支信号收发器122与每个张力检测器110之间连接有单片机150或者单片机150包含在分支信号收发器122中。单片机150可对来自每个张力检测器110检测张力进行汇总和处理，而后一并通过分支信号收发器122和总信号收发器121发送至控制器140。例如单片机150可对每个张力检测器110检测的张力进行打包或压缩处理，而后以数据包的形式传送至控制器140中，也可以是按照设定的顺序和时间间隔读取每个张力检测器110检测的张力并传送至分支信号收发器122，进而再有分支信号收发器122发送至总信号收发器121，并由总信号收发器121传送至控制器140。当然，在本实用新型的其它示例中，单片机150也可用DSP替代，DSP也可集成在分支信号收发器122中。
[0038]在本实用新型的一个实施例中，控制器140包括用于存储多根钢丝绳的张力的存储器(图中未示出)。以便日后从存储器中查看上述的日志文件，便于根据以往的日志进行分析，从而为以后对矿井提升容器进行运输的安全性提供参考依据。
[0039]根据本实用新型实施例的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置，控制器可对各钢丝绳的张力(首绳张力)进行动态监测和分析，即控制器可实时监控钢丝绳张力，并可根据每个钢丝绳的张力判断钢丝绳是否存在异常，如某一个或几个钢丝绳过载以及张力不平衡等，具有准确性和可靠性高的优点，并在判断出现异常时，提供调绳维护、悬挂装置维护、绳槽调整等指示，亦可提供防过载、防重装保护信号，从而可有效地保证矿井提升作业的顺利完成，避免事故的发生，保证矿井提升作业的安全进展。
[0040]本实用新型的进一步实施例提出了一种矿井提升系统，包括矿井提升容器和钢丝绳张力监控装置，其中，钢丝绳张力监控装置为根据上述的任一实施例中的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置100。
[0041]在本实用新型的一个实施例中，矿井提升容器为多个，钢丝绳张力监控装置为多个且与多个矿井提升容器一一对应，其中多个钢丝绳张力监控装置共用一个控制器。这样，一个矿井提升系统可同时监测通过多个矿井提升容器进行作业时的矿井提升作业的安全进展。
[0042]根据本实用新型实施例的矿井提升系统，控制器可对各钢丝绳的张力(首绳张力)进行动态监测和分析，即控制器可实时监控钢丝绳张力，并可根据每个钢丝绳的张力判断钢丝绳是否存在异常，如某一个或几个钢丝绳过载以及张力不平衡等，具有准确性和可靠性高的优点，并在判断出现异常时，提供调绳维护、悬挂装置维护、绳槽调整等指示，亦可提供防过载、防重装保护信号，从而可有效地保证矿井提升作业的顺利完成，避免事故的发生，保证矿井提升作业的安全进展。
[0043]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
[0044]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置，其特征在于，包括:分别检测所述矿井提升系统的多根钢丝绳的张力的多个张力检测器；与多个所述张力检测器相连且接收所述多个张力检测器检测的多根钢丝绳的张力和ID的数据传输器；提示器；分别与所述提示器和所述数据传输器相连且根据钢丝绳的张力、张力偏差、张力偏差率、张力偏差累积值、张力偏差变化率之一与参考值的比较结果控制提示器报警提示的控制器。
2.根据权利要求1所述的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置，其特征在于，所述数据传输器包括与所述控制器相连的总信号收发器和分支信号收发器，所述分支信号收发器与所述总信号收发器和每个所述张力检测器相连。
3.根据权利要求2所述的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置，其特征在于，所述分支信号收发器与所述总信号收发器之间无线通信连接。
4.根据权利要求3所述的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置，其特征在于，所述分支信号收发器与每个所述张力检测器之间有线连接。
5.根据权利要求4所述的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置，其特征在于，所述分支信号收发器与每个所述张力检测器之间连接有单片机或单片机包含在所述分支信号收发器中。
6.根据权利要求1所述的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置，其特征在于，所述张力检测器为力敏传感器。
7.根据权利要求1所述的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置，其特征在于，所述提示器为声音报警器、灯光报警器、显示屏和提供给提升机控制系统的提示信号中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的用于矿井提升系统的钢丝绳张力监控装置，其特征在于，所述控制器包括用于存储多个所述钢丝绳的张力的存储器。
9.一种矿井提升系统，其特征在于，包括矿井提升容器和钢丝绳张力监控装置，所述钢丝绳张力监控装置为根据权利要求1-8中任一项所述的用于矿井提升容器的钢丝绳张力监控装置。
10.根据权利要求9所述的矿井提升系统，其特征在于，所述矿井提升容器为多个，所述钢丝绳张力监控装置为多个且与多个所述矿井提升容器一一对应，其中多个所述钢丝绳张力监控装置共用一个所述控制器。
【文档编号】B66B3/00GK203582214SQ201320429059
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年7月15日 优先权日:2013年7月15日
【发明者】李希, 何太龙, 陈慧泉, 姚红卫, 汪令辉, 程帅 申请人:铜陵有色金属集团股份有限公司, 北京大华实业科技有限公司