高炉卷扬料车钢丝绳张力监控装置的制作方法

本实用新型涉及高炉炼铁技术领域，具体涉及一种高炉卷扬料车钢丝绳张力监控装置。

背景技术：

在高炉炼铁工艺中，高炉上料系统一般由卷扬机、两台料车、斜桥导轨及控制系统组成，如图1中所示；工作时，卷扬机通过钢丝绳同时拖动两台料车沿斜桥导轨上下运行、交替为高炉上料，即其中一台料车载料上行，另一台料车空车下行；正常时两台料车是相互对应的，受同一个卷扬滚筒正反转控制，一台料车到上限位置时，另一台料车到下限位置，当料车上行至上限位置时自动停止。但是，如果上行限位失控、上行料车到达上限位置不停止，上行料车就会继续上行、发生冲顶事故，使高炉休风停产，严重影响了高炉炼铁生产的连续性；此时，由于上行料车超出上限位置、而下行料车已经到底，会导致牵引下行料车的钢丝绳松弛。

为了保护料车、避免冲顶，目前常见的保护机构包括两种，①编码器（上限、超限保护）；编码器通过智能主令（或机械主令）发出停车信号串入电气连锁控制回路实行上限停止及超限保护，但是编码器比较单一，一旦发生编码器（机械主令）联轴器脱节或编码器故障等情况，上限或超限接不到可靠的停车信号，容易造成料车冲顶或掉道等事故不可避免；②部分企业在第一类保护基础上，在轨道上限位置料车前轮到达位加装了机械碰撞开关，将开关触点控制串入电气连锁来保护料车超行程，措施可靠性略有提高，但每次碰触机械开关，开关就会不可恢复性损坏，必须停产更换或临时摘除，对生产的影响和安全保护的可靠性在所难免。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是提供了一种高炉卷扬料车钢丝绳张力监控装置，有效提高对卷扬机钢丝绳的保护。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种高炉卷扬料车钢丝绳张力监控装置，包括并排设置在钢丝绳下方的两个监控箱，两个监控箱通过支架固定于地面；所述监控箱包括顶部开口的箱体、以及竖直设置在箱体内腔中的压杆，所述压杆为三级阶梯状，包括由上至下阶梯状收缩的压帽、滑配体和限位体，所述限位体底部中央开设有一凹槽，在凹槽内固定设置有压力传感器、且压力传感器的传感端略伸出凹槽，压力传感器的导线贯穿压杆后串接入卷扬机控制系统；所述滑配体与箱体的底板之间设置有第一弹簧，第一弹簧套装于限位体外侧；所述箱体的底板上还设置有与压力传感器相对应的弹性垫。

本实用新型的进一步改进在于：所述压杆包括一体成型的压帽、滑配体和限位体。

本实用新型的进一步改进在于：所述压杆包括一体成型的压帽和滑配体，在滑配体的底部开设有圆柱孔，圆柱孔内滑配设置有限位体，所述内腔顶部与限位体顶部之间设置有第二弹簧。

本实用新型的进一步改进在于：所述弹性垫的外径小于限位体的外径，在弹性垫的周围设置有刚性的垫板，所述垫板的高度高于弹性垫，且垫板与弹性垫的高度小于压力传感器伸出凹槽部分的长度；在垫板上设置有限位开关，限位开关连接卷扬机的电路系统。

本实用新型的进一步改进在于：所述滑配体的外径与箱体的内径相配合，滑配体可在箱体内上下滑动；所述压帽的外径大于箱体的内径。

本实用新型的进一步改进在于：所述压杆顶部设置为与钢丝绳的倾斜角度相似的倾斜状。

本实用新型的进一步改进在于：所述支架上设置有横向的滑轨，监控箱底部横向贯设有与滑轨相配合的滑孔。

本实用新型在采用上述技术方案后，具有如下技术进步的效果：

本实用新型提供了一种高炉卷扬料车钢丝绳张力监控装置，结构简单、设计合理、使用方便、实用性强，通过在钢丝绳下方加设监控箱，当下行料车的钢丝绳发生松弛、下垂至到监控箱上方后向下施压，使压杆向下运动，压力传感器触底后向控制系统传输信号，控制系统驱动卷机停机。本装置对现有的保护装置进行了有效补充，不必等料车冲顶后触发机械碰撞开关才停机，而是当钢丝绳松弛到一定程度、有冲顶风险时即可触发本装置而预先停机，即降低了冲顶风险，又避免了因机械碰撞开关的损坏而额外停机，有效提高了料车运行的安全性、连续性和可靠性。

本实用新型安装简易方便，无需对原有设备线进行改装，仅需在空地处加装本产品即可，监控箱的高度可通过可伸缩立柱进行高低调节、监控箱的位置可通过滑轨进行左右调节，确保两个监控箱分别位于两条钢丝绳下方。

本实用新型的压杆与箱体之间设置有第一弹簧，当钢丝绳的压力解除后，压杆可在第一弹簧的回弹力下恢复到初始位置，不需停机整修，可反复使用。

为了防止压力传感器自身失灵或导线连接故障而导致压力传感器无法向卷扬机控制系统传输信号，本实用新型提供了另一个压杆结构，在监控箱的箱底设置了限位开关，将压杆的限位体部分设置为可缩回滑配体内腔的结构，且限位体与滑配体内通过第二弹簧连接；当压力传感器接触弹性垫而未能停机，钢丝绳继续下压，压杆继续下行，至限位体缩回滑配体内腔、滑配体底部触发限位开关，直接切断卷扬机电路、迫使卷扬机停机。

附图说明

图1为本实用新型的整体连接示意图；

图2为钢丝绳张力监控装置的局部放大示意图；

图3为监控箱的第一种结构剖面示意图；

图4为监控箱的第二种结构剖面示意图。

图中各标号分别表示为：1、箱体，1-1、箱体，1-2、压帽，1-3、滑配体，1-4、限位体，1-5、压力传感器，1-6、导线，1-7、弹性垫，1-8、第一弹簧，1-9、第二弹簧，1-10、垫板，1-11、限位开关，1-12、滑孔，2、支架，2-1、滑轨，2-2、立柱，3-卷扬机，4-料车，5-斜桥导轨，6-编码器，7-机械碰撞开关，8-钢丝绳。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

一种高炉卷扬料车钢丝绳张力监控装置，如图1~图3所示，包括并排设置的两个监控箱1和支架2，所述支架2竖立于地面上，两个监控箱1并排固定在支架2上，且两个监控箱1对应设置在两条钢丝绳8的下方；当下行料车的钢丝绳8发生松弛时，将下垂至监控箱1的顶部。

如图2所示，所述监控箱1包括顶部开口的箱体1-1，在箱体1-1内套设有竖直的压杆，所述压杆为三级阶梯状，包括由上至下阶梯状收缩的压帽1-2、滑配体1-3和限位体1-4，压帽1-2、滑配体1-3和限位体1-4为一体成型；其中，压帽1-2的外径大于箱体1-1的内径，滑配体1-3的外径与箱体1-1的内径相配合，滑配体1-3可在箱体1-1内向下滑动、直至压帽1-2扣紧箱体1-1的上开口。所述限位体1-4的底端中央开设一凹槽，在凹槽内固定设置有压力传感器1-5、且压力传感器1-5的传感端略伸出凹槽，压力传感器1-5的导线1-6贯穿压杆后串接入控制系统；相应的，所述箱体1-1的底板上设置有与压力传感器1-5相对应的弹性垫1-7，例如橡胶垫，避免刚性底板对传感器造成损伤，有效保护传感器的灵敏度。当压力传感器1-5碰触箱体底部弹性垫1-7之后，立即传递信号给控制系统。

所述限位体1-4外侧套设有第一弹簧1-8，所述第一弹簧1-8的顶部固定于滑配体1-3的底部、第一弹簧1-8的底部固定于箱体1-1的底部。在正常工作状态下，第一弹簧1-8为中等压缩状态，当下行料车的钢丝绳8松弛、落在压杆顶部后，钢丝绳8重力推动压杆向下运动，当钢丝绳8收紧后，钢丝绳8重力消失，压杆在第一弹簧1-8的弹力下重新升起至中等压缩状态。

所述压杆顶部与钢丝绳8之间的垂直间距为15cm~20cm，可根据卷扬机和料车的实际运行情况进行适当调整。

优选的，所述支架2上设置有横向的滑轨2-1，监控箱1底部横向开设有贯穿监控箱1的滑孔1-12，滑孔1-12与滑轨2-1配合设置；通过滑孔1-12和滑轨2-1之间的配合，监控箱1可在支架2的宽度方向进行移动。所述滑轨2-1的长度大于卷扬机滚筒的宽度，以确保监控箱1能随钢丝绳8的位置而移动，精准定位于钢丝绳8的下方。

所述滑轨2-1的数量可以为一根或多根，滑孔1-12的数量与滑轨2-1的数量相同；图1、图2中为一根滑轨。

所述监控箱1在滑轨2-1上的滑动方式，可根据实际情况进行选择，例如，采用液压杆连接监控箱1侧壁、靠液压驱动力实现监控箱1的滑动和固定；也可采用手动滑动，待监控箱1滑动到合适位置后锁死；该滑动方式和驱动方式非本实用新型的发明点，在此不做详细限定。

优选的，所述支架2的两个立柱2-2为可伸缩立柱，实际使用时根据现场设备布置情况选取位置，再通过立柱2-2的伸缩来调整监控箱1与钢丝绳8之间的垂直距离。所述可伸缩立柱2-2的伸缩方式，非本实用新型的发明点，在此不做详细限定，可以选用现有技术中的立柱结构。

优选的，所述压杆顶部设置为倾斜状，其倾斜角度与钢丝绳8的倾斜角度基本一致，当钢丝绳8垂落时，使压杆顶部均匀受力、压力传感器1-5垂直下移。

本实施例的工作过程为：

根据现场设备的布置情况选取钢丝绳张力监控机构的安置位置，调整立柱2-2的高度，并调整两个监控箱1的横向位置，使两个监控箱1分别位于两条钢丝绳8的正下方、且监控箱1顶部与钢丝绳8之间的垂直距离为15cm~20cm；

当下行料车的钢丝绳8发生松弛后，钢丝绳8将下垂触碰压杆顶部。如果钢丝绳8的松弛程度较低，仅为设备运行时产生的正常松弛度，则料车冲顶风险低，钢丝绳8作用于压杆顶部的重力不大，压杆在第一弹簧1-8的弹性作用下与钢丝绳8的重力维持平衡，不过分下压、不触发压力传感器1-5；如果钢丝绳8的松弛程度较大，松弛程度已经超过安全限定值，料车冲顶风险较高，则钢丝绳8会给压杆带来很大压力，克服第一弹簧1-8的回弹力后带动压杆下行，直至压力传感器1-5碰触弹性垫1-7后向控制系统传输信号，由控制系统驱动卷扬机停机。

当卷扬系统和钢丝绳8修复正常后，压杆在第一弹簧1-8的回弹力下恢复到初始位置，压力传感器抬高，卷扬料车系统恢复正常运行。

所述监控箱1还有另外一种结构方案，如图4所示，所述监控箱1包括顶部开口的箱体1-1，在箱体1-1内套设有竖直的压杆；所述压杆包括压帽1-2和滑配体1-3，在滑配体1-3的底部开设有圆柱孔，圆柱孔内滑配设置有限位体1-4，所述内腔顶部与限位体1-4顶部之间设置有第二弹簧1-9；所述限位体1-4外侧套设有第一弹簧1-8，所述第一弹簧1-8的顶部固定于滑配体1-3的底部、第一弹簧1-8的底部固定于箱体1-1的底部。正常工作状态下，第一弹簧1-8为中等压缩状态，第二弹簧1-9为伸长状态。

所述限位体1-4的底端中央开设一凹槽，在凹槽内固定设置有压力传感器1-5、且压力传感器1-5的传感端略伸出凹槽，压力传感器1-5的导线1-6贯穿压杆后串接入卷扬机控制系统；相应的，所述箱体1-1的底板上设置有与压力传感器1-5相对应的弹性垫1-7，例如橡胶垫，避免刚性底板对传感器造成损伤，有效保护传感器的灵敏度。在弹性垫1-7外侧设置有刚性的垫板1-10，所述垫板1-10的高度高于弹性垫1-7，且垫板1-10与弹性垫1-7的高度差略小于压力传感器1-5伸出凹槽部分的高度。在垫板1-10上设置有限位开关1-11，限位开关1-11直接与卷扬机的电路系统相连接。

所述限位开关1-11为实施例1中压力传感器1-5的补充部件，若压力传感器1-5的信号传输通道发生问题未能警报或停机，则当钢丝绳8继续松弛下垂后，将继续施压于压杆，使其下压直至第二弹簧1-9压缩，滑配体1-3底部触发限位开关1-11，由限位开关1-11直接切断卷扬机电路，迫使卷扬机停机。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。