专利名称：斜巷自动捕车装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种矿山运输斜巷中间自动地捕住跑车的斜巷自动捕车装置。
在斜巷中间运行的矿车一旦发生断绳、脱勾等事故，就会发生跑车，若不及时将其捕住将会严重影响安全生产及造成人员伤亡。为此《煤矿安全规程》规定在斜巷串车提升的斜巷内安设能将运行中断绳、脱勾的车辆阻止住的跑车防护装置。目前，为了防止中间跑车，人们采取了各种中间防跑车装置。例如雷达捕车器，但由于它的传感器结构复杂，安装维修量较大，投资大，未能很好的应用。
专利号为89205426，公告号为2056405的中国实用新型专利，公开了一种“斜巷捕车器”，它由监测、速度鉴别和机械控制三部分组成，监测部分的监测头安装在巷内轨道的旁边(不与车轮接触)。但由于监测头安装在巷内轨道边，由于轨道振动，特别是巷道变形严重的斜巷，经常出现误动作，使装置无法工作。
《煤矿安全》杂志1990年第10期第17页公开了一种“斜井筒易自动防跑车器”，它在斜巷两间隔距离点分别安装了一个钢丝刷式传感器，传感器安装在巷道帮上，传感器的钢丝刷与矿车接触。传感器与速度检控电路连接，速度检控电路与捕车机构连接。当矿车跑车时，矿车运行速度加快，通过两间隔距离传感器的时间减少，这时捕车机构的防爆电磁铁动作，挂勾脱扣，吊梁落下，将矿车挡住。但由于传感器的钢丝刷每次都与矿车接触，容易造成矿车损坏刷子，使传感器信号不固定，同时钢丝刷由于井下潮湿生锈，当与生锈矿车接触时，接触电阻不同，传感器信号对电路的影响也不同。防爆电磁铁用三相电源，吸合行程较小，造价也较高。
本实用新型的目的是提供一种结构简单、安装方便、工作稳定可靠的斜巷自动捕车装置。
本实用新型包括传感器，传感器为两个，传感器(I)和传感器(II)，速度检控装置，电磁脱扣机构和吊梁，其特征是传感器包括外壳；安装在壳体内的摆杆，摆杆上部为绝缘板，绝缘板与外壳通过销轴连接，绝缘板上装有磁块，在绝缘板的下部固定有摆线；与绝缘板磁块位置对应处安装的干簧管；传感器悬挂在矿车轨道的上方。速度检控装置，主要为电子自动控制线路，它与两传感器电连接，接收传感器的干簧继电器触点的开关信号，整个电路包括稳压电源，它与交流电源连接，经过整流、滤波、稳压后向电路提供直流工作电压，基准电源，它与稳压电源连接，经稳压后向运算放大器提供基准电压；信号取样电路，包括信号取样(I)和信号取样(II)，它们分别与传感器(I)和传感器(II)的干簧继电器触点连接，对传感信号取样；信号检测(I)与信号取样(I)连接，将取样信号与基准电压比较后输出检测信号，并且将检测信号锁定；信号稳压延时电路与信号检测(I)连接，将信号检测(I)输出的检测信号稳压、延时后输入到与门电路；信号检测(II)与信号取样(II)连接，将取样信号与基准电压比较后，输出检测信号，并且将信号锁定；信号检测(II)输出的检测信号分三路输出，一路与信号检测(I)连接，输入关断信号，另一路与信号锁定(I)电路连接，输入微分解除信号，最后一路和与门电路连接，输入检测信号；与门电路输出端与信号自保、脉冲形成电路连接，然后与电磁脱扣机构的电磁锁电连接，输入的脉冲信号使电磁锁动作；并且同时与事故报警电路连接，触发报警信号。电磁脱扣机构，包括机壳；安装在机壳上的电磁锁；安装在机壳上的脱扣爪，脱扣爪的活动端与电磁锁连接；安装在机壳下部的挂勾，挂勾的脱扣端与脱扣爪配合；吊梁，一端固定安装在巷道的上部，另一端安装在电磁脱扣机构的挂勾上。
为防止钢丝绳及连接装置等由于断电而发生断裂事故，而且因断电发生跑车的机率比较高，为此设计了贮能电容C1，贮能电容C1并联连接在整流电路ZL的两输出端。
本实用新型由于采用悬挂式传感器，传感器内采用灵敏度及可靠性较高的干簧继电器，当矿车撞击传感器时，干簧管不受任何机械力，从而大大增加了干簧继电器的可靠性和使用寿命。电子自动控制线路采用运算放大器作为电路的中心元件，当接到跑车信号时，能迅速传到执行机构。由于装置的静态电流较低，装置在贮能电容的作用下满足在电源停电8秒后，仍能有效检测和捕住脱勾车辆。本装置结构简单，安装方便，适应性强，工作可靠。
以下结合附图进一步说明本实用新型的内容。
图1为本实用新型斜巷自动捕车装置安装示意图。
图2为电子自动控制方框图。
图3为电子自动控制电路原理图。
图4为传感器结构示意图。
图5为图4的右视图。
图6为传感器壳体结构示意图。
图7为图6的右视图。
图8为传感器偏心套剖视图。
图9为图8的左视图。
图10为传感器绝缘板。
图11为
图10的左视图。
图12为传感器绝缘托板。
图13为传感器摆杆销轴。
图14为传感器卡兰主视图。
图15为14的左视图。
图16为速度检控装置接线安装示意图。
图17为电磁脱扣机构结构示意图。
图18为电磁脱扣机构机壳主视图。
图19为
图18的俯视图。
图20为电磁脱扣机构挂勾。
图21为脱扣爪主视图。
图22为右视图。
图23为连杆。
图24为调整杆。
图25为干簧继电器装配原理图。
图26为斜巷发生跑车时吊梁捕车示意图。
图27为矿车正常运行时吊梁安装示意图。
图28为图27的A向视图。
如
图1所示，本实用新型包括传感器1，速度检控装置2，电磁脱扣机构3，吊梁4。
传感器传感器1为两个，传感器(I)和传器(II)，它们分别悬挂在斜巷中矿车轨道中心线的上方。其间距为0.8米。传感器结构如图4、图5所示。传感器包括外壳5；固定在外壳内的摆杆，摆杆的上部为绝缘板8，绝缘板8的上端头固定有偏心套6，偏心套6与外壳5通过销轴7铰接；绝缘板面上装有磁块9；绝缘板的下部固定有摆线10；干簧管11安装在铜套内，用胶浇灌，干簧管铜套14及引线电览用卡兰13固定在绝缘托板12上，干簧管11的位置与磁块9对应。绝缘托板安装在外壳内的支撑板上。两传感器悬挂在轨道中心线上方，摆杆的摆线最低点距轨面调整在850-1000mm为宜。
当矿车不撞击摆杆时，利用偏心原理，在摆杆自重的作用下始终使摆杆上的磁块离干簧管的距离为5mm。为了使干簧继电器可靠吸合，确保磁块离干簧管的距离为5mm和减少摆杆自由振荡时间，在绝缘板上再安装一块磁块进行阻尼。当矿车撞击摆杆时，摆杆上磁块离干簧管的距离超过32mm，从而确保干簧继电器可靠断开。当矿车离开传感器时，传感器的摆杆在其自重和阻尼磁块的共同作用下很快回到初始位置，确保干簧继电器可靠吸合。
若干簧管顶端离铜套的距离H不相同时，如图25所示。即使干簧管的其它性能参数相同也会将会导致干簧管吸合时磁块离干簧管的距离L不一样。因此组装于簧断电器时一定要注意使吸合间隙L调整在10mm为佳。一般干簧管施放间隙L为27mm左右，此时干簧继电器的回还宽度为17mm。一般调整摆杆静止状态时磁块离干簧管的距离L为5mm(此时干簧管已可靠吸合，并留有5mm富裕量，以防误动作)，摆杆工作最大角度时磁块离干簧管的距离已超过32mm，此时已超过干簧管所需要的施放距离(27mm)5mm。从而确保干簧管可靠施放，产生信号脉冲。
速度检控装置速度检控装置2如
图1及
图17所示，主要为电子自动控制线路，电子控制部分的元器件均安装在印刷线路板上，然后将印刷线路板、电源变压器安装在防爆接线盒内，两传感器开关引线，电磁脱扣机构引线及电源线均引入防爆接线盒内。
电子自动控制线路的电路原理如图3所示，它是由一只三端集成稳压器7812，一只运算放大器LM324及部分分立元件组成，主要有整流贮能稳压；信号取样检测；信号闭锁；信号延时；信号比较；故障执行及报警部分组成。图中变压器B1的输入电压为127伏，输出电压为18伏，经整流桥ZL、电容C1整流滤波及稳压器WG稳压向控制电路提供12伏的直流工作电压。该电压经电阻R1稳压管WY1二次稳压，其稳压值为4伏，该电压为基准电压。
电原理图3中，K1、K2分别为传感器的干簧继电器的触点，K1为斜巷上方的传感器(I)的干簧管触点，K2为斜巷下方的传感器(II)的干簧管触点，它们均为常闭状态。
当矿车撞击K1时，运算放大器F1“3脚”输入电位(5.3伏)高于F1“2脚”电位(4伏)，使其“1脚”输出幅值在10伏左右的脉冲波，其脉冲宽度在电容C3，二极管D5及电阻R5的作用下，不论K1状态如何均可达到8秒左右。脉冲经电阻R9、稳压管WY2稳压限幅，在稳压管WY2两端输出幅值9伏的稳定脉冲，该脉冲经电阻R10，R1及电容C4组成的微分电路形成二次脉冲，二次脉冲的有效宽度(幅值超过基准电压4伏)随其微分电路中的RT变化而变化，图中RT由可调开关控制，分0K；5K；10K；15K；20K五档，分别对应脉冲有效宽度为0.13秒；0.19秒；0.21秒和0.23.秒。对应允许最大车速分别为6米/秒；5米/秒；4.2米/秒；3.8米/秒和3.5米/秒。二次脉冲加在运算放大器F1“5脚”，在其有效宽度内F1“7脚”始终输出10伏左右的高电压，为运算放大器F1“12脚”输入高电位(高于基准电压的电位)创造了一个必要条件。
当矿车撞击开关K2时，运算放大器F1“10脚”输入电位高于F1“9脚”基准电位(4伏)，使其“8脚”输入幅值10伏左右的脉冲波，其脉冲宽度在电容C5，二极管D10及电阻R15的作用下不论K2状态如何均可达到8秒左右。该脉冲分三路向外输出一路经电阻R7，二极管D4控制F1“2脚”，使F1“ 2脚”电位在此期间大于F1“3脚”电位。另一路经二极管D7，电阻R8控制三极管BG1导通，电容C3被短接，使运算放大器F1“1脚”上高电位的保特时间不受受电阻R5，电容C3组成的微分电路控制，始终输出10伏左右的电位。
以上两路输出决定了运算放大器“1脚”输出状态。当运算放大器F1“1脚”超前其“8脚”输出高电位时(矿车下放)，在F1“8脚”输出高电位期间不论K1状态如何，F1“1脚”始终输出高电位，只有在K1闭合，F1“8脚”又输出低电位并延时8秒后，F1“1脚”输出低电位。当K1滞后K2动作(矿车上提)时，F1“8脚”输出高电位，在此期间F1“1脚”不论K1动作如何均输出低电位，从而增加了电路的可靠性。
运算放大器F1“8脚”输出的最后一路通过二极管D13为F1“12脚”输入高电位(高于F1“13脚”基准电位)创造了另外一个必要条件。
若电阻RT调整为5K时，则电阻R＝R10+RT＝20+5＝25K对应最大允许速度为5米/秒。当矿车以小于5米/秒速度行驶时，矿车撞击K1后需要大于0.16秒的时间才能撞击K2，该时间已超过加在F1“5脚”的二次脉冲有效持续时间(0.16s)F1“12脚”不具备输出高电位的条件。
当矿车以大于5米/秒速度行驶时，矿车撞击K1后不超过脉冲有效持续时间(0.16s)就撞击K2，此时F1“7脚”和F1“8脚”同时输出高电位，F1“12脚”具备输出高电位条件，使F1“14脚”输出高电位并通过二极管D15自保，只有电源停电后自保才能解除。F1“14脚”输出高电位通过电阻R19，三板管BG2使继电器J动作，其辅助触点接通电磁锁Dz回路并便其脉动，使吊梁下落进行有效挡车，并同时使故障报警电路(长期定钟，并自保)工作，在绞车房及斜巷沿途发出报警信号，从而及时通知司机迅速停车，迅速通知扒勾人员安全躲避，以免事故扩大。
当矿车上提时，K2动作时间超前于K1，此时F1“8脚”输出的高电位信号通过电阻R7，二极管D4使F1“2脚”输入大于5.3伏的电位，使F1“1脚”无法输出矩形脉冲信号，F1“12脚”不具备输出高电位的条件，装置不动作。
电路图3中电容C1为50伏，10000μF的大电容，在电路中主要起以下两个作用1、滤波使整流桥输出的直流电压约为1.4×18＝25伏。
2、贮能确保当提升系统因断电造成跑车时该装置在8秒内仍能有效地进行拦捕。
整个控制系统随着矿车提升速度的快慢，提升方式的改变而自动控制。
电磁脱扣机构电磁脱扣机构结构如
图17所示，电磁锁15安装在机壳16上，电磁锁的锁头前端连接有调整杆17，调整杆另一端与连杆18连接或与一段链条连接。脱扣爪19通过销轴固定在机壳内，脱扣爪的活动端与连杆或链条的另一端连接。挂勾20通过销轴安装在机壳下部，挂勾的脱扣端与脱扣爪配合，挂勾的另一端挂着吊梁的一端。
当电磁锁接到脉冲信号后，通过调整杆、连杆，带动脱扣爪动作，脱扣爪动作后，挂勾及吊梁在自重的作用下坠落，进行挡车。电磁脱扣机构的中心元件是电磁锁，电磁锁的型号DS30-1；工作电压127V±20％；额定电流1.2A；工作型式瞬间工作；一次工作时间10分钟；工作频率≤10次/分；额定行程30mm。
吊梁吊梁4的安装如
图1、图26、图27、图28所示，吊梁的一端安装在巷道的上部，另一端安装在电磁脱扣机构的挂勾上。吊梁安装在传感器的下方50米处。吊梁采用强度不低于11#工字钢或24Kg/m及以上铁轨制作。落下的吊梁与巷道底板的夹角在30-45度范围内。
本装置安装在斜巷上变坡点下20米到下变坡点上50米之间的任何位置，并可根据斜巷的长短，按照标准安装一至数套本装置，以保证不管矿车在斜巷的任一个位置发生跑车事故，均能有效地进行拦捕。
权利要求1.一种斜巷自动捕车装置，包括传感器(1)，传感器为两个，传感器(I)和传感器(II)，速度检控装置(2)，电磁脱扣机构(3)和吊梁(4)，其特征在于所述的传感器(1)包括外壳(5)；安装在壳体内的摆杆，摆杆上部为绝缘板(8)，绝缘板与外壳通过销轴连接，绝缘板上装有磁块(9)，在绝缘板的下部固定有摆线(10)；与绝缘板磁块位置对应处安装的干簧管(11)；传感器悬挂在矿车轨道的上方；所述的速度检控装置(2)，主要为电子自动控制线路，它与两传感器电连接，接收传感器干簧继电器触点的开关信号，整个电路包括稳压电源，它与交流电源连接，经过整流、滤波、稳压后向电路提供直流工作电压；基准电源，它与稳压电源连接，经稳压后向运算放大器提供基准电压；信号取样电路，包括信号取样(I)和信号取样(II)，它们分别与传感器(I)和传感器(II)的干簧继电器触点K1、K2连接，对传感信号取样；信号检测(I)与信号取样(I)连接，将取样信号与基准电压比较后输出检测信号，并且将检测信号锁定；信号稳压延时电路与信号检测(I)连接，将信号检测(I)输出的检测信号稳压、延时后输入到与门电路；信号检测(II)与信号取样(II)连接，将取样信号与基准电压比较后，输出检测信号，并且将信号锁定；信号检测(II)输出的检测信号分三路输出一路与信号检测(I)连接，输入关断信号，另一路与信号锁定(I)电路连接，输入微分解除信号，最后一路和与门电路连接，输入检测信号；与门电路输出端与信号自保、脉冲形成电路连接，然后与电磁脱扣机构的电磁锁电连接，并同时与事故报警电路连接；所述的电磁脱扣机构(3)，包括机壳(16)；安装在机壳上的电磁锁(15)；安装在机壳上的脱扣爪(19)，脱扣爪的活动端与电磁锁连接；安装在机壳下部的挂勾(20)，挂勾的脱扣端与脱扣爪配合；所述的吊梁(4)，一端固定安装在巷道的上部，另一端安装在电磁脱扣机构的挂勾上。
2.根据权利要求1所述的斜巷自动捕车装置，其特征在于在整流电路ZL的两输出端并联了一个贮能电容C1。
专利摘要一种用于煤矿的斜巷自动捕车装置,包括:两个传感器,它们间隔地悬挂在矿车轨道的上方,传感器采用干簧继电器,摆杆成矿车接触。速度检测装置主要为电子自动控制线路,它与传感器电连接,输出端与电磁脱扣机构的电磁锁电连接。电磁锁与调整杆、连杆连接后与脱扣爪连接,挂勾的脱扣端与脱扣爪配合。吊梁一端固定在巷道的上方,另一端挂在挂钩上。本装置结构简单,安装方便,适应性强,工作可靠,自动化程度高。
文档编号E21F13/00GK2277455SQ9622827
公开日1998年4月1日 申请日期1996年6月28日 优先权日1996年6月28日
发明者王祥胜, 刘永奎, 徐建新, 周克君, 赵相武, 林万令, 赵文启, 李光启 申请人:山东省枣庄矿务局朱子埠煤矿