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专利号: 2017108300510
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 卷扬;提升;牵引
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种立井提升系统刚性罐道提升容器失稳评估装置,其特征在于:包括缓冲绳倾角传感器(2)、缓冲绳张力传感器(3)、微位移传感器(9)、钢丝绳张力传感器(7)、位移传感器(11)和监控台(15);

所述缓冲绳倾角传感器(2)设置在缓冲绳(4)顶端且紧靠缓冲绳悬挂点(1),用于检测立井提升系统运行时缓冲绳(4)在水平面上的方位角和竖直面上的倾斜角;

所述缓冲绳张力传感器(3)设置在缓冲绳(4)顶端且紧靠缓冲绳倾角传感器(2)下方,用于检测立井提升系统运行时缓冲绳(4)的悬挂点张力;

所述微位移传感器(9)设置在罐耳(8)的缓冲器(8-f)上,用于检测立井提升系统运行时缓冲器(8-f)的压缩位移;

所述钢丝绳张力传感器(7)设置在提升钢丝绳(5)与提升容器(12)的连接处,用于检测立井提升系统运行时提升钢丝绳(5)的尾端张力;

所述位移传感器(11)设置在提升容器(12)的顶部,用于检测立井提升系统运行时提升容器(12)的顶部实时高度;

所述缓冲绳倾角传感器(2)、缓冲绳张力传感器(3)、微位移传感器(9)、钢丝绳张力传感器(7)和位移传感器(11)均连接至监控台(15),监控台(15)根据读取到的传感器数据,评估并显示提升容器(12)的稳定状态。

2.根据权利要求1所述的立井提升系统刚性罐道提升容器失稳评估装置,其特征在于:

所述微位移传感器(9)包括微位移传感器基座(9-a)、微位移传感器伸缩杆(9-b)和微位移传感器挡板(9-c),微位移传感器基座(9-a)固定在缓冲器(8-f)的缓冲器端盖(8-f1)内侧,微位移传感器挡板(9-c)固定在缓冲器(8-f)的缓冲器套筒(8-f3)外侧,微位移传感器伸缩杆(9-b)的一端与微位移传感器基座(9-a)固定,微位移传感器伸缩杆(9-b)的另一端顶压在微位移传感器挡板(9-c)上,微位移传感器基座(9-a)、微位移传感器伸缩杆(9-b)和微位移传感器挡板(9-c)在一条直线上,且该直线与缓冲器套筒(8-f3)的中轴线平行。

3.根据权利要求1所述的立井提升系统刚性罐道提升容器失稳评估装置,其特征在于:

每一根缓冲绳(4)上都设置有一个缓冲绳倾角传感器(2)和一个缓冲绳张力传感器(3),每一个罐耳(8)的缓冲器(8-f)上都设置有一个微位移传感器(9),每一根提升钢丝绳(5)上都设置有一个钢丝绳张力传感器(7)。

4.一种基于权利要求1~3中任意一种立井提升系统刚性罐道提升容器失稳评估装置的评估方法,其特征在于:包括如下步骤:(A)在缓冲绳(4)顶端且紧靠缓冲绳悬挂点(1)位置安装缓冲绳倾角传感器(2),在缓冲绳(4)顶端且紧靠缓冲绳倾角传感器(2)下方位置安装缓冲绳张力传感器(3),当缓冲绳(4)在缓冲绳张紧锤(13)的作用下自由下垂时,标定缓冲绳倾角传感器(2)的方位角和倾斜角均为0°、缓冲绳张力传感器(3)的张力为0;

(B)在在罐耳(8)的缓冲器(8-f)上安装微位移传感器(9),在缓冲器(8-f)未被压缩时,标定微位移传感器(9)的压缩位移为0;

(C)在提升钢丝绳(5)与提升容器(12)的连接处安装钢丝绳张力传感器(7),当提升容器(12)被承载装置托住、提升钢丝绳(5)下端不承受负载时,标定钢丝绳张力传感器(7)的张力为0;

(D)将缓冲绳倾角传感器(2)、缓冲绳张力传感器(3)、微位移传感器(9)、钢丝绳张力传感器(7)和位移传感器(11)连接至监控台(15);监控台(15)基于力学原理给出缓冲绳i对提升容器(12)顶部制动钳(10-a)的施加力计算公式,竖直分力记为Fβi',水平分力记为Fβi;当立井提升系统发生故障或应急救援时,刚性罐道(6)会对某个罐耳(8)的滚轮(8-a)产生挤压,对应的缓冲器(8-f)发生压缩,微位移传感器(9)读取压缩位移量,监控台(15)结合力学原理给出刚性罐道(6)对罐耳j的施加力计算公式,竖直分力记为Fyj,方向相反的两个水平分力记为Fxj1和Fxj2;

(E)将所有提升钢丝绳(5)的尾端张力叠加成的合力F记为Fmain,将提升容器(12)的重力记为Gall,结合实时计算得到的缓冲绳i在提升容器(12)顶部制动钳(10-a)的施加力、刚性罐道(6)对罐耳j的施加力,对提升容器(12)的失稳状态评估如下:垂直方向

①当Fmain≈Gall,且Fβi'的变化在正常波动范围内时,表明提升钢丝绳(5)承载提升容器(12)的全部纵向负载,监控台(15)提示提升钢丝绳(5)正常、制动钳(10-a)未夹紧缓冲绳(4)、缓冲绳(4)未承载提升容器(12);

②当Fmain<<Gall,且Fβi'的变化超出波动范围时,表明提升钢丝绳(5)未承载提升容器(12)的全部纵向负载,监控台(15)提示提升钢丝绳(5)失效、制动钳(10-a) 夹紧缓冲绳(4)、提升钢丝绳(5)和缓冲绳i分别承担的纵向负载为Fmain和Fβi';

同时,Fβi'的变化值越大,表明相应的制动钳(10-a)越紧密钳住缓冲绳i,Fβi'的变化值小于加紧阈值,表明相应的制动钳(10-a)有松动风险;

水平方向

在水平方向上,Fβi和刚性罐道(6)对顶部罐耳(8)的压力以各自力的大小和方位角共同作用于提升容器(12)顶部,刚性罐道(6)对底部罐耳(8)的压力以各自力的大小和方位角共同作用于提升容器(12)底部,各作用力在提升容器(12)顶部平面的中心点O1合成水平方向合力F1及其方位角γ1,各作用力在提升容器(12)底部平面的中心点O2合成得出水平方向合力F2及其方位角γ2,监控台(15)显示提升容器(12)顶部沿方位角γ1倾斜且倾斜受力为F1、提升容器(12)底部沿方位角γ2倾斜且倾斜受力为F2、提升容器(12)在方位角γ1,γ2方向上会有松动风险;

同时,当(Fxj1,Fxj2,Fyj)的变化在正常波动范围内时,表明罐耳j与刚性罐道( 6 ) 之间产生实际的相互挤压;否则,罐耳j与刚性罐道( 6 ) 之间未产生实际的相互挤压,相应方向上提升容器(12)有摆动风险;

同时,当Fβi的变化在正常波动范围内时,表明缓冲绳i与制动钳(10-a)之间未产生实际的互相挤压,相应方向上提升容器(12)有摆动风险;否则,缓冲绳i与制动钳(10-a)之间产生实际的互相挤压。