超深井雙繩纏繞式提升的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種超深井雙繩纏繞式提升機，兩根鋼絲繩的其中一端纏繞在滾筒的不同纏繞區域內，再繞過各自對應的固定天輪后，連接在同一罐籠的頂部，張緊輪作用在固定天輪與滾筒之間的鋼絲繩上，使作用點兩側的鋼絲繩夾角小于180°，兩個張力傳感器用于測量各自對應鋼絲繩的張力，再與同一放大器的兩個輸入端電連接，放大器的輸出端與其中一個電液伺服閥電連接，放大器的輸出端經反相器反相后與另一電液伺服閥電連接，電液伺服閥通過控制液壓缸活塞桿的運動，從而調整張緊輪的位置。該裝置具有張力自平衡功能，以及執行器負載小、動態性能好、調節范圍廣、安全可靠等特點。
【專利說明】超深井雙繩纏繞式提升機
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及礦井提升設備，尤其是涉及一種超深井雙繩纏繞式提升設備。
【背景技術】
[0002]近些年，我國淺層礦產資源消耗量大，深層礦產資源成為今后主要的開采目標。然而，目前的深井提升設備無法滿足超深井(1500— 2000米)作業的需求。傳統的單繩提升設備需要大直徑的滾筒以及較粗的鋼絲繩，鋼絲繩本身的重量可能已經超過貨物的重量，經濟性較差、負載能力較低；新型雙繩纏繞式提升設備難以避免由制造、裝配誤差所帶來的兩根鋼絲繩長度不一致的問題，這會造成貨物的傾斜以及兩根鋼絲繩張力不一致，當張力差較大時，其中一根鋼絲繩很可能因受力過大而斷裂。如何解決雙繩纏繞式提升設備張力平衡問題成為實現超深井提升所面臨的一個難題。現有的礦井提升機張力平衡裝置以被動調整為主，主要是預先測量提升設備工作過程中鋼絲繩之間的張力差，通過修剪繩索或調整滾筒直徑的方法來補償張力差。該方法操作過程繁瑣，效率低，適應性不強，且效果隨著時間的推移而弱化，需要定期調整。目前應用最普遍的張力自平衡裝置是連接于罐籠和鋼絲繩之間的無源液壓式調節器，但是由于執行器負載較大以及液壓缸行程的局限，使得該調節系統調節范圍小，動態特性較差，安全性不足，一旦油管或閥門爆裂，會造成嚴重后果。
【發明內容】
[0003]本發明旨在提供一種帶張力自平衡功能的超深井雙繩纏繞式提升機，具有執行器負載小、動態性能好、調節范圍廣且安全可靠的特點。
[0004]為此，所采用的技術方案是:一種超深井雙繩纏繞式提升機，包括帶有兩個纏繞區域的滾筒、兩根鋼絲繩、兩個固定天輪和一個罐籠，兩根鋼絲繩的其中一端纏繞在滾筒的不同纏繞區域內，再繞過各自對應的固定天輪后，最終連接在同一罐籠的頂部，其特征在于:每根鋼絲繩對應設置有一個張緊輪和一個張力傳感器，所述張緊輪作用在固定天輪與滾筒之間的鋼絲繩上，使作用點兩側的鋼絲繩夾角小于180°，每個張緊輪對應設置有一個液壓缸，每個液壓缸對應設置有一個電液伺服閥，兩個張力傳感器用于測量各自對應鋼絲繩的張力，再與同一放大器的兩個輸入端電連接，放大器的輸出端與其中一個電液伺服閥電連接，放大器的輸出端經反相器反相后與另一電液伺服閥電連接，電液伺服閥通過控制液壓缸活塞桿的運動，從而調整張緊輪的位置。
[0005]本發明的工作原理:利用張力傳感器獲得表征兩根鋼絲繩張力大小的電壓信號U1^U2,當兩根鋼絲繩張力不一致時,U1與U2的差值Au經過放大器放大，控制電液伺服閥的移動來調整液壓缸中活塞桿的運動，從而調整張緊輪的位置，實現兩根鋼絲繩的張力自動平衡。如鋼絲繩A張力大于鋼絲繩B張力時，Au為正值，電液伺服閥A左移，活塞桿A及張緊輪A往回縮，鋼絲繩A張力減小；同時電液伺服閥B右移，活塞桿B及張緊輪B向外伸，鋼絲繩B張力增大。當兩根鋼絲繩的張力相等時，Au = 0，兩個電液伺服閥處于零位，沒有流量輸出，活塞桿及張緊輪停止運動，使兩根鋼絲繩的張力保持相等的狀態。通過主動控制張緊輪的位置，達到了自動平衡兩根鋼絲繩張力，減小張力差的目的。
[0006]作為上述方案的優選，所述張緊輪布置在固定天輪和滾筒之間的鋼絲繩的內側。一方面，三者在鋼絲繩的同側布置，避免鋼絲繩兩次反向彎折，從而引起鋼絲繩疲勞斷裂；另一方面，張緊輪對鋼絲繩起到了一定的支撐作用，分擔了此段繩索的自重，并能減小繩索的橫向振動。
[0007]另外，所述張力傳感器布置在鋼絲繩靠近罐籠的端頭位置處。該位置處的鋼絲繩在使用過程中始終處于直線運動，且不會接觸固定天輪或張緊輪，最適合布置張力傳感器。
[0008]本發明的有益效果是:與傳統的保持張緊力的張緊輪不同，并不是將張力維持在某一值，而是根據各鋼絲繩不同的負載特性，通過電液伺服控制系統主動調整對應張緊輪的位置，自動平衡各鋼絲繩之間的張力，減小鋼絲繩之間的張力差。由于張緊輪兩側鋼絲繩夾角大，即張緊輪負載力f\、f2夾角大，因此具有執行器(即張緊輪)負載小、動態性能好、調節范圍廣、安全可靠等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的正視圖。
[0010]圖2是圖1的右視圖。
【具體實施方式】
[0011]下面通過實施例并結合附圖，對本發明作進一步說明:
[0012]結合圖1、圖2所示，一種超深井雙繩纏繞式提升機，由一個滾筒1、兩根鋼絲繩2、兩個固定天輪3、一個罐籠4、兩個張緊輪5、兩個張力傳感器6、液壓缸7、兩個電液伺服閥8、一個放大器9、一個反相器10等組成。
[0013]滾筒I帶有兩個纏繞區域，每個纏繞區域纏繞一根鋼絲繩，滾筒I由電機11驅動而轉動。兩根鋼絲繩2平行布置，兩根鋼絲繩2的其中一端纏繞在滾筒I的不同纏繞區域內，鋼絲繩2繞過各自對應的固定天輪3后，最終連接在同一罐籠4的頂部。每根鋼絲繩2對應設置有一個張緊輪5和一個張力傳感器6，張緊輪5作用在固定天輪3與滾筒I之間的鋼絲繩2上，使作用點兩側的鋼絲繩2夾角小于180°，用于將鋼絲繩2張緊。每個張緊輪5對應設置有一個液壓缸7，液壓缸7作為動力用于推動張緊輪5移動。每個液壓缸7對應設置有一個電液伺服閥8，用于控制液壓缸7中活塞桿的運動。
[0014]兩個張力傳感器6用于測量各自對應鋼絲繩2的張力，張力傳感器6最好布置在鋼絲繩2靠近罐籠4的端頭位置處。兩個張力傳感器6與同一放大器9的兩個輸入端電連接，放大器9的輸出端與其中一個電液伺服閥8電連接，放大器9的輸出端經反相器10反相后與另一電液伺服閥8電連接，電液伺服閥8通過控制液壓缸7活塞桿的運動，從而調整張緊輪5的位置。
[0015]最好是，將張緊輪5布置在固定天輪3和滾筒I之間的鋼絲繩2的內側，讓張緊輪5支撐此段鋼絲繩2，分擔鋼絲繩2重量。當然，也可以將張緊輪5布置在固定天輪3和滾筒I之間的鋼絲繩2的外側，但這種布置方式會讓鋼絲繩2產生兩次反向折彎，降低鋼絲繩2的壽命。
[0016]工作時，兩個張力傳感器分別獲得表征兩根鋼絲繩張力大小的電壓信號Ul、U2,當兩根鋼絲繩張力不一致時，U1與U2的差值Λ U經過放大器放大，如鋼絲繩A張力大于鋼絲繩B張力時，Δ u為正值，電液伺服閥A左移，活塞桿A及張緊輪A往回縮，鋼絲繩A張力減小；同時在反相器的作用下，電液伺服閥B右移，活塞桿B及張緊輪B向外伸，鋼絲繩B張力增大。當兩根鋼絲繩的張力相等時，△!! = ()，兩個電液伺服閥處于零位，沒有流量輸出，活塞桿及張緊輪停止運動，使兩根鋼絲繩的張力保持相等的狀態。
【權利要求】
1.一種超深井雙繩纏繞式提升機，包括帶有兩個纏繞區域的滾筒(I)、兩根鋼絲繩(2)、兩個固定天輪(3)和一個罐籠(4)，兩根鋼絲繩(2)的其中一端纏繞在滾筒(I)的不同纏繞區域內，再繞過各自對應的固定天輪(3)后，最終連接在同一罐籠(4)的頂部，其特征在于:每根鋼絲繩(2)對應設置有一個張緊輪(5)和一個張力傳感器￠)，所述張緊輪(5)作用在固定天輪⑶與滾筒⑴之間的鋼絲繩⑵上，使作用點兩側的鋼絲繩⑵夾角小于180°，每個張緊輪(5)對應設置有一個液壓缸(7)，每個液壓缸(7)對應設置有一個電液伺服閥(8)，兩個張力傳感器(6)用于測量各自對應鋼絲繩(2)的張力，再與同一放大器(9)的兩個輸入端電連接,放大器(9)的輸出端與其中一個電液伺服閥⑶電連接，放大器(9)的輸出端經反相器(10)反相后與另一電液伺服閥⑶電連接，電液伺服閥⑶通過控制液壓缸(7)活塞桿的運動，從而調整張緊輪(5)的位置。
2.按照權利要求1所述的超深井雙繩纏繞式提升機，其特征在于:所述張緊輪(5)布置在固定天輪⑶和滾筒⑴之間的鋼絲繩⑵的內側。
3.按照權利要求1或2所述的超深井雙繩纏繞式提升機，其特征在于:所述張力傳感器(6)布置在鋼絲繩(2)靠近罐籠(4)的端頭位置處。
【文檔編號】B66B7/10GK104340811SQ201410579490
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月23日 優先權日:2014年10月23日
【發明者】皮陽軍, 王驥, 胡玉梅, 龔憲生 申請人:重慶大學