本发明专利技术公开了一种深井提升系统智能防坠方法与装置，该智能防坠方法包括：沿井筒内壁均匀布置电磁缓速装置，所述电磁缓速装置包括永磁式缓速器、机械传动装置、速度传感器、控制器、手控开关，永磁式缓速器包括设置在井筒内壁上的磁铁支架，磁铁支架是由屏蔽层和磁极片嵌接组合而成，在磁铁支架上沿提升容器运动方向间隔设置若干个永磁体，永磁体之间通过非导磁块相互粘结为一个永磁体组合，机械传动装置与永磁体组合连接，可以使永磁体组合在磁铁支架上做水平移动，同时将机械抓捕装置与提升容器相连。本发明专利技术是通过永磁式缓速器对提升容器进行缓速处理的同时采用防坠器进行机械抓捕，制动平稳，抓捕可靠，提高了深井提升设备的安全系数。
【技术实现步骤摘要】
一种深井提升系统智能防坠方法与装置
本专利技术属于深井提升系统防坠
，具体涉及一种永磁式缓速器与传统机械式防坠器相结合的深井提升系统智能防坠方法与装置。
技术介绍
近年来，随着煤炭产业迅速发展，我国对煤矿安全的要求也越来越严格，但采矿业目前仍是高危行业之一。其中，深井提升设备是连接井下和地面的重要设备，一旦深井提升系统发生坠物事故，造成人员伤亡的同时也伴随着设备损毁、生产中断、延误工期等一系列问题，严重影响矿山生产活动的正常进行。在深井提升系统工作期间，由于提升钢丝绳断裂、违章作业、安全设施不完善、检修不到位、安全设施误操作、控制系统失灵等原因均可能造成坠物事故。此时，防坠系统是唯一可以使提升容器平稳停止、保障工作人员和运输设备安全的有效手段。因此，设计一种安全可靠的防坠系统对于减少坠物事故的发生、提高煤矿产业安全性具有重要的现实意义。在深井提升系统中加装防坠器，是国内外对提升设备采取的主要安全保护措施。随着各种类型防坠器的推广和应用，在一定程度上有效的减少了矿难事故的发生，但矿井提升设备事故仍然存在。目前各类矿山普遍使用的防坠器有三种，分别为FS型防坠器、GS型防坠器和BF型防坠器。这三种防坠器都是由安装在提升容器上的抓捕器、安装在井架上的缓冲器、缓冲绳、制动绳、连接器、拉紧装置这几部分组成，三种防坠器的区别主要是抓捕器的不同。FS型防坠器是沈阳煤矿设计研究院根据苏联的“断绳保险器”设计而成，采用杠杆滑楔式抓捕机构，当提升钢丝绳突然断裂后，弹簧伸长，通过传动机构引导两块楔子向上运动，贴紧制动绳，楔子与制动绳之间存在摩擦力，摩擦力不断增大直至完全抓住制动绳，最终实现提升容器制动，具有动作灵敏、抓捕较可靠等优点，但抓捕后恢复过程较困难，误动作较多，且结构复杂、自重较大。GS型防坠器采用偏心杠杆闸瓦式抓捕机构，当提升钢丝绳突然断裂后，弹簧伸长，通过传动机构使偏心杠杆发生转动，两个闸瓦逐渐逼近直至卡死主制动绳，实现制动效果，具有自重较轻、复位容易、更为安全可靠等优点，但磨损严重，需要定期更换零部件。BF型防坠器采用滚动摩擦楔形抓捕机构，当提升钢丝绳突然断裂后，拉簧收缩，通过传动机构使得两块滑楔同时向上运动并贴紧制动绳，楔子与制动绳之间产生的摩擦力使得楔子继续向上运动，直至完全抓紧制动绳，实现对坠落提升容器的抓捕，具有结构简单、自重轻、抓捕可靠、复位方便、安全系数高、零部件使用寿命长、维修方便等优点，但在制动过程中由于惯性作用，提升容器会产生较大震动，且在发生飞车事故(绞车控制系统失灵)时无法产生有效制动动作。上述几种防坠器均是通过机械传动使闸瓦或楔子贴紧制动绳，利用两者之间产生的摩擦力实现制动效果，属于机械抓捕，磨损较大、拉力弹簧断裂、制动过程震动较大及制动距离较长等问题。目前磁力缓速器多用于重型卡车的制动系统中，包括电磁缓速器和永磁式缓速器两种。电磁缓速器是在汽车领域应用较多的一种磁力缓速器，电磁线圈安装在定子上，通过控制定子绕组的通断电和电流大小来控制电磁缓速器的励磁和制动力矩大小，具有结构简单，生产成本不高，制动转矩范围广，响应时间快，工作噪音小，制动转矩可调，低故障率，维修方便等优点；但电磁缓速器是通过电磁线圈励磁，线圈发热严重，易引起热衰退(由于制动时间较长或制动力矩较大使线圈发热而导致的制动力矩下降、制动距离变长的现象)，高能耗，蓄电池快速放电后需长时间充电，恢复时间较长且蓄电池经常大功率放电会降低使用寿命，增加了维护成本，不够节能环保。永磁式缓速器是利用自身固有的永磁体产生磁场，通过机械传动控制永磁体位置来控制励磁路径，从而控制制动力矩的变化，克服了电磁缓速器能耗大、热衰退等问题，永磁式缓速器采用高性能的钕铁硼永磁体励磁，无需供电，永磁体本身不会发热，不存在热衰退现象，不需要配备蓄电池，易实现轻量化，励磁稳定，制动力矩稳定。目前磁力缓速器在交通运输业应用较多，市场上还没有出现通过磁力缓速器与防坠器相结合的防坠装置及方法对深井提升系统进行安全保护。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是为了解决已有技术的缺陷，提供一种永磁式缓速器与现有防坠器相结合的深井提升系统智能防坠方法与装置。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种深井提升系统智能防坠方法，该深井提升系统包括设置在井筒内的提升容器，该智能防坠方法包括：沿井筒内壁均匀布置电磁缓速装置，所述电磁缓速装置包括永磁式缓速器、机械传动装置、速度传感器、控制器、手控开关，永磁式缓速器包括设置在井筒内壁上的磁铁支架，磁铁支架是由屏蔽层和磁极片嵌接组合而成，屏蔽层为非导磁材料，磁极片为导磁材料，在磁铁支架上沿提升容器运动方向间隔设置若干个永磁体，并且相邻两个永磁体极性相反，永磁体之间通过非导磁块相互粘结为一个永磁体组合，在井筒内壁的其中一侧沿横向方向均匀布置多个同样的永磁体组合，在井筒内壁的对面一侧也同样对称布置数量相同的永磁体组合，机械传动装置主要由电机、减速箱和齿轮组成，电机输出轴与减速箱相连，减速箱输出轴与齿轮相连，齿轮与永磁体组合之间为齿轮齿条啮合连接，通过电机带动齿轮旋转，可以使永磁体组合在磁铁支架上做水平移动，当永磁体组合对准磁极片时，相邻永磁体磁感线穿过磁极片形成回路，此时永磁体处于工作位置，当永磁体组合与磁极片相互错开时，永磁体磁感线被屏蔽层屏蔽，此时永磁体处于屏蔽位置，速度传感器连接控制器，速度传感器用于对检测提升容器的运行速度进行实时监测并向控制器发送速度信号，控制器用于分析处理速度信号并向电机发送控制信号，手控开关的手柄直接与电机相连，用于手动控制永磁体组合在磁铁支架上做水平移动；同时将机械抓捕装置与提升容器相连，机械抓捕装置为BF型防坠器；自动防坠控制：速度传感器对提升容器的运行速度进行实时监测，并把速度信号转化为电信号输出至控制器，控制器对速度传感器信号进行分析处理，当提升钢丝绳突然发生断裂引起坠井事故或提升容器的运行速度超过安全范围时，控制器向机械传动装置发出动作指令，通过机械传动装置带动永磁体离开屏蔽位置进入工作位置并产生磁场，使提升容器在磁场中做切割磁感线的运动，产生阻碍提升容器继续运动的力矩，实现对提升容器的缓速控制；当提升钢丝绳突然发生断裂引起坠井事故时，通过BF型防坠器自动实现对提升容器的平稳、可靠抓捕；手动防坠控制：当提升钢丝绳突然发生断裂引起坠井事故时，通过安装在提升容器内部的手动开关向机械传动装置发出动作指令，通过机械传动装置带动永磁体离开屏蔽位置进入工作位置并产生磁场，使提升容器在磁场中做切割磁感线的运动，产生阻碍提升容器继续运动的力矩，实现对提升容器的缓速控制；同时通过BF型防坠器自动实现对提升容器的平稳、可靠抓捕。一种深井提升系统智能防坠装置，该深井提升系统包括设置在井筒内的提升容器，该智能防坠装置包括电磁缓速装置和机械抓捕装置；所述电磁缓速装置沿井筒内壁均匀布置，包括永磁式缓速器、机械传动装置、速度传感器、控制器、手控开关，永磁式缓速器包括设置在井筒内壁上的磁铁支架，磁铁支架是由屏蔽层和磁极片嵌接组合而成，屏蔽层为非导磁材料，磁极片为导磁材料，在磁铁支架上沿提升容器运动方向间隔设置若干个永磁体，并且相邻两个永磁体极性相反，永磁体之间通过非导磁块相互粘结为一个永磁体组合，在井筒内壁的其本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种深井提升系统智能防坠方法，该深井提升系统包括设置在井筒内的提升容器(3)，该智能防坠方法包括：沿井筒内壁均匀布置电磁缓速装置，所述电磁缓速装置包括永磁式缓速器(2)、机械传动装置、速度传感器、控制器、手控开关，永磁式缓速器(2)包括设置在井筒内壁上的磁铁支架，磁铁支架是由屏蔽层(27)和磁极片(23)嵌接组合而成，屏蔽层(27)为非导磁材料，磁极片(23)为导磁材料，在磁铁支架上沿提升容器(3)运动方向间隔设置若干个永磁体(22)，并且相邻两个永磁体(22)极性相反，永磁体(22)之间通过非导磁块(21)相互粘结为一个永磁体组合，在井筒内壁的其中一侧沿横向方向均匀布置多个同样的永磁体组合，在井筒内壁的对面一侧也同样对称布置数量相同的永磁体组合，机械传动装置主要由电机(25)、减速箱(26)和齿轮(24)组成，电机(25)输出轴与减速箱(26)相连，减速箱(26)输出轴与齿轮(24)相连，齿轮(24)与永磁体组合之间为齿轮齿条啮合连接，通过电机(25)带动齿轮(24)旋转，可以使永磁体组合在磁铁支架上做水平移动，当永磁体组合对准磁极片(23)时，相邻永磁体(22)磁感线穿过磁极片(23)形成回路，此时永磁体(22)处于工作位置，当永磁体组合与磁极片(23)相互错开时，永磁体(22)磁感线被屏蔽层(27)屏蔽，此时永磁体(22)处于屏蔽位置，速度传感器连接控制器，速度传感器用于对检测提升容器(3)的运行速度进行实时监测并向控制器发送速度信号，控制器用于分析处理速度信号并向电机(25)发送控制信号，手控开关的手柄直接与电机(25)相连，用于手动控制永磁体组合在磁铁支架上做水平移动；同时将机械抓捕装置与提升容器(3)相连，机械抓捕装置为BF型防坠器；自动防坠控制：速度传感器对提升容器(3)的运行速度进行实时监测，并把速度信号转化为电信号输出至控制器，控制器对速度传感器信号进行分析处理，当提升钢丝绳突然发生断裂引起坠井事故或提升容器(3)的运行速度超过安全范围时，控制器向机械传动装置发出动作指令，通过机械传动装置带动永磁体(22)离开屏蔽位置进入工作位置并产生磁场，使提升容器(3)在磁场中做切割磁感线的运动，产生阻碍提升容器(3)继续运动的力矩，实现对提升容器(3)的缓速控制；当提升钢丝绳突然发生断裂引起坠井事故时，通过BF型防坠器自动实现对提升容器的平稳、可靠抓捕；手动防坠控制：当提升钢丝绳突然发生断裂引起坠井事故时，通过安装在提升容器(3)内部的手动开关向机械传动装置发出动作指令，通过机械传动装置带动永磁体(22)离开屏蔽位置进入工作位置并产生磁场，使提升容器(3)在磁场中做切割磁感线的运动，产生阻碍提升容器(3)继续运动的力矩，实现对提升容器(3)的缓速控制；同时通过BF型防坠器自动实现对提升容器的平稳、可靠抓捕。...
【技术特征摘要】
1.一种深井提升系统智能防坠方法，该深井提升系统包括设置在井筒内的提升容器(3)，该智能防坠方法包括：沿井筒内壁均匀布置电磁缓速装置，所述电磁缓速装置包括永磁式缓速器(2)、机械传动装置、速度传感器、控制器、手控开关，永磁式缓速器(2)包括设置在井筒内壁上的磁铁支架，磁铁支架是由屏蔽层(27)和磁极片(23)嵌接组合而成，屏蔽层(27)为非导磁材料，磁极片(23)为导磁材料，在磁铁支架上沿提升容器(3)运动方向间隔设置若干个永磁体(22)，并且相邻两个永磁体(22)极性相反，永磁体(22)之间通过非导磁块(21)相互粘结为一个永磁体组合，在井筒内壁的其中一侧沿横向方向均匀布置多个同样的永磁体组合，在井筒内壁的对面一侧也同样对称布置数量相同的永磁体组合，机械传动装置主要由电机(25)、减速箱(26)和齿轮(24)组成，电机(25)输出轴与减速箱(26)相连，减速箱(26)输出轴与齿轮(24)相连，齿轮(24)与永磁体组合之间为齿轮齿条啮合连接，通过电机(25)带动齿轮(24)旋转，可以使永磁体组合在磁铁支架上做水平移动，当永磁体组合对准磁极片(23)时，相邻永磁体(22)磁感线穿过磁极片(23)形成回路，此时永磁体(22)处于工作位置，当永磁体组合与磁极片(23)相互错开时，永磁体(22)磁感线被屏蔽层(27)屏蔽，此时永磁体(22)处于屏蔽位置，速度传感器连接控制器，速度传感器用于对检测提升容器(3)的运行速度进行实时监测并向控制器发送速度信号，控制器用于分析处理速度信号并向电机(25)发送控制信号，手控开关的手柄直接与电机(25)相连，用于手动控制永磁体组合在磁铁支架上做水平移动；同时将机械抓捕装置与提升容器(3)相连，机械抓捕装置为BF型防坠器；自动防坠控制：速度传感器对提升容器(3)的运行速度进行实时监测，并把速度信号转化为电信号输出至控制器，控制器对速度传感器信号进行分析处理，当提升钢丝绳突然发生断裂引起坠井事故或提升容器(3)的运行速度超过安全范围时，控制器向机械传动装置发出动作指令，通过机械传动装置带动永磁体(22)离开屏蔽位置进入工作位置并产生磁场，使提升容器(3)在磁场中做切割磁感线的运动，产生阻碍提升容器(3)继续运动的力矩，实现对提升容器(3)的缓速控制；当提升钢丝绳突然发生断裂引起坠井事故时，通过BF型防坠器自动实现对提升容器的平稳、可靠抓捕；手动防坠控制：当提升钢丝绳突然发生断裂引起坠井事故时，通过安装在提升容器(3)内部的手动开关向机械传动装置发出动作指令，通过机械传动装置带动永磁体(22)离开屏蔽位置进入工作位置并产生磁场，使提升容器(3)在磁场中做切割磁感线...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨盼盼，周公博，朱真才，刘送永，曹国华，彭玉兴，李伟，江帆，沈刚，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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