一种矿山立井罐笼防坠器位置检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种矿山设备的位置检测装置，特别是涉及一种矿山立井罐笼防坠器位置检测装置。

背景技术：

在采矿行业中，一般采用单绳缠绕式矿井双卷筒提升机进行罐笼提升，罐笼可运送人员和矿车，通过木罐道进行运行定位。木罐道防坠器是指以木质罐道为防坠器支承元件，防止罐笼失控坠落的安全保护装置。当提升罐笼的钢绳或主吊杆意外断裂，或下行罐笼被卡住造成提升钢丝绳松弛时，木罐道防坠器开动机构可自行动作，通过抓捕器的齿爪抓捕木罐道。

罐笼在井筒运行过程中，绞车司机并不能全程实时监视到罐轮运行所处位置。当罐笼在全速运行中急停，提升钢丝绳会因罐笼惯性而进行弹性松缩，罐笼防坠器传动装置常会因为受钢丝绳的拉力减少而自行动作，通过抓捕器的齿爪抓捕木罐道，将罐笼卡在木罐道上。木罐道螺栓松动、木罐道接口错位、木罐道上有突出的坚硬异物，都有可能导致罐笼在运行中卡住。若此时提升机仍在运行，如不及时发现并采取措施，下行罐笼的钢丝绳将继续下放造成溜绳，溜绳长度可达200m以上，从而缠绕井筒中隔筛、钢梁及罐笼底部，这种时候如果贸然提升该罐笼，极易发生破坏井筒等安全事故，严重情况可能掀翻罐笼，引起设备和人身安全事故。因此，在罐笼防坠器安全爪动作后，必须立即停车，采取措施检查井筒设施，让提升机朝原运行相反方向缓慢操作提升罐笼，清除钢丝绳溜绳故障。

因现有罐笼防坠器传动装置没有设置对其动作状态进行检测的装置，绞车司机全凭电动机电流变化及提升钢丝绳的摆动幅度来判断是否溜绳，准确性极差。防坠器传动装置动作时间短，司机很难敏锐捕捉到钢丝绳及电流变化，难免出现判断错误或停车不及时，造成事故扩大，增加井筒检查检修难度，重者会造成安全事故。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种能够实时检测到罐笼防坠器传动装置运行状态并传送到提升机控制系统的矿山立井罐笼防坠器位置检测装置。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种矿山立井罐笼防坠器位置检测装置，包括用于检测罐笼防坠器位置的检测行程开关、无线发射模块、无线接收模块和信号处理模块，所述检测行程开关与无线发射模块的输入端电连接，所述无线发射模块与无线接收模块之间的信号传递为无线通信，所述无线接收模块的输出端与信号处理模块电连接，信号处理模块将信号进行处理后发送至提升机控制站，所述检测行程开关和无线发射模块位于罐笼内，所述无线接收模块和信号处理模块位于井口或井筒壁内。

检测行程开关的常开触点通过电气线路连接无线发射模块输入端子的in1和gnd。

进一步，所述无线发射模块与无线接收模块之间通过外置天线进行信号传递。第一磁底座外置天线与无线发射模块的天线接口连接，第二磁底座外置天线与无线接收模块的天线接口连接。外置天线安装于罐笼门口及井口，可增大无线信号的传送距离，天线阻抗为50ω。无线信号在直径为4.6米的封闭井筒中的可靠传送距离≤200米。

进一步，所述信号处理模块为plc。信号处理plc的输入端子与无线接收模块的输出端子连接，信号处理plc将检测信号进行处理，除去干扰，并将信号分级提交给提升机控制站。

进一步，罐笼内设有用于给无线发射模块供电的可充电锂电池。可充电锂电池为无线发射模块提供电源，安装于罐笼内。dc12v开关电源为无线接收模块提供电源，安装于井口或井壁中。

进一步，无线发射模块与无线接收模块为跳频无线远程四路开关量模块。无线发射模块与无线接收模块之间采用即时通讯模式，在即时模式下，每个模块都会即时监测4个输入口的状态，任何一个输入信号状态改变后即会通过磁底座外置天线向对方发出无线信号，对方收到了信号后便会将自身的4路输出状态同步输出。即无线发射模块的输出状态对应的是无线接收模块的输入状态，反之亦然。

本实用新型通过位置检测行程开关检测罐笼防坠器传动装置是否动作，利用无线发射模块将行程开关的检测信号通过无线传送给无线接收模块，无线接收模块将接收的信号转换为无源开关量信号输出，通过电气线路传递给信号处理plc。当罐笼防坠器传动装置动作时，信号处理plc可在1秒内接收到信号，将检测信号进行处理，除去干扰，并将信号分级提交给提升机控制站，让提升机操作人员及时掌握罐笼防坠器传动装置状态，让控制系统根据信号及时做出正确决策。

本实用新型可实时检测木罐道防坠器传动机构是否自行动作，不受罐笼运行深度的约束。

本实用新型可在罐笼防坠器传动装置发生动作时立即报警且使提升机自动停车，让罐笼立马停住，钢丝绳溜绳便不会太长，处理问题简单快速，能有效抑制罐轮被缠绕、井筒设施损坏的风险，避免事态扩大，对矿井提升机的安全运行有着重大意义，对稳定矿山生产大有益处。

附图说明

图1为本实用新型实施例的信号检测及发送装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的信号接收及处理装置的结构示意图；

图3为本实用新型应用实施例1的状态示意图。

图中：1、可充电锂电池，2、无线发射模块，2-1、无线发射模块的输入端子，2-2、无线发射模块的输出端子，2-3、无线发射模块的拨码开关，2-4、无线发射模块的输出显示灯，3、第一磁底座外置天线，4、检测行程开关，5、防坠器传动杆，6、dc12v开关电源，7、无线接收模块，7-1、无线接收模块的输入端子，7-2、无线接收模块的输出端子，7-3、无线接收模块的拨码开关，7-4、无线接收模块的输出显示灯，8、第二磁底座外置天线，9、信号处理plc。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示，本实施例包括安装在罐笼内且跟随罐笼移动的可充电锂电池1、无线发射模块2、无线发射模块的输入端子2-1、无线发射模块的输出端子2-2、无线发射模块的拔码开关2-3、无线发射模块的输出显示灯2-4、第一磁底座外置天线3、检测行程开关4、防坠器传动杆5。当提升罐笼的钢绳或主吊杆意外断裂，或下行罐笼被卡住造成提升钢丝绳松弛时，罐笼防坠器传动杆5向外移动带动罐笼安全爪抓捕木罐道，检测罐笼防坠器传动杆5位置的检测行程开关4动作，检测行程开关4的常开触点闭合，通过电气线路连接无线发射模块的输入端子2-1的in1和gnd。无线发射模块2的输入端接收到闭合信号后，输出端子out1的干簧继电器闭合，同时第一磁底座外置天线3向外发射无线发射模块的输出端子2-2的out1闭合的信号。可充电锂电池为ac220v的大容量电池，可为功率1w的无线发射模块持续供电4个月以上。第一磁底座外置天线3吸附安装于罐笼门上部的金属上，第一磁底座外置天线3与无线发射模块2之间的引线要尽可能拉直，用以保证模块最佳的通讯距离。

如图2所示：本实用新型的信号接收及处理装置包括dc12v开关电源6、无线接收模块7、无线接收模块的输入端子7-1、无线接收模块的输出端子7-2、无线接收模块的拔码开关7-3、无线接收模块的输出显示灯7-4、第二磁底座外置天线8和信号处理plc9。当第二磁底座外置天线8接收到第一磁底座外置天线3发射出的无线发射模块的输出端子2-2的out1闭合无线信号时，无线接收模块的输入端子7-1的in1、gnd闭合，同时无线接收模块的输出端子7-2的out1的干簧继电器吸合，常开触点闭合，第二磁底座外置天线8向外发射无线接收模块的输出端子7-2的out1闭合的信号。

信号处理plc9的输入端子与无线接收模块7的输出端子out1通过电气线路连接，当信号处理plc9接收到无线接收模块7的输出端子out1的闭合信号，结合提升机当前运行数据，将检测信号进行处理，除去干扰，并将信号分级提交给提升机控制站，让提升机操作人员及时掌握罐笼防坠器传动装置状态，让控制系统根据信号及时做出正确决策。本套装置可用于立井深度小于200米的单个罐笼fm型防坠器位置检测。

应用实施例1：

如图3所示：本实施例中包括罐笼a(安装有：第一检测行程开关sq1、第一无线发射模块a1、磁底座外置天线ant1-1、可充电锂电池）、罐笼b（安装有：第二检测行程开关sq2、第二无线发射模块a2、磁底座外置天线ant1-2、可充电锂电池）、信号接收装置c(包括：第一无线接收模块b1、磁底座外置天线ant2-1、dc12v开关电源)、信号接收装置d（包括：第二无线接收模块b2、磁底座外置天线ant2-2、dc12v开关电源）、信号处理plc。

由于无线信号在直径为4.6米的封闭井筒中的可靠传送距离≤200米，当井筒深度超过200米时，需将多个无线接收模块的输出端子通过线路沿井筒并联安装。

某地矿山的直井井筒深500米，采用单绳缠绕式矿井双卷筒提升机进行罐笼提升，在同一时刻，a、b两个罐笼相对运行。第一无线发射模块a1安装于罐笼a，第二无线发射模块a2安装于罐笼b，信号接收装置c安装于井筒0米位置，信号接收装置d安装于井筒357米位置。如当罐笼a在井筒465米处罐笼防坠器动作，第一检测行程开关sq1的常开触点闭合，第一发射模块a1的输入端子in1接收到第一检测行程开关sq1的闭合信号，第一发射模块a1对应的输出端子out1的继电器吸合，继电器常开闭合。磁底座外置天线ant1-1发射出第一发射模块a1输出端子out1继电器常开闭合的状态信号，此时信号接收装置d的磁底座外置天线ant2-2能接收到信号，第二无线接收模块b2输入端子in1、gnd闭合，同时第二无线接收模块b2输出端子out1的干簧继电器吸合，继电器常开触点闭合。第二无线接收模块b2输出端子out1的干簧继电器常开触点闭合信号通过线路进入信号处理plc的输入端子in1。

此时罐笼b在井筒35米处，若罐笼b防坠器动作，第二检测行程开关sq2常开触点闭合，第二无线发射模块a2的输入端子in2接收到第二检测行程开关sq2的闭合信号，第二无线发射模块a2对应的输出端子out2的继电器吸合，继电器常开闭合。磁底座外置天线ant1-2发射out2继电器常开闭合的状态信号，此时信号接收装置c的磁底座外置天线ant2-1能接收到信号，第一无线接收模块b1的输入端子in2、gnd闭合，同时第一无线接收模块b1的输出端子out2的干簧继电器吸合，继电器常开触点闭合。第一无线接收模块b1的输出端子out2的干簧继电器常开触点闭合信号通过线路进入信号处理plc的输入端子in2。信号处理plc通过输入端子in1、in2的信号来判断罐笼a和罐笼b的罐笼防坠器传动装置是否动作，并将检测信号进行处理，除去干扰，并将信号分级提交给提升机控制站，让提升机操作人员及时掌握罐笼防坠器传动装置状态，让控制系统根据信号及时做出正确决策。

本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本实用新型的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。