[发明专利]一种立井提升系统罐耳状态实时监测系统及方法

说明书

本发明矿业生产领域，具体的是一种立井提升系统罐耳状态实时监测系统及方法，监测系统包括位置传感器、激光发射器、接近传感器、磁感应块、电源模块、无线发射器和上位机，方法包括数据监测分析和罐耳、罐道预测性维护方法。通过位置传感器测量罐耳偏转角度，可指示罐耳撞击或挤压罐道的次数与强度，间接计算出其摆幅是否超出减震系统的有效行程，监测减震系统性能；通过磁感应接近传感器可监测外轮的旋转状态和速度，指示罐耳与罐道是否存在滑动摩擦运动，预测罐耳磨损情况；综合罐耳摆动状态及其外轮旋转状态，可监测罐道受到的危害情况，从而制定预防性的维护计划。本发明实现了罐耳的全面实时监测，可保障立井提升系统的安全运行。

技术领域

本发明涉及矿业生产领域，具体的是一种立井提升系统罐耳状态实时监测系统及方法。

背景技术

立井提升系统在煤矿、冶金等行业广泛应用，是井式开采作业过程中不可或缺的设备。其中罐笼（含罐耳）、罐道均为立井提升系统中的关键设备，通过启动提升机控制钢丝绳运动，使罐笼沿罐道提升或下放，从而实现装载运输人员、设备、材料的作用。保证罐笼的安全运行是保证安全生产的重要课题，一方面，罐耳作为罐笼与罐道间直接接触部件，其状态好坏将直接影响罐笼整体运行状态；另一方面，罐道的状态也是影响罐笼运行安全的重要因素。目前矿井多采用刚性罐道，由于罐耳的撞击、挤压或摩擦运动，会造成罐道拼接错位、局部或整体变形等典型故障，而罐道故障又不可避免的加剧罐耳与罐道的碰撞与挤压，形成恶性循环，可能造成严重的安全生产事故。特别是近年来，随着矿井深度提升，罐笼运行速度也趋于向高速发展，更加剧了安全风险。

罐耳作为关键部件，其本身的外轮磨损情况、减震能力、轴承状态等均可能影响罐笼的安全运行；此外，罐耳的实时运动状态还可反映出罐笼的运行状况，也一定程度上可预测罐道的损害状况。目前对于罐耳的监测仅仅是定期对其外轮磨损情况进行人工检测，一是监测的项目不够全面，二是实时性不够，不能及时发现问题，三是人工检测费时费力且影响日常生产。因此，亟需一种实时的罐耳监测方法与监测系统，来更好地保障安全生产及降低运营成本。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种立井提升系统罐耳状态实时监测系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种立井提升系统罐耳状态实时监测系统，所述罐耳包括外轮和金属轮毂，金属轮毂的侧端固定有支架，支架的底端转动连接有基座；

所述监测系统包括安装在基座上的位置传感器，支架上安装有激光发射器，支架的侧端安装有接近传感器，金属轮毂的侧端固定有磁感应块；

所述位置传感器、接近传感器均和无线发射器连接，无线发射器设置于罐笼里，无线发射器上安装有电源模块，和无线发射器连接的无线接收模块内嵌于上位机中。

进一步地，所述支架的侧端转动连接有减震系统，基座和减震系统的底端转动连接。

进一步地，当所述外轮受到外力挤压时，支架发生偏转，减震系统受挤压收缩，外力撤出后，减震系统回弹，支架恢复。

进一步地，所述磁感应块焊接于金属轮毂表面，接近传感器采用非齐平式安装，减少金属材料对信号的干扰。

进一步地，所述金属轮毂转动时，当磁感应块靠近接近传感器，探测的信号较强，当磁感应块远离接近传感器，探测的信号较弱。

进一步地，所述位置传感器、接近传感器负责采集信号，无线发射器负责发送信号，无线接收模块负责接收信号，上位机对信号进行分析处理，执行监测方法。

进一步地，当所述支架发生偏转时，激光发射器随之旋转，位置传感器接收的光点偏移，采集到偏移的长度，根据数学关系计算得到偏转角度。