阅读说明：本技术 一种矿井提升系统滚轮罐耳缓冲器 (Mine hoist system gyro wheel cage shoe buffer ) 是由 姚建南 朱昱 朱维南 张福豹 张旭东 刘建鹏 于 2019-11-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种矿井提升系统滚轮罐耳缓冲器,包括缸体、活塞、活塞轴、若干励磁线圈以及弹性部件；活塞轴可纵向移动地插接于缸体中,活塞连接于活塞轴的中部,缸体内部充满磁流变液；活塞轴带动活塞在缸体内纵向移动时,磁流变液自活塞的一侧向另一侧流动,形成磁流变液的流路；励磁线圈设置于流路侧,励磁线圈通电时向流路中的磁流变液加载磁场；活塞轴的两端位于缸体的纵向两端外侧,其一端为输出端,另一端与弹性部件连接。本发明通过改变磁流变液流经间隙时的阻尼力,对提升容器的横向振动进行控制,从而保证了提升容器的平稳运行,减小了滚轮罐耳的动态载荷,减小了对机械结构的冲击,延长了滚轮罐耳的使用寿命。(The invention relates to a roller cage shoe buffer of a mine hoisting system, which comprises a cylinder body, a piston shaft, a plurality of magnet exciting coils and an elastic component, wherein the piston is arranged in the cylinder body; the piston shaft can be longitudinally movably inserted into the cylinder body, the piston is connected to the middle part of the piston shaft, and magnetorheological fluid is filled in the cylinder body; when the piston shaft drives the piston to move longitudinally in the cylinder body, the magnetorheological fluid flows from one side of the piston to the other side of the piston to form a flow path of the magnetorheological fluid; the excitation coil is arranged on the side of the flow path, and loads a magnetic field to the magnetorheological fluid in the flow path when the excitation coil is electrified; the two ends of the piston shaft are positioned at the outer sides of the two longitudinal ends of the cylinder body, one end of the piston shaft is an output end, and the other end of the piston shaft is connected with the elastic component. The invention controls the transverse vibration of the lifting container by changing the damping force when the magnetorheological fluid flows through the gap, thereby ensuring the stable operation of the lifting container, reducing the dynamic load of the roller cage shoe, reducing the impact on a mechanical structure and prolonging the service life of the roller cage shoe.)

一种矿井提升系统滚轮罐耳缓冲器

技术领域

本发明涉及的是一种缓冲器，具体涉及一种矿井提升系统滚轮罐耳缓冲器。

背景技术

在深部矿井提升系统中大多采用刚性罐道和滚轮罐耳作为提升容器的导向装置。滚轮罐耳装置在提升过程中起着导向缓冲减振的作用，其性能直接影响提升容器运行的稳定性。

目前，传统的滚轮罐耳缓冲装置内部一般由多片碟形弹簧构成，作为滚轮罐耳的减振元件，可吸收因罐道缺陷带来的冲击。但由于碟簧的刚度大，导致滚轮罐耳对瞬时冲击的响应较慢，冲击力大，聚氨酯胶轮磨损严重，从而使滚轮罐耳的使用寿命降低，容器运行过程中振动较大，平稳性较差，对横向动态冲击反应不足。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种矿井提升系统滚轮罐耳缓冲器，使得缓冲器吸收冲击的能力更强，响应更快；可实时调节阻尼力，有效提高矿井提升系统滚轮罐耳的使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种矿井提升系统滚轮罐耳缓冲器，包括缸体、活塞、活塞轴、若干励磁线圈以及弹性部件；所述活塞轴可纵向移动地插接于所述缸体中，所述活塞连接于活塞轴的中部，缸体内部充满磁流变液；所述活塞轴带动活塞在缸体内纵向移动时，磁流变液自活塞的一侧向另一侧流动，形成磁流变液的流路；所述励磁线圈设置于流路侧，励磁线圈通电时向流路中的磁流变液加载磁场；所述活塞轴的两端位于缸体的纵向两端外侧，其一端为输出端，另一端与所述弹性部件连接。

所述的矿井提升系统滚轮罐耳缓冲器，其进一步设计在于，所述弹性部件为碟形弹簧。

所述的矿井提升系统滚轮罐耳缓冲器，其进一步设计在于，所述缸体的一端连接有用于容纳所述碟形弹簧的弹簧筒。

所述的矿井提升系统滚轮罐耳缓冲器，其进一步设计在于，所述活塞的外周边沿与所述缸体内壁之间存有间隙，并且，所述活塞的中部具有环形的安装槽，所述励磁线圈缠绕于所述安装槽中；从而，所述间隙形成所述流路，励磁线圈可加载磁场于所述流路。

所述的矿井提升系统滚轮罐耳缓冲器，其进一步设计在于，所述活塞轴的输出端一侧开设有沿活塞轴内部纵向延伸至安装槽的孔道，所述孔道内分布有向所述励磁线圈供电的线缆。

上述技术方案可以通过调节励磁线圈的电流改变其加载于活塞与缸体内壁之间间隙的磁场，从而改变磁流变液流经所述间隙时的阻尼力，对提升容器的横向振动进行控制，从而保证了提升容器的平稳运行，减小了滚轮罐耳的动态载荷，减小了对机械结构的冲击，延长了滚轮罐耳的使用寿命。

由于本发明应用于矿井提升系统，其工作环境较为恶劣并且连续工作的时间较长，一旦励磁线圈工作异常，对励磁线圈进行维护更新需要将缸体、活塞轴以及活塞进行拆卸，极为不便；并且励磁线圈供电线缆所在的孔道可能由于密封材料失效而产生磁流变液泄漏的问题；基于此，可以对励磁线圈的结构进行如下设置：

所述的矿井提升系统滚轮罐耳缓冲器，其进一步设计在于，所述缸体的外壁连接有若干支管，所述支管的两端分别与所述缸体两端内部空间连通；所述励磁线圈设置于所述支管的中部。

另外，由于矿井提升系统工作行程的两端可能存在较大的温差，在100摄氏度以下，未加载磁场的磁流变液的粘稠度本身与温度负相关，从而阻尼力的大小不仅与磁力线圈的作业功率相关，故而对上述技术方案进行进一步改进，引入控温部件，以消除温度对磁流变液粘稠度的影响，从而对阻尼力的控制更为精准。

所述的矿井提升系统滚轮罐耳缓冲器，其进一步设计在于，所述励磁线圈的两侧设置有控温部件，所述控温部件用于保持流经励磁线圈内部的磁流变液温度保持恒定。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例1的安装示意图。

图3是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案更加容易理解，以下结合具体实施方式，对本发明进行描述解释。

如图1所示的一种矿井提升系统滚轮罐耳缓冲器，包括缸体1、活塞2、活塞轴3、 励磁线圈4以及弹性部件5；活塞轴3可纵向移动地插接于缸体中，活塞连接于活塞轴的中部，缸体内部充满磁流变液；活塞轴带动活塞在缸体内纵向移动时，磁流变液自活塞的一侧向另一侧流动，形成磁流变液的流路；励磁线圈设置于流路侧，励磁线圈通电时向流路中的磁流变液加载磁场；活塞轴的两端位于缸体的纵向两端外侧，其一端为输出端31，另一端与弹性部件连接。

具体而言，弹性部件5为碟形弹簧。缸体1的一端连接有用于容纳碟形弹簧的弹簧筒6。

活塞的外周边沿与缸体内壁之间存有间隙，并且，活塞2的中部具有环形的安装槽21，励磁线圈4缠绕于安装槽中；从而，间隙形成流路，励磁线圈可加载磁场于流路。

活塞轴的输出端一侧开设有沿活塞轴内部纵向延伸至安装槽的孔道32，孔道内分布有向励磁线圈供电的线缆。

如图2所示，本实施例在应用时，活塞轴的输出端与滚轮罐耳连接，弹簧筒的外端部与底座铰接，继而在滚轮罐耳作业过程中可以根据连接于矿井提升系统或者滚轮罐耳的加速度传感器测量的加速度信号值，实时调节励磁线圈的电流改变其加载于活塞与缸体内壁之间间隙的磁场，从而改变磁流变液流经间隙时的阻尼力，对提升容器的横向振动进行控制，从而保证了提升容器的平稳运行，减小了滚轮罐耳的动态载荷，减小了对机械结构的冲击，延长了滚轮罐耳的使用寿命。

由于本发明应用于矿井提升系统，其工作环境较为恶劣并且连续工作的时间较长，一旦励磁线圈工作异常，对励磁线圈进行维护更新需要将缸体、活塞轴以及活塞进行拆卸，极为不便；并且励磁线圈供电线缆所在的孔道可能由于密封材料失效而产生磁流变液泄漏的问题；另外，由于本实施例在应用时，姿态通常为倾斜设置的，而活塞与缸体内壁之间存留有间隙，即活塞悬置于缸体的中部，在高频抖动下活塞轴可能发生形变从而导致活塞相对于缸体内壁发生倾斜使得微小的间隙被封堵，从而使得磁流变液的流路发生不可预知的减小，从而使得相应的控制方式与实际应用完全不匹配；基于此，可以对励磁线圈的结构进行如下设置形成实施例2：

如图3所示，缸体的外壁连接有多个支管7，支管的两端分别与缸体两端内部空间连通；此时，支管形成磁流变液的流路，励磁线圈4同样有多个，并且励磁线圈分别设置于支管的中部。实施例2除了活塞与缸体的配合关系以及励磁线圈的设置结构与实施例1不同外，其余结构相同并且应用方式相同。对于该结构而言，活塞与缸体内部无缝配合，从而在高频抖动下，也不会出现悬置于缸体中部的活塞在缸体内部偏心的问题；另外励磁线圈易于单独更换，并且可以在支管上分别设置电动阀门71，从而可以通过对电动阀门进行启闭控制，从而控制磁流变液的流路横截面，增大阻尼力的调节范围。最后，该结构使得活塞的尺寸不受励磁线圈的限制，无论是活塞的厚度还是直径都可以大幅减小，从而使得缸体的内径也可以减小，从而可以使用更少量的磁流变液即可实现减震的目的。

另外，由于矿井提升系统工作行程的两端可能存在较大的温差，在100摄氏度以下，未加载磁场的磁流变液的粘稠度本身与温度负相关，从而阻尼力的大小不仅与磁力线圈的作业功率相关，故而对上述技术方案进行进一步改进，引入控温部件，以消除温度对磁流变液粘稠度的影响，从而对阻尼力的控制更为精准。

励磁线圈的两侧设置有控温部件8，控温部件用于保持流经励磁线圈内部的磁流变液温度保持恒定。控温部件8可以是加热部件也可以是制冷部件，使得磁流变液作业过程中温度在-20℃—100℃之间趋于恒定即可。具体而言，可以是热电阻，结合设置于滚轮罐耳或者提升容器上的温度传感器对本实施例的工作环境温度进行测量，从而启动热电阻使得磁流变液的工作温度保持在40℃，继而，结合磁流变液在40℃下的粘稠度对加载于励磁线圈的电流进行修正。