阅读说明：本技术 磁悬浮矿井智能提升设备 (Intelligent lifting equipment for magnetic suspension mine ) 是由 王彦程 甘登俊 张攀科 郑玲娜 姜海军 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：一种磁悬浮矿井智能提升设备,包括罐笼主体,罐笼的翻转斗,罐笼外侧的永磁铁,电磁导轨,缓冲系统的并励电动机,缓冲齿轮,缓冲系统的执行元件,传感器,电池,防下坠装置的液压杆,防下坠装置的档杆。罐笼外侧的电磁铁与电磁导轨相对应,轨道两侧的线圈里流动的交流电,能将线圈变成电磁体,由于它与罐笼上的电磁体的相互作用,使罐笼开动。缓冲系统的并励电动机和齿轮结合,通过执行元件将缓冲装置推入齿轨中,从而进行缓冲作用。防下坠的液压杆和档杆组合,防止罐笼在卸货时下坠。该设备将磁悬浮技术运用到矿井提升设备中,弥补了传统提升设备提升速度缓慢,提升效率低,运行不稳定等问题,弥补了智能化空缺,加快推进矿井提升智能化进程。(The utility model provides a magnetic suspension mine intelligence lifting means, includes the cage main part, the upset fill of cage, the permanent magnet in the cage outside, the electromagnetic guide rail, buffer system's shunt excitation motor, the buffer gear, buffer system's executive component, the sensor, the battery, the hydraulic stem of preventing the device that weighs down, the shelves pole of preventing the device that weighs down. The electromagnets on the outer side of the cage correspond to the electromagnetic guide rails, and the coils can be changed into electromagnets by alternating current flowing in the coils on the two sides of the rails, so that the cage is started due to the interaction of the electromagnets and the electromagnets on the cage. The shunt motor and the gear of the damping system are combined, and the damping device is pushed into the rack through the actuator, so that the damping effect is achieved. The hydraulic rod and the stop rod which are prevented from falling are combined to prevent the cage from falling when the cargo is unloaded. The device applies the magnetic suspension technology to the mine hoisting equipment, overcomes the problems of slow hoisting speed, low hoisting efficiency, unstable operation and the like of the traditional hoisting equipment, overcomes the intelligent vacancy, and accelerates the progress of mine hoisting.)

磁悬浮矿井智能提升设备

技术领域

本发明涉及一种磁悬浮矿井智能提升设备，尤其适用于矿区立井提升所用设备。

背景技术

我国是煤炭产量大国和消费大国,煤炭的高效安全生产是国民经济的重要保障,运用先进的信息化技术、自动化技术,借助物联网、大数据和云计算最新发展成果构建智能矿山,以信息化手段推进生产效益的提高是必然举措。随着国家煤炭资源战略调整，煤矿开采对矿井提升设备的要求越来越高。传统罐笼提升设备受限于提升钢丝绳本身的物理特性，罐笼容量不能持续增大，且提升速度缓慢，提升效率低，运行不稳定，尤其是在超大载荷的情况下其使用寿命和安全性能将极大的降低。针对当前研究不足和技术需求，我们考虑将磁悬浮技术运用到矿井提升设备中，运用磁悬浮技术代替传统的提升模式来实现罐笼提升高效快速及稳定安全的效果。

发明内容

本发明的目的是根据已有技术存在的问题，传统罐笼提升设备受限于提升钢丝绳本身的物理特性，罐笼容量不能持续增大，且提升速度缓慢，提升效率低，运行不稳定，尤其是在超大载荷的情况下其使用寿命和安全性能将极大的降低，解决提供一种消除摩擦等因素影响、提升速度快、提升效率高、安全稳定的磁悬浮矿井提升设备。

磁悬浮矿井智能提升设备，包括罐笼主体，罐笼内部的翻转斗，自锁防倾斜装置，罐笼外侧的永磁铁，与电磁铁对应的电磁导轨，缓冲系统的并励电动机，与并励电机同轴连接的齿轮，并励电动机固定在缓冲系统的执行元件上，传感器，电池，防下坠装置的液压杆，与液压杆连接的档杆。罐笼外侧的电磁铁与电磁导轨相对应，轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变成电磁体，由于它与罐笼上的电磁体的相互作用，使罐笼开动。缓冲系统的并励电动机和齿轮结合，通过执行元件将缓冲装置推入齿轨中，从而进行缓冲作用。防下坠的液压杆和档杆组合，防止罐笼在卸货时下坠。

所述磁悬浮系统由罐笼外侧电磁铁、传感器和电磁导轨构成。所述缓冲系统由并励电动机、齿轮、电池、传感器和执行元件构成。所述防下坠装置由液压杆、档杆和传感器组成。所述电磁导轨由八字形电磁线圈、导轨外壳和传感器构成。

本发明的磁悬浮矿井智能提升设备，不仅可以改变传统提升方式来提高提升效率，还可以实现罐笼容量的扩大，传统钢丝绳提升方式受限于钢丝绳本身的物理特性，增大罐笼容量比较困难，尤其是在超大载荷的情况下其使用寿命和安全性能将极大的降低，而采用磁悬浮提升技术后，免去了钢丝绳的限制，利用电磁力进行提升作业，能够扩大罐笼容量，并且能保证其运行的安全可靠。在矿井提升过程中，消除了钢丝绳摩擦等能量消耗，降低了能耗问题，避免了资金的大量投入，降低了工作成本。其提升系统原理简单，成本可控，提升效率高、提升效果好，实现了矿井提升智能化，在该技术领域具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的罐笼结构示意图。

图2是本发明的井架结构示意图。

图3是本发明的悬浮系统结构示意图。

图4是本发明的并励电动机结构示意图。

图中：1-执行元件；2-永磁铁；3-电池；4-自锁防倾斜装置；5-翻转斗；6-罐笼主体；7-缓冲齿轮；8-翻转轴；9-电磁导轨；10-齿轨；11-并励电动机；12-井架；13-曲轨；14-卸料口；15-输送机；16-液压杆；17-档杆；18-内部磁极；19-电磁线圈；20-定子线圈；21-转子线圈；22-定子；23-转子。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施作进一步的描述：

图1、图2所示，磁悬浮矿井智能提升设备主要由罐笼主体（6），翻转斗（5），电磁铁（2），电磁导轨（9），并励电动机（11），缓冲齿轮（7），执行元件（1），电池（3），液压杆（16），档杆（17）构成。磁悬浮系统由罐笼（6）外侧的永磁铁（2）与电磁导轨（9）相互作用构成。电磁轨道（9）内铺设八字形电磁线圈（19）（19），在罐笼（6）两侧安装永磁铁（2），轨道截面设计为丁字形，中央面提供提升力，除中央面外，其余面需提供悬浮力，防止罐笼（6）靠近墙壁产生摩擦。两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变成电磁体，产生平移磁场，与罐笼（6）上永磁铁的内部磁极（18）相互作用，平移磁场与永磁铁（2）发生切割，产生电磁感应，推动罐笼（6）向上开动。磁悬浮罐笼（6）的吸力悬浮系统，是由磁悬浮罐笼（6）外部两侧上的电磁铁（2）和导轨（9）上的电磁轨道（9）相互排斥而使罐笼（6）悬浮。悬浮系统供电可由轨道直接与地面线路相连。磁悬浮罐笼（6）工作时，首先调整罐笼（6）外部的悬浮和导向电磁铁（2）的电磁排斥力，与轨道两侧的绕组发生磁铁反作用把罐笼（6）浮起。在罐笼（6）外部的导向电磁铁（2）与轨道电磁铁的反作用下，使罐笼（6）整体与轨道保持一定的侧向距离，实现其在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。为了保证罐笼（6）与轨道之间的悬浮间隙为10毫米，可通过传感器进行监测，并使用电脑进行精确的控制。此外由于悬浮和导向实际上与罐笼（6）运行速度无关，所以即使停止工作时罐笼（6）仍然可以进入悬浮状态。

缓冲系统由并励电动机（11）、缓冲齿轮（7）、执行元件（1）、智能控制芯片和电池（3）所构成。当罐笼（6）需要停车时，缓冲系统开始作用，缓冲系统的执行元件（1）缓慢地将缓冲齿轮（7）和并励电动机（11）推入齿轨（10）中，此时齿轮（7）受到罐笼（6）上升或下降的影响而转动，而并励电动机（11）外圈的定子线圈（20）与智能控制芯片连接并直接连接电池（3），当传感器感知到罐笼（6）的状态，则智能控制系统控制并励电动机（11）外圈定子线圈（20）产生相同的磁性，使得转子（23）受到磁极的柔性阻碍而逐渐停止转动。

断电自主提升系统同样由并励电动机（11）、缓冲齿轮（7）、执行元件（1）、智能控制芯片和电池（3）所构成。当矿井发生断电时，磁悬浮失去电力支撑而失去作用，此时罐笼（6）由于没有电磁力的作用，在重力势能的作用下开始下坠，由传感器感知导轨（9）中电流消失，缓冲系统开始作用，使得罐笼（6）停止下坠后，再智能控制并励电动机（11）外圈定子线圈（20），产生不同的磁场让电动机实现反转，带动罐笼（6）上升。

智能刹车系统由电磁导轨（9）、并励电动机（11）、缓冲齿轮（7）、执行元件（1）、智能控制芯片和电池（3）所构成。罐笼（6）在导轨（9）中运行时，当即将到达地面或井底时，总控室通过计算机控制导轨（9）中交流电与磁性的大小使得导轨（9）中提供的电磁力缓慢变小，同时齿轮（7）缓冲系统开始作用，阻碍齿轮（7）转动，最终使得罐笼（6）速度逐渐降低直至停止运动。

防下坠系统由液压杆（16）和档杆（17）构成，在立井地面井口架设井架（12），在井架上的卸料位置安装防坠装置，以及在人员上下位置安装防坠装置，当罐笼（6）到达指定位置后液压杆（16）推出档杆（17），使档杆（17）顶住罐笼（6）底部，防止其下坠。

磁悬浮矿井智能提升设备在井底准备提升时，缓冲系统的执行元件（1）收回到初始位置，之后由总控室通过计算机控制电磁导轨（9）内电磁铁的电流与磁性大小，智能控制罐笼（6）以设计加速度1m/s²缓慢提升，直到达到设计速度1.5m/s开始匀速向上提升，当即将到达井口时，智能控制电磁导轨（9）内电磁铁的电流与磁性大小，同时缓冲系统的执行元件（1）缓慢将缓冲齿轮（7）推入齿轨（10）中，缓冲系统开始作用，最终使得罐笼（6）的速度逐渐降低缓慢经过卸料位置，同时翻转斗（5）通过曲轨（13）进行翻转，将物料倒入卸料口（14），通过卸料口（14）进入输送机（15）内将物料运离；当罐笼到达卸料的最终位置，防坠装置开始作用，通过液压杆（16）将档杆（17）退出，顶住罐笼（6）底部防止卸料时发生危险。