[发明专利]一种深井提升系统过卷保护方法与装置

摘要

本发明公开了一种深井提升系统过卷保护方法与装置，该方法包括：在提升容器工作区域上下两个极限位置安装过卷保护装置，过卷保护装置包括电磁缓冲装置和机械缓冲装置；电磁缓冲装置包括激励线圈、外部电源、检测与控制模块；检测与控制模块包括速度检测元件、位置检测元件、控制器；速度检测元件和位置检测元件分别与控制器相连，控制器与外部电源相连，外部电源与激励线圈相连；位置检测元件位于激励线圈的中部；所述速度检测元件位于激励线圈靠近提升容器的一端；机械缓冲装置包括与控制器相连的液压回路、与液压回路相连的双作用液压缸；双作用液压缸位于激励线圈远离提升容器的一端。本发明具有双重防护、制动平稳、无回弹的优点。

主权项

1.一种深井提升系统过卷保护方法，其特征在于，该过卷保护方法包括：在提升容器(7)工作区域上下两个极限位置安装过卷保护装置(3)，过卷保护装置(3)包括电磁缓冲装置和机械缓冲装置；所述电磁缓冲装置包括激励线圈(5)、外部电源、检测与控制模块；所述检测与控制模块包括速度检测元件(21)、位置检测元件(22)、控制器；速度检测元件(21)和位置检测元件(22)分别与控制器相连，控制器与外部电源相连，外部电源与激励线圈(5)相连；所述位置检测元件(22)位于激励线圈(5)的中部；所述速度检测元件(21)位于激励线圈(5)靠近提升容器(7)的一端；所述机械缓冲装置包括与控制器相连的液压回路、与液压回路相连的双作用液压缸(18)；所述液压回路包括油箱(10)、过滤器(11)、液压泵(12)、三位四通电磁换向阀(13)、单向阀(14)、两位两通电磁阀A(15)、减压阀(16)、两位两通电磁阀B(20)；油箱(10)出油口通过过滤器(11)连接液压泵(12)进油口，液压泵(12)出油口连接三位四通电磁换向阀(13)进油口，三位四通电磁换向阀(13)工作油口A连接单向阀(14)进油口，单向阀(14)出油口、两位两通电磁阀A(15)进油口、减压阀(16)进油口均连接双作用液压缸(18)无杆腔，三位四通电磁换向阀(13)工作油口B、两位两通电磁阀B(20)进油口均连接双作用液压缸(18)有杆腔，三位四通电磁换向阀(13)出油口、两位两通电磁阀A(15)出油口、减压阀(16)出油口、两位两通电磁阀B(20)出油口均连接油箱(10)回油口；所述液压泵(12)、三位四通电磁换向阀(13)、两位两通电磁阀A(15)、两位两通电磁阀B(20)分别连接控制器；所述双作用液压缸(18)活塞杆的端部设有挡板(23)；双作用液压缸(18)位于激励线圈(5)远离提升容器(7)的一端，深井提升系统未发生过卷事故即机械缓冲装置处于非工作状态时，双作用液压缸(18)的活塞杆位于伸出位置，双作用液压缸(18)活塞杆端部的挡板(23)处于激励线圈(5)的中部；所述液压回路可实现缓冲、保持、复位三种工作状态；所述的液压回路的三种工作状态由控制器控制三位四通电磁换向阀(13)、两位两通电磁阀A(15)、两位两通电磁阀B(20)的联通位置决定；所述的缓冲状态下，三位四通电磁换向阀(13)进油口连通工作油口B，回油口连通工作油口A，两位两通电磁阀A(15)进油口与出油口断开，两位两通电磁阀B(20)进油口与出油口连通，此时双作用液压缸(18)活塞杆端部的挡板(23)受到提升容器(7)垂直方向的力F，油箱(10)中的液压油由液压泵(12)通过三位四通电磁换向阀(13)向双作用液压缸(18)有杆腔供油，避免发生吸空现象，同时两位两通电磁阀B(20)对液压泵(12)进行卸压，保护液压泵(12)并保证双作用液压缸(18)有杆腔油压为零，双作用液压缸(18)无杆腔油液流经减压阀(16)流回至油箱(10)，缓冲力F的大小由减压阀(16)的输出压力确定；所述的保持状态下，三位四通电磁换向阀(13)进油口连通出油口，两位两通电磁阀A(15)进油口与出油口连通，两位两通电磁阀B(20)进油口与出油口断开，此时已完成对提升容器(7)的缓冲制动，双作用液压缸(18)活塞杆端部的挡板(23)保持不动，液压泵(12)通过三位四通电磁换向阀(13)直接卸压，双作用液压缸(18)有杆腔由三位四通电磁换向阀(13)和两位两通电磁阀B(20)锁死，双作用液压缸(18)无杆腔通过两位两通电磁阀A(15)与油箱(10)相连，实现对双作用液压缸(18)无杆腔卸压并保证双作用液压缸(18)活塞杆端部的挡板(23)不发生回弹；所述的复位状态下，三位四通电磁换向阀(13)进油口连通工作油口A，工作油口B连通回油口，两位两通电磁阀A(15)进油口与出油口断开，两位两通电磁阀B(20)进油口与出油口连通，此时双作用液压缸(18)活塞杆端部的挡板(23)垂直向下运动，油箱(10)中的液压油由液压泵(12)通过三位四通电磁换向阀(13)、单向阀(14)向双作用液压缸(18)无杆腔供油，双作用液压缸(18)有杆腔油液经三位四通电磁换向阀(13)流回至油箱(10)；当提升容器(7)运行至速度检测元件的安装位置时，速度检测元件(21)对提升容器(7)的运行速度进行监测并向控制器发送速度信号，控制器根据该速度信号对提升容器(7)的运行状态进行预判，当该速度信号超过设定值时则判定提升容器(7)必然会发生过卷事故，控制器控制外部电源给激励线圈(5)供电，激励线圈(5)产生一定的空间磁场，当提升容器(7)做切割磁感线的运动时，产生阻碍提升容器(7)继续运动的力矩，实现对提升容器(7)缓冲作用，及时阻止提升容器(7)发生过卷事故，降低事故率；当提升容器(7)运行至速度检测元件(21)的安装位置且运行速度未超出设定值时，控制器判定提升容器(7)此时处于正常运行状态，电磁缓冲装置不发生动作；当提升容器(7)正常通过速度检测元件(21)的安装位置后运行至位置检测元件(22)的安装位置即提升容器(7)工作区域上下两个极限位置未停车而继续运行时，电磁缓冲装置和机械缓冲装置同时发生动作，位置检测元件(22)对提升容器(7)的运行位置进行监测并向控制器发送位置信号，控制器判定提升容器(7)已发生过卷事故，控制器控制外部电源给激励线圈(5)供电，激励线圈(5)产生一定的空间磁场，当提升容器(7)做切割磁感线的运动时，产生阻碍提升容器(7)继续运动的力矩，实现对提升容器(7)缓冲作用；同时，控制器控制液压回路处于缓冲状态，提升容器(7)在极限位置处与双作用液压缸(18)活塞杆端部的挡板(23)发生机械碰撞，双作用液压缸(18)活塞杆受到与提升容器(7)运动方向同向的作用力，双作用液压缸(18)活塞杆回缩并挤压双作用液压缸(18)无杆腔的液压油，将提升容器的动能转化为液压油液压能，以能量转换的方式实现对提升容器的缓冲制动；完成对提升容器(7)的制动后，机械缓冲装置中的液压回路开始进入保持状态，双作用液压缸(18)的活塞杆保持回缩状态不动；对过卷事故处理完毕后，机械缓冲装置中的液压回路开始进入复位状态，双作用液压缸(18)的活塞杆重新伸出，使双作用液压缸(18)活塞杆的挡板处于激励线圈(5)的中部。