一种磁悬浮罐笼

申请号 CN201710753060.4 申请日 2017-08-28 公开(公告)号 CN107364779A 公开(公告)日 2017-11-21
申请人 武汉理工大学; 发明人 吴华春; 王隆扬; 李朋; 崔瑞芳;
摘要 本 发明 涉及一种磁悬浮罐笼,用于超井深提升,包括设在井筒壁内的电磁 导轨 和罐体,电磁导轨分布在罐体四条竖向边线附近,电磁导轨沿线由若干个相互独立且磁极方向相同的电磁线圈单元组成,罐体的八个 角 上分别设有八个 永磁体 ,罐体顶部的四个永磁体的磁极方向相同、底部的四个永磁体均与顶部的永磁体的磁极方向相反,罐体上安装有用于实时反馈 位置 的位置 传感器 ,调节电磁导轨上电磁线圈单元的通电位置和 电流 大小能够实现罐体的上升和下降。该罐笼通过对电磁线圈通电产生电磁 力 代替传统罐笼提升时所需的牵拽力,解除了绳索限制,适用于超井深提升,不存在绳索维修更换问题,不存在绳索与设备之间的摩擦损耗。
权利要求

1.一种磁悬浮罐笼,其特征在于:用于超井深提升,包括设在井筒壁内的电磁导轨和罐体,电磁导轨分布在罐体四条竖向边线附近,电磁导轨沿线由若干个相互独立且磁极方向相同的电磁线圈单元组成,罐体的八个上分别设有八个永磁体,罐体顶部的四个永磁体的磁极方向相同、底部的四个永磁体均与顶部的永磁体的磁极方向相反,罐体上安装有用于实时反馈位置的位置传感器,调节电磁导轨上电磁线圈单元的通电位置和电流大小能够实现罐体的上升和下降。
2.如权利要求1所述的磁悬浮罐笼,其特征在于:井筒壁内还设有导向导轨,导向导轨分布在罐体两侧将罐体限位。
3.如权利要求1或2所述的磁悬浮罐笼,其特征在于:罐体顶部的四个永磁体的磁极方向为上S下N、底部的四个永磁体的磁极方向为上N下S,电磁线圈的磁极方向为上S下N。

说明书全文

一种磁悬浮罐笼

技术领域

[0001] 本发明属于采矿设备领域,具体涉及一种磁悬浮罐笼。

背景技术

[0002] 随着开采量的增加,地表矿产资源已经逐渐被开采完毕,许多矿山因此转入深部开采阶段。罐笼作为矿井提升的咽喉设备,主要负责矿产资源、人员以及采矿设备在地下矿场与地面之间的往返运输。传统的有绳提升机以绳索对罐笼的牵拉作为罐笼提升的动力,在提升过程中,通过地面上的动力装置拉动绳索,绳索另一端连接罐笼,从而带动罐笼进行升降,但是随着矿井深度的不断增加,其所需绳索不断加长,这就导致提升设备自重增加,进一步导致所需绳索直径加大,提升设备的制作、运营以及维修成本也因此提高,当矿井深度达到一定值时,传统的有绳提升方式将无法实现。目前,世界上解决超井深提升问题主要采用分段提升方式,即将提升过程分成两段进行,但这需要额外的进行洞室挖掘以及额外的提升设备,这就导致了生产成本的增加、发生事故的概率增加,这并不是人类想看到的结果。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种磁悬浮罐笼,该罐笼通过对电磁线圈通电产生电磁力代替传统罐笼提升时所需的牵拽力,解除了绳索限制,适用于超井深提升,不存在绳索维修更换问题,不存在绳索与设备之间的摩擦损耗。
[0004] 本发明所采用的技术方案是:
[0005] 一种磁悬浮罐笼,用于超井深提升,包括设在井筒壁内的电磁导轨和罐体,电磁导轨分布在罐体四条竖向边线附近,电磁导轨沿线由若干个相互独立且磁极方向相同的电磁线圈单元组成,罐体的八个上分别设有八个永磁体,罐体顶部的四个永磁体的磁极方向相同、底部的四个永磁体均与顶部的永磁体的磁极方向相反,罐体上安装有用于实时反馈位置的位置传感器,调节电磁导轨上电磁线圈单元的通电位置和电流大小能够实现罐体的上升和下降。
[0006] 进一步地,井筒壁内还设有导向导轨,导向导轨分布在罐体两侧将罐体限位。
[0007] 进一步地,罐体顶部的四个永磁体的磁极方向为上S下N、底部的四个永磁体的磁极方向为上N下S,电磁线圈的磁极方向为上S下N。
[0008] 本发明的有益效果是:
[0009] 该罐笼基于异性磁极相吸、同性磁极相斥的原理,通过对电磁线圈通电产生电磁力代替传统罐笼提升时所需的牵拽力,解除了绳索限制,在提升深度方面在理论上将达到目前单个罐笼无法企及的深度,适用于超井深提升,不存在绳索维修更换问题,不存在绳索与设备之间的摩擦损耗,电磁导轨采用单元化的设置,不仅方便调节通电位置和电流大小,还方便装卸。附图说明
[0010] 图1是本发明实施例的示意图。
[0011] 图2是图1的俯视图。
[0012] 图3是本发明的工作原理图。
[0013] 图中:1-电磁导轨;2-罐体;3-井筒壁;4-导向导轨;5-永磁体;6-位置传感器

具体实施方式

[0014] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0015] 如图1和图2所示,一种磁悬浮罐笼,用于超井深提升,包括设在井筒壁3内的电磁导轨1和罐体2,电磁导轨1分布在罐体2四条竖向边线附近,电磁导轨1沿线由若干个相互独立且磁极方向相同的电磁线圈单元组成(根据矿井的具体深度确定电磁线圈单元的数量),罐体2的八个角上分别设有八个永磁体5,罐体2顶部的四个永磁体5的磁极方向相同、底部的四个永磁体5均与顶部的永磁体5的磁极方向相反(正在本实施例中,罐体2顶部的四个永磁体5的磁极方向为上S下N、底部的四个永磁体5的磁极方向为上N下S,电磁线圈的磁极方向为上S下N),罐体2上安装有用于实时反馈位置的位置传感器6,调节电磁导轨1上电磁线圈单元的通电位置和电流大小能够实现罐体2的上升和下降。
[0016] 该罐笼基于异性磁极相吸、同性磁极相斥的原理,通过对电磁线圈通电产生电磁力代替传统罐笼提升时所需的牵拽力,如图3中状态a)所示,同时为罐体2底部的四个永磁5下方的a处电磁线圈单元以及罐体2顶部的四个永磁铁5上方的c处电磁线圈单元通电,使之与罐体2上的永磁铁5形成下推上拉的位置关系,在罐体2提升一段距离后,位置传感器6检测罐体2具体位置,并将信息发送给控制系统,控制系统判断罐体2是否达到目标位置,若未达到,根据实际情况调整当前电磁线圈单元电流大小,直至达到目标位置,若已经达到目标位置,如图3中状态b)所示,再为罐体2底部的四个永磁铁5下方的b处电磁线圈单元以及罐体2顶部的四个永磁铁5上方的d处电磁线圈单元通电,使之与罐体2上的永磁铁5形成下推上拉的位置关系,同时停止对a处电磁线圈单元以及c处电磁线圈单元通电,如此反复进行,即可实现罐体2的提升。相反的,若是先执行状态b),然后执行位置检测,最后执行状态a),可实现罐体2的下降。该罐笼解除了绳索限制,在提升深度方面在理论上将达到目前单个罐笼无法企及的深度,适用于超井深提升,不存在绳索维修更换问题,不存在绳索与设备之间的摩擦损耗,电磁导轨采用单元化的设置,不仅方便调节通电位置和电流大小,还方便装卸。
[0017] 如图1和图2所示,在本实施例中,井筒壁3内还设有导向导轨4,导向导轨4分布在罐体2两侧将罐体2限位,导向导轨4保证了罐体2运行的平稳性。
[0018] 应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
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