CN204288680U - 一种竖井多绳提升三维立体教学演示装置 - Google Patents

Abstract

一种竖井多绳提升三维立体教学演示装置，它涉及演示模型技术领域，水平设置的顶板上端设置有控制机房和天轮，控制机房上安装有控制面板，顶板的下方水平设置有底板，顶板与底板之间的两侧设置有支架，底板上安装有井底车场，顶板与底板之间的中部安装有双罐笼井筒，双罐笼井筒内安装有罐笼Ⅰ和罐笼Ⅱ，罐笼Ⅰ和罐笼Ⅱ的一侧安装有梯子间，罐笼Ⅰ和罐笼Ⅱ均通过钢丝绳和天轮与控制机房内部的摩擦滚筒连接，双罐笼井筒的一侧对应第一阶段、第二阶段、第三阶段处均设置有信号灯，信号灯与控制面板连接。它不仅将矿山提升与运输***以三维立体演示模型展示出来，还可以能演示整个生产***中运行流程，作为教学过程中的演示模型。

Description

一种竖井多绳提升三维立体教学演示装置

技术领域：

    本实用新型涉及演示模型技术领域，具体涉及一种竖井多绳提升三维立体教学演示装置。

背景技术：

凡是用竖井开采的矿山都要使用一台或几台以上的提升机作为矿山的主要提升和辅助提升设备，由于提升机的重要性和基建投资较高，所以选用什么样的提升机是一个较为重要的问题。在以往我国采用单绳提升机的矿山较多，近年来，由于多绳提升机具备提升高度不受滚筒容绳量限制，适用于深井（不超过1700m）提升；载荷由多根钢丝绳承担，钢丝绳直径较相同载荷下单绳提升小；摩擦轮直径小，提升机总质量小；提升电动机的容量和耗电量降低；钢丝绳的工作条件好；采用偶数根提升钢丝绳，其捻向左右各半，消除了提升容器在提升过程中的转动，减少了容器与罐道的摩擦阻力；采用多根钢丝绳提升，安全性大大提高等多方面的优点，所以在国内大中型矿山得到了广泛的采用。落地式多绳提升机，是把井塔上安装的多绳提升机，移到地面来安装。对于落地式多绳提升机本身来说，是把轴承座受力方向由向下改为斜上方，相应的受力轴承座和基础应作修改，其余部分基本相同。

在现阶段大学课堂教学过程中，形象理解矿山中各***的构造、运行和生产流程一直是个难题。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种竖井多绳提升三维立体教学演示装置，它不仅将矿山提升与运输***以三维立体演示模型展示出来，还可以能演示整个生产***中运行流程，作为教学过程中的演示模型。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案：它包含控制机房、控制面板、顶板、支架、双罐笼井筒、井底车场、底板、天轮、信号灯、罐笼Ⅱ、梯子间、罐笼Ⅰ，水平设置的顶板上端设置有控制机房和天轮，控制机房上安装有控制面板，顶板的下方水平设置有底板，顶板与底板之间的两侧设置有支架，底板上安装有井底车场，顶板与底板之间的中部安装有双罐笼井筒，双罐笼井筒内安装有罐笼Ⅰ和罐笼Ⅱ，罐笼Ⅰ和罐笼Ⅱ的一侧安装有梯子间，罐笼Ⅰ和罐笼Ⅱ均通过钢丝绳和天轮与控制机房内部的摩擦滚筒连接，双罐笼井筒的一侧对应第一阶段、第二阶段、第三阶段处均设置有信号灯，信号灯与控制面板连接。

所述的控制机房内部设置有电机，该电机为5线4相减速步进电机。

所述的控制面板正面安装有数个按键和LCD显示屏，控制面板背面安装有减速步进电机驱动板和开关电源，减速步进电机驱动板与控制机房内部的电机连接，采用增强型51单片机作为主控芯片，主控芯片分别连接开关电源、LCD显示屏、信号灯、减速步进电机驱动板、电机和按键。主控芯片加以编程，Nokia 5110作为显示器显示罐笼的运动，加入信号示意***，用信号灯表示罐笼到达的位置，用LCD显示屏显示罐笼所处的位置，显示正在控制的目标以及控制目标要到达的位置。

所述的罐笼Ⅰ和罐笼Ⅱ的下方均附有尾绳，罐笼Ⅰ和罐笼Ⅱ之间设置有罐道梁Ⅰ，罐笼Ⅱ与梯子间之间设置有罐道梁Ⅱ。

所述的梯子间是交错式梯子间，由梯子梁、梯子平台和梯子组成，梯子平台之间交错设置有梯子，梯子平台的底部设置有梯子梁。

所述的双罐笼井筒采用透明的有机玻璃制成，来清晰展示内部情况。

所述的井底车场为PVC材料板制成的环形井底车场，且井底车场内设置有车道和矿车。

本实用新型以真实矿山***为原型，各部分按不同比例制作，井筒断面按照1:200比例尺寸制作，展示了矿山中的提升与运输***，达到帮助学生理解***运转流程的目的。采用落地式竖井多绳摩擦式提升机，罐笼Ⅰ和罐笼Ⅱ均采用3#罐笼为参照，其它结构尺寸依据3#双罐笼井筒断面计算。采用透明式井筒，井筒内布置出罐道、罐道梁和梯子间清晰呈现出来。建立三个阶段水平，在第三个阶段水平展示出环形井底车场，采用可拆卸方式。并使用增强型51单片机作为主控，Nokia 5110作为显示器，编出代码，制作出自动控制***，安装了指示灯，可以显示***运行状态，使用键盘式控制板控制罐笼的运动，加入了开关电源，节约能源。采用4根主提升钢丝绳，2根尾绳，维持罐笼的稳定运行。

整个***运行结合提升运动学原理，以矿井提升五阶段速度图，演示整个罐笼加速-匀速-减速-匀速-减速过程。

本实用新型的有益效果是，该动态演示模型，结构直观，在教学过程中得到的效果良好，运行正常。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图，

图2为本实用新型中双罐笼井筒的截面图，

图3为本实用新型中梯子间的俯视图，

图4为本实用新型中梯子间的立体结构示意图，

图5为本实用新型中井底车场的结构示意图，

附图标记：控制机房1、控制面板2、顶板3、支架4、双罐笼井筒5、井底车场6、底板7、天轮8、信号灯9、罐笼Ⅱ10、梯子间11、罐笼Ⅰ12、罐道梁Ⅰ13、梯子梁14、梯子平台15、梯子16、罐道梁Ⅱ17。

具体实施方式：

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

    参照图1-图2，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含控制机房1、控制面板2、顶板3、支架4、双罐笼井筒5、井底车场6、底板7、天轮8、信号灯9、罐笼Ⅱ10、梯子间11、罐笼Ⅰ12，水平设置的顶板3上端设置有控制机房1和天轮8，控制机房1上安装有控制面板2，顶板3的下方水平设置有底板7，顶板3与底板7之间的两侧设置有支架4，底板7上安装有井底车场6，顶板3与底板7之间的中部安装有双罐笼井筒5，双罐笼井筒5内安装有罐笼Ⅰ12和罐笼Ⅱ10，罐笼Ⅰ12和罐笼Ⅱ10的一侧安装有梯子间11，罐笼Ⅰ12和罐笼Ⅱ10均通过钢丝绳和天轮8与控制机房1内部的摩擦滚筒连接，双罐笼井筒5的一侧对应第一阶段、第二阶段、第三阶段处均设置有信号灯9，信号灯9与控制面板2连接。

所述的控制机房1内部设置有电机，该电机为5线4相减速步进电机。

所述的控制面板2正面安装有数个按键和LCD显示屏，控制面板2背面安装有减速步进电机驱动板和开关电源，减速步进电机驱动板与控制机房1内部的电机连接，采用增强型51单片机作为主控芯片，主控芯片分别连接开关电源、LCD显示屏、信号灯9、减速步进电机驱动板、电机和按键。主控芯片加以编程，Nokia 5110作为显示器显示罐笼的运动，加入信号示意***，用信号灯9表示罐笼到达的位置，用LCD显示屏显示罐笼所处的位置，显示正在控制的目标以及控制目标要到达的位置。

所述的罐笼Ⅰ12和罐笼Ⅱ10的下方均附有尾绳，罐笼Ⅰ12和罐笼Ⅱ10之间设置有罐道梁Ⅰ13，罐笼Ⅱ10与梯子间11之间设置有罐道梁Ⅱ17。

参照图3和图4，所述的梯子间11是交错式梯子间，由梯子梁14、梯子平台15和梯子16组成，梯子平台15之间交错设置有梯子16，梯子平台15的底部设置有梯子梁14。

所述的双罐笼井筒5采用透明的有机玻璃制成，来清晰展示内部情况。

参照图5，所述的井底车场6为PVC材料板制成的环形井底车场，且井底车场6内设置有轨道和矿车。

本具体实施方式的原理为：

地面以上（即第一阶段以上），包括天轮8、控制机房1及控制面板2，控制机房1内有电机，卷筒等构件。控制面板2上安装有1-5号按键，1号键控制上行；2号键控制下行；5号键控制急停；3、4号键切换正被控制的罐笼将要运行的阶段，3、4号键同时按下，表示切换正控制罐笼；5号键控制急停。调整好后，根据控制的罐笼向上或向下运行，选择按1或2号键。

电机为5线4相减速步进电机，配合减速步进电机驱动板，加入LCD显示屏，作为整个控制***中枢元件。

地面以下（即第一阶段以下），主要是双罐笼井筒5（以下简称为井筒），井筒采用透明有机玻璃，井筒内是根据矿山实际情况按比例缩小制作的罐道、罐道梁、梯子间、罐笼，还有附在罐笼下方的尾绳，将整个矿井内的各种设施全部展现。整个井筒的尺寸是按照3#双罐笼井筒断面尺寸设计，制作井筒模型比例为1:200。有机玻璃具有高度透明性、机械强度高、重量轻、易于加工等特性，其密度为1.18g/cm³，同样大小的材料，其重量只有普通玻璃的一半，金属铝（属于轻金属）的43％。

梯子间11主要作为井下发生突然事故和停电时的安全出口，平时也可利用梯子间检修井筒装备和处理故障。梯子间11通常布置在井筒一侧，并用隔板（或隔网、隔栅）与梯子间、管缆间隔开。我国煤矿多采用交错式梯子间，一般为钢结构或玻璃钢结构。

第二阶段未设平台，只安装了信号灯9，表示罐笼在这一阶段的运行情况。

第三阶段，主要在装置中呈现了制作出井底车场6，并安装了指示灯。井底车场6指在矿井的某一水平或阶段上，位于井筒附近，连接井筒和水平主要巷道的一组巷道和硐室的总称。井底车场6是矿井运输和提升的联系枢纽，能否正常工作直接影响到矿井的生产和安全。在矿井的某一水平或阶段上，位于井筒附近，连接井筒和水平主要巷道的一组巷道和硐室的总称。它联系着井筒提升和井下运输两个生产环节。地面的人员、材料和设备通过井底车场输送到井下各工作地点，井下的矿石或煤和废石或矸石经过井底车场转运到地面，井下排水和供电也都以井底车场为转运中心。井底车场是矿井运输和提升的联系枢纽，能否正常工作直接影响到矿井的生产和安全。

井底车场类别很多，通常按照矿车运行的方式，分环行车场、梭式车场和尽头式车场，后二者又统称折返式车场。本具体实施方式中采用的是环形井底车场，环行车场是矿车在车场内单向环行，调度方便，通过能力大，是中国矿井使用较广的一种车场。

以上所述仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种竖井多绳提升三维立体教学演示装置，其特征在于它包含控制机房、控制面板、顶板、支架、双罐笼井筒、井底车场、底板、天轮、信号灯、罐笼Ⅰ、梯子间、罐笼Ⅱ，水平设置的顶板上端设置有控制机房和天轮，控制机房上安装有控制面板，顶板的下方水平设置有底板，顶板与底板之间的两侧设置有支架，底板上安装有井底车场，顶板与底板之间的中部安装有双罐笼井筒，双罐笼井筒内安装有罐笼Ⅰ和罐笼Ⅱ，罐笼Ⅰ和罐笼Ⅱ的一侧安装有梯子间，罐笼Ⅰ和罐笼Ⅱ均通过钢丝绳和天轮与控制机房内部的摩擦滚筒连接，双罐笼井筒的一侧对应第一阶段、第二阶段、第三阶段处均设置有信号灯，信号灯与控制面板连接。

2.根据权利要求1所述的一种竖井多绳提升三维立体教学演示装置，其特征在于所述的控制机房内部设置有电机，该电机为5线4相减速步进电机。

3.根据权利要求1所述的一种竖井多绳提升三维立体教学演示装置，其特征在于所述的控制面板正面安装有数个按键和LCD显示屏，控制面板背面安装有减速步进电机驱动板和开关电源，减速步进电机驱动板与控制机房内部的电机连接，采用增强型51单片机作为主控芯片，主控芯片分别连接开关电源、LCD显示屏、信号灯、减速步进电机驱动板、电机和按键。

4.根据权利要求1所述的一种竖井多绳提升三维立体教学演示装置，其特征在于所述的罐笼Ⅰ和罐笼Ⅱ的下方均附有尾绳，罐笼Ⅰ和罐笼Ⅱ之间设置有罐道梁Ⅰ，罐笼Ⅱ与梯子间之间设置有罐道梁Ⅱ。

5.根据权利要求1所述的一种竖井多绳提升三维立体教学演示装置，其特征在于所述的梯子间是交错式梯子间，由梯子梁、梯子平台和梯子组成，梯子平台之间交错设置有梯子，梯子平台的底部设置有梯子梁。

6.根据权利要求1所述的一种竖井多绳提升三维立体教学演示装置，其特征在于所述的双罐笼井筒采用透明的有机玻璃制成。

7.根据权利要求1所述的一种竖井多绳提升三维立体教学演示装置，其特征在于所述的井底车场为PVC材料板制成的环形井底车场，且井底车场内设置有轨道和矿车。