架空人車乘人間距控制裝置的改進與應用

何長春

(潞安環保能源開發股份有限公司 常村煤礦，山西 長治 046102)

常村煤礦在上下班高峰期時，乘人架空人車(猴車)運行時需專職司機操作，為了確保架空人車安全運行，明確規定了架空人車之間要保持應有距離，這就需要司機現場管控操作。乘車人將架空人車吊椅懸掛在運行軌道指定位置，專職司機會通過拉鎖手動控制阻道器打開，乘車人員才能通過。這種通過人工把控的裝置，靠人員的感觀來操作，消耗操作人員的精力，浪費人力把控精度也差。針對這種情況，應改進傳統操控模式[1-4]，設計制作一種乘人間距自動控制裝置[1-4]，最大限度地利用現場條件，達到提高工作效率、減輕操作人員工作強度、保障安全性的目的。

1 現有操作方法及存在問題

目前，井下現場通過手動拉索來控制架空人車阻道器的關閉，實現架空人車(猴車)的通行，間接來控制架空人車乘人安全運行間隔距離，這種方式完全依靠目測手動操作，需要現場一直有專職司機，當符合下個乘人通行條件時，再次通過拉索阻道器打開，對乘人予以放行，松開拉索，阻道器閉合，依次循環反復進行。

改進前依靠現場專職司機目測安全距離，手動操作控制阻道器關閉來控制乘車人員通行，乘人安全間距不好控制，隨意性太大，難以滿足安全性要求，同時也增加了現場操作人員的工作強度。

2 改進思路及方法

自動控制裝置通過將原來人工手動控制方式改為氣動自動控制方式,以壓縮空氣為動力源，由執行機構和調節機構組成。調節機構控制介質流量、壓力、方向，執行機構連動阻道器。當控制阻道器延時關閉，也就是不及時關閉時，保證架空人車乘人吊椅有充足的時間通過阻道器，不至于阻道關閉后，乘人還沒有通過。當控制阻道器延時打開時，架空人車通行時間長、運行距離遠，滿足人員間隔距離要求[3]。

氣控原理：時間調節閥、氣控機械閥、儲存氣壓罐、氣控控制閥等閥門及附件組成了調節機構，見圖1。執行氣缸為執行元件，壓縮空氣為動力源，通過調節機構控制執行原件的位移運動間接打開或關閉阻道器。氣動調節控制的特點是控制簡單、反應快速，且本質安全，不需另外采取防爆措施[2]。

圖1 架空人車乘人間距氣控原理

控制元件安裝實物組合順序：將各元件按一定順序依次連接而成，見圖2。氣源的流向有兩條路徑。第一條路徑為：氣源、打開時間調節閥、關閉時間調節閥、氣控機械閥(處于打開位置)、壓力表、儲存氣壓罐、氣動控制閥(處于關閉位置)、氣控機械手、阻道器、氣控機械閥；第二條路徑為：氣源、氣動控制閥(處于關閉位置)、氣控機械手、阻道器、氣控機械閥。閥門處于打開位置，處于通路狀態，氣源可以通過；閥門處于關閉位置，處于斷路狀態，氣源不可以通過。氣源采用壓縮空氣，通過調節機構，用來調節介質(壓縮空氣)的流量大小與方向，執行氣缸也就是氣控機械手，通過氣控機械手的位移運動來控制阻道器的打開與關閉，見圖2。

圖2 自動控制原件安裝組合

阻道器打開過程：由于氣控機械閥處于打開位置，也就是通路狀態，氣源沿著打開時間調節閥、氣控機械閥、儲存氣壓罐、氣動控制閥，最后到達執行氣缸。初期時，壓力低不能打開氣動控制閥，需給儲存氣壓罐充壓，充壓需要一定緩沖時間，作用于氣動控制閥上的壓力變大有個積蓄過程，當壓力達到一定值時，氣動控制閥打開，氣源進入氣控機械手的執行氣缸后腔的拉桿部位，活塞向氣缸前腔運動，才會帶動阻道器打開，同時將氣控機械閥關閉，儲存壓力罐的充壓階段才會使阻道器延時打開，阻道器延時打開的過程見圖3，阻道器打開實物見圖4。

圖3 阻道器打開過程

圖4 阻道器打開

阻道器關閉過程：阻道器打開，氣控機械閥關閉，這時儲存氣壓罐釋放氣源。釋放一定時間后，當儲存氣壓較高時，氣控控制閥將換位打開，原始氣源通過氣控閥進入執行氣缸的前腔，活塞向氣缸后腔運動，帶動阻道器關閉，乘人吊椅不可以通過。阻道器關閉后，氣控機械閥打開，將再次向儲存氣壓罐充氣儲壓，見圖5。儲存壓力氣罐釋放氣源、聚集壓力、打開氣動閥需要一定時間才會使阻道器延時關閉，阻道器關閉實物見圖6。

圖5 阻道器關閉過程

圖6 阻道器關閉

3 結 語

1) 經濟效益：改進前操作方式比較落后、費時耗功、效率低下，并且需要1人作業。改進后，使用了氣動自動控制，節省了人力，效率高。

2) 安全效益：改進前需要手動把控架空人車乘人安全間距，安全間距誤差太大。改進后，不需要人力把控，改為氣動自動控制，架空乘人安全間距精度高，降低了安全事故率。

通過在常村礦采用架空人車乘人間距氣動控制的自動控制裝置，具備了使阻道器延時打開和延時關閉的功能。通過對調節閥流量大小的調節可以控制阻道器延時打開時間與延時關閉時間，滿足了實際使用的需求。將原來的手動操作模式變成了自動控制，大大地節約了勞動時間，減少了人工勞動強度，乘人的安全距離得到了保障，不會發生追尾等事故，達到了安全通行的目的，具有一定的推廣和使用價值。