Результат интеллектуальной деятельности: ШАХТНЫЙ ПОДЪЕМНИК

НАЗНАЧЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к горнодобывающим лифтам и предназначено, преимущественно, для подъема добываемых в шахтах под землей материалов и рабочих.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен шахтный подъемник, содержащий кабину 1, смонтированную на направляющих 2, отклоняющие ролики, канатоведущие шкивы 3 и привод с редуктором. Кабина подъемника имеет ходовые колеса с эластичной футеровкой, охваченные канатами с помощью отклоняющих роликов. Прижимные ролики размещены внутри направляющих, а оси прижимных и отклоняющих роликов соединены с кабиной подъемника посредством рычагов (SU 1572971).

Известен шахтный подъемник, содержащий привод в виде установленного на кабине 1 двигателя внутреннего сгорания 3, выходной вал которого кинематически связан с маховичным рекуператором 31. Кабина 1, перемещающаяся с роликами (Р) 24 и редуктором 6 по направляющим (Н) в виде роликовых реек 25, снабжена валом 9 и обводными звездочками 10 и кожухами 15 с закрепленными на кабине 1 фигурными Н. Бесконечный гибкий тяговый орган, посредством которого установленная на выходном валу редуктора 6 приводная звездочка связана с приводом, выполнен в виде двухцепных гусениц 11. Гусеницы 11 установлены в кожухи 15 и снабжены выдвижными пальцами (SU 1266831).

Рабочие и материалы, главным образом, поднимаются и опускаются с помощью лифта и клети во время подземного процесса добычи в шахтах. Тем не менее, при использовании известных шахтных подъемников для подземной добычи на очистных забоях с несколькими уровнями, в частности для подъема и опускания материалов и рабочих с высотой подъема менее 400 метров, использование обычных лифтов приведет к высокой стоимости и длительному строительному циклу; кроме того, когда работники будут подняты/опущены с помощью лифта, пассажиры в клети не могут контролировать процесс опускания подъемного устройства и не могут передавать информацию в начало скважины или в забой скважины и поэтому не могут связаться с человеком в верхней или нижней части скважины в случае любой чрезвычайной ситуации, происходящей во время процесса перевозок.

Кроме того, применяемый подъемник имеет большую конструктивную структуру и низкую механическую эффективность, так как отсутствует эффективный контроль чрезмерной скорости, а также контроль неисправностей в процессе эксплуатации. При этом процесс подъема/опускания лифта не комфортен для пользователей.

Если даже существующие системы лифтов обеспечат больший комфорт езды, подходят для работы в нескольких уровнях работы лифта и требуют низких эксплуатационных затрат, тяговая машина, шкаф управления и блок управления в кабине лифта существующих обыкновенных промышленных подъемников не могут удовлетворить требованиям суровых условий эксплуатации в шахтах, потому что в них присутствуют взрывные смешанные газы (метан, уголь, газ и т.д.) и коррозионные газы. В таких условиях жесткие направляющие в существующих обыкновенных промышленных подъемниках не могут удовлетворить требования к подъему в шахтных колодцах, потому что склонны деформироваться под огромным боковым давлением; соединительные устройства тяговых канатов могут использовать пружину сжатия и резиновый материал, который не обеспечивает демпфирование вибрационных эффектов, но также может вызвать несбалансированное напряжение тяг (тяговых канатов), после того как они используются в течение определенного периода времени, по причине производственных отклонений и неоднородности материалов. В существующих системах предохранительный хомут может быть использован только в жестких направляющих для недопущения превышения, но не обеспечивает страховку для кабин в нежестких направляющих. Хотя существующие лифты могут удовлетворить потребности в перевозке пассажиров и обычных грузов, они не имеют способности перемещения в шахте грузовых тележек (например, шахтных вагонеток) и, следовательно, не могут быть использованы для подъема в шахтах. Этим обусловлены следующие проблемы в данной области техники:

1) для добычи на очистных забоях несколько уровней в шахтах существующие лифты имеют проблемы высокой стоимости и длительного строительного цикла;

2) тяги и система управления обыкновенных промышленных подъемников не могут удовлетворить требование для использования в средах в шахтах, где существуют взрывоопасные и агрессивные газы;

3) жесткие направляющие из существующих подъемников не могут удовлетворить требование для использования в суровых условиях в шахтных колодцах, где длинные жесткие направляющие могут быть подвержены деформациям;

4) соединительные устройства тяговых канатов, которые используют пружину сжатия и детали из резинового материала, могут формировать несбалансированное напряжение;

5) отсутствуют средства защиты безопасности для кабины лифта в нежестких направляющих;

6) отсутствуют средства взрывозащиты кабины лифта и возможность перевозки грузовых вагонеток.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков известного уровня техники. Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в том, что заявляемый подъемник имеет компактную конструкцию и возможность надежного торможения, низкую стоимость технического обслуживания, обеспечены комфортность езды и высокая эффективность работы с грузовыми вагонетками.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сущность изобретения состоит в том, что шахтный подъемник содержит размещенные на верхней платформе (А) взрывозащищенный привод (1) и систему (2) защиты лифта, а также размещенные между верхней и нижней платформами (А и В) систему (3) гибких направляющих, взрывозащищенную кабину (4) и противовес (5), при этом:

- взрывозащищенный привод (1) содержит взрывозащищенный приводной двигатель (1-1), взрывозащищенный шкаф (1-2) управления, размещенные на верхней платформе (А) ролик (1-3) гибкой тяги (1-6) кабины (4), концевую заделку (1-4) тяги (1-6) и регулятор (1-5) натяжения тяги (1-6), связанные с противоположными концами тяги (1-6);

- система (2) защиты кабины лифта содержит размещенные на верхней платформе (А) захват (2-1) каната (2-3), ограничитель (2-2) скорости каната (2-3), демпфер (2-13) механизма натяжения страховочного троса (2-12), размещенные на нижней платформе (В) первый и второй гидравлические амортизаторы (2-4 и 2-7), а также протянутый в амортизационных муфтах (2-8) между верхней и нижней платформами (А и В) страховочный трос (2-12), выполненный с заделкой (2-5) конца на нижней платформе (В) и снабженный страховочным зажимом (2-9) и зажимом (2-10) безопасности с рычагом (2-11), закрепленными к кабине (4);

- система (3) гибких направляющих содержит группу тросовых стальных гибких направляющих (3-2), снабженных направляющими втулками (3-3), соединенными с кабиной (4) и с противовесом (5), а также размещенными на верхней платформе (А) натяжными устройствами (3-1) для фиксации верхних концов стальных гибких направляющих (3-2) и соединителями (3-4) нижних концов стальных гибких направляющих (3-2), размещенными на нижней платформе (В);

- взрывозащищенная кабина (4) содержит взрывозащищенный корпус (4-1) лифта, стопор (4-3) в кабине на опорной платформе (4-2), взрывозащищенный блок (4-4) управления, управляющий кабель (4-5), подвешенный к полу кабины (4-1), рельсы (4-6) для вагонетки (4-7);

- противовес (5) содержит грузовой противовес (5-1), уравновешивающую подвеску (5-2), уравновешивающий канатик (5-3).

Как правило, амортизационные муфты (2-8) зафиксированы с двух сторон корпуса (4-1) кабины 4 лифта, причем две амортизационные муфты (2-8) закреплены с верхней и нижней сторон страховочного зажима (2-9), а остальные муфты (2-8) закреплены к верхней стороне кабины (4-1) лифта, а рычаг (2-11) управления страховочного зажима (2-9) расположен с возможностью взаимодействия со страховочным тросом (2-12).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 представляет собой схематичный вид спереди системы горнодобывающего лифта, раскрытого в настоящем изобретении.

Фиг. 2 представляет собой схемный вид спереди шахтного подъемника, раскрытого в настоящем изобретении.

На фиг. 3 показан схемный вид сбоку шахтного подъемника, раскрытого в настоящем изобретении.

Фиг. 4 представляет собой схемный вид сверху шахтного подъемника, раскрытого в настоящем изобретении.

На чертежах обозначены:

А - верхняя платформа, В - нижняя платформа, 1 - взрывозащищенный привод, 2 - система защиты лифта, 3 - система гибких направляющих, 4 - кабина лифта, 5 - противовес,

1-1 - взрывозащищенный приводной двигатель, 1-2 - взрывозащищенный шкаф управления, 1-3 - ролик (шкив), 1-4 - оконечное устройство (концевая заделка) тяги, 1-5 - регулятор натяжения каната тяги, 1-6 - гибкая тяга,

2-1 - захват (прицепное устройство) каната 2-3, 2-2 - ограничитель скорости, 2-3 - канат ограничителя скорости, 2-4 и 2-7 - первый и второй гидравлические амортизаторы (буферы), 2-5 - соединитель (заделка) конца тормозного (страховочного) троса 2-12, 2-6 - механизм натяжения троса 2-12, 2-8 - группа амортизационных муфт тормозного (страховочного) троса, 2-9 - страховочный зажим (зажим защитный), 2-10 - зажим безопасности, 2-11 - рычаг механизма зажима, 2-12 - страховочный (тормозной) трос, 2-13 - демпфер механизма натяжения страховочного троса 2-12,

3-1 - натяжное устройство гибкой направляющей для фиксации ее верхнего конца, 3-2 - стальная гибкая направляющая, 3-3 - группа направляющих втулок стальных гибких направляющих, 3-4 - соединитель гибкой направляющей,

4-1 - корпус кабины 4 лифта, 4-3 - ограничитель (стопор) в корпусе кабины, 4-2 - опорная платформа, 4-4 - взрывозащищенный блок управления, 4-5 - управляющий кабель для передачи информации наружу, подвешенный к полу кабины, 4-6 - рельсы, 4-7 - вагонетка (грузовая тележка),

5-1 - грузовой противовес, 5-2 - уравновешивающая подвеска, 5-3 - уравновешивающий канатик.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее описано осуществление изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи фиг. 1-4.

Как показано на фиг. 1, шахтный лифт, представленный в настоящей заявке, в основном, состоит из взрывозащищенного привода 1, взрывозащищенной системы 2 защиты кабины 4 лифта, системы 3 гибких направляющих, кабины 4 и системы 5 противовеса, где взрывозащищенный привод 1 расположен сверху на верхней платформе А, а система 3 гибких направляющих, кабина 4 и система 5 противовеса расположены между верхней платформой А и нижней платформой В соответственно.

Как изображено на фиг. 2-4, взрывозащищенный привод 1 содержит взрывозащищенный тяговый двигатель 1-1, подключенный к взрывозащищенному электротехническому шкафу 1-2, расположенному на верхней платформе А, и тягу 1-6, намотанную на взрывобезопасном двигателе 1-1, при этом один конец тяги 1-6 соединен с оконечным устройством 1-4 тяги 1-6, прикрепленным сверху к верхней платформе А через направляющие шкивы (ролики) 1-3, а другой конец тяги 1-6 соединен с регулятором 1-5 натяжения тяги 1-6, прикрепленным сверху к верхней платформе А. Оконечное устройство 1-4 тяги 1-6 представляет собой оконечное устройство, обычно используемое в существующих лифтах, и, как правило, включает в себя клиновидную втулку и гильзу. Регулятор 1-5 натяжения тяги 1-6 обычно содержит гидравлические цилиндры, сообщающиеся друг с другом, и соединительную пластину для крепления гидравлических цилиндров, в котором плунжеры цилиндров соединены с тягой 1-6, соединительная пластина для крепления цилиндров расположена на верхней платформе А для автоматического уравновешивания натяжения тяги 1-6.

Система 2 защиты взрывозащищенной кабины 4 содержит захват 2-1 каната 2-3, ограничитель 2-2 скорости для ограничения скорости каната 2-3, первый и второй гидравлические амортизаторы 2-4 и 2-7, соединитель 2-5 страховочного троса 2-12, натягивающий механизм 2-6 ограничителя скорости троса 2-12, предохранительный соединитель 2-10, рычажный механизм (предохранительный хомут) 2-11 безопасности, тормозной (страховочный) трос 2-12 и демпфер 2-13 натяжения тормозного троса 2-12. Ограничитель 2-2 скорости прикреплен сверху к верхней платформе А; второй гидравлический демпфер 2-7 для корпуса 4-1 кабины 4 лифта, первый гидравлический амортизатор 2-4 для противовеса 5-1 и ограничитель 2-6 скорости троса 2-12 прикреплены к нижней платформе В в нижней части шахты соответственно; ограничитель скорости каната 2-3 подключается между ограничителем скорости 2-2 и натягивающим механизмом 2-6 ограничителя скорости троса 2-12. Верхний конец тормозного троса 2-12 присоединен к демпферу 2-13 натяжения, прикрепленному сверху к верхней платформе А, и нижний конец тормозного троса 2-12 подключен к соединителю 2-5 тормозного троса 2-12; группа амортизационных муфт 2-8 и предохранительный хомут 2-9 для крепления кабины 4 расположены на тормозном тросе 2-12. Муфты 2-8 закреплены по обе стороны корпуса 4-1 кабины 4 лифта соответственно, по три направляющих втулки 2-8 на каждой стороне, причем две муфты 2-8 закреплены сверху и снизу зажима 2-9 безопасности, а остальные муфты 2-8 закреплены к верхней стороне корпуса 4-1. Ограничитель 2-2 скорости каната 2-3 связан ограничителем скорости 2-2 с ограничителем 2-6 скорости троса 2-12 рычагом 2-11. Соединитель 2-5, как правило, содержит клиновидную гильзу и разрывающий трос 2-12 стержень (не обозначен). Ограничитель 2-2 скорости каната 2-3 натяжного представляет собой натяжное устройство, используемое в обычных лифтов; тормозной трос 2-12 демпфирования натяжного устройства, преимущественно, включает в себя механизм регулирования силы для установления сопротивления перемещению тормозного троса 2-12, который проходит с усилием через регулирующий механизм и натягивается вверх, а рычажный механизм 2-11 (предохранительный хомут) представляет собой механизм зажима 2-10 безопасности, который обычно используется на обычных лифтах с жесткими направляющими.

Система 3 гибких направляющих, в основном, включает в себя стальные тросовые направляющие 3-2, устройства натяжения 3-1 для закрепления верхнего конца стальных направляющих 3-2 и соединители 3-4 для крепления нижних концов стальных направляющих 3-2, в которой реечные устройства натяжения 3-1 крепятся к верхней платформе А, а железнодорожные соединители (разъемы) 3-4 крепятся к нижней платформе В; стальные направляющие 3-2 расположены на двух сторонах корпуса 4-1 и противовеса 5-1, в котором от одной до двух гибких стальных направляющих 3-2 расположены на каждой стороне корпуса 4-1 и по одной гибкой стальной направляющей 3-2 расположены на каждой стороне противовеса 5-1; множество направляющих втулок 3-3 для гибких направляющих 3-2 для крепления корпуса 4-1 лифта и четыре расположены вертикально, через них проходят стальные направляющие 3-2; натяжное устройство 3-1, в основном, содержит захваты и гидравлический цилиндр, в котором стальная направляющая 3-2 расположена в середине захвата и удерживается плотно в нем и сила натяжения захвата регулируется гидравлическим цилиндром; соединитель 3-4 направляющей 3-2 может содержать клиновидную деталь и стержень.

Взрывозащищенная кабина 4, в основном, состоит из корпуса 4-1 с железнодорожными рельсами 4-6 в ней, и имеется управляющий кабель 4-5, закрепленный к дну корпуса 4-1 кабины 4, в которой размещен взрывозащищенный блок 4-4 управления, в корпусе 4-1 вагонетка 4-7 расположена на двух рельсах 4-6 и опорная платформа 4-2 для доступа вагонетки 4 -7 устроена у входа корпуса 4-1 лифта; опорная платформа 4-2 простирается от корпуса 4-1 к стене шахты, чтобы облегчить доступ вагонетки 4-7 по рельсам 4-6 в кабину 4, перемещающуюся до ограничителя 4-3.

Система 5 противовеса состоит из грузового противовеса 5-1 для балансировки кабины 4 лифта, уравновешивающей подвески 5-2, расположенной на нижней части противовеса 5-1, и компенсирующего канатика 5-3. Подвеска 5-2 включает в себя клиновидный захват канатика 5-3 и терминатор, который захватывает и фиксирует канатик 5-3 и может закручиваться, чтобы установить компенсирующие канатики 5-3 с различными диаметрами.

Шахтный подъемник эксплуатируется следующим образом.

Операционная процесс: вагонетка 4-7 устанавливается в кабине 4 с помощью опорной платформы 4-2 в корпусе 4-1 и фиксируется в ней на рельсах 4-6 ограничителем 4-3. Взрывозащищенный двигатель 1-1 по команде, передаваемой взрывозащищенным блоком 4-4 управления в кабине 4 лифта, включается, и тяга 1-6, сбалансированная динамически регулятором натяжения 1-5, перемещает кабину 4 и противовес 5-1 в соответствии с условиями работы в шахте. Гибкие направляющие 3-2 во втулках 3-3 с двух сторон направляют движение кабины 4 и противовеса 5-1 в направлениях вверх и вниз вдоль гибких направляющих 3-2. В случае если взрывозащищенная кабина 4 поднимается до определенной заданной позиции, открывается доступ к опорной платформе 4-2, установленной в корпусе 4-1 и имеющей стопор 4-3, а транспортное средство (например, вагонетка 4-7) может быть вывезено из кабины 4.

В случае если кабина 4 превысит допустимую скорость или сорвется, ограничитель 2-2 скорости каната 2-3 инициирует торможение скорости; для этого при скольжении кабины 4 вниз ограничитель 2-2 скорости троса 2-12 воздействует на рычаг 2-11 предохранительного хомута 2-10, который через механизм на нижней части корпуса 4-1 и зажим 2-9 фиксирует тормозной трос 2-12 с тем, чтобы предохранить кабину 4 от падения. В случае если кабина 4 или противовес 5-1 касаются первого и второго гидравлических амортизаторов 2-4 и 2-7, последние обеспечивают демпфирующий эффект. В случае если взрывозащищенная кабина 4 или противовес 5-1 ударит в потолок, захват 2-1 будет осуществлять торможение и обеспечивать защиту.

Шахтный подъемник, раскрытый в настоящем изобретении, использует взрывозащищенные двигатель, шкаф управления и блок управления и, следовательно, преодолевает ограничения, обусловленные существованием в шахтах взрывоопасных газов, и улучшает операционную безопасность, надежность и комфортабельность лифта. Регулятор напряжения тяги (тягового каната) может сбалансировать натяжение тягового каната автоматически и, следовательно, уменьшает истирание тягового каната против тяговых шкивов и улучшает срок службы тягового каната. Использование гибких направляющих обеспечивает вертикальное перемещение и препятствует поперечному прогибу в процессе подъема кабины лифта и, таким образом, подходит для использования в шахтах, где тяжелые жесткие направляющие не могут удовлетворить требованиям, так как имеет место их поперечная деформация. Гибкие направляющие позволяют снизить требования по армированию стены шахты и снизить стоимость инвестиций. Торможение с помощью каната (троса) заменяет жесткий направляющий рельс, применение зажима безопасности повышает безопасность лифта при торможении и надежность в случае его выхода из-под управления из-за превышения скорости, падения или обрыва каната и т.д. и, тем самым, преодолевает ограничения использования в шахте. Опорная площадка с рельсами для доступа в лифт вагонетки увеличивает транспортные функции кабины лифта и улучшает коэффициент использования лифта. Устройство подъемника пригодно для установки страховочных тросов различных диаметров, позволяет определять положение фиксации конца компенсирующего троса в случае необходимости, в результате чего можно ускорить скорость соединения. Предлагаемая конструкция шахтного подъемника устраняет ограничения на непрерывную, беспересадочную вертикальную транспортировку рабочих и материалов по высоте и исключает проблемы высокой сложности и стоимости и длительного строительного цикла горных работ на нескольких рабочих уровнях.