CN103147791A - 一种提升式救生舱 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种矿难救生装置,具体地说是一种煤矿发生灾难时，可以将被困人员从井下避难硐室通过逃生井筒提升至地面的一种提升式救生舱。本发明包括人员站立舱,其特征是人员站立舱上部还有提升制动舱，提升制动舱与人员站立舱之间有螺栓连接，提升制动舱安装有提升机构和摩擦制动机构；所述的人员站立舱底部还分隔有导向舱，提升制动舱和导向舱安装有舱体缓冲导向轮装置。本发明由于安装有摩擦制动机构，所以提升了救生舱的安全性，由于安装有缓冲导向轮装置，避免舱体外部和井筒的内壁直接摩擦，减少舱体的摆动量，保证救生舱在提升过程中的稳定性。

Description

一种提升式救生舱

技术领域

本发明属于一种矿难救生装置,具体地说是一种煤矿发生灾难时，可以将被困人员从井下避难硐室通过逃生井筒提升至地面的一种提升式救生舱。

背景技术

2011年1月27日，国家安全监管总局、国家煤矿安监局下发了《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》。规定对煤矿井下紧急避险系统的设计、建设、使用、维护和管理作出具体要求，同时也成为煤矿安全监管部门对煤矿井下紧急避险系统建设、使用、管理等实施监督检查和煤矿安全监察机构实施安全监察的依据。

永久避难硐室是为矿井发生矿难后，在恶劣的井下环境中，为被困人员提供一个隔绝的安全场所，配备各种必需装备，在一定时间内维持被困人员的生命，大大增加被困人员逃生和成功救援的几率。但是避难硐室内的救援设施用来维持矿工生命的时间是有限的，当矿工生命在矿井突发事件中受到威胁时，必须有一种方式尽快从避难场所安全转移至地面，这才是最安全可靠的。

所以目前矿井建设的永久避难硐室内都提前钻出一与地面相通的钻孔，并在钻孔内安设固定无缝钢管作为逃生井筒，被困人员由提升式救生舱由逃生井筒安全提升至地面。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤矿发生灾难时，可以将被困人员从井下避难硐室通过逃生井筒提升至地面的一种安全快速的提升式救生舱。

提升式救生舱分包括人员站立舱,其特征是人员站立舱上部还有提升制动舱，提升制动舱与人员站立舱之间有螺栓连接，提升制动舱安装有提升机构和摩擦制动机构。

所述的提升机构主要由连接轴、∏形提升吊板、提升主轴组成，连接轴由人员站立舱内穿入并用螺栓与人员站立舱体顶部连接固定，连接轴的上端由销轴连接∏形提升吊板，∏形提升吊板上部设有圆孔，提升主轴从∏形提升吊板上方的圆孔内穿过，提升主轴的另一端有提升钢丝绳的连接装置。

所述的摩擦制动机构由导向板、制动弹簧、分配盘、连杆、主制动托臂、制动块组成，四个导向板上部连在一起，导向板底部安装在提升制动舱底部，主制动托臂中部铰接在导向板上，一端和制动块接触，另一端与连杆铰接，连杆的另一端与分配盘上的连接口铰接，分配盘周边均布四个连杆连接口，其中两个连杆连接口为螺纹可拆卸式，分配盘中心有提升主轴穿入孔，制动弹簧和分配盘安装在提升主轴上、位于提升主轴下部突台与∏形提升吊板顶板之间，导向板的两侧安装有导向槽，导向板的外侧有楔形面，制动块上有可在导向槽内上、下移动的引导轴。

所述的摩擦制动机构共有4套，分别对称布置。

所述的制动块主要由衬板、限位板组成，衬板焊接有楔形钢板，与提升制动舱内的导向板的楔形面配合，楔形钢板两侧为限位板，与导向板装配后，引导轴穿入限位板和楔形钢板、并安装在导向板两侧的导向槽内，制动块与井筒内壁的摩擦面为高阻力耐磨衬块，摩擦表面呈圆弧状与井筒的内径一致，摩擦衬块铆接固定于衬板上，衬板上设计有三道凸起，与摩擦衬块相互配合紧密，这样可防止较大的摩擦力剪切铆接件，避免摩擦衬块脱落。

所述的摩擦衬块的摩擦表面开有凹槽，凹槽布置形式为V形，可在产生摩擦的同时，把井筒内壁磨损掉的小颗粒状物导入凹槽内并排出，可有效防止摩擦表面因卡住异物而降低摩擦阻力。

在发生提升钢丝绳断裂时，提升主轴失去了外力，制动弹簧瞬间释放，由分配盘带动四个连杆，各连杆带动主制动托臂，把制动块向上托起，制动块的引导轴沿着导向钢板两侧的导向槽向上滑动，制动块的斜面也同时沿着导向板的楔形面相对滑动并与逃生井筒的内壁形成楔形三角，由制动块的摩擦衬块与井壁摩擦减速并制动，卡住救生舱下落。

上述的人员站立舱底部还分隔有导向舱，提升制动舱和导向舱安装有舱体缓冲导向轮装置。

舱体缓冲导向轮装置由导向轮、轮架、缓冲架、缓冲压力杆、缓冲弹簧、基座组成，导向轮外圈覆有高弹性橡胶圈，在运行过程中可有效避免因滚动摩擦而产生的噪音，并有一定的缓冲作用，导向轮由销轴安装固定在轮架上，轮架由螺栓连接固定在缓冲架上，缓冲架的中上部开槽，底部由大销轴与基座铰接，基座安装在舱体底部，缓冲压力杆一端插入缓冲架中上部的槽内，由小销轴铰接，缓冲压力杆上套有缓冲弹簧，另一端插入导向套内并由锁紧螺母锁紧，导向套两端的短轴与基座铰接，可自由转动，调整缓冲压力杆一端的锁紧螺母，可对缓冲弹簧的压力和压缩行程进行调整。

舱体缓冲导向轮装置，总数量为8套，在提升制动舱和底部导向舱内各有4套，分别对称布置。

缓冲导向轮装置的最大自由外径大于井筒的内径，这样可以使救生舱进入井筒后，各个导向轮与井壁贴合紧密。救生舱的舱体外部与井筒内部保持50mm的间隙，避免舱体外部和井筒的内壁直接摩擦。缓冲导向轮装置在通过井筒的局部变形段和钢管接缝处时，导向轮可在瞬间自动适应进行收缩缓冲，减少舱体的摆动量，保证救生舱在提升过程中的稳定性。

所述的人员站立舱内部设计有拉手，并还可以根据救援需求配备照明、通讯、压缩氧及呼吸面罩、全身式安全带、隔音耳套以及其它附属设施；舱门13设计为外开式，门上有闭锁开关12，防止被救人员在提升过程中打开舱门造成意外事故。

本发明与现有技术相比较有如下优点：

由于安装有摩擦制动机构，所以提升了救生舱的安全性，由于安装有缓冲导向轮装置，避免舱体外部和井筒的内壁直接摩擦，减少舱体的摆动量，保证救生舱在提升过程中的稳定性。

附图说明

图1是本发明提升式救生舱结构示意图，

图2是图1的A—A剖视图，

图3是摩擦制动防坠器在断绳状态时制动示意图，

图4是摩擦制动防坠器在提升状态时的示意图，

图5是分配盘的结构示意图，

图6是图5俯视图，

图7是制动块的立体图（以背面为主），

图8是制动块的立体图（以摩擦面为主），

图9是舱体缓冲导向轮装置的结构示意图，

图10是图9俯视图，

图11是∏形提升吊板的立体图。

图中：1.井筒，2.钢丝绳，3.导向板，4.提升主轴，5.提升制动舱，6.提升机构，7.制动块，8.舱体缓冲导向轮装置，9.连接轴，10.救生舱引导口，11.拉手，12.闭锁开关，13.舱门，14.人员站立舱，15.导向舱，16.摩擦制动机构，17.制动弹簧，18.主制动托臂，19.楔形面，20.导向槽，21.连杆，22.分配盘，23.∏形提升吊板，24.连接口，25.凸起，26.衬板，27.摩擦衬块，28.引导轴，29.限位板，30.楔形钢板，31.凹槽，32.缓冲弹簧，33.缓冲压力杆，34.小销轴，35.缓冲架，36.轮架，37.导向轮，38.大销轴，39.基座，40.导向套。

具体实施方式

如附图所示，提升式救生舱分为人员站立舱14、提升制动舱5、导向舱15三部分，人员站立舱上部是提升制动舱5，提升制动舱5与人员站立舱14之间有螺栓连接；提升制动舱5安装有提升机构6和摩擦制动机构16。

人员站立舱14底部分隔有导向舱15，提升制动舱5和导向舱15分别安装有舱体缓冲导向轮装置8。

铺设的井筒1的规格为

无缝钢管，井筒1的下端设计有救生舱引导口10，在提升过程中，可使救生舱下半部分顺利引导舱体缓冲导向轮装置8进入井筒1内，提升式救生舱为圆柱形，外径为

上述的提升机构6主要由连接轴9、∏形提升吊板23、提升主轴4组成，连接轴由人员站立舱内穿入并用螺栓与人员站立舱体顶部连接固定，连接轴9的上端由销轴连接∏形提升吊板23，∏形提升吊板23上方设有圆孔，提升主轴4从∏形提升吊板23上方的圆孔内穿过，提升主轴4的另一端有提升钢丝绳的连接装置。

上述的摩擦制动机构16由导向板3、制动弹簧17、分配盘22、连杆21、主制动托臂18、制动块7组成，四个导向板上部连在一起，导向板底部安装在提升制动舱底部，主制动托臂18中部铰接在导向板3上，一端和制动块7接触，另一端与连杆21铰接，连杆21的另一端与分配盘22上的连接口24铰接，分配盘22周边均布四个连杆连接口24，其中两个连杆连接口24为螺纹可拆卸式，目的是便于使分配器22与∏形提升吊板23装配，∏形提升吊板23两侧的导向长槽对分配盘22在上下运动时起到平衡和引导作用，分配盘22中心有提升主轴穿入孔，制动弹簧17和分配盘22安装在提升主轴4上、位于提升主轴4下部突台与∏形提升吊板23的顶板之间，导向板3的两侧安装有导向槽20，导向板的外侧有楔形面19，制动块7上有引导轴28，引导轴28安装在导向板3的两侧的导向槽20内，引导轴28在导向槽20内可上、下移动。

上述的摩擦制动机构16共有4套，分别对称布置。

上述的制动块7主要由衬板26、限位板29组成，衬板26焊接有楔形钢板30，与提升制动舱内的导向板3的楔形面19配合，楔形钢板30两侧为限位板29，与导向板3装配后，引导轴28穿入限位板29和楔形钢板30、并安装在导向板3两侧的导向槽20内，制动块7与井筒1内壁的摩擦面为高阻力耐磨衬块27，摩擦表面呈圆弧状与井筒1的内径一致，摩擦衬块27铆接固定于衬板26上，衬板26上设计有三道凸起25，与摩擦衬块27相互配合紧密，这样可防止较大的摩擦力剪切铆接件，避免摩擦衬块27脱落。

所述的摩擦衬块27的摩擦表面开有凹槽31，凹槽31布置形式为V形，可在产生摩擦的同时，把井筒1内壁磨损掉的小颗粒状物导入凹槽31内并排出，可有效防止摩擦表面因卡住异物而降低摩擦阻力。

如图3所示，在发生提升钢丝绳2断裂时，提升主轴4失去了外力，弹簧17瞬间释放，由分配盘22带动四个连杆21，各连杆带动主制动托臂18，把制动块7向上托起，制动块7的引导轴28沿着导向板3两侧的导向槽20向上滑动，制动块7的斜面也同时沿着导向板3的楔形面19相对滑动并与逃生井筒1的内壁形成楔形三角，由制动块的摩擦衬块与井壁摩擦减速并制动，卡住救生舱下落。

如图4所示，摩擦制动机构在提升状态时，由于救生舱的自重和人体的重量，当提升主轴4向上提升时，分配盘22与∏形提升吊板23把弹簧17压缩，连杆21联动主制动托臂18收缩，制动块7的引导轴28沿着导向板3两侧的导向槽20向下自由滑落，缩进导向板3的楔形面形成的槽内，与井筒1内壁分离，即可正常提升和下落。

如果发生断绳事故并再次恢复提升后，首先是摩擦制动机构将恢复到提升时的状态，提升主轴4带动分配盘22将弹簧17被压缩，连杆21联动主制动托臂18脱离制动块7，而此时制动块7仍然会卡在导向板3与井筒1的内壁之间，当继续向上提升之后，由于是楔形面，很容易分离，所以，制动块7会在分离的瞬间自动滑落在导向板3的楔形槽内，此过程不会造成各连杆机构的变形及损坏。

舱体缓冲导向轮装置8由导向轮37、轮架36、缓冲架35、缓冲压力杆33、缓冲弹簧32、基座39组成，导向轮外圈覆有高弹性橡胶圈，在运行过程中可有效避免因滚动摩擦而产生的噪音，并有一定的缓冲作用，导向轮37由销轴安装固定在轮架36上，轮架36由螺栓连接固定在缓冲架35上，主要便于导向轮37磨损后的快速更换，缓冲架35的中上部开槽，底部由大销轴38与基座39铰接，基座39安装在舱体底部，缓冲压力杆33一端插入缓冲架35中上部的槽内，由小销轴34铰接，缓冲压力杆33上套有缓冲弹簧32，另一端插入导向套40内并由锁紧螺母锁紧，导向套40两端的短轴与基座39铰接，可自由转动，调整缓冲压力杆33一端的锁紧螺母，可对缓冲弹簧32的压力和压缩行程进行调整，使导向轮37露出舱体外部的距离保持在60mm左右，还得保证缓冲弹簧的极限压缩距离为40mm，这样即使遇到障碍时，缓冲弹簧32被压缩到极限后，救生舱的舱体与井筒1的内壁仍有20mm的间隙，避免舱体的摩擦损坏。

舱体缓冲导向轮装置，总数量为8套，在提升制动舱和底部导向舱内各有4套，分别对称布置。

缓冲导向轮装置的最大自由外径大于井筒的内径，这样可以使救生舱进入井筒后，各个导向轮与井壁贴合紧密。救生舱的舱体外部与井筒内部保持50mm的间隙，避免舱体外部和井筒的内壁直接摩擦。缓冲导向轮装置在通过井筒的局部变形段和钢管接缝处时，导向轮可在瞬间自动适应进行收缩缓冲，减少舱体的摆动量，保证救生舱在提升过程中的稳定性。

人员站立舱14内部设计有拉手11，并还可以根据救援需求配备照明、通讯设施、压缩氧及呼吸面罩、全身式安全带、隔音耳套以及其它附属设施。舱门13设计为外开式，门上有闭锁开关12，防止被救人员在提升过程中打开舱门造成意外事故。

Claims (6)

1.一种提升式救生舱，主要包括人员站立舱,其特征是人员站立舱上部还有提升制动舱，提升制动舱与人员站立舱之间有螺栓连接，提升制动舱安装有提升机构和摩擦制动机构；

其中,所述的提升机构主要由连接轴、∏形提升吊板、提升主轴组成，连接轴由人员站立舱内穿入并用螺栓与人员站立舱体顶部连接固定，连接轴的上端由销轴连接∏形提升吊板，∏形提升吊板上部设有圆孔，提升主轴从∏形提升吊板上方的圆孔内穿过，提升主轴的另一端有提升钢丝绳的连接装置;

所述的摩擦制动机构由导向板、制动弹簧、分配盘、连杆、主制动托臂、制动块组成，四个导向板上部连在一起，导向板底部安装在提升制动舱底部，主制动托臂中部铰接在导向板上，一端和制动块接触，另一端与连杆铰接，连杆的另一端与分配盘上的连接口铰接，分配盘周边均布四个连杆连接口，其中两个连杆连接口为螺纹可拆卸式，分配盘中心有提升主轴穿入孔，制动弹簧和分配盘安装在提升主轴上、位于提升主轴下部突台与∏形提升吊板顶板之间，导向板的两侧安装有导向槽，导向板的外侧有楔形面，制动块上有可在导向槽内上、下移动的引导轴。

2.如权利要求1所述的一种提升式救生舱，其特征是所述的制动块主要由衬板、限位板组成，衬板焊接有楔形钢板，与提升制动舱内的导向板的楔形面配合，楔形钢板两侧为限位板，与导向板装配后，引导轴穿入限位板和楔形钢板、并安装在导向板两侧的导向槽内，制动块与井筒内壁的摩擦面为高阻力耐磨衬块，摩擦表面呈圆弧状与井筒的内径一致，摩擦衬块铆接固定于衬板上，衬板上设计有三道凸起，摩擦衬块的摩擦表面开有凹槽，凹槽布置形式为V形。

3.如权利要求1所述的一种提升式救生舱，其特征是所述的摩擦制动机构共有4套，分别对称布置。

4.如权利要求1所述的一种提升式救生舱，其特征是所述的人员站立舱底部还分隔有导向舱，导向舱和提升制动舱安装有舱体缓冲导向轮装置;

所述的舱体缓冲导向轮装置由导向轮、轮架、缓冲架、缓冲压力杆、缓冲弹簧、基座组成，导向轮外圈覆有高弹性橡胶圈，导向轮由销轴安装固定在轮架上，轮架由螺栓连接固定在缓冲架上，缓冲架的中上部开槽，底部由大销轴与基座铰接，基座安装在舱体底部，缓冲压力杆一端插入缓冲架中上部的槽内，由小销轴铰接，缓冲压力杆上套有缓冲弹簧，另一端插入导向套内并由锁紧螺母锁紧，导向套两端的短轴与基座铰接。

5.如权利要求4所述的一种提升式救生舱，其特征是所述的舱体缓冲导向轮装置，总数量为8套，在提升制动舱和底部导向舱内各有4套，分别对称布置。

6.如权利要求1或4所述的一种提升式救生舱，其特征是所述的人员站立舱内部设计有拉手11，舱门13设计为外开式，门上有闭锁开关12，还有配备照明、通讯设施、压缩氧及呼吸面罩、全身式安全带、隔音耳套。

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