CN103669454A - 用于工业机械的内部通风系统 - Google Patents

Abstract

用于工业机械的内部通风系统。本发明提供一种采矿挖掘机，其包括吊杆和联接到吊杆的传动单元。传动单元包括：外壳体；布置于外壳体内的内马达壳体；以及通风系统，其联接到外壳体以将空气引导通过外壳体和内马达壳体。

Description

用于工业机械的内部通风系统

相关申请的交叉引用

本申请要求在2012年9月21日提交的美国临时专利申请No.61/704,095的优先权，其全部内容以引用的方式结合到本文中。

技术领域

本发明涉及诸如电铲和动力挖掘机等的工业机械中的传动单元的通风系统。

背景技术

在采矿场和在必须从作业现场收集和移除大量物料的其它场地，通常采用包括大型铲斗的工业机械用于从作业现场铲挖物料。工业机械，诸如电铲或动力挖掘机、拉铲挖掘机等用于执行挖掘操作以从例如矿堆移除物料。电铲挖掘机通常包括挖掘机吊杆、从吊杆枢转地延伸并且支承铲斗的手柄、和可旋转地支承于吊杆上的绳轮或滑轮。手柄由传动单元（即，推挤驱动组件）驱动，传动单元包括推挤马达、皮带、绳轮、齿轮以及其它部件等。提升绳围绕绳轮或滑轮延伸并且连接到挖掘机铲斗以升降铲斗，从而产生高效挖掘运动以采掘物料堆。

当工业机械冲击物料堆时，机械的传动单元由于惯性而产生较大能量，其向前驱动吊杆柄和吊杆，从而造成吊杆顶升。

传动单元需要恒定的冷却和通风以便适当运行。目前，通过使用直接排布到传动单元中的马达的管道来冷却传动单元。当需要对传动单元中的齿轮箱进行冷却时，必须安装外部热交换器。

发明内容

根据一种构造，采矿挖掘机包括吊杆和联接到吊杆上的传动单元。传动单元包括：外壳体；布置于外壳体内的内马达壳体；以及通风系统，其联接到外壳体，用于将空气引导通过外壳体和内马达壳体。

根据另一构造，采矿挖掘机包括具有基本上密封的内腔的吊杆和联接到吊杆上的传动单元。传动单元包括：外壳体；布置于外壳体内的内马达壳体；以及通风系统，其联接到外壳体，用于将空气引导通过基本上密封的吊杆、外壳体和内马达壳体。

根据另一构造，采矿挖掘机包括吊杆和联接到吊杆上的传动单元。传动单元包括外壳体和布置于外壳体内的内马达壳体。传动单元还包括通风系统，通风系统联接到外壳体，用于将空气引导到外壳体中，通风系统包括联接到吊杆上的鼓风机和沿着吊杆的外部布置的多个管段，管段将空气从鼓风机引导到外壳体。

通过考虑详细描述和附图，本发明的其它方面将会变得显然。

附图说明

图1示出了包括传动单元的工业机械。

图2示出图1的传动单元，以及根据本发明的一个构造的通风系统。

图3示出图2的传动单元和通风系统，其中移除了通风系统的鼓风机。

图4示出图2的传动单元和通风系统，其中移除了通风系统的鼓风机和齿轮箱的盖。

图5和图6示出了根据本发明的另一构造的传动单元和通风系统，通风系统包括从鼓风机延伸到传动单元的内部管道。

图7示出了根据本发明的另一构造的传动单元和通风系统，内部通风系统包括外部管道。

图8至图13示出了根据本发明的另一构造的传动单元和通风系统，通风系统包括机械的作为管系统的一部分的吊杆。

图14至图18示出了根据本发明的另一构造的传动单元和通风系统，通风系统包括中心式鼓风机和歧管。

在详细地解释本发明的任何构造之前，应了解本发明的应用并不限于在下文的描述中所陈述或附图所示的部件的构造和布置的细节。本发明可有其它实施例且能够以各种方式来实践和执行。而且，应了解本文所用的短语和术语是出于描述目的并且不应认为具有限制意义。

具体实施方式

尽管本文所描述的发明可应用于多种工业机械，由多种工业机械执行或者结合多种工业机械使用，但是本文所描述的发明的实施例关于电铲或动力挖掘机，例如图1所示的动力挖掘机10进行描述。挖掘机10包括移动基座15、驱动轨道20、转台25、转架30、吊杆35、吊杆下端40（也被称作吊杆脚）、拉索50、机架拉伸构件55、机架压缩构件60、具有门72的铲斗70、绳套（bail）73、一条或更多条提升绳75、提升卷筒80、铲斗臂或柄85、鞍块90、枢转点95（例如，移动轴）、传动单元100（即，推挤驱动器）、两个套销105、铲斗门销110和吊杆点销115。挖掘机10的其它传动单元的示例描述于在2013年3月15日提交的美国专利申请No.13/835,363中，其全部内容以引用的方式结合到本文中。

继续参考图1，移动基座15由驱动轨道20支承。移动基座15支承转台25和转架30。转台25能够相对于移动基座15绕转架30进行360度旋转。吊杆35在下端40枢转地连接到转架30。吊杆35通过拉索50保持相对于转架30的向上和向外延伸关系，拉索50被锚固到机架拉伸构件55和机架压缩构件60上。机架压缩构件60刚性地安装于转架30上，而绳轮45以可旋转方式安装于吊杆35的上端上。

利用提升绳75从吊杆35悬挂铲斗70。提升绳75缠绕到绳轮45上并且在绳套73处附连到铲斗70上。提升绳75锚固到转架30的提升卷筒80。提升卷筒80由至少一个电动马达82驱动，电动马达82结合有传动单元（未图示）。随着升卷筒80旋转，提升绳75被放出以降低铲斗70或者被拉入以提升铲斗70。铲斗柄85也刚性地附连到铲斗70。铲斗柄85被可滑动地支承于鞍块90中，并且鞍块90在枢转点95处枢转地安装到吊杆35。铲斗柄85上包括齿条齿构造，该齿条齿构造接合安装于鞍块90中的驱动小齿轮。驱动小齿轮由电动马达和传动单元100驱动以相对于鞍块90延伸或缩回铲斗臂85。

电源（未图示）安装到转架30以向提升电动马达82提供电力从而驱动提升卷筒80，向一个或更多个推挤电动马达提供电力从而驱动传动单元100，以及向一个或更多个摆动电动马达提供电力从而使转台25转动。推挤马达、提升马达和摆动马达中的每个马达由其自己的马达控制器或驱动器响应于来自与挖掘机10的操作相关联的控制器（未图示）的控制信号驱动。控制器电气地和/或以通信方式连接到挖掘机10的多种模块或部件。

参考图2至图4，传动单元100包括壳体120。壳体120包括齿轮箱125。如图4所示，两个马达130布置于壳体120的内侧。马达130中的每个马达也布置于内马达壳体135的内侧。

在传动单元100操作期间，齿轮箱125、马达130和内马达壳体135经受高水平的热。为了对抗过热，挖掘机10包括用于冷却齿轮箱125、马达130和内马达壳体135的通风系统140。如图2所示，通风系统140包括AC电动马达和沿着壳体120的外表面150联接到壳体120的鼓风机145。如图3和图4所示，鼓风机145推动冷空气通过冷空气入口155进入壳体120的内侧的冷空气腔160中。随着空气进入冷空气腔160，空气从齿轮箱125除热并且冷却齿轮箱125。

参考图4，一旦空气进入壳体120中并且已经冷却了齿轮箱125，空气通过在内马达壳体135上以大约90度间隔定位的孔165进入内马达壳体135中的每个内马达壳体。其它构造包括不同数目和布置的孔165。空气在内马达壳体135中的每个内马达壳体中循环，并且冷却马达130和内马达壳体135。

参考图2和图3，空气（其已经变暖）然后通过联接壳体120（例如，与壳体120一体地形成）的两个外马达壳体170离开。外马达壳体170包括与齿轮箱125间隔开的远端175。远端175包括布置于下部180的开口，该开口允许暖空气（如箭头所示）离开传动单元100进入周围环境。其它构造包括不同的暖空气离开点，包括沿着外表面150或者沿着外马达壳体175的其它位置的一个或更多个孔。

在某些构造中，鼓风机145推动冷空气通过冷空气入口155进入壳体120的冷空气腔160。随着空气进入冷空气腔160，空气从齿轮箱125除热并且冷却齿轮箱125。然后冷空气在壳体120的内侧分成分离的路径（例如，通过一个或更多个分隔壁）之后进入马达130，以用于冷却马达130和内马达壳体135，以及使马达130和内马达壳体135排气。

在某些构造中，鼓风机145反装以使得上文所讨论的空气流程完全相反。例如，鼓风机145从腔160、马达130和内马达壳体135抽吸热空气，并且然后向外侧排出热空气。来自马达130和内马达壳体135的热空气保持与来自腔160的热空气分离（例如，利用一个或更多个分隔壁），直到两个热空气源到达鼓风机的吸入侧。

图5和图6示出了根据本发明的另一构造的通风系统240。通风系统240采用与图2至图4所示的先前描述的通风系统140大致相同的结构，并且具有许多相同的性质。与通风系统140的元件类似的元件被给予相同的附图标记加上“100”。

参考图5，鼓风机245定位于吊杆35的下端40处或附近。在其它构造中，鼓风机245定位于吊杆35或挖掘机10的其它位置，例如在吊杆35的外侧壁上或者在吊杆35的上端处或附近。

参考图5和图6，鼓风机245引导冷空气通过布置于吊杆30内侧的一组管道290。冷空气被引导直到传动单元200的壳体220中的冷空气入口255，壳体220包括齿轮箱225。类似于通风系统140，空气冷却齿轮箱225和布置于壳体220内侧的马达以及内马达壳体（未图示），之后在例如外马达壳体270的远端275处离开。

图7示出了根据本发明的另一构造的通风系统340。通风系统340采用与图2至图6所示的先前描述的通风系统140和240大致相同的结构，并且具有许多相同的性质。与通风系统140的元件类似的元件被给予相同的附图标记加上“200”。

参考图7，通风系统340包括沿着吊杆35的外表面定位的一组管道390。与如在通风系统240中穿过吊杆35的内部排布管道390不同，管道390替代地沿着吊杆35的外部搁置和/或联接到吊杆35的外部。管道390将来自鼓风机345的冷空气引导到传动单元300的壳体320中的冷空气入口355，壳体300包括齿轮箱325。类似于通风系统140和240，空气冷却齿轮箱325和布置于壳体320内侧的马达和内马达壳体（未图示），之后例如通过外马达壳体370离开。

图8至图13示出了根据本发明的另一构造的通风系统440。通风系统440采用与图2至图7所示的先前所描述的通风系统140、240和340大致相同的结构，并且具有许多相同的性质。与通风系统140的元件类似的元件被给予相同的附图标记加上“300”。

如图8至图13所示，通风系统440包括基本上密封的吊杆1035，吊杆1035形成通风系统440的管道系统的一部分。类似于吊杆35，吊杆1035包括下端1040。传动单元400联接到吊杆1035。传动单元400包括壳体420，壳体420包括齿轮箱425、内马达和马达壳体（未图示）。

参考图10至图12，通风系统440包括定位于下端1040处或附近的鼓风机445。鼓风机445引导冷空气通过第一管段490直接进入吊杆1035中。如图11和图12所示，吊杆1035基本上为中空的，并且基本上与周围环境密封隔离以及隔离其所附连的任何挖掘机的其余部分。在空气离开第一管段490并且进入吊杆1035时，防止或至少基本上禁止空气离开吊杆1035，除了通过吊杆1035中的孔1037。如图11所示，孔1037为沿着吊杆1035的内壁1039布置的大体上圆形的格栅开口。

参考图9和图11，在通过孔1037离开吊杆1035后，来自鼓风机445的空气进入第二管段492，第二管段492将冷空气输送到壳体420中的冷空气入口455。类似于通风系统140、240和340，空气冷却齿轮箱425和布置于壳体420内侧的马达和内马达壳体（未图示）。

参考图9和图13，空气（其已经变暖）然后通过外马达壳体470离开。外马达壳体470包括与齿轮箱425间隔开的远端475。如图13所示，远端475包括布置于外壳体470的下部480的开口477，开口允许暖空气离开传动单元400进入周围环境。其它构造包括不同的暖空气离开点。

图14至图18示出了根据本发明的另一构造的通风系统540。通风系统540采用与图2至图13所示的先前描述的通风系统140、240、340和440大致相同的结构，并且具有许多相同的性质。与通风系统140的类似的元件被给予相同的附图标记加上“400”。

通风系统540用于吊杆2035。类似于吊杆35和1035，吊杆2035包括下端2040。如图14和图15所示，传动单元500联接到吊杆2035。传动单元500包括壳体520，壳体520包括齿轮箱525、内马达和马达壳体（未图示）。

参考图16，通风系统540包括中心式的鼓风机545和从鼓风机545延伸的歧管547。歧管547包括多个管段549。鼓风机545将冷空气引导通过管段549到达挖掘机上的一个或更多个部件，包括传动单元500。鼓风机545和歧管547的大小和构造适于放置于顶部并且联接到挖掘机的移动基座（例如，在挖掘机10上的移动基座15）。

参考图14至图16，通风系统540包括与传动单元500相邻布置的两个管段590。两个管段590联接到两个外马达壳体570以及在吊杆2035上的板594。如在图14和图15中示意性地示出，两个管段590在板594处联接到歧管547使得冷空气从鼓风机545通过歧管547，通过两个管段590直接被引导到外马达壳体570中。

类似于通风系统140、240、340和440，空气冷却齿轮箱525以及布置于壳体520内侧的马达和内马达壳体（未图示）。冷空气在冷却齿轮箱525之前首先冷却内马达壳体和马达。在空气已经冷却马达、内马达壳体和齿轮箱525之后，暖空气然后通过沿着壳体520的外表面550布置的孔598离开。孔598为布置于外马达壳体570之间的竖直定向的细长孔，但其它构造包括孔598的不同数目、位置、大小和构造。

参考图16至图18，通风系统540还将冷空气引导到提升传动单元600，提升传动单元600包括提升卷筒680和提升马达682。提升卷筒680包括卷筒壳体684，而提升机马达682包括马达壳体686。提升卷筒680和提升马达682类似于在上文关于挖掘机10所描述的提升卷筒80和提升马达82，因为提升卷筒680和提升马达682一起工作以在吊杆2035上送出和卷入提升绳。

如同传动单元100、200、300、400和500，提升传动单元600也经历高水平的热。为了冷却传动单元600的部件，将冷空气引导至吊杆2035上的传动单元500的相同通风系统540也将冷空气引导通过歧管547，直接到达马达壳体686上的两个空气入口部688。冷空气冷却马达壳体686以及布置于马达壳体686内侧的马达，之后从两个空气出口部690离开。虽然对于每个马达682仅示出了一个空气入口部688和一个空气出口部690，但是在某些构造中，每个马达682包括多于一个空气入口部688或空气出口部690。

参考图18，卷筒壳体684还包括布置于卷筒壳体684的底表面694上的两个通风孔692。通风孔692允许水、碎屑、空气或其它物料流动进出卷筒壳体684。在某些构造中，通风系统540也经由歧管547连接到孔692中的一个或更多个孔，以将冷空气直接引导至卷筒壳体684中，并且冷却卷筒壳体684。

尽管参考特定优选实施例详细描述了本发明，但在所描述的本发明的一个或更多个独立方面的范围和精神内存在变型和修改。

Claims (29)

1.一种采矿挖掘机，包括：

吊杆；

联接到所述吊杆的传动单元，所述传动单元包括：

外壳体；

布置于所述外壳体内的内马达壳体；以及

通风系统，所述通风系统联接到所述外壳体，用于将空气引导通过所述外壳体和所述内马达壳体。

2.根据权利要求1所述的采矿挖掘机，其中，所述通风系统包括直接联接到所述外壳体的鼓风机。

3.根据权利要求1所述的采矿挖掘机，其中，所述外壳体包括齿轮箱。

4.根据权利要求1所述的采矿挖掘机，其中，两个内马达壳体布置于所述外壳体内。

5.根据权利要求1所述的采矿挖掘机，其中，所述内马达壳体包括入口孔，以接收在所述外壳体内侧移动的空气。

6.根据权利要求5所述的采矿挖掘机，其中，所述内马达壳体包括四个入口孔。

7.根据权利要求6所述的采矿挖掘机，其中，所述四个入口孔在所述内马达外壳上彼此以大约90度间隔开。

8.根据权利要求1所述的采矿挖掘机，还包括外马达壳体，所述外马达壳体将空气引出所述采矿挖掘机。

9.根据权利要求1所述的采矿挖掘机，其中，所述通风系统包括位于所述吊杆内部的管道，以将空气输送到所述外壳体。

10.根据权利要求9所述的采矿挖掘机，其中，所述通风系统包括联接到所述管道的鼓风机。

11.根据权利要求10所述的采矿挖掘机，其中，所述鼓风机布置于所述吊杆的下端。

12.根据权利要求1所述的采矿挖掘机，其中，所述通风系统包括位于所述吊杆的外表面的旁边的管道，以将空气输送到所述外壳体。

13.根据权利要求1所述的采矿挖掘机，其中，所述通风系统包括位于所述吊杆的下端的鼓风机。

14.根据权利要求1所述的采矿挖掘机，其中，所述通风系统包括在所述外壳体内侧的腔，空气通过所述腔。

15.一种采矿挖掘机，包括：

吊杆，所述吊杆具有基本上密封的内腔，

联接到所述吊杆的传动单元，所述传动单元包括外壳体和布置于所述外壳体内的内马达壳体；以及

通风系统，所述通风系统联接到所述外壳体，用于将空气引导通过基本上密封的吊杆、所述外壳体和所述内马达壳体。

16.根据权利要求15所述的采矿挖掘机，其中，所述外壳体包括齿轮箱。

17.根据权利要求15所述的采矿挖掘机，其中，两个内马达壳体布置于所述外壳体内。

18.根据权利要求15所述的采矿挖掘机，其中，所述内马达壳体包括入口孔，以接收在所述外壳体内侧移动的空气。

19.根据权利要求18所述的采矿挖掘机，其中，所述内马达壳体包括四个入口孔。

20.根据权利要求19所述的采矿挖掘机，其中，所述四个入口孔在所述内马达外壳上彼此以大约90度间隔开。

21.根据权利要求15所述的采矿挖掘机，还包括外马达壳体，所述外马达壳体具有孔，所述孔将空气引出所述采矿挖掘机。

22.一种采矿挖掘机，包括：

在所述采矿挖掘机上的第一位置处的第一传动单元，所述第一传动单元包括第一马达壳体；

在所述采矿挖掘机上的第二位置处的第二传动单元，所述第二传动单元包括第二马达壳体；以及

通风系统，所述通风系统包括鼓风机和从所述鼓风机延伸的歧管，所述歧管联接到所述第一传动单元和所述第二传动单元。

23.根据权利要求22所述的采矿挖掘机，其中，所述歧管包括联接到所述第一传动单元和所述第二传动单元的多个管段。

24.根据权利要求22所述的采矿挖掘机，其中，所述第一传动单元为用于铲斗柄的推挤驱动器。

25.根据权利要求22所述的采矿挖掘机，其中，所述第一传动单元包括外壳体，所述第一马达壳体布置于所述外壳体内侧，并且其中所述外壳体包括孔，所述孔允许在空气已经冷却了所述外壳体和所述第一马达壳体后使所述空气从所述外壳体逸散。

26.根据权利要求22所述的采矿挖掘机，其中，所述第二传动单元为包括提升卷筒的提升驱动器。

27.根据权利要求22所述的采矿挖掘机，其中，所述第二传动单元包括两个马达壳体和从所述第二马达壳体延伸的多个空气入口部，所述多个空气入口部联接到所述歧管。

28.根据权利要求22所述的采矿挖掘机，其中，所述第二传动单元包括布置于所述第二传动单元的底表面上的多个通风孔。

29.根据权利要求22所述的采矿挖掘机，其中，所述第二传动单元包括位于所述第二马达壳体上的空气出口部。

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