CN106927347A - 一种深立井多绳缠绕提升机与缠绕方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深立井多绳缠绕提升机及缠绕方法，包括上、下天轮系和下天轮系和由驱动电机，前、后滚筒组组成的驱动系统，前、后滚筒组上的滚筒与上、下天轮系的上下天轮组通过钢丝绳缠绕连接在一起，前、后滚筒组的各个滚筒两侧设置有齿轮和电机，前、后滚筒组上的滚筒分别通过各自的齿轮及两两滚筒间的辅助轮相互啮合在一起，前、后滚筒组通过相邻两个滚筒的齿轮将两组啮合在一起。缠绕时，前、后滚筒组的滚筒上的电机驱动滚筒绕相反方向转动，两个提升容器由缠绕在前后滚筒上的钢丝绳绕过上下天轮系进行提升；其结构简单，操作方便，降低了提升钢丝绳和滚筒的直径，减少了出绳偏角，增加了超深距离提升的效率。

Description

一种深立井多绳缠绕提升机与缠绕方法

技术领域

本发明涉及一种缠绕提升机与缠绕方法，尤其适用于矿山极深立井的人员与物料的缠绕提升。

背景技术

随着全球资源和能源的日益紧缺，世界许多国家都在开发利用地球更深处的矿物资源。如澳大利亚在本世纪初率先提出“玻璃地球”计划，要使地下1000m变得“透明”；加拿大近期提出了开发地下3000m资源的计划；南非金矿超深矿井已达地表以下深度4800m以上。《国家“十二五”科学和技术发展规划》也提出加强对三深(深海、深地、深空)的研究。立井提升机有缠绕式提升和摩擦式提升两种。对于1500m及以内主要采用多绳摩擦式提升，但对于深矿井，比如大于1500m，甚至极深矿井，则由于提升钢丝绳自重大大增加，降低提升效率，而目前采用的布莱尔缠绕式提升，一般采用两根钢丝绳提升，从而钢丝绳直径太粗而无法满足2000m，甚至3000以下极深矿井的大载重提升，为了克服上述提升的缺点，本发明提出了一种用于超深矿井的多绳缠绕提升机和缠绕方法。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要克服现有技术中的不足之处，提供一种深立井多绳缠绕提升机与缠绕方法，采用多个滚筒并排、此轮相连方式，通过各个滚筒电机同步驱动，从而降低了提升钢丝绳和滚筒的直径，减少了出绳偏角，增加了超深距离提升的效率。

技术方案：本发明的深立井多绳缠绕提升机，包括设在井口上方的天轮系、驱动系统，所述的天轮系包括上天轮系和下天轮系；所述的驱动系统包括前驱动电机组、后驱动电机组、前滚筒组和后滚筒组，前滚筒组和后滚筒组里面的滚筒并排在一起，前后对齐布置，前后滚筒组的滚筒的两侧分别设置有齿轮，齿轮与设在滚筒两侧的前、后驱动电机组的电机相连接。

所述的前滚筒组和后滚筒组的滚筒数量相同，为1～3个。

所述的前滚筒组和后滚筒组内滚筒的数量为1时，前滚筒组上的前一滚筒与后滚筒组上的后一滚筒通过各自的前一齿轮、后一齿轮啮合在一起。

所述的前滚筒组和后滚筒组内滚筒的数量为2时，前滚筒组上的前一滚筒与前二滚筒通过各自的前一、前二齿轮及两者间的前一辅助轮啮合在一起，后滚筒组上的后一滚筒与后二滚筒通过各自的后一、后二齿轮及两者间的后一辅助轮啮合在一起，前滚筒组上的前二滚筒与后滚筒组上的后一滚筒直接通过各自滚筒的前一、后一齿轮啮合在一起。

所述的前滚筒组和后滚筒组的数量为3时，前滚筒组上的前一滚筒与前二滚筒通过各自的前一、前二齿轮及两者间的前一辅助轮啮合在一起，前滚筒组上的前二滚筒与前三滚筒通过各自的前二、前三齿轮及两者间的前二辅助轮啮合在一起，后滚筒组上的后一滚筒与后二滚筒通过各自的后一、后二齿轮及两者间的后一辅助轮啮合在一起，后滚筒组上的后二滚筒与后三滚筒通过各自的后二、后三齿轮及两者间的后二辅助轮啮合在一起，前滚筒组上的前三滚筒与后滚筒组上的后一滚筒直接通过各自滚筒的前三、后一齿轮啮合在一起。

所述的前滚筒组和后滚筒组中的每个滚筒上面的缠绕钢丝绳的数量相同，为1～3根。

所述的上天轮系和下天轮系内的上下天轮组的天轮数量与后滚筒组和前滚筒组相应的滚筒上的缠绕钢丝绳的数量一致，每一个天轮与相应的钢丝绳缠绕滚筒区的中心线对齐。

所述的上天轮系上的上天轮组与后滚筒组的滚筒相对应，下天轮系上的下天轮组与前滚筒组的滚筒相对应。

所述上天轮系设置在最上前方，下天轮系设置在上天轮系的下后方，上下天轮系中的上下天轮组依次从最上前方往下后方设置。

使用上述深立井多绳缠绕提升机的缠绕方法：

当前提升钢丝绳提升时，后驱动电机组驱动后滚筒组的滚筒顺时针转动，使后滚筒组上的前提升钢丝绳缠绕在滚筒上，前提升钢丝绳绕过上天轮系带动前提升容器上升；前驱动电机组驱动前滚筒组的滚筒逆时针转动，使前滚筒组上的后提升钢丝绳向外放出，后提升钢丝绳绕过下天轮系带动后提升容器下放。

当前提升钢丝绳下放时，后驱动电机组驱动后滚筒组的滚筒逆时针转动，使后滚筒组上的前提升钢丝绳向外放出，前提升钢丝绳绕过上天轮系带动前提升容器下放；前驱动电机组驱动前滚筒组的滚筒顺转动，使前滚筒组上的后提升钢丝绳缠绕在滚筒上，后提升钢丝绳绕过下天轮系带动后提升容器下放。

有益效果：本发明包括上天轮系和下天轮系和由驱动电机，前、后滚筒组组成的驱动系统,前、后滚筒组上的滚筒与上、下天轮系的上下天轮组通过钢丝绳缠绕连接在一起，前、后滚筒组的各个滚筒两侧设置有齿轮和电机，前、后滚筒组上的滚筒分别通过各自的齿轮及两两滚筒间的辅助轮相互啮合在一起，前、后滚筒组通过相邻两个滚筒的齿轮将两组啮合在一起。缠绕时，前、后滚筒组的滚筒上的电机驱动滚筒绕相反方向转动，两个提升容器由缠绕在前后滚筒上的钢丝绳绕过上下天轮系进行提升,其主要优点包括如下：

(1)将滚筒并排布置，减小了滚筒缠绕钢丝绳与天轮的绳偏角，减少了提升钢丝绳与天轮的磨损，增加了钢丝绳的使用寿命；

(2)将前后滚筒组的滚筒并排布置多个，增加了提升钢丝绳的数量，减少了提升钢丝绳的直径以及滚筒的直径，克服了滚筒大转动惯量的缺点，提高了提升钢丝绳的型号选择性和增加了提升钢丝绳的使用寿命；

(3)各个滚筒采用齿轮啮合，提高了滚筒的同步性，增强了提升的稳定性；

(4)各个滚筒两侧增加电机，提高了电机的数量，降低了每个电机的功率，减少了电机成本。

(5)缠绕钢丝绳均采用上出绳的方式，保证了各根提升钢丝绳的同向弯曲，增加了提升钢丝绳的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的前后滚筒组的滚筒数量为2的结构示意图；

图2是本发明的前后滚筒组的滚筒数量为2的结构相对位置示意图；

图3是本发明的前后滚筒组的滚筒数量为1的结构示意图；

图4是本发明的前后滚筒组的滚筒数量为1的结构相对位置示意图；

图5是本发明的前后滚筒组的滚筒数量为3的结构示意图；

图6是本发明的前后滚筒组的滚筒数量为3的结构相对位置示意图；

图7本发明的前后滚筒组的滚筒数量为2时电机组的布置位置图；

图8本发明的前后滚筒组的滚筒数量为2时滚筒组的布置位置图；

图9是本发明滚筒上缠绕一根钢丝绳时天轮与滚筒的对应形式；

图10是本发明滚筒上缠绕一根钢丝绳时天轮与滚筒的对应形式；

图11是本发明滚筒上缠绕一根钢丝绳时天轮与滚筒的对应形式。

图中：1、上天轮系；1-1、上天轮组一；1-2、上天轮组二；2、前提升钢丝绳；2-1、前钢丝绳一；2-2、前钢丝绳二；3、下天轮系；3-1、下天轮组一；3-2、-下天轮组二；4、后提升钢丝绳；4-1、后钢丝绳一；4-2、后钢丝绳二；5、前驱动电机组；5-1、前驱动电机一；5-2、前驱动电机二；6、联轴器；7、前轴组；8、前齿轮组；8-1、前齿轮一；8-2、前齿轮二；8-3、前齿轮三；9、前驱动滚筒组；9-1、前滚筒一；9-2、前滚筒二；10、后驱动滚筒组；10-1、后滚筒一；10-2、后滚筒二；11、后轴组；12、制动盘；13、制动闸；14-1、后辅助轮一；14-2、后辅助轮二；15-1、前辅助轮一；15-2、前辅助轮二；16、后驱动电机组；16-1、后驱动电机一；16-2、-后驱动电机二；17、后齿轮组；17-1、后齿轮一；17-2、后齿轮二；17-3、前齿轮三；18、后提升容器；19、前提升容器。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步描述：

实施例1、如图1和2所示，本发明的深立井多绳缠绕提升机，主要由设在井口上方的天轮系、驱动系统，驱动系统控制绕过天轮与提升容器相连的钢丝绳构成，所述的天轮系包括上天轮系1和下天轮系3；所述的驱动系统包括：如图7所示的前驱动电机组5和后驱动电机组16，前轴组7、后轴组11，如图8所示的前滚筒组9和后滚筒组10，前、后滚筒组9、10分别安装在前、后轴组7、11上，前、后轴组7、11的左右两端分别依次设有制动盘12和驱动电机；所述前滚筒组9的前轴7两端分别通过联轴器6与前驱动电机一5-1、前驱动电机二5-2的输出轴相连，所述后滚筒组10的后轴11两端分别通过联轴器与后驱动电机一16-1、后驱动电机二16-2的输出轴相连。所述前后轴的前驱动电机组5和后驱动电机组16的转向相反，以满足两齿轮组传动的要求，并保证两提升容器的提升方向相反。

所述前、后轴组7、11的左右两侧装有前、后齿轮组8、17，前滚筒组9的前滚筒一9-1和前滚筒二9-2两侧的前齿轮一8-1和前齿轮二8-2通过前辅助轮15-1啮合构成前齿轮组，后滚筒组10的后滚筒一10-1和后滚筒二10-2两侧的后齿轮一17-1和后齿轮二17-2通过后辅助轮14-1啮合构成后齿轮组，前后滚筒组之间通过前齿轮二8-2和后齿轮一17-1啮合进行传动，辅助轮的使用有利于增加前后滚筒的距离，便于制动闸13及其它配套装置的安装布置，保证前后滚筒组中滚筒的转动方向一致。

前后滚筒中的前滚筒组中前滚筒一9-1和前滚筒二9-2上缠绕的后钢丝绳二4-2和后钢丝绳一4-1绕过下天轮系3中下天轮组二3-2和下天轮组一3-1与后提升容器18相连，前后滚筒中的后滚筒组中后滚筒一10-1和后滚筒二10-2上缠绕的前钢丝绳二2-2和前钢丝绳一2-1绕过上天轮系1中上天轮组二1-2和上天轮组一1-1与前提升容器19相连。

上、下天轮系内的天轮组的天轮数量与后滚筒组10和前滚筒组9相应的滚筒上的钢丝绳数量一致，每一个天轮与相应的钢丝绳缠绕滚筒区的中心线对齐。

图9所示为本发明滚筒上缠绕一根钢丝绳时天轮与滚筒的对应形式；图10所示为本发明滚筒上缠绕两根钢丝绳时天轮与滚筒的对应形式；图11所示为本发明滚筒上缠绕三根钢丝绳时天轮与滚筒的对应形式。前提升钢丝绳2和后提升钢丝绳4在前滚筒9和后滚筒10上的缠绕安装方式为上出绳。

上天轮系1和下天轮系3设在井筒正上方，前后轴两端同步直连前、后驱动电机组5、16，前后滚筒组9、10两侧安装有齿轮，前齿轮一8-1和前齿轮二8-2之间设有前辅助轮15-1，后齿轮一17-1和后齿轮二17-2之间设有后辅助轮14-1构成齿轮组。齿轮组的外侧安装有制动盘12以及安装在制动盘12上的制动闸13，前、后提升容器19、18分别由后驱动滚筒组10和前驱动滚筒组9上放出的前提升钢丝绳2和后提升钢丝绳4绕过两个上、下天轮系1、3实现悬吊连接。所述的上天轮系1和下天轮系3的安装位置距离由两容器之间的距离决定，应小于井道的宽度。

前后滚筒组在地面上水平并排排列；前、后提升钢丝绳2、4在提升机的后滚筒组10和前滚筒组9上的缠绕安装方式为从滚筒前端上出绳，以保证钢丝绳之间不交叉；绕过上天轮系1的前提升钢丝绳2在前提升容器19上的分布与绕过下天轮系3的后钢丝绳4在后提升容器18上的分布方式相同，以保证提升容器受力平稳。

本发明的深立井多绳缠绕提升机的缠绕方法：

当前提升钢丝绳2提升时，后侧的驱动电机16驱动后滚筒组的滚筒顺时针转动，通过联轴器6带动后轴组11及其上的后滚筒组10作顺时针转动，同时后轴组两侧后齿轮一17-1和后齿轮二17-2顺时针转动，后辅助轮14-1做逆时针转动，前齿轮二8-2与后齿轮一17-1相互啮合做逆时针转动，前侧的驱动电机组5转动方向与后侧电机组16转动方向相反，为逆时针方向，通过联轴器将前驱动电机组5的转动传递给前滚筒组9做逆时针转动，使前滚筒组9上的后提升钢丝绳4向外放出，后提升钢丝绳4绕过下天轮系3带动后提升容器18下放。

当前提升钢丝绳4提升时，前侧的驱动电机组5顺时针转动，通过联轴器带动前轴组7及其上的前滚筒组9作顺时针转动，同时前轴组两侧前齿轮一8-1和前齿轮二8-2顺时针转动，前辅助轮15-1做逆时针转动，后齿轮一17-1与前齿轮二8-2相互啮合做逆时针转动，后侧的驱动电机组16转动方向与前侧驱动电机组5转动方向相反，为逆时针方向，通过联轴器将后驱动电机组16的转动传递给后滚筒组10做逆时针转动，使后侧滚筒组10上的前提升钢丝绳2向外放出，前提升钢丝绳2绕过上天轮系1带动前提升容器19下放。

实施例2、如图3、4所示，与实施例1基本相同，相同之处略。不同之处在于其中前后滚筒组的滚筒数量分别为1，具体为：

提升机的左右两侧的前齿轮一8-1和后齿轮一17-1之间啮合。前提升钢丝绳2提升时，后侧的驱动电机15顺时针转动；前侧的驱动电机5转动方向与后侧电机14转动方向相反，为逆时针方向。当后提升钢丝绳4提升时，前驱动电机组5顺时针转动；后侧电机14转动方向与前驱动电机组5转动方向相反，为逆时针方向。

实施例3、如图5、6所示，与实施例1基本相同，相同之处略。不同之处在于其中前后滚筒组的滚筒数量分别为3，具体为：

前滚筒组9中滚筒前侧的前齿轮一8-1和前齿轮二8-2之间通过1个前辅助轮15-1啮合，前齿轮二8-2和前齿轮三8-3之间通过1个辅助轮15-2啮合，后滚筒组10中滚筒的左右两侧的后齿轮一17-1和后齿轮二17-2之间通过后辅助轮14-1啮合，后齿轮二17-2和齿轮17-3之间通过1个辅助轮14-2啮合。前、后驱动电机组5、16的转动方向相反，即：前提升钢丝绳2提升时，后驱动电机组16顺时针转动；前侧的前驱动电机组5转动方向与后驱动电机组16转动方向相反。当后钢丝绳4提升时，前侧的驱动电机5顺时针转动；后驱动电机组16转动方向与前驱动电机组5转动方向相反，为逆时针方向。

Claims (10)

1.一种深立井多绳缠绕提升机，包括设在井口上方的天轮系、驱动系统，其特征在于：所述的天轮系包括上天轮系(1)和下天轮系(3)；所述的驱动系统包括前驱动电机组(5)、后驱动电机组(16)、前滚筒组(9)和后滚筒组(10)，前滚筒组(9)和后滚筒组(10)里面的滚筒并排在一起，前后对齐布置，前后滚筒组的滚筒的两侧分别设置有齿轮，两侧齿轮分别经前提升钢丝绳(2)和后提升钢丝绳(4)与设在滚筒两侧的前、后驱动电机组(5、16)的电机相连接。

2.根据权利要求1所述的一种深立井多绳缠绕提升机，其特征在于：所述的前滚筒组(9)和后滚筒组(10)的滚筒数量相同，为1～3个。

3.根据权利要求1或2所述的一种深立井多绳缠绕提升机，其特征在于：所述的前滚筒组(9)和后滚筒组(10)内滚筒的数量为1时，前滚筒组(9)上的前一滚筒(9-1)与后滚筒组(10)上的后一滚筒(10-1)通过各自的前一齿轮(8-1)、后一齿轮(17-1)啮合在一起。

4.根据权利要求1或2所述的一种深立井多绳缠绕提升机，其特征在于：所述的前滚筒组(9)和后滚筒组(10)内滚筒的数量为2时，前滚筒组(9)上的前一滚筒(9-1)与前二滚筒(9-2)通过各自的前一(8-1)、前二齿轮(8-2)及两者间的前一辅助轮(15-1)啮合在一起，后滚筒组(10)上的后一滚筒(10-1)与后二滚筒(10-2)通过各自的后一(17-1)、后二齿轮(17-2)及两者间的后一辅助轮(14-1)啮合在一起，前滚筒组(9)上的前二滚筒(9-2)与后滚筒组(10)上的后一滚筒(10-1)直接通过各自滚筒的前一(8-2)、后一齿轮(17-1)啮合在一起。

5.根据权利要求1或3所述的一种深立井多绳缠绕提升机，其特征在于：所述的前滚筒组(9)和后滚筒组(10)的数量为3时，前滚筒组(9)上的前一滚筒(9-1)与前二滚筒(9-2)通过各自的前一(8-1)、前二齿轮(8-2)及两者间的前一辅助轮(15-1)啮合在一起，前滚筒组(9)上的前二滚筒(9-2)与前三滚筒(9-3)通过各自的前二(8-2)、前三齿轮(8-3)及两者间的前二辅助轮(15-2)啮合在一起，后滚筒组(10)上的后一滚筒(10-1)与后二滚筒(10-2)通过各自的后一(17-1)、后二齿轮(17-2)及两者间的后一辅助轮(14-1)啮合在一起，后滚筒组(10)上的后二滚筒(10-2)与后三滚筒(10-3)通过各自的后二(17-2)、后三齿轮(17-3)及两者间的后二辅助轮(14-2)啮合在一起，前滚筒组(9)上的前三滚筒(9-2)与后滚筒组(10)上的后一滚筒(10-1)直接通过各自滚筒的前三(8-3)、后一齿轮(17-1)啮合在一起。

6.根据权利要求1所述的一种深立井多绳缠绕提升机，其特征在于：所述的前滚筒组(9)和后滚筒组(10)中的每个滚筒上面的缠绕钢丝绳的数量相同，为1～3根。

7.根据权利要求1所述的一种深立井多绳缠绕提升机，其特征在于：所述的上天轮系(1)和下天轮系(3)内的上、下天轮组的天轮数量与后滚筒组(10)和前滚筒组(9)相应的滚筒上的缠绕钢丝绳的数量一致，每一个天轮与相应的钢丝绳缠绕滚筒区的中心线对齐。

8.根据权利要求1或7所述的一种深立井多绳缠绕提升机，其特征在于：所述的上天轮系(1)上的上天轮组与后滚筒组(10)的滚筒相对应，下天轮系(3)上的下天轮组与前滚筒组(9)的滚筒相对应。

9.根据权利要求8所述的一种深立井多绳缠绕提升机，其特征在于：所述上天轮系(1)设置在最上前方，下天轮系(3)设置在上天轮系(1)的下后方，上下天轮系中的上下天轮组依次从最上前方往下后方设置。

10.一种深立井多绳缠绕提升机的缠绕方法，其特征在于：

当前提升钢丝绳(2)提升时，后驱动电机组(16)驱动后滚筒组的滚筒顺时针转动，使后滚筒组(10)上的前提升钢丝绳(2)缠绕在滚筒上，前提升钢丝绳(2)绕过上天轮系(1)带动前提升容器(19)上升；前驱动电机组(5)驱动前滚筒组(9)的滚筒逆时针转动，使前滚筒组(9)上的后提升钢丝绳(4)向外放出，后提升钢丝绳(4)绕过下天轮系(3)带动后提升容器(18)下放。

当前提升钢丝绳(2)下放时，后驱动电机组(16)驱动后滚筒组的滚筒逆时针转动，使后滚筒组(10)上的前提升钢丝绳(2)向外放出，前提升钢丝绳(2)绕过上天轮系(1)带动前提升容器(19)下放；前驱动电机组(5)驱动前滚筒组(9)的滚筒顺转动，使前滚筒组(9)上的后提升钢丝绳(4)缠绕在滚筒上，后提升钢丝绳(4)绕过下天轮系(3)带动后提升容器(18)下放。