CN108975122A - 一种超深立井大吨位提升系统卡罐缓冲装置 - Google Patents

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Abstract

一种超深立井大吨位提升系统卡罐缓冲装置。在钢丝绳张力自动平衡机构两端增加了端部卡罐缓冲装置，端部卡罐缓冲机构包括端部缓冲模块和端部固定模块，端部缓冲模块和端部固定模块分别安装在位于两端的钢丝绳张力自动平衡机构的轴上；端部缓冲模块主要由依次安装在一端钢丝绳张力自动平衡机构的轴上的缓冲轴承座、限位块、缓冲块和挡块组成；端部固定模块主要由安装在轴上的固定轴承座和固定块，固定轴承座通过调节螺栓与传动齿轮相连接，固定块位于在传动齿轮和固定轴承座之间；在轴转动前，挡块与其相邻传动齿轮上缓冲块之间预留有距离。本发明能够保证超深立井大吨位提升系统发生的卡罐故障时钢丝绳不被拉断。

Description

一种超深立井大吨位提升系统卡罐缓冲装置
技术领域
本发明涉及一种提升系统卡罐缓冲装置，尤其适用于超深立井大吨位提升系统中发生卡罐事故时的缓冲动作，可广泛用于超深立井大吨位提升系统中以避免发生恶性事故。
背景技术
在超深立井大吨位提升系统中，由于超速提升的主观原因或者设备维护不到位的客观原因等可能在系统运行的过程中发生卡罐故障，卡罐故障轻则损伤罐道和钢丝绳，影响矿井的生产效率，重则导致断绳，容器坠落等恶性事故。现有的卡罐事故的应对策略主要为通过传感器检测提升系统运行过程中的载荷，并通过监控系统和报警装置来提醒工作人员采取应急措施。这种方式中所采用的传感器采集数据精度不高，且需要对传感器进行定期检修。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种超深立井大吨位提升系统卡罐缓冲装置，该卡罐缓冲装置能够在超深立井大吨位提升系统发生卡罐故障时，保证钢丝绳不被拉断，结构简单，调节迅速方便。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括多个同轴串联的钢丝绳张力自动平衡机构，位于两端的钢丝绳张力自动平衡机构外端设有端部卡罐缓冲机构，钢丝绳张力自动平衡机构的相邻端部分别具有一个内部轴承座并通过其相连；所述的端部卡罐缓冲机构包括端部缓冲模块和端部固定模块，端部缓冲模块和端部固定模块分别安装在位于两端的钢丝绳张力自动平衡机构的轴上；端部缓冲模块主要由依次安装在一端钢丝绳张力自动平衡机构的轴上的缓冲轴承座、限位块、缓冲块和挡块组成，限位块通过固定螺栓和调整螺栓固定连接于缓冲轴承座的外侧部，缓冲轴承座、限位块、所在端钢丝绳张力自动平衡机构的传动齿轮依次由缓冲螺栓连接在一起，缓冲轴承座固定在容器上；端部固定模块主要由安装在另一端钢丝绳张力自动平衡机构的轴上的固定轴承座，固定轴承座通过调节螺栓与所在端钢丝绳张力自动平衡机构的传动齿轮相连接，在传动齿轮和固定轴承座之间还有一固定块安装于其轴上，固定轴承座放置在容器上挡块和固定块固定在轴上，并随轴的旋转移动而分别推动传动齿轮一起移动。
相比现有技术，本发明的一种超深立井大吨位提升系统卡罐缓冲装置，在位于两端的钢丝绳张力自动平衡机构外端设置端部卡罐缓冲机构，端部卡罐缓冲机构包括端部缓冲模块和端部固定模块，端部缓冲模块和端部固定模块分别安装在位于两端的钢丝绳张力自动平衡机构的轴上；通过缓冲轴承座上的缓冲螺栓来实现卡罐时滚筒的缓冲动作，当钢丝绳拉力所对应的扭矩大于缓冲螺栓的剪切破断强度时，即视为卡罐，传动齿轮转动带动轴和滚筒转动并使轴沿轴向移动，各个钢丝绳张力自动平衡机构随轴一起轴向移动，直至挡块与缓冲块接触时停止运动，此段时间内提升钢丝绳释放的长度即为缓冲距离，保证了在提升系统发生卡罐故障时，提升钢丝绳能够在不被拉断的情况下得以缓冲，解决了卡罐发生时刻到停车过程中的时间滞后所造成的钢丝绳拉断问题。本发明采用缓冲螺栓以及缓冲块实现了提升系统卡罐故障时钢丝绳的合适缓冲距离，结构简单，调节迅速方便。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的三绳提升系统的卡罐缓冲装置实施例的结构示意图。
图2是本发明的四绳提升系统的卡罐缓冲装置实施例的结构示意图。
图中：01、钢丝绳张力自动平衡机构，11、大锥齿轮，12、小锥齿轮，13、滚筒，02、内部轴承座，21、中间旋转环，31、固定螺栓，32、缓冲螺栓，33、调整螺栓，34、限位块，35、缓冲块，36、挡块，37、缓冲轴承座，41、固定轴承座，42、调节螺栓，43、固定块，05、容器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1和图2分别给出了三绳和四绳提升系统的卡罐缓冲装置结构实施例，图1中的一种超深立井大吨位提升系统卡罐缓冲装置，包括三个同轴串联的钢丝绳张力自动平衡机构01，位于左右两端的两个钢丝绳张力自动平衡机构01外端设有端部卡罐缓冲机构，位于中间的钢丝绳张力自动平衡机构01两端以及与其相邻的左右两个钢丝绳张力自动平衡机构01的一个右端和一个左端分别具有一个内部轴承座02，内部轴承座02上有中间旋转环21，中间的钢丝绳张力自动平衡机构01的两个大锥齿轮11以及两端的两个钢丝绳张力自动平衡机构01的内侧的大锥齿轮11都固定于中间旋转环21上，内部轴承座02的下端固定于容器05上。所述内部轴承座02的中间旋转环21上均布有多个键槽和多个螺栓孔，通过螺栓将大锥齿轮11固定在中间旋转环21上，通过键将两个中间旋转环21连接起来。三个钢丝绳张力自动平衡机构01均包括轴、大锥齿轮11、小锥齿轮12、滚筒13和提升钢丝绳，三个钢丝绳张力自动平衡机构01的轴可以如图所示为独立的三根短轴，也可以共用一根通轴；轴上通过轴承安装有大锥齿轮11及滚筒13，滚筒13位于轴的中间位置，滚筒13的两侧分别具有一个大锥齿轮11，滚筒13内部两端周向均布多个与大锥齿轮11相啮合的小锥齿轮12；所述的滚筒13由外圈、内圈和内嵌于内外圈之间的滚筒板组成，在滚筒板上内嵌有多个齿轮轴，齿轮轴上安装有小锥齿轮12；每个滚筒13上缠绕有一根提升钢丝绳，相邻调节装置的滚筒13上的钢丝绳的提升缠绕方向相反；钢丝绳张力自动平衡机构01内部与轴配合的部件通过轴向挡圈等进行轴向定位约束。所述的端部卡罐缓冲机构包括端部缓冲模块和端部固定模块，位于端部的两个钢丝绳张力自动平衡机构01的外侧的大锥齿轮11分别与端部缓冲模块和端部固定模块相连接；端部缓冲模块主要由依次安装在一端钢丝绳张力自动平衡机构01的轴上的缓冲轴承座37、限位块34、缓冲块35和挡块36组成，所述的限位块34与轴之间通过螺旋连接，二者相对转动又相对平移，从而保证了轴转动的同时能够沿轴向运动；限位块34通过固定螺栓31和调整螺栓33固定连接于缓冲轴承座37的外侧部，缓冲轴承座37、限位块34、所在端钢丝绳张力自动平衡机构01的传动齿轮依次由缓冲螺栓32连接在一起，所述的缓冲块35固定安装在传动齿轮的一侧端面，挡块36位于传动齿轮的另一侧端面并与轴固定连接，缓冲轴承座37固定在容器05上；端部固定模块主要由安装在另一端钢丝绳张力自动平衡机构01的轴上的固定轴承座41，固定轴承座41通过调节螺栓42与所在端钢丝绳张力自动平衡机构01的传动齿轮相连接，在传动齿轮和固定轴承座41之间还有一固定块43安装于其轴上，固定轴承座41放置在容器05上；所述的缓冲轴承座37上由外到内分布有三层螺栓孔，分别用于安装固定螺栓31、缓冲螺栓32和调整螺栓33，每层螺栓孔环向均布有四个；限位块34上所分布的螺栓孔的位置与缓冲轴承座37上的螺栓孔位置相同；固定轴承座41上均布有四个螺栓孔，用于安装调节螺栓42；在轴转动前，所述的挡块36和固定块对传动齿轮进行轴向限位，并随轴一起旋转和轴向移动。缓冲块35与限位块34之间预留有一定的距离，以保证提升钢丝绳有一定的缓冲距离。图2实施例中的一种超深立井大吨位提升系统卡罐缓冲装置与图1实施例的不同仅在于，钢丝绳张力自动平衡机构01为四个。
图1和图2实施例以及更多根钢丝绳提升的工作原理均如下：
在卡罐故障发生时，随着提升系统的运行，各根钢丝绳张力同步增大，每个滚筒13上的扭矩相等且同步增大，该扭矩传递到缓冲螺栓32上，当该扭矩值超过缓冲螺栓32的剪切破断强度时，缓冲螺栓32断裂，从而与端部缓冲模块相连的大锥齿轮11转动，并带动轴转动，轴在与其螺旋连接的限位块34作用下同时沿轴向移动；随着轴作旋转并平移，直到挡块36与大锥齿轮11上的缓冲块35相接触，大锥齿轮11上安装的缓冲块35限制了挡块36的运动，同时轴的平移受到限制，停止转动，滚筒13上的钢丝绳停止释放，从而通过缓冲螺栓32剪断后滚筒13与轴旋转直至停止的过程中所释放的提升钢丝绳的长度即为缓冲距离，有效的进行了卡罐故障下提升钢丝绳的缓冲动作，解决了卡罐发生时刻到停车过程中的时间滞后所造成的钢丝绳拉断问题。
本发明具有如下优点：
1)本发明通过选择具有合适的剪切强度的缓冲螺栓32来决定判断系统发生卡罐时的钢丝绳拉力值，装置简单且方便安装更换；
2)本发明通过预留轴上的挡块36与缓冲块35之间的轴向距离，来确定钢丝绳的缓冲长度，保证了缓冲装置合适的动作距离；
3)通过本发明的缓冲装置保证了卡罐故障时的钢丝绳合理缓冲距离，能够为发生卡罐故障的超深立井大吨位提升系统提供一种新的缓冲装置及方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超深立井大吨位提升系统卡罐缓冲装置，其特征是：包括多个同轴串联的钢丝绳张力自动平衡机构(01)，位于两端的钢丝绳张力自动平衡机构(01)外端设有端部卡罐缓冲机构，钢丝绳张力自动平衡机构(01)的相邻端部分别具有一个内部轴承座(02)并通过其相连；
所述的端部卡罐缓冲机构包括端部缓冲模块和端部固定模块，端部缓冲模块和端部固定模块分别安装在位于两端的钢丝绳张力自动平衡机构(01)的轴上；端部缓冲模块主要由依次安装在一端钢丝绳张力自动平衡机构(01)的轴上的缓冲轴承座(37)、限位块(34)、缓冲块(35)和挡块(36)组成，限位块(34)通过固定螺栓(31)和调整螺栓(33)固定连接于缓冲轴承座(37)的外侧部，缓冲轴承座(37)、限位块(34)、所在端钢丝绳张力自动平衡机构(01)的传动齿轮依次由缓冲螺栓(32)连接在一起，缓冲轴承座固定在容器(05)上；端部固定模块主要由安装在另一端钢丝绳张力自动平衡机构(01)的轴上的固定轴承座(41)，固定轴承座(41)通过调节螺栓(42)与所在端钢丝绳张力自动平衡机构(01)的传动齿轮相连接，在传动齿轮和固定轴承座(41)之间还有一固定块(43)安装于其轴上，固定轴承座放置在容器(05)上。
2.根据权利要求1所述的一种超深立井大吨位提升系统卡罐缓冲装置，其特征是：所述的限位块(34)与轴之间通过螺旋连接，二者相对转动又相对平移。
3.根据权利要求1所述的一种超深立井大吨位提升系统卡罐缓冲装置，其特征是：所述的缓冲块(35)固定安装在传动齿轮的一侧端面，挡块(36)位于传动齿轮的另一侧端面并与轴固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种超深立井大吨位提升系统卡罐缓冲装置，其特征是：所述的缓冲轴承座(37)上由外到内分布有三层螺栓孔，分别用于安装固定螺栓(31)、缓冲螺栓(32)和调整螺栓(33)，每层螺栓孔环向均布有4～8个；限位块(34)上所分布的螺栓孔的位置与缓冲轴承座(37)上的螺栓孔位置相同；固定轴承座(41)上均布有个螺栓孔，用于安装调节螺栓(42)。
5.根据权利要求1所述的一种超深立井大吨位提升系统卡罐缓冲装置，其特征是：所述的挡块(36)和固定块(43)固定在轴上，并随轴的旋转移动而分别推动传动齿轮一起移动。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种超深立井大吨位提升系统卡罐缓冲装置，其特征是：所述的钢丝绳张力自动平衡机构(01)包括轴、大锥齿轮(11)、小锥齿轮(12)、滚筒(13)和提升钢丝绳，轴上通过轴承安装有大锥齿轮(11)及滚筒(13)，滚筒(13)位于轴的中间位置，滚筒(13)的两侧分别具有一个大锥齿轮(11)，滚筒(13)内部两端周向均布多个与大锥齿轮(11)相啮合的小锥齿轮(12)；每个滚筒(13)上缠绕有一根提升钢丝绳，相邻调节装置的滚筒(13)上的钢丝绳的提升缠绕方向相反。
7.根据权利要求6所述的一种超深立井大吨位提升系统卡罐缓冲装置，其特征是：每个位于中间的钢丝绳张力自动平衡机构(01)的两个大锥齿轮(11)的外侧分别是一个内部轴承座(02)，位于端部的两个钢丝绳张力自动平衡机构(01)的内侧的大锥齿轮(11)外侧设有一个内部轴承座(02)，内部轴承座(02)上有中间旋转环(21)，大锥齿轮(11)固定于中间旋转环(21)上，内部轴承座(02)的下端固定于容器(05)上。
8.根据权利要求7所述的一种超深立井大吨位提升系统卡罐缓冲装置，其特征是：所述内部轴承座(02)的中间旋转环(21)上均布有多个键槽和多个螺栓孔，通过螺栓将大锥齿轮(11)固定在中间旋转环(21)上，通过键将两个中间旋转环(21)连接起来。
9.根据权利要求6所述的一种超深立井大吨位提升系统卡罐缓冲装置，其特征是：所述的滚筒(13)由外圈、内圈和内嵌于内外圈之间的滚筒板组成，在滚筒板上内嵌有多个齿轮轴，齿轮轴上安装有小锥齿轮(12)。
10.根据权利要求6所述的一种超深立井大吨位提升系统卡罐缓冲装置，其特征是：位于端部的两个钢丝绳张力自动平衡机构(01)的外侧的大锥齿轮(11)分别与端部缓冲模块和端部固定模块相连接。
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