CN109607400A - 一种能传输通讯信号的专用起升机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种起升机构，尤其涉及在矿井救援车中能提升或下放救生舱并能传递通讯信号的一种能传输通讯信号的专用起升机构。解决了现有矿井救援作业中，因矿井深度的限制，超过了通讯设备可传递信号的距离，引起施救者和被救者通讯设备通讯信号传递受限而失联的问题，提供一种带通讯信号的专用起升机构，有效解决因通讯设备受距离限制不能传递信号而引起被救人员通讯不上，提高了救援作业的工作效率和成功率。此外，其还具有防止因起升机构制动器问题而引起被救人员人生安全无法保障，降低了事故发生的频率以及避免在救援过程中出现的钢丝绳乱绳、咬绳和堆绳的问题，提升救援作业的工作效率的优点。

Description

一种能传输通讯信号的专用起升机构

技术领域

本发明涉及一种起升机构，尤其涉及在矿井救援车中能提升或下放救生舱并能传递通讯信号的一种能传输通讯信号的专用起升机构。

背景技术

我国作为能源消费大国，煤炭在我国能源生产的大格局中占有绝对的比重，达到近70%。我国的煤炭产量虽然只占世界煤炭产量的1/3，但煤矿矿难死亡人数占世界煤矿事故死亡人数的4/5，对种种矿难的发生，国家对煤矿安全投入日益增大。近年来，随着矿难事故的频繁出现，矿山救援装备的技术水平越来越受到人们的关注。因此，提高救援装备的技术水平，最大限度地发挥救援装备的整体效能，是矿山救援装备的发展方向。

起升机构是利用滚筒缠绕钢丝绳或链条来提升或牵引重物的轻小型起重设备。起升机构可以单独使用，也可以作为起重、建筑和矿井提升等机械设备中的重要组成部件，起升机构因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用在矿井救援车上。目前我国普遍使用在矿井救援车上的起升机构大多是于上世纪80年代研制的JKY型液压绞车或者是在其基础上改进的绞车，矿井救援车作为一种矿难救援设备，对其起升机构要求必然高，在矿井救援车实际救援过程中，发现其起升机构存在一些问题：首先是起升机构的制动性能，作为矿难救援设备，起升机构的制动性能优劣直接影响被施救人员的人生安全，目前大多数液压类起升机构均采用起升机构滚筒单侧制动的方式，通过滚筒一侧液压制动器，实现对滚筒制动，重物停止升降，这种制动方式不够安全可靠，一旦制动器发生故障，起升机构将失速，直接影响被救人员的人生安全；然后是作为起升机构的重要组成部分的排绳装置，由于其结构设计不合理，滚筒和排绳装置速比配合不协调，导致钢丝绳难以在滚筒上有序缠绕，从而出现钢丝绳乱绳、咬绳和堆绳等现象，增加了钢丝绳断绳事故率，对矿井救援作业产生不利影响，甚至会引起人身伤亡事故。最后是起升机构的通讯功能，目前大多数起升机构不能转递通讯信号，以致施救人员与被救人员只能通过无线对讲机等通讯设备的方式进行对话，了解救生舱内情况，但是对讲机等通讯设备可传递信号受距离限制且不稳定，一旦被救人员与施救人员距离超过通讯设备的信号传递距离，则施救人员与被救人员将处于失联的状态，这极大地降低了矿难人员的救援效率和成功率。因此为了提高起升机构在矿井救援作业中的作业性能，有必要设计出一种制动性能可靠、排绳效果好且能不受距离限制传递通讯信号的专用起升机构。

中国专利局于2017年12月22日公告了一份CN107500157A号专利，名称为液压绞车，涉及一种作为矿井提升设备的液压绞车，该液压绞车排绳机构采用单作用油缸活塞杆伸缩往复运动来实现，过于复杂繁琐，制造成本偏高，且该液压绞车并未设有通讯功能，作为一种矿井提升设备的液压绞车，有明显的不足，大大降低了救援效率和成功率。

发明内容

本发明的发明目的在于，解决了现有矿井救援作业中，因矿井深度的限制，超过了通讯设备可传递信号的距离，引起施救者和被救者通讯设备通讯信号传递受限而失联的问题，提供一种能传输通讯信号的专用起升机构，有效解决因通讯设备受距离限制不能传递信号而引起被救人员通讯不上，提高了救援作业的工作效率和成功率。

为达到上述发明目的，本发明通过以下技术方案得以实现：

一种能传输通讯信号的专用起升机构，包括机架以及设置在机架中部的滚筒，所述的机架左侧外端靠近滚筒处连接设置有一个液压马达，所述的液压马达上端设有一个单项平衡阀，所述的滚筒左侧设置有一个行星减速器，所述的液压马达的输出轴与行星减速器输入端相连，使得液压马达能够带动滚筒旋转，所述的滚筒右部设置有一个中空的滚筒轴，其端部设置有一个电滑环，其与有序缠绕在滚筒上的带芯钢丝绳相连接，所述的滚筒上方的机架上还设置有一个排绳机构，所述的排绳机构与滚筒传动连接，从而实现带芯钢丝绳的有序排绳。

本发明中通过设置单项平衡阀，从而能够确保平稳起升作业，避免起升抖动情况。减速器采用行星减速机，减速器内置与滚筒左侧，行星减速器具有体积小、速比大、承载能力高的优点。通过电滑环和带芯钢丝绳的连接，从而实现了信号的传递，可以实现钢丝绳长度距离的有线信号传输，解决了无线信号传输受距离限制的缺陷。

作为优选，所述的带芯钢丝绳其内部设置有铠装电缆，所述的铠装电缆包含多对双绞线，其外层依次设置有绝缘层、屏蔽层和电缆线护套。

多保护层结构保证了钢丝绳的可靠性，有效实现信号的传递。

作为优选，所述的带芯钢丝绳初始端设置于滚筒右部，其内置的铠装电缆由滚筒内穿过滚筒轴与电滑环连接，所述的带芯钢丝绳末端则从排绳机构上引出。

作为优选，所述的电滑环其转子通过紧固件固定在滚筒轴端部，电滑环定子通过紧固件固定于设置在机架外部的护罩上，电滑环转子上导线与带芯钢丝绳中的铠装电缆相连。

电滑环定子与护罩固定，防止带芯钢丝绳传递的信号，不会因滚筒的转动而受影响。机架右侧设置有护罩，用于遮蔽链传动机构，防止链轮链条沾上灰尘，影响使用。

作为优选，所述的滚筒左右两端均分别布置有左制动器以及右制动器，所述的左制动器穿过行星减速器的减速器轴并通过法兰布置在机架上，其与行星减速器外侧相连，所述的右制动器穿过滚筒轴，其一端与滚筒通过法兰连接，另一端与机架右侧通过法兰连接。

作为优选，所述的左制动器与右制动器通过油管油路连接。

制动器采用双制动器，滚筒两侧均布置有液压开启制动器，两侧制动器油腔相连，双制动器避免了一侧制动器失灵而下坠，消除安全隐患，确保制动效果更好，作业更安全。解决了现有矿井救援作业中，因起升机构制动器故障而引起起升机构刹车失灵，操作失控，从而无法保障被救人员的救援安全隐患问题，有效防止因起升机构制动器问题而引起被救人员人生安全无法保障，降低了事故发生的频率。

作为优选，所述的排绳机构右端布置有大链轮，所述的滚筒轴上布置有小链轮，大链轮与小链轮通过传动链传动连接。

作为优选，所述的排绳机构上设置有导向轮，其与带芯钢丝绳相连，使得带芯钢丝绳末端则导向轮上引出。

作为优选，所述的排绳机构还包括一个位于机架底板上的压绳器，其设置于滚筒的后方并与带芯钢丝绳紧压。

作为优选，所述的排绳机构还包括一个压紧轮，其设置于机架右侧并与传动链压紧，从而调节传动链的松紧度。

机架右侧两链轮之间设置有可调压压紧轮，压紧轮采用凸轮调节，用于链传动时调节链条的松紧度，防止链条松动，引发脱链等情况。本发明解决了现有矿井救援用卷扬机工作过程中，因卷扬机钢丝绳排绳机构设计不合理出现钢丝绳乱绳、咬绳、堆绳等现象，从而降低救援工作的效率，损害钢丝绳，影响安全作业，避免钢丝绳乱绳、咬绳和堆绳，提升救援作业的工作效率。

因此，本发明具有以下有益效果：

（1）采用通过能传输通讯信号的专用起升机构来实现信号的传递，可以实现钢丝绳长度距离的有线信号传输，解决了无线信号传输受距离限制的缺陷；

（2）有效防止因起升机构制动器问题而引起被救人员人生安全无法保障，降低了事故发生的频率；

（3）避免在救援过程中出现的钢丝绳乱绳、咬绳和堆绳的问题，提升救援作业的工作效率。

附图说明

图1是本发明一种结构示意图。

图2是本发明图1所示状态的内部剖视图。

图3是本发明一种排绳机构示意图。

图4 是本发明的带芯钢丝绳的内部剖视图。

图中：1、机架，2、排绳机构，3、滚筒，4、液压马达，5、平衡阀，6、行星减速器，7、左制动器，8、右制动器，9、压绳器，10、传动链，11、大链轮，12、小链轮，13、压紧轮，14、电滑环，15、带芯钢丝绳，16、减速器轴，17、滚筒轴，18、护罩，19、导向轮，20、铠装电缆，21、绝缘层，22、屏蔽层，23、电缆线护套，24、双绞线。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例

如图1~4所示，一种能传输通讯信号的专用起升机构，包括机架1以及设置在机架1中部的滚筒3，机架1左侧外端通过法兰盘连接液压马达4，液压马达4上安装有单项平衡阀5，行星减速器6通过法兰布置在滚筒3左侧，与滚筒3组成一个整体，液压马达4输出轴与减速器6输入端相连，通过驱动液压马达4带动滚筒3旋转，滚筒轴17通过法兰连接在滚筒3右侧，在滚筒3两端均布置有制动器，左制动器7穿过行星减速器6中心轴通过法兰布置在机架1上，与行星减速器6外侧相连，右制动器8穿过滚筒轴17一端与滚筒3通过法兰连接，一端与机架1右侧通过法兰连接，左制动器7与右制动器8均通过油管相连接，排绳机构2通过紧固件固定在机架1上部，滚筒3的上方位置，排绳机构2右端布置有大链轮11，滚筒轴17上布置有小链轮12，大链轮11与小链轮12通过传动链10相连接，滚筒3转动带动排绳机构2来回运动，从未实现带芯钢丝绳15有序排绳，机架1右侧上布置有压紧轮13，压紧轮13压在传动链10上，带芯钢丝绳15初始端固定在滚筒3右侧，所述的带芯钢丝绳15其内部设置有铠装电缆20，所述的铠装电缆20包含多对双绞线24，其外层依次设置有绝缘层21、屏蔽层22和电缆线护套23，铠装电缆20从滚筒轴17中引出，与电滑环14转子导线相连接，带芯钢丝绳15有序缠绕在滚筒上，带芯钢丝绳15末端则从排绳机构2导向轮19上引出，压绳器9布置在机架1底板上，滚筒3的后方，护罩18布置在机架右侧，电滑环14转子通过紧固件固定在滚筒轴17端部，电滑环14定子通过紧固件固定在护罩18上，电滑环14转子上导线与带芯钢丝绳15中电缆线相连，定子上导线则预留用于连接需要用的控制设备。

整机工作原理，当外部给液压马达4供油时，液压马达4由静止状态启动，液压油进入左制动器7和右制动器8内腔后打开两侧制动器，通过行星减速器6降速增大扭矩，带动滚筒3一起转动，滚筒3转动后，滚筒轴17末端小链轮12随滚筒轴17一起转动，滚筒轴17末端小链轮12与排绳机构2上大链轮11通过传动链10连接，通过链传动的方式，带动排绳机构2丝杠轴转动，从而使排绳机构2上导向轮沿着丝杠轴做往返运动，合理的传动比使带芯钢丝绳15有序缠绕在滚筒3上，滚筒轴17末端与电滑环14转子相连接，电滑环14定子部分与机架1外部护罩18相连接，带芯钢丝绳15初始端电缆线穿过中空滚筒轴17与电滑环14转子处导线连接，电滑环14定子处导线则用于连接信号输入端设备，如此可实现起升机构工作时 ，带芯钢丝绳15内信号的传递不受滚筒3转动而影响，可以实现钢丝绳长度距离的有线信号传输，解决了无线信号传输受距离限制的缺陷。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种能传输通讯信号的专用起升机构，包括机架（1）以及设置在机架（1）中部的滚筒（3），其特征在于，所述的机架（1）左侧外端靠近滚筒（3）处连接设置有一个液压马达（4），所述的液压马达（4）上端设有一个单项平衡阀（5），所述的滚筒（3）左侧设置有一个行星减速器（6），所述的液压马达（4）的输出轴与行星减速器（6）输入端相连，使得液压马达（4）能够带动滚筒（3）旋转，所述的滚筒（3）右部设置有一个中空的滚筒轴（17），其端部设置有一个电滑环（14），其与有序缠绕在滚筒（3）上的带芯钢丝绳（15）相连接，所述的滚筒（3）上方的机架（1）上还设置有一个排绳机构（2），所述的排绳机构（2）与滚筒（3）传动连接，从而实现带芯钢丝绳（15）的有序排绳。

2.根据权利要求1所述的一种能传输通讯信号的专用起升机构，其特征在于，所述的带芯钢丝绳（15）其内部设置有铠装电缆（20），所述的铠装电缆（20）包含多对双绞线（24），其外层依次设置有绝缘层（21）、屏蔽层（22）和电缆线护套（23）。

3.根据权利要求1或2所述的一种能传输通讯信号的专用起升机构，其特征在于，所述的带芯钢丝绳（15）初始端设置于滚筒（3）右部，其内置的铠装电缆（20）由滚筒（3）内穿过滚筒轴（17）与电滑环（14）连接，所述的带芯钢丝绳（15）末端则从排绳机构（2）上引出。

4.根据权利要求3所述的一种能传输通讯信号的专用起升机构，其特征在于，所述的电滑环（14）其转子通过紧固件固定在滚筒轴（17）端部，电滑环（14）定子通过紧固件固定于设置在机架（1）外部的护罩（18）上，电滑环（14）转子上导线与带芯钢丝绳（15）中的铠装电缆（20）相连。

5.据权利要求1所述的一种能传输通讯信号的专用起升机构，其特征在于，所述的滚筒（3）左右两端均分别布置有左制动器（7）以及右制动器（8），所述的左制动器（7）穿过行星减速器（6）的减速器轴（16）并通过法兰布置在机架（1）上，其与行星减速器（6）外侧相连，所述的右制动器（8）穿过滚筒轴（17），其一端与滚筒（3）通过法兰连接，另一端与机架（1）右侧通过法兰连接。

6.据权利要求5所述的一种能传输通讯信号的专用起升机构，其特征在于，所述的左制动器（7）与右制动器（8）通过油管油路连接。

7.据权利要求1所述的一种能传输通讯信号的专用起升机构，其特征在于，所述的排绳机构（2）右端布置有大链轮（11），所述的滚筒轴（17）上布置有小链轮（12），大链轮（11）与小链轮（12）通过传动链（10）传动连接。

8.据权利要求1或7所述的一种能传输通讯信号的专用起升机构，其特征在于，所述的排绳机构（2）上设置有导向轮（19），其与带芯钢丝绳（15）相连，使得带芯钢丝绳（15）末端则导向轮（19）上引出。

9.据权利要求1或7所述的一种能传输通讯信号的专用起升机构，其特征在于，所述的排绳机构（2）还包括一个位于机架（1）底板上的压绳器（9），其设置于滚筒（3）的后方并与带芯钢丝绳（15）紧压。

10.据权利要求1或7所述的一种能传输通讯信号的专用起升机构，其特征在于，所述的排绳机构（2）还包括一个压紧轮（13），其设置于机架（1）右侧并与传动链（10）压紧，从而调节传动链（10）的松紧度。