CN110775566B - 用于输送系统的托辊组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于输送系统的托辊组件，所述输送系统具有至少一个支撑框架，所述托辊组件包括：适于从所述至少一个支撑框架悬伸出的运载带托辊轴；以及适于可滑动地接合所述运载带托辊轴的运载带托辊框架，其中，当与所述运载带托辊轴接合时，所述运载带托辊框架能够围绕所述运载带托辊轴在直立支撑位置和水平释放位置之间枢转。

Description

用于输送系统的托辊组件
本申请是申请号为201580066781.7、申请日为2015年10月16日、发明名称为“输送系统及其支撑框架”的PCT国际发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年10月17日提交的澳大利亚临时专利申请第2014904160号的权益和优先权，其全部内容通过引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及一种输送系统及其支撑框架。在一个特定但非排他性的方面中，本发明涉及用于地下采矿作业的输送系统。
背景技术
各种已知的输送器被用于地下采矿作业。这种输送器通常具有包括环形带的类型，其中，当带运载开采出来的物料时，带沿着一个方向移动，当带从返回路径变成承载路径时，带沿着相反的方向运动。为了形成带路径以及支撑带的重量和有效负载的重量，需要精心制作的承载和导向辊组件。辊通常支撑在以离散间隔定位并锚固到地下隧道的框架上。框架可以搁在采矿底板上，或者通过链条悬挂在顶上或通过支架悬挂在壁上，以实现所需的稳定性。
随着地下采矿作业的进行，通常需要延长或缩短输送器。需要这的一个例子是长壁采矿作业。长壁采矿作业有两种基本形式，即前进工作面和退回工作面系统。顾名思义，前进工作面随着其道路一起更深入地前进到被开采物料的区域内。另一方面，退回工作面开始于在待提取物料的区域中所需的最远点，并且朝向入口退回。
虽然用于帮助延长和缩短与这种输送器相关联的带的环路松紧装置是已知的，但是添加或移除支撑与输送系统相关联的辊所需的框架是耗时的过程。该过程也是危险的，因为必须在输送器通过的隧道中上下运送框架，通常同时输送器正在运行。此外，竖立和折叠辊支撑框架是耗时的，并且导致采矿和隧道工程的停工和损坏。现有输送器的另一个缺点是，磨损或失效部件的更换是繁重且棘手的任务。如果输送器装载有开采的物料，由于带材和物料的组合重量可能很大，则该缺点尤其明显。执行安装、恢复和维护的狭窄区域会加剧该困难。
对于输送系统规定了各种安全标准。然而，通常，由于未能为地下矿井中的输送系统提供充分保护，采矿实体犯有不遵守这些标准的罪行。其原因是保护输送系统通常需要安装穿孔钢板或焊接网格板。鉴于上述人机工程学的限制，运载、安装和收回网格板只会增加已经存在的处理困难。
发明内容
本发明的目的是基本上克服或至少改善一个或多个上述缺点，或至少提供有用的替代方案。
根据本发明的第一方面，本文公开了一种用于输送系统的支撑框架，支撑框架包括：
在操作性的下端和操作性的上端之间纵向延伸的立柱；
从立柱向外在立柱端和滑车端之间延伸的横向构件，横向构件包括朝向横向构件的滑车端定位的滑车，该滑车操作地适合于把立柱悬挂在架空的导轨上；和
附连到立柱并且操作地适合于支撑输送带的运载带部分和返回带部分的托辊组件。
优选地，立柱包括第一立柱构件和可伸缩地耦联到第一立柱构件的第二立柱构件。
优选地，立柱包括适合于提供第一立柱构件相对于第二立柱构件的纵向调节的调节机构。
优选地，滑车包括支撑至少一对相对的轮子的滑车本体。
优选地，滑车包括四对相对的轮子。
优选地，托辊组件包括横向于立柱的细长的运载带托辊轴。
优选地，托辊组件包括与运载带托辊轴平行且同等延伸的细长的返回带托辊轴。
优选地，托辊组件包括支撑数个运载带托辊的运载带托辊框架。
优选地，运载带托辊轴包括运载带托辊框架附连结构，所述运载带托辊框架附连结构适合于可滑动地接合运载带托辊框架的互补运载带托辊轴附连结构。
优选地，运载带托辊框架附连结构枢转地安装在运载带托辊轴周围，允许运载带托辊框架位于直立支撑位置和水平位置。
优选地，托辊组件包括支撑数个返回带托辊的返回带托辊框架。
优选地，返回带托辊轴包括返回带托辊框架附连结构，所述返回带托辊框架附连结构适合于可滑动地接合返回带托辊框架的互补返回带托辊轴附连结构。
优选地，返回带托辊框架附连结构枢转地安装在返回带托辊轴周围，允许返回带托辊框架位于直立支撑位置和水平位置。
优选地，支撑框架包括操作地适合于将支撑框架固定到相邻支撑框架的支架。
优选地，支架枢转地附连到运载带托辊轴，以便可在操作性的水平取向和收藏性的直立位置之间移动。
优选地，支撑框架包括支撑臂，所述支撑臂枢转地附连到横向构件以便可在直立收藏性位置和操作性的水平位置之间移动。
优选地，支撑臂包括第一臂构件和可伸缩地耦联到第一臂构件的第二臂构件。
根据本发明的第二方面，本文公开了一种根据第一方面的支撑框架组件，其包括第一和第二支撑框架，第一和第二支撑框架悬挂在架空的导轨上，其中第一支撑框架通过支架固定到第二支撑框架。
优选地，支撑组件包括防护装置，所述防护装置在第一和第二支撑框架的立柱之间延伸以便至少部分地覆在托辊组件上。
根据本发明的第三方面，本文公开了一种输送组件，其包括根据第一方面的多个支撑框架，所述多个支撑框架悬挂在单轨上，单轨具有支撑输送带的输送支撑段和沿着横向于输送支撑段的方向取向的收回/安装段。
根据本发明的第四方面，本文公开了一种用于输送系统的托辊组件，托辊组件包括：
具有托辊框架附连结构的轴；和
与所述轴操作地相关联并且支撑至少一个托辊的托辊框架；托辊框架具有适合于附连到所述框架附连结构的轴附连结构，
其中所述框架附连结构适合于围绕所述轴枢转运动，以便使托辊框架在(i)用于操作地支撑输送带的支撑位置和(ii)用于从所述轴移除托辊框架的释放位置之间移动。
本发明延伸到来自第四方面的托辊组件的托辊。
附图说明
下文中将参考附图来描述仅作为例子的本发明的优选实施方案，其中：
图1是支撑框架的实施方案的前视图；
图2是支撑框架的实施方案的侧视图；
图3是支撑框架的实施方案的俯视图；
图4是支撑框架的实施方案的前视图，其中其托辊组件处于中性位置；
图5是支撑框架的实施方案的一部分的放大剖视图；
图6是支撑框架的实施方案的前视图，其中其托辊组件处于升高位置；
图7是支撑框架的实施方案的前视图，其中其托辊组件处于降低位置；
图8是托辊组件处于直立支撑位置的支撑框架的实施方案的透视图；
图9是图8的支撑框架的透视图，其中托辊组件位于水平位置；
图10是图8的支撑框架的透视图，其中托辊组件已经从支撑框架的立柱移除；
图10a是图8的支撑框架的一部分的放大透视图。
图11是数个安装好的支撑框架的侧视图；
图12是两个耦联的支撑框架的透视图；
图13是两个耦联的支撑框架的侧视图；
图14是具有支撑臂的支撑框架的前视图；
图15是图14的支撑框架的前视图，其中支撑臂处于水平位置；
图16是图14的支撑框架的前视图，其中支撑臂处于伸出位置；
图17是具有支撑框架加强构件的支撑框架的透视图；
图18是输送系统的实施方案的俯视图；
图19是图18的输送系统的透视图。
图20是多个耦联的支撑框架的侧视图；
图21是具有多个水平支撑臂的输送系统的一部分的透视图；
图22是输送系统的第二实施方案的俯视图；
图23是图22的输送系统的透视图；和
图24是具有利用链动滑轮悬挂的输送带的输送系统的侧视图。
具体实施方式
图1至图3表示用于地下输送系统的支撑框架10的实施方案。支撑框架10包括立柱12。立柱12在操作性的下端14和操作性的上端16之间纵向延伸。支撑框架10还包括横向构件18，该横向构件18从立柱12向外在立柱端20和滑车端22之间延伸。横向构件18包括朝向横向构件18的滑车端22定位的滑车24。滑车24操作性地适合于把立柱18悬挂在架空的导轨上。支撑框架10还包括托辊组件26，其附连到立柱12并且操作性地适合于支撑输送带的运载带部分和返回带部分，如下所述。
还参考图4至7，立柱12包括第一立柱构件28和可伸缩地耦联到第一立柱构件28的第二立柱构件30。如图所示，第二立柱构件30的一部分被可滑动地接收和保持在第一立柱构件28内。为了调节托辊组件26的高度以便位于支撑输送带的操作位置中，立柱12包括调节机构32。调节机构32适合于提供第二立柱构件30相对于第一立柱构件28的纵向调节。
如图5中所示，调节机构34包括提供了曲柄的调节手柄34，曲柄操作地附连到传动组件36，用于将调节手柄34的枢转运动转换成第二立柱构件30相对于第一立柱构件28的平移运动。传动组件36包括伞齿轮组件38，其将枢转运动赋予第一螺纹传动构件40。第一螺纹传动构件40通过螺纹接合固定在第二立柱构件30上的适当位置中的第二螺纹传动构件42，以使得第一螺纹传动构件40的枢转运动将导致第二螺纹传动构件42在第一立柱构件28内经历平移运动，结果，第二立柱构件30相对于第一立柱构件30进行纵向调节。
参考图1至3，滑车24包括支撑4对相对的轮子48的U形滑车本体44。每个轮子48通过轮轴52固定到滑车本体44的侧壁50。实施方案的滑车24配置成与具有基本上I形横截面的架空的单轨接合。
托辊组件26包括横向于立柱12的细长的运载带托辊轴54。在该实施方案中，运载带托辊轴54从第二立柱构件30悬伸出来。托辊组件26还包括细长的返回带托辊轴56，其与运载带托辊轴54平行且同等延伸。返回带托辊轴56也从第二立柱30悬伸出来。
还参考图8至10，托辊组件26包括运载带托辊框架58，其支撑数个运载带托辊60，这里是5个运载带托辊。运载带托辊轴54包括运载带托辊框架附连结构62，其适合于可滑动地接合运载带托辊框架58的互补运载带托辊轴附连结构64。运载带托辊框架附连结构62围绕运载带托辊轴54枢转地安装，允许运载带托辊框架58位于图8中所示的直立支撑位置，和位于图9中所示的释放(在该实施方案中水平)位置中。可以理解，对于不同的带取向，可能需要不同的释放和支撑位置。
托辊组件26还包括支撑数个返回带托辊68(这里是两个返回带托辊)的返回带托辊框架66。返回带托辊轴56包括返回带托辊框架附连结构70，其适合于可滑动地接合返回带托辊框架66的互补返回带托辊轴附连结构72。返回带托辊框架附连结构70围绕返回带托辊轴56枢转地安装，允许返回带托辊框架66位于图8中所示的直立支撑位置中，和图9中所示的水平位置中。
图8示意性地示出了移除运载带托辊框架58和返回带托辊框架66以进行维护或修理的顺序步骤。从图10可以看出，支撑框架10(其中运载带托辊框架58和返回带托辊框架66已经被移除)具有基本上E形形状，其中立柱12提供了“E”的垂直腿，横向构件18、运载带托辊轴54和返回带托辊轴56提供了“E”的三个水平腿。
图10A示出了支撑框架10，其具有滑出机构以从支撑框架10移除运载带托辊框架58以便进行维护或修理。
图11示出了悬挂在单轨74上的支撑框架10，其经历了其运载带托辊框架58和返回带托辊框架66的就地替换。
参考图2，支撑框架10包括操作地适合于将支撑框架10固定到相邻支撑框架的支架76。支架76在附连点78枢转地附连到运载带托辊轴54，支架76可在操作性的水平取向(在图2中以虚线表示)和收藏性的直立位置之间移动。支撑框架10包括与附连点78相对的耦联点80。相邻支撑框架10的支架76可以固定到耦联点80。
在图12和13中示出了支撑框架组件82，其中两个支撑框架10耦联。支撑组件82包括防护装置84，其在第一和第二支撑框架10的立柱12之间延伸以便至少部分地覆在托辊组件26上。在该实施方案中，防护装置84包括网格86以阻止采矿人员意外地与旋转托辊接触。
参考图14至16，支撑框架10包括经由旋转销90枢转地附连到横向构件18的支撑臂88。支撑臂88可在图14中所示的直立收藏性位置和图15中所示的操作性的水平位置之间移动。支撑臂88包括第一臂构件92和可伸缩地耦联到第一臂构件的第二臂构件94。图16示出了处于可伸缩地伸出的位置且支撑多个石粉袋96的支撑臂88。
可能存在这样的情况，其中带式输送器的有效负载的重量可以具有这样的量，使得必须加强立柱12的承重能力。这通过提供具有基本上反转的C形(即
Figure BDA0002269430740000081
形)的支撑框架加强构件来实现。图17示出了一种
Figure BDA0002269430740000082
形支撑框架加强构件98，其包括用于将支撑框架10固定到其上的未示出的附连结构。在具有支撑框架10和耦联的支撑加强构件18的情况下，提供具有基本上A形形状的支撑框架。
图18和19示出了输送系统100的实施方案。输送系统100包括沿着采空区内运输巷道104延伸的输送带102。带式输送器102由悬挂在架空的单轨106上的多个支撑框架10支撑。单轨106包括沿着采空区内运输巷道的长度延伸的输送器支撑部分108。单轨106还包括沿着采空区内运输巷道的直通巷道的长度延伸的收回/安装段110。单轨106还包括弯曲的中间段114，其将传送器支撑部分108与收回/安装段110相连。
输送系统100从矿井中的公共位置安装，在本实施方案中，从采空区内运输巷道直通巷道安装，在那里，多个支撑框架10被存放在运输滑橇116中。运输滑橇116适合于滚动到矿井中的不同位置。通过使运载带托辊框架58和返回带托辊框架66位于它们各自的水平位置中(图9中所示)来准备支撑框架10。现在从单轨106的收回/安装段110并沿着中间段114驱动支撑框架10。在运载带托辊框架58和返回带托辊框架66处于其水平位置中的情况下，它们被允许通过工作的输送带102之间而不与其发生干涉。现在可以将支撑框架10沿着单轨106的输送器支撑部分108驱动到期望的位置。
一旦就位，就通过支架76将支撑框架10连接到在前的(向矿井内部的)支撑框架10。支架76设计为向输送系统100提供抗弯刚度(围绕垂直轴线)。运载带托辊框架58和返回带托辊框架66现在返回到它们的直立支撑部分，但不与移动的输送带106接触。此后，可以通过操作调节机构32沿着向上方向伸缩地调节第二立柱构件30，直到运载带托辊框架58的托辊60接合输送带102的运载带段且返回带框架66的托辊68接合输送带102的返回带段为止。现在可以利用合适的紧固件将防护装置84固定在相邻的支撑框架10之间，参见图23。相关的未示出的信号线、拉索系索、电缆、管道和软管、照明和应急响应设备现在也可以安装并附连到系统。输送系统100还包括压缩空气呼吸装置(CABA)再充填站。如图21中所示，输送系统100包括多个就位的并支撑石粉袋96的支撑臂88。应当理解，所述粉袋96可以由也用于防爆的水桶代替。
如果在托辊中发生故障，输送系统100可以允许安全且有效地更换组件。
当托辊发生故障时，信号线、系索等暂时被固定为不挡道，通常固定在支撑框架10上。相关支撑框架10的任一侧上的防护装置84被移除并放在一边。利用调节机构32将支撑框架10的第二立柱构件30和相关联的运载带托辊框架58和返回带托辊框架66降低远离输送带102。运载带托辊框架58和返回带托辊框架66现在位于其水平位置。一旦处于其水平位置，运载带托辊框架58和返回带托辊框架66就滑出到走道中，暴露所有的托辊。现在可以在远离移动的输送带102的走道中更换故障的托辊，并且没有任何受限的空间以及难以达到的情况和其他部件。当更换了托辊时，该过程相反地进行。
在生产操作期间，有必要不断地缩短输送系统100。传统上，这要求在重新通电和重新启动输送带之前，停止、隔离、手动解构输送带并且移除结构和部件。通过允许输送系统不断地缩短而不必为了这么做而停止生产，输送系统100的实施方案解决了这个问题。由于向矿井内部(朝向工作面)端是固定和刚性的，各个支撑框架在另一端(在收回/安装段110)被从输送器收回和移除。安装过程遵循相反的程序。
输送系统的检查经常在白天进行。有时，这种检查会显示组件出现故障，通常是托辊。这种情况会造成严重的火灾和/或输送带损坏的风险。如果故障足够严重，必须停止输送器以便补救这种情况。一旦人员、零件和其他提升设备被调动起来并更换部件，将会损失几个生产工时。
实施方案的输送系统允许人员在发现可能导致严重损坏或引起严重火灾危险的重大故障时补救故障而不停止生产过程。
参考图18和19，输送系统100包括双重机械门120，以防止通风空气的分流。输送系统100还包括人员天桥122。
图22和23示出了替代的输送系统100，其中输送带102沿着干线输送道124延伸。在这种情况下，单轨106弯曲到干线直通巷道126中。
图24示出了由未示出的链动滑轮支撑到顶部以提供净空包络的输送带102。
在未示出的实施方案中，支撑框架适合于接合安装在地面上的轨道。在这种情况下，支撑单元可以具有固定到立柱的滑车结构。
应当理解，具有可在直立支撑位置和水平位置之间移动以便移除和更换托辊的托辊框架的托辊组件可以应用于任何工业中的输送器，例如港口、谷物码头、地面输送器或发电站。
尽管上述实施方案将“固定”端(从安装点向矿井内部)描述为仅仅沿直线行进或使用，但是本领域技术人员将从上面的描述中理解，实施方案的输送系统可以容易地适合于越过拐角。实施方案的输送系统适合用于围绕拐角操作，作为整体移动和静止(随着输送带运行)。绕曲线操作的段可以是分离的“固定”段，或可以是一个固定单元的一部分。所采用的特定布置将是所采用的托辊类型的功能。
尽管已经特别参考地下采矿应用描述了上述实施方案，但是应当理解，输送系统具有广泛的应用，其可扩展到任何地下挖掘环境，例如在民用隧道施工中(无论是通过隧道掘进机(TBM)，钻头/爆破，巷道掘进机挖掘，顶管施工或任何其他方法)，和在必须从主动切割区域输送切割的材料的场合。在这些环境中，上述输送系统可用于绕曲线输送材料。此外，输送系统适用于输送一系列散状物料，包括煤、石头、矿石、碳酸钾、盐等。
虽然已经参考具体实例描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，本发明可以以许多其它形式实施。
各种其它未示出的替代实施方案包括以下特征：
(A)牵引/搬运系统，用于：
使系统沿着单轨移动；
提供制动效果；和
将系统移动/重新定位到矿井内的另一个位置；
(B)支撑框架的横向调节(横跨矿井巷道)；
(C)提供输送器对来自输送带上的带子运动/张力的力而不是输送带跑偏的力进行反应而“摆动”(横跨水平巷道以钟摆/从一边至另一边的运动形式)的能力；
(D)提供支撑框架保持在真正的垂直位置中的能力，甚至是在倾斜的坡度(上或下)上；
(E)提供支撑框架转动(围绕垂直轴旋转)以访问组件的能力；
(F)提供对带子轨迹的调节(手动调节托辊以调节/控制带子轨迹的能力)；
(G)提供自动跟踪机制，以“自动”跟踪托辊上的带；
(H)包括引导系统以便在有限/零可见度范围内逃生；
(I)在第二单轨上的用于运输和使用服务的辅助服务系统(管道，电缆和通讯)
(J)用于紧急情况中矿工自救的自我逃生系统(悬挂在单轨上的逃生装置)；
(K)在输送器的步行和非步行侧或在输送器的步行或非步行侧提供顶部和侧面螺栓装置(悬挂在主单轨或辅助单轨上)；和
(L)横向调节系统，用于：
使系统沿着单轨移动；
提供制动效果；和
将系统移动/重新定位到矿井内的另一个位置。

Claims (4)

1.一种用于输送系统的托辊组件，所述输送系统具有至少一个支撑框架，所述至少一个支撑框架包括第一立柱构件和可伸缩地联接到所述第一立柱构件的第二立柱构件，所述托辊组件包括：
适于从所述第二立柱构件悬伸出的运载带托辊轴；
适于从所述第二立柱构件悬伸出的返回带托辊轴；
适于可滑动地接合所述运载带托辊轴的运载带托辊框架，其中，当与所述运载带托辊轴接合时，所述运载带托辊框架能够围绕所述运载带托辊轴在直立支撑位置和水平释放位置之间枢转；以及
适于可滑动地接合所述返回带托辊轴的返回带托辊框架，其中，当与所述返回带托辊轴接合时，所述返回带托辊框架能够围绕所述返回带托辊轴在直立支撑位置和水平释放位置之间枢转，
其中，所述运载带托辊框架和所述返回带托辊框架通过所述第二立柱构件联接，使得都处于所述直立支撑位置的所述运载带托辊框架和所述返回带托辊框架能被一起降低，并且降低后的运载带托辊框架和降低后的返回带托辊框架被解锁并转动到所述水平释放位置。
2.根据权利要求1所述的托辊组件，其中，所述运载带托辊轴包括运载带托辊框架附连结构，并且所述运载带托辊轴包括互补运载带托辊轴附连结构，以及其中，所述运载带托辊框架附连结构适于滑动地接合所述互补运载带托辊轴附连结构。
3.根据权利要求1所述的托辊组件，其中，所述返回带托辊轴包括返回带托辊框架附连结构，并且所述返回带托辊轴包括互补返回带托辊轴附连结构，以及其中，所述返回带托辊框架附连结构适于滑动地接合所述互补返回带托辊轴附连结构。
4.根据权利要求1所述的托辊组件，其中，所述组件包括由所述运载带托辊框架接合的多个运载带托辊，所述运载带托辊中的至少一部分在非平行方向上延伸。
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