CN114772413B - 一种物料垂直输送系统中的失速保护装置 - Google Patents

Abstract

一种物料垂直输送系统中的失速保护装置，具有提升容器、多对棘爪组件、两个挡板组件、两根竖直轨道、电气控制装置，每对棘爪组件分别安装在两根竖直轨道上且位置呈水平相对，两个挡板组件分别安装在提升容器的底部两侧。每个所述棘爪组件皆具有铰链支座、棘爪、压簧机构、钢丝绳，每个所述棘爪组件中，棘爪的一侧面带有下斜面和上斜面，所述下斜面和上斜面构成角状凸起。每个所述挡板组件皆具有挡板、液压油缸，挡板与其相对应的棘爪位置相对，挡板通过油缸进行运动，提升容器正常运行时，挡板由液压油缸推出，挡板与其相对应的棘爪的上斜面平行；当提升容器发生失速或断电时，挡板收回，棘爪保持伸出状态，托住提升容器，使提升容器更加安全。

Description

一种物料垂直输送系统中的失速保护装置

技术领域

本发明涉及一种失速保护装置，具体是一种物料垂直输送系统中的失速保护装置。

背景技术

矿井提升机是超深矿井的主要运输工具，目前我国矿用提升机设备多为单绳缠绕式提升系统与多绳摩擦式提升系统，采用卷扬机带动钢丝绳提升容器。随着开采深度的增加，对机械设备的要求也随之提高，过长的输送距离易造成提升机过卷、断绳、制动失效等机械类故障。盘式制动器是目前使用最为广泛的制动器，当制动力矩大时，会造成动张力大所引起的滑动；超载或制动初速大，造成电气回路跳闸；制动力矩小，造成制动不住，操作不当易造成严重事故。

相关专利文献：CN112896963A公开了一种用于物料运输的轨道输送安全防失速装置，包括固定板，所述固定板的左端转动连接有传输轮，所述传输轮的外端相对活动安装有传输带。该装置通过驱动装置带动驱动轴转动，驱动轴在转动过程中带动固定环一起运动，然后在固定环速度变快过程中，可以带动滑动块在向心力的作用下向固定环的外侧运动，从而配合弧形杆的作用，带动套环运动，套环带动柔性板向上运动，从而配合挤压架可以对连接气囊进行拉伸，连接气囊处于吸气状态，此时可以带动摩擦杆远离传输轮，传输轮与摩擦杆之间的摩擦力减小，从而发生相对打滑的现象，进而通过减小摩擦力的效果，达到了对传输轮进行限速保护的效果。

以上技术对于如何使失速保护装置在物料垂直输送过程中提升容器失速、断电时能托住提升容器，并未给出具体的指导方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物料垂直输送系统中的失速保护装置，当物料垂直输送系统中的提升容器正常运行时，它能使所述提升容器正常通过，当出现失速、断电时，它能托住所述提升容器，从而确保所述提升容器更加安全。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种物料垂直输送系统中的失速保护装置，具有物料垂直输送系统中的提升容器，其技术方案在于所述的物料垂直输送系统中的失速保护装置还具有多对棘爪组件、两个挡板组件、分别固定安装在物料垂直输送系统的竖井内壁两侧的两根竖直轨道、电气控制装置，每对棘爪组件分别安装在两根竖直轨道上且位置呈水平相对，两个挡板组件分别安装在提升容器的底部两侧。每个所述棘爪组件皆具有焊接在与其相对应的一根竖直轨道上的铰链支座、与铰链支座铰接的棘爪、安装于棘爪与该棘爪所连接的竖直轨道之间的使棘爪复位的压簧机构、安装于棘爪与该棘爪所连接的竖直轨道之间的钢丝绳，每个所述棘爪组件中，棘爪的远离该棘爪所连接的竖直轨道的一侧面带有下斜面和上斜面，所述下斜面和上斜面构成角状凸起；每个所述挡板组件皆具有挡板、液压油缸，两个挡板组件中共有两个所述液压油缸即第一液压油缸和第二液压油缸，每个所述挡板组件中，挡板的一端（通过铰链）与提升容器铰接，挡板与其相对应的棘爪位置相对，液压油缸（即第一液压油缸、第二液压油缸）的活塞杆的顶端与挡板铰接，液压油缸的缸筒底座与提升容器铰接；电气控制装置具有蓄电池、中央处理器、检测所述提升容器运行时速度并将数据传送至中央处理器的速度传感器、控制第一液压油缸的活塞杆伸出的第一电磁阀、控制第一液压油缸的活塞杆缩回的第二电磁阀，控制第二液压油缸的活塞杆伸出的第三电磁阀、控制第二液压油缸的活塞杆缩回的第四电磁阀。速度传感器通过中央处理器与第一电磁阀、第二电磁阀，第三电磁阀、第四电磁阀电连接，两个挡板组件中的两个挡板分别通过第一液压油缸、第二液压油缸进行运动，当提升容器处于正常运行状态时（即提升容器正常运行时），两个挡板分别由第一液压油缸、第二液压油缸推出，即两个挡板组件中的两个挡板处于伸出状态，每个挡板与其相对应的棘爪的上斜面平行，提升容器从棘爪处滑过；当提升容器处于失速或断电状态时（即提升容器发生失速或断电时），每个挡板收回（缩回），保持伸出状态的一对棘爪（ 即一对棘爪组件中的两个棘爪）托住提升容器。

上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，每个所述棘爪组件中，压簧机构最好具有压簧、推杆、支座，支座固定于与其相对应的一根竖直轨道上，支座具有内腔体、外腔体，推杆的一端与其相对应的棘爪铰接，推杆的另一端的端头伸入内腔体中且推杆由外腔体的两个侧壁导向限位，压簧套装在推杆上并设于外腔体内，压簧的一端由外腔体的一个侧壁限位，压簧的另一端由位于外腔体内固定于推杆上的定位体限位。液压油缸的活塞杆的顶端与挡板的中部位置铰接。每个所述棘爪组件中，棘爪的上述下斜面和上斜面构成的角度β最好为130°~150°。两个挡板组件中的两个挡板处于伸出状态时，两个挡板形成的夹角为60°~75°。

上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，每个所述棘爪组件中，棘爪的上述下斜面和上斜面构成的角度β最好为135°，两个挡板组件中的两个挡板处于伸出状态时，两个挡板形成的夹角最好为70°。

本发明针对物料垂直输送过程中提升容器失速、断电时的安全问题，提供了一种物料垂直输送系统中的失速保护装置，该失速保护装置具有提升容器、多对棘爪组件、两个挡板组件、分别固定安装在物料垂直输送系统的竖井内壁两侧的两根竖直轨道、电气控制装置。这种结构的实现方式为：当提升容器正常运行时，与提升容器接触的棘爪受力缩回，提升容器正常通过；当出现失速、断电时，挡板收回，棘爪保持伸出状态，托住提升容器，使提升容器更加安全。

综上所述，本发明提供了一种物料垂直输送系统中的失速保护装置，当物料垂直输送系统中的提升容器正常运行时，它能使所述提升容器正常通过，当出现失速、断电时，它能托住所述提升容器，确保了所述提升容器更加安全。经试验，与已有的失速保护装置相比，本发明的使用效果好，可靠性强，制造成本低，制造成本降低了12%以上。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中一个所述棘爪组件与竖直轨道相连接的结构示意图。

图3为本发明的一个所述棘爪组件中压簧机构的结构示意图。

图4为本发明中一个所述挡板组件与提升容器相连接的结构示意图。

图5为本发明中电气控制装置的原理图。

具体实施方式

为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于下面的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明的物料垂直输送系统中的失速保护装置具有物料垂直输送系统中的提升容器1、多对棘爪组件3、两个挡板组件2、分别固定安装在物料垂直输送系统的竖井内壁两侧的两根竖直轨道4、电气控制装置5。每对棘爪组件3分别安装在两根竖直轨道4上且位置呈水平相对，两个挡板组件2分别安装在提升容器1的底部两侧。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，每个所述棘爪组件3皆具有焊接在与其相对应的一根竖直轨道4上的铰链支座31、与铰链支座31铰接的棘爪32、安装于棘爪32与该棘爪所连接的竖直轨道4之间的使棘爪复位的压簧机构33、安装于棘爪32与该棘爪所连接的竖直轨道4之间的钢丝绳34，每个所述棘爪组件3中，棘爪32的远离该棘爪所连接的竖直轨道的一侧面带有下斜面36和上斜面35，所述下斜面36和上斜面35构成角状凸起。每个所述棘爪组件3中，压簧机构33具有压簧331、推杆332、支座333、定位体334。支座333固定于与其相对应的一根竖直轨道4上，支座333具有内腔体3331、外腔体3332，推杆332的一端与其相对应的棘爪32铰接，推杆332的另一端的端头伸入内腔体3331中且推杆由外腔体3332的两个侧壁导向限位，压簧331套装在推杆332上并设于外腔体3332内，压簧331的一端由外腔体3332的一个侧壁限位，压簧331的另一端由位于外腔体3332内固定于推杆上的定位体334限位。当下斜面或者上斜面受到压力时，会产生水平方向的力使棘爪压缩压簧，当作用力消失后，棘爪在弹力的作用下弹出。钢丝绳可以限制棘爪展开角度，在故障时可以平衡水平分力。每个所述挡板组件2皆具有挡板21、液压油缸，两个挡板组件2中共有两个所述液压油缸即第一液压油缸22和第二液压油缸22′，每个所述挡板组件2中，挡板21的一端与提升容器1铰接，挡板21与其相对应的棘爪位置相对，液压油缸（即第一液压油缸、第二液压油缸）的活塞杆的顶端与挡板21铰接，液压油缸的缸筒底座与提升容器1铰接。电气控制装置5具有蓄电池50、中央处理器52、检测所述提升容器1运行时速度并将数据传送至中央处理器52的速度传感器51、控制第一液压油缸22的活塞杆伸出的第一电磁阀531、控制第一液压油缸22的活塞杆缩回的第二电磁阀532，控制第二液压油缸22′的活塞杆伸出的第三电磁阀531′、控制第二液压油缸22′的活塞杆缩回的第四电磁阀532′，速度传感器51通过中央处理器52与第一电磁阀531、第二电磁阀532，第三电磁阀531′、第四电磁阀532′电连接。电气控制装置使用24V蓄电池供电，确保在发生断电时电气控制装置正常工作。电气控制装置安装在提升容器1中。控制流程为：速度传感器检测提升容器运行时速度并将数据传送至中央处理器中，当提升容器的运行速度大于系统设定的速度时，中央处理器控制第二电磁阀532、第四电磁阀532′闭合，使第一液压油缸22的活塞杆、第二液压油缸22′的活塞杆缩回（油缸收缩），每个所述挡板组件2中的挡板21皆收回（缩回）。这样，两个挡板组件中的两个挡板分别通过第一液压油缸、第二液压油缸进行运动，当提升容器处于正常运行状态时（即提升容器正常运行时），两个挡板分别由第一液压油缸、第二液压油缸推出，即两个挡板组件2中的两个挡板21处于伸出状态，每个挡板与其相对应的棘爪的上斜面35平行，提升容器从棘爪处滑过；当提升容器处于失速或断电状态时（即提升容器发生失速或断电时），每个挡板收回（缩回），保持伸出状态的一对棘爪（ 即一对棘爪组件中的两个棘爪）托住提升容器。每个所述棘爪组件中，棘爪32的上述下斜面36和上斜面35构成（形成）的角度β最好为135°。两个挡板组件中的两个挡板处于伸出状态时，两个挡板形成的夹角为70°，这样提升容器与棘爪、挡板的配合更加合理，工作更加可靠，角度β、两个挡板形成的夹角采用上述数据，提升容器的使用寿命延长了15%以上，设备的故障率降低了13%以上。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，正常运行时，提升容器上升过程中与（每个）棘爪下斜面接触后，棘爪受到水平方向的分力，使棘爪收缩，压簧收缩；提升容器经过后，棘爪受到的分力消失，棘爪弹出。提升容器下降时，两个挡板处于伸出状态，当挡板与其相配合的（相对应的）棘爪接触时，棘爪受力缩回，提升容器经过后，棘爪弹出。当提升容器发生失速或断电时，中央处理器控制第二电磁阀532、第四电磁阀532′闭合，使第一液压油缸22的活塞杆、第二液压油缸22′的活塞杆缩回（油缸收缩），每个所述挡板组件2中的挡板21皆收回（缩回）。此时，保持伸出状态的一对棘爪（ 即一对棘爪组件中的两个棘爪）稳稳接住（托住）提升容器。

申请人依据原始的试验记录（2021年7月1日至2022年5月1日记录），对“每个所述棘爪组件3中，棘爪32的上述下斜面36和上斜面35构成的角度β”为何最好选择130°~150°以及“两个挡板组件2中的两个挡板21处于伸出状态时，两个挡板21形成的夹角”为何最好选择60°~75°作如下解释：

参见表1，表1为提升容器正常运行下，试验提升容器能否正常通过。试验次数600次，其中提升容器上升300次，提升容器下降300次。

参见表2，表2为提升容器发生失速（或断电），试验（保持伸出状态的一对棘爪， 即一对棘爪组件中的）两个棘爪能否稳稳接住（托住）提升容器。试验次数500次。

表1、表2为原始试验记录的部分试验数据，由表1、表2可知，当“每个所述棘爪组件3中，棘爪32的上述下斜面36和上斜面35构成的角度β”为130°~150°以及“两个挡板组件2中的两个挡板21处于伸出状态时，两个挡板21形成的夹角”为60°~75°时，提升容器能正常通过，提升容器上升、下降时不会与棘爪相接触，二者（即提升容器、棘爪）工作相协调。同时，保持伸出状态的一对棘爪（ 即一对棘爪组件中的两个棘爪）能稳稳接住（托住）提升容器，二者（即提升容器、棘爪）工作相协调，提升容器稳定性好，工作更加可靠。

综上所述，本发明的以上实施例提供了一种物料垂直输送系统中的失速保护装置，当物料垂直输送系统中的提升容器正常运行时，它能使所述提升容器正常通过，当出现失速、断电时，它能托住所述提升容器，确保了所述提升容器更加安全。经试验，与已有的失速保护装置相比，本发明的使用效果好，可靠性强，制造成本低，制造成本降低了12%以上。

Claims (6)

1.一种物料垂直输送系统中的失速保护装置，具有物料垂直输送系统中的提升容器（1），其特征在于所述的物料垂直输送系统中的失速保护装置还具有多对棘爪组件（3）、两个挡板组件（2）、分别固定安装在物料垂直输送系统的竖井内壁两侧的两根竖直轨道（4）、电气控制装置（5），每对棘爪组件（3）分别安装在两根竖直轨道（4）上且位置呈水平相对，两个挡板组件（2）分别安装在所述提升容器（1）的底部两侧；

每个所述棘爪组件（3）皆具有焊接在与其相对应的一根竖直轨道（4）上的铰链支座（31）、与铰链支座（31）铰接的棘爪（32）、安装于棘爪（32）与该棘爪所连接的竖直轨道（4）之间的使棘爪复位的压簧机构（33）、安装于棘爪（32）与该棘爪所连接的竖直轨道（4）之间的钢丝绳（34），每个所述棘爪组件（3）中，棘爪（32）的远离该棘爪所连接的竖直轨道的一侧面带有下斜面（36）和上斜面（35），所述下斜面（36）和上斜面（35）构成角状凸起；

每个所述挡板组件（2）皆具有挡板（21）、液压油缸，两个挡板组件（2）中共有两个所述液压油缸即第一液压油缸（22）和第二液压油缸（22′），每个所述挡板组件（2）中，挡板（21）的一端与提升容器（1）铰接，挡板（21）与其相对应的棘爪位置相对，液压油缸的活塞杆的顶端与挡板（21）铰接，液压油缸的缸筒底座与提升容器（1）铰接；电气控制装置（5）具有蓄电池（50）、中央处理器（52）、检测所述提升容器（1）运行时速度并将数据传送至中央处理器（52）的速度传感器（51）、控制第一液压油缸（22）的活塞杆伸出的第一电磁阀（531）、控制第一液压油缸（22）的活塞杆缩回的第二电磁阀（532），控制第二液压油缸（22′）的活塞杆伸出的第三电磁阀（531′）、控制第二液压油缸（22′）的活塞杆缩回的第四电磁阀（532′），速度传感器（51）通过中央处理器（52）与第一电磁阀（531）、第二电磁阀（532），第三电磁阀（531′）、第四电磁阀（532′）电连接；当提升容器处于正常运行状态时，两个挡板组件（2）中的两个挡板（21）处于伸出状态，每个挡板与其相对应的棘爪的上斜面（35）平行；当提升容器处于失速或断电状态时，每个挡板收回，保持伸出状态的一对棘爪托住提升容器。

2.根据权利要求1所述的物料垂直输送系统中的失速保护装置，其特征在于每个所述棘爪组件（3）中，压簧机构（33）具有压簧（331）、推杆（332）、支座（333），支座（333）固定于与其相对应的一根竖直轨道（4）上，支座（333）具有内腔体（3331）、外腔体（3332），推杆（332）的一端与其相对应的棘爪（32）铰接，推杆（332）的另一端的端头伸入内腔体（3331）中且推杆由外腔体（3332）的两个侧壁导向限位，压簧（331）套装在推杆上并设于外腔体（3332）内，压簧（331）的一端由外腔体（3332）的一个侧壁限位，压簧（331）的另一端由位于外腔体（3332）内固定于推杆上的定位体限位。

3.根据权利要求1所述的物料垂直输送系统中的失速保护装置，其特征在于液压油缸（22）的活塞杆的顶端与挡板（21）的中部位置铰接。

4.根据权利要求1所述的物料垂直输送系统中的失速保护装置，其特征在于每个所述棘爪组件（3）中，棘爪（32）的上述下斜面（36）和上斜面（35）构成的角度β为130°~150°。

5.根据权利要求1所述的物料垂直输送系统中的失速保护装置，其特征在于两个挡板组件（2）中的两个挡板（21）处于伸出状态时，两个挡板（21）形成的夹角为60°~75°。

6.根据权利要求1或4或5所述的物料垂直输送系统中的失速保护装置，其特征在于每个所述棘爪组件（3）中，棘爪（32）的上述下斜面（36）和上斜面（35）构成的角度β为135°，两个挡板组件（2）中的两个挡板（21）处于伸出状态时，两个挡板（21）形成的夹角为70°。

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