CN118833746A - 一种煤矿节能提升绞车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卷扬提升技术领域，具体涉及一种煤矿节能提升绞车，包括基座、收卷组件、辅助组件和切换组件；基座设置于地面上方，且侧面设置有倾斜放置的导轨；收卷组件包括第一卷筒和主钢缆，第一卷筒与导轨垂直；主钢缆一端绕设于第一卷筒，另一端连接于矿车；辅助组件包括第二卷筒和副钢缆，第二卷筒与第一卷筒平行；副钢缆一端绕设于第二卷筒，另一端择一地与矿车和导轨连接；矿车在上升至预设位置时使副钢缆与矿车连接，且副钢缆与主钢缆沿相反方向移动，副钢缆对矿车在水平方向上的分力与主钢缆在水平方向上的分力方向相反，对矿车进行反向牵引，降低矿车向导轨侧边倾斜的风险。

Description

一种煤矿节能提升绞车

技术领域

本发明涉及卷扬提升技术领域，具体涉及一种煤矿节能提升绞车。

背景技术

在煤矿提升绞车领域，传统的提升绞车通常包括电动机、制动器、减速器、卷筒和排线器等部件，用于实现矿车在斜轨上的提升。然而，现有技术中的提升绞车的钢缆在绞车的卷筒上收卷时，由于排线器的排线作用，钢缆与矿车沿斜轨上升的路径存在相对夹角，这会导致钢缆在垂直于矿车移动路径的方向上产生分力。随着矿车上升的高度增加，离卷筒的距离减小，钢缆与矿车移动方向的夹角变化越大，矿车受到的垂直于移动方向的力越大，从而增加了矿车脱轨翻倒的风险。

发明内容

本发明提供一种煤矿节能提升绞车，以解决现有技术中钢缆带动矿车上升时矿车存在侧翻风险的问题。

本发明的一种煤矿节能提升绞车采用如下技术方案：

一种煤矿节能提升绞车，包括基座、收卷组件、辅助组件和切换组件；基座设置于地面上方，且侧面设置有倾斜放置的导轨，导轨上端与基座衔接，用于引导矿车向上移动；收卷组件包括第一卷筒、第一排线组件和主钢缆，第一卷筒转动安装于基座，且与导轨垂直；第一排线组件设置于第一卷筒与导轨之间，主钢缆一端绕设于第一卷筒，另一端连接于矿车；第一排线组件引导主钢缆沿第一卷筒轴向往复移动，改变主钢缆在第一卷筒上的绕设位置；辅助组件包括第二卷筒、第二排线组件和副钢缆，第二卷筒转动安装于基座，第二卷筒与第一卷筒平行；第二排线组件设置于第二卷筒与导轨之间，副钢缆一端绕设于第二卷筒，另一端择一地与矿车和导轨连接；第二排线组件引导副钢缆沿第二卷筒轴向往复移动，改变副钢缆在第二卷筒上的绕设位置，且主钢缆和副钢缆的移动方向相反；切换组件在矿车上升至预设位置时使副钢缆与导轨脱离并与矿车连接，并在矿车下降至预设位置时使副钢缆与矿车脱离并与导轨连接。

可选地，第二卷筒与基座之间设置有弹性件，矿车向下移动时通过副钢缆带动第二卷筒转动使弹性件蓄力，矿车上升至预设位置并与副钢缆连接时，弹性件促使第二卷筒转动，进而通过副钢缆对矿车提供拉力。

可选地，矿车下侧设置有第一磁块；切换组件包括第二磁块、第一电磁块和第二电磁块，第二磁块设置于导轨的预设位置处；第一电磁块和第二电磁块固定连接，并与副钢缆连接；第一电磁块在通电状态下与第一磁块吸附，在断电状态下与第一磁块脱离；第二电磁块在通电状态下与第二磁块吸附，在断电状态下与第二磁块脱离。

可选地，切换组件还包括固定块和缓冲弹簧，固定块固定于导轨，第二磁块沿导轨倾斜方向滑动安装于导轨，并与固定块通过缓冲弹簧连接，第二磁块在缓冲弹簧的作用下处于导轨的预设位置；第一电磁块和第二电磁块在垂直于导轨的方向上依次设置，且能够同时分别与第一磁块和第二磁块贴合；第一电磁块在第二电磁块与第二磁块吸附后断电，第二电磁块在第一电磁块与第一磁块吸附后断电。

可选地，基座上设置有第一支撑架和第二支撑架；第一排线组件包括第一导杆和第一滑块，第一导杆与第一卷筒平行且转动安装于第一支撑架，第一导杆高于第一卷筒；第一滑块沿第一导杆轴向滑动安装于第一支撑架并与第一导杆螺纹配合，主钢缆在第一滑块的带动下移动；第二排线组件包括第二导杆和第二滑块，第二导杆与第二卷筒平行且转动安装于第二支撑架，第二导杆高于第二卷筒；第二滑块沿第二导杆轴向滑动安装于第二支撑架并与第二导杆螺纹配合，副钢缆在第二滑块的带动下移动。

可选地，第一导杆上开设有两个旋向相反的螺旋通道，且两个螺旋通道的端部连通，螺旋通道在第一导杆轴向上的中点与导轨处于同一竖直平面；第一滑块上转动安装有用于与螺旋通道配合的转动柱，第一导杆转动带动第一滑块沿螺旋通道往复移动；第二导杆与第一导杆结构和与导轨的相对位置均相同，第二滑块与第一滑块结构相同。

可选地，第一导杆与第一卷筒通过带传动，第二导杆与第二卷筒通过带传动，且第二导杆的长度大于第一导杆的长度，第二滑块的移动速度大于第一滑块的速度，使得第一滑块和第二滑块在沿相反方向移动时能够同时且分别位于第一导杆和第二导杆的两端。

可选地，第一滑块和第二滑块上均设置有至少两个导辊，至少两个导辊沿第一导杆或第二导杆轴向依次间隔分布，且均绕竖直轴线转动安装于第一滑块或第二滑块；主钢缆或副钢缆从两个导辊之间通过。

可选地，基座上设置有用于驱动第一卷筒的转动的电机。

可选地，弹性件为卷簧。

本发明的有益效果是：本发明的煤矿节能提升绞车的矿车在上升至预设位置时使副钢缆与矿车连接，且副钢缆与主钢缆沿相反方向移动，副钢缆对矿车在水平方向上的分力与主钢缆在水平方向上的分力方向相反，对矿车进行反向牵引，降低矿车向导轨侧边倾斜的风险。且副钢缆在矿车上升至预设位置时与矿车连接，可以节约副钢缆的用量，在一些导轨较长，矿车运输路径较长的场合能够降低钢缆的使用成本。

进一步地，通过设置缓冲弹簧，使得第一电磁块通电后第二电磁块再断电，或第二电磁块通电后第一电磁块再断电，保证第一电磁块和第一磁块、第二电磁块和第二磁块分别吸附后再使第一电磁块或第二磁块断电，进而保证副钢缆与矿车或导轨连接到位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种煤矿节能提升绞车的实施例的整体结构示意图；

图2为图1的正视图；

图3为图2中A处的放大示意图；

图4为图1的侧视图；

图5为本发明的一种煤矿节能提升绞车的实施例中第一排线组件和第一支撑架的结构示意图；

图6为图5中B-B向的剖切示意图；

图7为图6中C处的放大示意图；

图中：100、基座；110、导轨；120、第一支撑架；130、第二支撑架；140、电机；200、收卷组件；210、第一卷筒；220、第一排线组件；221、第一导杆；222、第一滑块；223、导辊；224、转动柱；230、主钢缆；300、辅助组件；310、第二卷筒；320、第二排线组件；330、副钢缆；400、矿车；410、第一磁块；500、切换组件；510、固定块；520、第二磁块；530、第一电磁块；540、第二电磁块；550、缓冲弹簧。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的一种煤矿节能提升绞车的实施例，如图1至图7所示，包括基座100、收卷组件200、辅助组件300和切换组件500。

基座100设置于地面上方，且侧面设置有倾斜放置的导轨110，导轨110上端与基座100衔接，用于引导矿车400向上移动。

收卷组件200包括第一卷筒210、第一排线组件220和主钢缆230，第一卷筒210转动安装于基座100，且与导轨110垂直。第一排线组件220设置于第一卷筒210与导轨110之间，主钢缆230一端绕设于第一卷筒210，另一端连接于矿车400。第一排线组件220引导主钢缆230沿第一卷筒210轴向往复移动，改变主钢缆230在第一卷筒210上的绕设位置，避免主钢缆230在第一卷筒210上局部堆积。

辅助组件300包括第二卷筒310、第二排线组件320和副钢缆330，第二卷筒310转动安装于基座100，第二卷筒310与第一卷筒210平行；第二排线组件320设置于第二卷筒310与导轨110之间，副钢缆330一端绕设于第二卷筒310，另一端择一地与矿车400和导轨110连接；第二排线组件320引导副钢缆330沿第二卷筒310轴向往复移动，改变副钢缆330在第二卷筒310上的绕设位置，避免副钢缆330在第二卷筒310上局部堆积。且主钢缆230和副钢缆330沿第一卷筒210轴向的移动方向相反。

切换组件500在矿车400上升至预设位置时使副钢缆330与导轨110脱离并与矿车400连接，并在矿车400下降至预设位置时使副钢缆330与矿车400脱离并与导轨110连接。

工作时，第一卷筒210转动收卷主钢缆230，带动矿车400沿导轨110向上移动，由于第一卷筒210在其轴向上具有一定长度，主钢缆230在第一排线组件220的引导下往复移动时会与矿车400的移动方向产生夹角，进而在垂直于导轨110的水平方向上对矿车400产生分力，随着矿车400上升的高度越高，主钢缆230与矿车400移动方向的夹角越大，对矿车400在水平方向上的分力越大，因此，预设位置可根据导轨110的实际长度和高度确定。在其上升至预设位置时使副钢缆330与矿车400连接，且副钢缆330与主钢缆230沿相反方向移动，副钢缆330对矿车400在水平方向上的分力与主钢缆230在水平方向上的分力方向相反，对矿车400进行反向牵引，降低矿车400向导轨110侧边倾斜的风险。且副钢缆330在矿车400上升至预设位置时与矿车400连接，可以节约副钢缆330的用量，在一些导轨110较长，矿车400运输路径较长的场合能够降低钢缆的使用成本。

在本实施例中，第二卷筒310与基座100之间设置有弹性件(图中未示出)，其中，弹性件为卷簧。矿车400向下移动时通过副钢缆330带动第二卷筒310转动使弹性件蓄力，矿车400上升至预设位置并与副钢缆330连接时，弹性件促使第二卷筒310转动，进而通过副钢缆330对矿车400提供拉力。利用矿车400自身的重力对第二卷筒310蓄力，进而在矿车400上升至预设位置上方后通过副钢缆330对矿车400提供拉力，无需外加驱动，且无论第一卷筒210以多大的速度收卷主钢缆230带动矿车400向上移动，副钢缆330在弹性件的作用下均能保持张紧对矿车400提供拉力。而外加驱动使第二卷筒310转动时，若第二卷筒310与第一卷筒210不同步收卷会使主钢缆230或副钢缆330产生松弛，影响主钢缆230或副钢缆330的收卷，既浪费成本和能源，使用效果也较差。

在本实施例中，矿车400下侧设置有第一磁块410；切换组件500包括第二磁块520、第一电磁块530和第二电磁块540，第二磁块520设置于导轨110的预设位置处。第一电磁块530和第二电磁块540固定连接，并与副钢缆330连接。第一电磁块530在通电状态下与第一磁块410吸附，在断电状态下与第一磁块410脱离；第二电磁块540在通电状态下与第二磁块520吸附，在断电状态下与第二磁块520脱离。矿车400上升至预设位置时，通过使第一电磁块530通电，第二电磁块540断电，进而使副钢缆330与导轨110脱离并与矿车400连接。矿车400下降至预设位置时，通过使第一电磁块530断电，第二电磁块540通电，进而使副钢缆330与导轨110连接并与矿车400脱离。

在本实施例中，切换组件500还包括固定块510和缓冲弹簧550，固定块510固定于导轨110，第二磁块520沿导轨110倾斜方向滑动安装于导轨110，并与固定块510通过缓冲弹簧550连接，第二磁块520在缓冲弹簧550的作用下处于导轨110的预设位置。第一电磁块530和第二电磁块540在垂直于导轨110的方向上依次设置，且能够同时分别与第一磁块410和第二磁块520贴合；第一电磁块530在第二电磁块540与第二磁块520吸附后断电，第二电磁块540在第一电磁块530与第一磁块410吸附后断电。通过设置缓冲弹簧550，使得第一电磁块530通电后第二电磁块540再断电，或第二电磁块540通电后第一电磁块530再断电，保证第一电磁块530和第一磁块410、第二电磁块540和第二磁块520分别吸附后再使第一电磁块530或第二电磁块540断电，进而保证副钢缆330与矿车400或导轨110连接到位。

在本实施例中，导轨110上设置有至少两条用于引导矿车400移动的轨道，矿车400上安装有与轨道滚动配合的多排滚轮，第一磁块410设置于相邻两排滚轮之间，固定块510、第二磁块520均位于导轨110上的相邻两列轨道之间，以免影响矿车400经过。

在本实施例中，基座100上设置有第一支撑架120和第二支撑架130；第一排线组件220包括第一导杆221和第一滑块222，第一导杆221与第一卷筒210平行且转动安装于第一支撑架120，第一导杆221高于第一卷筒210；第一滑块222沿第一导杆221轴向滑动安装于第一支撑架120并与第一导杆221螺纹配合，主钢缆230在第一滑块222的带动下移动。第二排线组件320包括第二导杆和第二滑块，第二导杆与第二卷筒310平行且转动安装于第二支撑架130，第二导杆高于第二卷筒310；第二滑块沿第二导杆轴向滑动安装于第二支撑架130并与第二导杆螺纹配合，副钢缆330在第二滑块的带动下移动。具体地，第一导杆221上开设有两个旋向相反的螺旋通道，且两个螺旋通道的端部连通，螺旋通道在第一导杆221轴向上的中点与导轨110处于同一竖直平面；第一滑块222上转动安装有用于与螺旋通道配合的转动柱224，第一导杆221转动带动第一滑块222沿螺旋通道往复移动；第二导杆与第一导杆221结构和与导轨110的相对位置均相同，第二滑块与第一滑块222结构相同。第一滑块222和第二滑块上均设置有至少两个导辊223，至少两个导辊223沿第一导杆221或第二导杆轴向依次间隔分布，且均绕竖直轴线转动安装于第一滑块222或第二滑块；主钢缆230或副钢缆330从两个导辊223之间通过。

在本实施例中，第一导杆221与第一卷筒210通过带传动，第二导杆与第二卷筒310通过带传动，且第二导杆的长度大于第一导杆221的长度，第二滑块的移动速度大于第一滑块222的速度，使得第一滑块222和第二滑块在沿相反方向移动时能够同时且分别位于第一导杆221和第二导杆的两端。由于弹性件在矿车400空载状态下蓄力较小，产生的拉力较小，容易无法平衡矿车400受到的主钢缆230在水平方向上的拉力；通过使第二导杆的长度大于第一导杆221的长度，使得副钢缆330在第一卷筒210轴向上的移动路径更长，对矿车400的拉力在水平方向上的分力越大，以弥补与主钢缆230对矿车400在水平方向上分力的拉力差值，进一步提高矿车400上升的稳定性。第二滑块的移动速度大于第一滑块222的速度可通过调整螺旋通道的螺旋升角或带传动的传动比进行配置，以保证第一滑块222和第二滑块能够同时分别到达第一导杆221和第二导杆的两端。

在一些其他实施例中，也可采用两个马达分别驱动第一导杆221和第二导杆转动，以便于控制第一滑块222和第二滑块的往复移动速度。

在本实施例中，基座100上设置有用于驱动第一卷筒210的转动的电机140。

在一些其他实施例中，弹性件的有效长度可调，通过调节弹性件的长度改变弹性件的劲度系数，以适用不同质量的矿车400。

在一些其他实施例中，基座100上设置有制动装置，用于对第一卷筒210和第二卷筒310进行制动，以在矿车400卸货时保证第一卷筒210和第二卷筒310不会空转，还能在出现异常时进行紧急制动，提高安全系数。制动装置为现有技术中常见结构，不再进行赘述。

本发明的一种煤矿节能提升绞车初始状态下，第二电磁块540与第二磁块520吸附，副钢缆330使第二卷筒310与基座100之间的弹性件处于蓄力状态，这种状态可预先通过吊钩拉伸副钢缆330实现，或通过使矿车400空载上升后与第一电磁块530吸附后将其带到预设位置后再使第二电磁块540与第二磁块520吸附，进而使弹性件蓄力。在使用时，主钢缆230连接于矿车400上，第一卷筒210在电机140的驱动下转动收卷主钢缆230，使主钢缆230带动矿车400沿导轨110向上移动，同时第一滑块222沿第一导杆221往复移动，引导主钢缆230往复移动，使主钢缆230在第一卷筒210上均匀缠绕。至矿车400上升至预设位置，第一磁块410与第一电磁块530吸附，同时第一电磁块530通电，或使第一电磁块530提前通电，第一磁块410与第一电磁块530吸附后，第二电磁块540再断电，之后弹性件通过促使第二卷筒310转动收卷副钢缆330，进而对矿车400提供拉力，同时第二滑块在第二导杆上往复移动改变副钢缆330在第二卷筒310上缠绕位置的同时，改变副钢缆330导轨110之间的角度，以平衡主钢缆230对矿车400的拉力在水平方向上的分力，降低矿车400侧翻的风险。至矿车400上升至基座100上或导轨110的预设位置上方的某一位置完成卸货后，矿车400在重力作用下沿导轨110向下移动，电机140控制第一卷筒210反转，释放主钢缆230，矿车400向下移动的同时通过副钢缆330带动第二卷筒310转动使弹性件蓄力，至矿车400向下移动至预设位置处，第二磁块520与第二电磁块540吸附，同时第二电磁块540通电，或使第二电磁块540提前通电，第二磁块520与第二电磁块540吸附后，第一电磁块530再断电，矿车400与副钢缆330脱离可继续沿导轨110向下移动。第二磁块520在缓冲弹簧550的作用下保持在预设位置，并通过与第二电磁块540的吸附作用使副钢缆330处于张紧状态。之后矿车400可满载上升重复上述工作过程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种煤矿节能提升绞车，其特征在于：包括基座、收卷组件、辅助组件和切换组件；基座设置于地面上方，且侧面设置有倾斜放置的导轨，导轨上端与基座衔接，用于引导矿车向上移动；

收卷组件包括第一卷筒、第一排线组件和主钢缆，第一卷筒转动安装于基座，且与导轨垂直；第一排线组件设置于第一卷筒与导轨之间，主钢缆一端绕设于第一卷筒，另一端连接于矿车；第一排线组件引导主钢缆沿第一卷筒轴向往复移动，改变主钢缆在第一卷筒上的绕设位置；

辅助组件包括第二卷筒、第二排线组件和副钢缆，第二卷筒转动安装于基座，第二卷筒与第一卷筒平行；第二排线组件设置于第二卷筒与导轨之间，副钢缆一端绕设于第二卷筒，另一端择一地与矿车和导轨连接；第二排线组件引导副钢缆沿第二卷筒轴向往复移动，改变副钢缆在第二卷筒上的绕设位置，且主钢缆和副钢缆的移动方向相反；

切换组件在矿车上升至预设位置时使副钢缆与导轨脱离并与矿车连接，并在矿车下降至预设位置时使副钢缆与矿车脱离并与导轨连接。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿节能提升绞车，其特征在于：第二卷筒与基座之间设置有弹性件，矿车向下移动时通过副钢缆带动第二卷筒转动使弹性件蓄力，矿车上升至预设位置并与副钢缆连接时，弹性件促使第二卷筒转动，进而通过副钢缆对矿车提供拉力。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿节能提升绞车，其特征在于：矿车下侧设置有第一磁块；切换组件包括第二磁块、第一电磁块和第二电磁块，第二磁块设置于导轨的预设位置处；第一电磁块和第二电磁块固定连接，并与副钢缆连接；第一电磁块在通电状态下与第一磁块吸附，在断电状态下与第一磁块脱离；第二电磁块在通电状态下与第二磁块吸附，在断电状态下与第二磁块脱离。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿节能提升绞车，其特征在于：切换组件还包括固定块和缓冲弹簧，固定块固定于导轨，第二磁块沿导轨倾斜方向滑动安装于导轨，并与固定块通过缓冲弹簧连接，第二磁块在缓冲弹簧的作用下处于导轨的预设位置；第一电磁块和第二电磁块在垂直于导轨的方向上依次设置，且能够同时分别与第一磁块和第二磁块贴合；第一电磁块在第二电磁块与第二磁块吸附后断电，第二电磁块在第一电磁块与第一磁块吸附后断电。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿节能提升绞车，其特征在于：基座上设置有第一支撑架和第二支撑架；第一排线组件包括第一导杆和第一滑块，第一导杆与第一卷筒平行且转动安装于第一支撑架，第一导杆高于第一卷筒；第一滑块沿第一导杆轴向滑动安装于第一支撑架并与第一导杆螺纹配合，主钢缆在第一滑块的带动下移动；第二排线组件包括第二导杆和第二滑块，第二导杆与第二卷筒平行且转动安装于第二支撑架，第二导杆高于第二卷筒；第二滑块沿第二导杆轴向滑动安装于第二支撑架并与第二导杆螺纹配合，副钢缆在第二滑块的带动下移动。

6.根据权利要求5所述的一种煤矿节能提升绞车，其特征在于：第一导杆上开设有两个旋向相反的螺旋通道，且两个螺旋通道的端部连通，螺旋通道在第一导杆轴向上的中点与导轨处于同一竖直平面；第一滑块上转动安装有用于与螺旋通道配合的转动柱，第一导杆转动带动第一滑块沿螺旋通道往复移动；第二导杆与第一导杆结构和与导轨的相对位置均相同，第二滑块与第一滑块结构相同。

7.根据权利要求5所述的一种煤矿节能提升绞车，其特征在于：第一导杆与第一卷筒通过带传动，第二导杆与第二卷筒通过带传动，且第二导杆的长度大于第一导杆的长度，第二滑块的移动速度大于第一滑块的速度，使得第一滑块和第二滑块在沿相反方向移动时能够同时且分别位于第一导杆和第二导杆的两端。

8.根据权利要求5所述的一种煤矿节能提升绞车，其特征在于：第一滑块和第二滑块上均设置有至少两个导辊，至少两个导辊沿第一导杆或第二导杆轴向依次间隔分布，且均绕竖直轴线转动安装于第一滑块或第二滑块；主钢缆或副钢缆从两个导辊之间通过。

9.根据权利要求1所述的一种煤矿节能提升绞车，其特征在于：基座上设置有用于驱动第一卷筒的转动的电机。

10.根据权利要求1所述的一种煤矿节能提升绞车，其特征在于：弹性件为卷簧。