CN1666948A - 内爬升多钩塔式起重机和深矿井绞车 - Google Patents

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Abstract

能随建筑结构升高爬升数百上千米的塔式起重机、可拉深数千上万米的矿井绞车、缆车、电梯和附着升降机。其主卷扬筒是凹曲折线形,用缠不满一层绳的伸出两绳头各自承载并免除配重,或一头承载另一头垂落经理绳器入内外壁间大容量的储绳筒底固定绳头并存取;在塔身底座和爬升套架皆有翻对悬支腿可单独或共同承载,爬升套架和扶杆及塔身支撑架的多重支撑,爬升时还可以多臂下俯作滑支撑,有液压顶升,还备绳轮拉升的内爬升塔式起重机,它无平衡臂配重,而是多臂载重小车牵引变幅和附人字架的臂架仰俯塔顶机构变幅,还有折弯臂变幅,上支座内多并列凹曲折线筒起升卷扬机各一头绳引连吊钩,另一头绳垂下分别导落进搁放在塔基中央叠置的多储绳筒中。

Description

内爬升多钩塔式起重机和深矿井绞车
所属领域本发明涉及一种吊运装置,尤其是卷扬机卷筒出任意长双绳头的高空内爬双钩塔式起重机、超深矿井绞车、缆车、超高电梯和升降机等升降运输设备。
背景技术
目前,过去适用的许多起重运输设备已经不适合于现在的超高土木建筑工程施工需要,现在剩下的只有塔式起重机和直升飞机。直升飞机成本太高,且太希缺,很少应用。不高的下旋式塔式起重机也开始淘汰。现在用的大体由轨道、行走台车、电缆卷筒、底架固定装置和塔身附着、无塔身附着固定独立系统,内爬底架基础节、内爬升架、内爬塔身支承架和水平内支撑、支撑架的内爬系统、爬升套架、引进小车、液压顶升的附着式自升系统、绳轮拉升系统、多段塔身和其连接件、回转支承、旋转塔架(塔帽)、臂架和拉杆、平衡臂和拉杆及配重、上和下支座的塔构架系统、行走机构、中央集电环(旋转接头)、载重牵引小车和小车牵引机构、起升机构、电气和安全装置、仪表操控装置、驾驶室、操作台和通道等不同的集成为小车变幅上旋转型塔机,作轨道行走和独立固定可吊升近50米高,附着固定爬升可吊高120米左右,内爬使用时可高达200米左右,勉强可达300米,再高就只有直升飞机和多塔机接力,但这效率过低,且有时还无地可容。电梯、矿井绞车和缆车的机房固定,卷扬机限制较少而可以吊距很大,其绳容量比塔式起重机高许多可达井深数千米,但以后的矿越来越深,高层建筑300~500米的各国都在冒出来,上千米高的建筑已在规划中,人剧增而地不增,又要宽敞舒适,在未找到新地前就只好如此。这些升降运输设备也就得找新途径了。
卷扬机通常由动力机构、联轴器、离合器、减(调)速器、有固定绳头的带绳卷扬筒、理绳器、安全装置、手动或机动棘轮停止器,操控系统、机架等不同组合而成,其中卷扬筒是圆柱面体,多数在圆柱两端有圆盘端立壁可容筒绳存储数层绳,没壁端的容缠不了一层绳,存储很有限,供短距离吊拉运,它在机架是一个整体而搬运使用方便,但长距离吊拉运,其绳长就不及,加大存量,卷筒与减速器又难以连接配合,所以必须革新。
发明内容
为了克服现有卷扬机绳容量不足和塔式起重机爬上高空的结构安全也差,本发明提供一种不受储存绳量限制的卷扬机和适应爬高的塔式起重机。固定在机房内的卷扬机就没有爬或搬动要求就简便而不又在此处理了,就可以分别在高空和深井上工作。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:卷扬机各用什么机构机件组成何样,这由各具体使用条件决定,这里只解决卷扬筒的工作和外部储绳桶配合储及相应的塔机结构问题。卷扬筒是中央一节芯圆柱面,两端对称布一段约30°圆锥及圆弧段的光面曲凹线曲,再外是粗空圆柱段,可加可不加外面的端壁圆盘,绳缠满芯圆柱面和半30°圆锥柱面,绳头不固定在卷筒上,绳两头都伸出去,可以两头都受载工作,也可以一头受载,另一头垂放下去导送到带万向节支承的理绳杆孔中到外为有底圆柱桶、内有圆锥心的内外桶环内靠内或外壁低固定绳头(不是固定受力,只是固定不要跑乱了绳的简便固定),绳在自重、绳固定后的钢性及筒周和理绳杆的限制下自挤排逐层存放进或拉取出。储绳筒搁放在塔身底座内的基础与塔身无连接或专门的储绳井中,只绳与卷扬机拉接而塔机爬升时储绳筒不动,储绳筒储数千米数万米长绳没有困难,卷扬机却简化增效减体减重,在单筒双厢(一卷扬机卷筒带两个电梯厢或两个矿井道厢或缆车厢)将绳余量或备用调节量导引到厢一侧用手摇卷筒自己储存。两厢互为配重而减免了配重,储绳垂吊重还增加了卷扬机牵引力。塔式起重机还要用,没找到别的可以代替物前只得用,但要大变,成为并立于上支架内一头绳进靠侧载重小车与吊钩连接,另一头垂放下导进一上一下重置、之间有支架支开供导理绳杆空间的搁在基座基础面中心的的储绳筒中存取,理绳杆是上端万向节支架在桶上方支架中心的管,下筒储绳过上储绳筒一角空间经多个导向轮导进下桶的理绳杆孔中;不用平衡臂及其拉杆和配重,对称布置的双或三臂架,双或三载重小车和置于臂架内各一的小车牵引系统机构,双或三人字架臂架仰俯和曲折臂的塔帽内调幅机构和连接绳轮系统,这去掉多余的构件和重量,提高效能和自平衡能力,给自升是降低重心增加支撑,给最后组织拆除创造便利。当塔机不安放在历来认定的梯井内而在其周边低3~15M高房间的时候,和在塔身顶主杆内布应变感应片、仪表台上增加应变仪可即时知杆件受载反应可及时调节多臂及调外力距而消除意外发生。塔身底座可直接或加可随建筑结构支承跨度需要更换的活动翻对悬支腿支在专门基础以地脚螺栓调垫平后固定,上爬升时,已与建筑结构搭连好和底座的活动翻对悬支腿相同的悬支腿,一是铰连在塔身底座外悬梁活动连接的两端连出耳板上,另一是铰连在爬身套架顶伸梁连接的连接梁两端直接出来的耳板上,翻对是指支腿翻平以支承,翻立以束身可上下穿行于“井”中,翻平时两端的一对悬支腿正好在中间可加连接螺栓连成一根梁,在加梁底中间的补强兼整螺垫板经螺栓与其上连接梁上面的也是整螺垫板连成一两端悬支梁;爬升套架上和下端有相互滑移时的滚动轮,在不相互滑动时调校塔身铅直和水平顶紧的千斤顶。套架下节还有对内调夹紧套架、两端与建筑结构层件连接紧固的爬升扶架,此外在爬升和塔机使用中,视情况还有对内调夹紧塔身扶杆和塔身支撑架使水平顶紧塔身。爬升时也为滚轮导塔身上升,爬升套架外连接梁上面和与下支座连接的塔身顶悬出梁下面对称均布铰链一组液压缸顶升塔机底座悬腿至平并临时固定使用,到时再缸回收拉升爬升套架,或者用吊钩提升爬升套架;另外还在爬升套架和塔身底座的外置连接梁内和相关部设绳轮拉升塔机的绳轮统,其卷扬机置于塔身内无碍储绳桶工作的部位,这拉升不便,只作万不得以时之备用及拆除塔机时另配成拆放下塔机的临时吊机,它本身再用辅助工具逐段往下放。储绳桶在下面另备桶拉出存放运走,里面的空桶在予留洞中出去。这可避免使用直升飞机拆除塔机。
本发明的有益效果是,卷扬机吊拉多高、多深、多长,只受绳长限制,不再受本身限制。一单卷筒卷扬机可以吊拉两个厢并互为配重而减少配重,除去储绳桶不计,卷扬机可小巧精干;内爬升双钩起重机的双臂调互为配重,双钩各自独立。服务范围比现塔机大一倍还要多约4M,爬升吊高只受建筑结构限制,在空中本机安全依赖于建筑结构的安全。拆除比安装容易。操控双臂架机成熟后,三臂机、四臂机出来就更容易。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
图1至23是塔式起重机(以后简称塔机)图组。
图24至26是深井绞(缆)车、电梯主结构示意图组。
图1是塔机以(塔身)底架连接在基础上的立面示意图。图2是塔机以底架铰连接的活动翻对悬支腿与基础连接的节点图。图3是塔机刚顶升小段时的状态示意图。其中旋转塔架(又称塔帽)1、上支座2,臂架(可弯拆)3,人字架及其拉索4,臂架变角调幅机构5,载重小车和其牵引机构6,回转支承和回转机构7,中央集电环(旋转接头,因最大回转只能左右各180°,本想取消,但线路每回转就要动,会出什么怪事不好设想,故暂保留)8,起升机构9,下支座10,吊钩11,塔身12,塔身底座(架)和其活动翻对悬支腿13,爬升套架14,爬升(套架和塔身)扶杆15,塔身支撑架16,液压顶升系统17,绳轮拉升系统18,驾驶室19,电气系统20,操作台、过道和安全系统21,塔身应变(力)测试系统22,基础和地脚螺栓23,建筑结构件24。图4是塔机双钩起升机构及系统示意图。并立的卷扬机1,绳2,导向轮3,万向节支挂理绳杆管4,内外桶间储绳的储绳桶5,桶间支架6,最小的底支架6是为防水冲淹之类意外的垫高支架。载重小车应示未出示(可将顶3也视为小车)。桶离开卷扬机而可以大小不受卷扬机的限制,可以做大而增加绳容量。吊多高不再受卷扬机卷筒容量的限制,可简叫做并立一筒一钩叠双桶或双筒双钩双桶或三筒三钩三桶……。图5是塔机牵引载重小车机构示意图。每臂各一,其中1是这次新的或老式卷扬机皆可,2是张紧轮,3是导向轮,4是绳,5是载重(牵引)小车,臂弯拆使用时要增加导向轮(上面起升机构也要增加),小车两端有限位器未示。图6是臂架仰俯的变幅机构。也是每臂各一,其中1是储绳桶卷扬机,即老式卷扬机置于塔帽内,2是绳,3是塔顶轮,4是游动轮组,5是固定调幅绳或板、其两端分别与游动轮组轴和臂架的外接点连接,卷扬机固定在塔帽内,它可使臂架仰和折弯可吊近处高物,可同时双(多)俯,在大风时变害为利,在爬升时俯下扒在临时加的滚支点上,甚至人加以控制就增大了爬升中的稳定和安全。图7、8、10和13是爬升套架14构造和节点图,其中1是套架、2是导架顶外置连接梁,3是塔身滑动时用的导滑轨轮、还有塔身调正并调正后顶紧固定的水平千斤顶,4和5是挂支活动翻对悬支腿6的耳板4和绞5,7是支腿6支在结构24上增大接触面和连接螺栓21与扁担22夹连板,螺栓8将两端悬支腿在中间连成一体,再以螺栓9将支腿与连接梁2连成一体承载,顶升油缸活寒杆端绞结在连接梁上方,拉升滑轮也装在连接梁内(未示),套架由油缸拉上去,此时的悬支腿扶立束身,并临时与套架身杆连接,其它小件或附在塔身上同上升或用人工运上。图9、11和12是爬升扶架15扶定爬升套架14(还有塔身12未示未标出)的构造图。其中1是扶杆,2是角双向靠紧扶块,3是单向靠紧,另一向由螺母4、螺杆5经垫6组成的千斤顶可调边扶块,扶杆1上的夹扶块分别夹扶住套架和塔身,杆端搭在建筑结构24上与扁担9用螺栓8连接。图14塔身支撑架使用结构图,一端夹固在建筑结构24上,另一端滚轮为升塔的轨道轮,使用时的顶紧水平千斤顶构造(右边点划线是塔身,这是钢管塔身,别的图是型钢塔身)。图17和18是塔身底座与基础和地脚螺栓连接节点的平和立面,吊立塔身前先吊立储绳桶,绳可以同放,也可以后放入。图15和16是塔身基座用活动翻对悬支腿与基础(未示出)或升上去后的建筑结构件24支承连固的构造图。与图10的悬支腿相同,不同的是耳板3是活动连接的和可能增加辅助件10,这里连接梁2内布拉升绳轮系的轮未示出。塔身底座悬支腿和爬升套架悬支腿在油缸顶力有效的时候可以同时共同承载,爬升导架、爬升扶杆的扶塔身,塔身支撑架的三重机构工作时的水平撑,大风意外时双臂俯下成临时滑动撑,还可用爬升套架悬支腿支承将塔机下降,放开回转机构随风自由回转。可使塔机比其它机种安全得多,只立在基础上是何况下需加揽风绳待放。图19是并立起升机构的卷扬机,储绳桶未示出。其中1是电机,2是一级带轮减速和未示的离合器,3是厢体,4是一级花键轴,5是主动塔轮,6是调变速操控杆,7是电动液压制动器和制动轮,8是二级轴,9是被动塔轮,10是末级主齿轮,11是末级被动大齿轮,12是拆曲凹线形卷扬筒,13是一对正反向棘轮电动制动器,14是三级轴,两个卷筒上各一头绳直接或经导向进侧边的载重小车并接连于吊钩上可分别有单绳、双绳和三绳满足不同吊重,另一头绳垂落下到叠置的储绳桶中,双筒双钩使双钩各各自由,但双臂相关,故一钩抓取或放装时,另一钩不得回转,只能升或落的运送,回转时两(多)钩就必然绝对要协调,这可在一个箱内,也可为两(多)个箱。图20是人字架。它是臂架俯下时拉升和水平臂的拉臂绳,图中示出人字架4与臂架3以同心的多段轴与上支座相连,人字架顶数滑轮5是供图6的绳2外导向支点用的,绳4连到臂架内拉挂点上,绳2是水平臂时的拉索、下俯时解开,绳3是下俯时用,臂平或仰时可弯曲而不必解开。图21是回转支承和回转机构7。回转支承上支盘高出齿圈而与上支座连接,齿圈与下支座连接,电动机3连行星摆线针轮减速器2与上支座连固且悬出的小齿轮与齿圈和成上旋的回转机构,4是上支座上装的限位器,5是下支座或齿圈上布的限位档,调节其位置以适应各允许可回转的角度界线,因为这个塔机的两(多)根起重绳不允许互缠而不能工作,另外与周围物的关系也受限的时候,为了正常工作,只能使回转在允许限度内。图22是爬升备用的升轮系统,上两排轮装在爬升套架底连接梁内、下两排布在塔身底座连接梁内、一个在面上将绳导到置于塔身内上部的老式卷扬机,这不好使,只为万一的备用,主要是为拆除塔机时利用卷扬机再配点成简易吊机来拆除塔机。图23示塔机宜布设的位置,布在邻近建筑最高处下3~15M可吊高位物,又借高建筑来拆除塔机,这也可塔机少升高一点。塔机无条件用旋转法自立安装,得用汽车吊等来安装。图24和图25是直井(矿井、电梯井)单机单井(厢)和单机双厢的布置简图,单机单井同图4的半边相同。单机双井和图4双机双钩有点相似,不同的是只单机,且没有了储绳桶,双钩(厢)用同机(筒),双钩(厢)互为配重,这省去配重,省去一筒和两桶,平衡重厢反而成了另一厢的一部起升力。图26是图24时的斜井,也可以有图25的斜井没有示出。情况相同而省略。这24井图中,1是卷扬机,2是绳,3是导向轮,4是吊厢或缆车厢,5是井道或坡道,6是挂支着万向节的理绳杆管,7是有防乱绳芯的储绳桶,单筒双厢中,绳伸长要调整,有富余的绳可以在不碍的地方设个手动卷筒来储绳和调节绳,绳如何导引由具体情况定。

Claims (5)

1.一种提拉升载物的装置,如高空塔式起重机、深井绞车、电梯,室外附设升降机、斜井道的缆车,其主卷扬筒是中央下凹的曲折线形、卷扬筒上只缠不满一层且不固在筒上的绳两头皆送出去,其特征是:凹曲折线形卷筒上缠的绳两头皆伸出,分别经导向后各连接吊钩或吊厢或缆厢,或者一头连接吊钩或吊厢或缆厢,另一绳头则直接或经导向后进入储绳桶;塔机是单筒一钩一储绳桶的多起升卷扬多钩、多臂架、多载重小车的变幅和臂架调角变副、内爬液压自顶升和备用绳轮机构自拉爬升;深竖和斜井道的单桶单筒单厢或单筒双厢结构。
2.根据权利要求1所述的提拉升载物装置,其特征是:主卷扬筒缠的绳的两头出去,其一头垂落下经导向引入支挂着的万向连轴节连出的理绳杆孔中进入中心有圆锥芯管的高圆桶内将绳头靠外壁或芯壁的桶底上顺挤铺绕在桶内储存,用时拉出,另一头经导向轮连接吊钩或吊厢或缆车厢;或者两头绳各经导向轮后各连接一侧的吊厢或缆厢上,剩余的绳和调节的绳量经导向引到可容手动卷扬上存取调节;卷扬筒是对称的中间圆柱段,外小段约30°坡和圆曲线连端壁的光面凹折曲线。
3.根据权利要求1所述的提拉升载物的装置,其特点是:深矿井绞车、缆车和电梯,可以单主卷物筒一载厢,也可以单筒双载厢并互为平衡配重;单筒双厢的电梯也免除配重装置。
4.根据权利要求1所述的提拉升载物装置,其特征是:内爬升双钩塔式起重机具有左右对称的双臂架、双载重小车和其牵引变幅机构、双钩、双人字架及双臂架仰俯变幅机构,并立的双起升卷扬机各一出绳头向近侧导引过牵引、小车与吊钩连接,另一头绳垂落下经导引到基础中央搁放的重置带理绳杆的两储绳桶内各存取,皆对称的上支座上与塔帽(旋转塔架)连接,下与回转支承连接,左右与臂架和人字架同轴线铰接,下支座上与回转支承,下与外套着爬升套架、下连接塔身底座(架)的塔身连接,塔身顶外悬置连接梁下与爬升套架面上外悬置梁上之间,铰链着一组顶升油缸,爬升套架下端外悬置连接梁内和塔身底座(架)下端外悬置连接梁内有备用拉升绳轮系统的滑轮组,爬升套架是上下左右对称的钢结构架,其上下端除有上述的外悬连接梁外,还有塔身上升的滚轮滑道和塔身固位的调正和顶紧千斤顶,套架上端外悬连接梁两主侧端各伸出的一对的耳板上铰接着活动翻对悬支腿于使用时平置连接支承在建筑结构上,不用时翻立与旁立柱拉接束身由油缸回缩拉升或吊钩提升,爬升套架下部还有个爬升扶杆中间夹固套架、两端与建筑结构件连固,另还有固身扶杆在塔机使用时在中间夹固需撑固处的塔身、两端与建筑结构件连固,还有一侧夹架、一侧滚轮和水平千斤顶的塔身支撑架随安排外侧套固在建筑结构上,内侧调滚轮配合成塔身爬升时的导滑道,塔身工作时水平千斤顶顶紧塔身:塔身底座双向外悬连接梁可为基座与基础地脚连立站立,另在主外悬连接梁两端加活动连接的耳板铰接同爬升套架的活动翻对悬支腿作与基础连接的站立和每次爬升后外悬伸在建筑结构层件上的跨支固定站立;连接于上支座与回转支承齿轮  合的回转机构受上下支盘间调节限位装置分别限制回转限度,上下支座在回转中心轴重合线上置上下各连接于上下支座的中央集油电环,塔机上还布电气、安全系统和机上通道、操作平台和驾驶室及塔身顶主杆布应变片、仪表盘相应增加应变仪。
5.根据权利要求1所述的提拉升载物装置,其特征是:塔机底座和爬升套架上铰连的活动翻悬支腿是可变换的、一边的两悬支腿平置悬支固在一层建筑结构上时在中央相靠对,用螺栓通过该处封口板连成一根梁,同时又与上面的连接梁下面相贴,并用组螺栓通过连接梁上面的长板和两悬支腿梁中连接段下加的板连接成一体;单筒双出绳的卷扬机布在臂架内,一头绳经导向轮与载重小车一端连接,另一头绳经张紧轮和导向轮与载重小车的另一端连接,这两个臂架及其小车变幅互为配重而没有平衡臂和配重:臂架仰俯调幅由塔帽内的自储绳卷扬机出单绳经塔帽顶的固定滑轮组和一对臂架远点拉绳连接的游动滑轮组连接成,人字架下铰连于臂架与上支座铰轴线上的中间带小车变幅导向轮和备用起升绳导向筒的中段轴上,上端是俯臂时过调幅绳轮组,两边是一端平臂架时从臂架近点的拉绳,另一端是与塔顶连的平臂架另一段臂架拉索及俯臂时此段拉索折失效时用的限制人字架下转不超过定角的拉索,起升卷扬机固定在上支座内,平出绳过平臂架上的载重小车与吊钩连接,仰臂时绳过臂架根的导向筒和拆臂架拆点处增设的导向轮再伸向小车;塔身和爬升套架扶杆都是一对长杆,两端连固在建筑层结构上,中间是一边靠夹固,两端一端靠夹固、另一端千斤顶顶紧于塔身四角柱与爬升套架四角柱。
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