CN209112191U - 斜井防跑车盘式钢带塑变缓冲制动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种斜井防跑车盘式钢带塑变缓冲制动装置，包括信号系统、控制系统、挡车系统和缓冲制动系统；信号系统布置在斜井巷道中运行容器的运行方向上，用于获取速度信号；控制系统布置在信号系统附近，用于接收信号系统的信号并控制挡车系统的运行；挡车系统布置在斜井巷道顶部的位置，用于接收信号系统发出的指令及时挡住运行容器；缓冲制动系统布置在斜井巷道底部位置，用于挡车系统挡住运行容器后的缓冲制动。本实用新型不仅避免了巷道中现场非安全空间的产生，而且从根本上杜绝了制动时由于裸露钢带尾部的甩动造成行人、设备及巷道的安全事故，进一步减少矿用斜井跑车时的安全隐患，同时该装置结构简单、安装方便、安全可靠。

Description

斜井防跑车盘式钢带塑变缓冲制动装置

技术领域

本实用新型属于矿井设备技术领域，涉及到缓冲设备，具体涉及一种斜井运输中防止矿车跑车时的缓冲制动装置。

背景技术

斜井防跑车装置在煤矿斜井巷道运输中的使用已有几十年，主要分为以下几种：

第一种是简单的低成本的人工操作设备，即当斜井巷道运输中发生断绳跑车时，人工拉动绳索关闭栅栏门实施拦截，此设备安全性能差，拦截时是刚性碰撞，没有任何缓冲设施，缓冲效果及安全性非常差。

第二种则是摩擦式，通过速度检查手段发现运输容器断绳或跑车了，及时启动拦截栅栏，栅栏带动连接绳索启动缓冲制动装置，摩擦式的缓冲制动装置其典型的是压板式及摩擦片式。

压板式缓冲制动装置采用含有绳槽的多块压板通过多个螺栓预紧夹住钢丝绳，每个钢丝绳的滑动阻力取决于每个螺栓的预紧力。由于每个螺栓的预紧力随着钢丝绳的抽出滑动及压板中各条绳槽接触面的磨损逐渐减小而无法恒定，同时各绳槽的磨损程度亦不尽相同，缓冲力无法可靠标定，故设备的制动力无法保证。

摩擦片式缓冲制动装置是靠动、静摩擦片之间的摩擦力提供制动力，使用工况也许数年不动作，一旦长期不动作，在井下潮湿、粉尘及化学气体介质的作用下，摩擦片会腐蚀锈死，且预紧弹力会随时间的延长变化很大，相应设备的制动制动力无法保证。

上述摩擦式缓冲制动装置在近期使用广泛，虽然实现了自动化，但实际缓冲装置的效果并不佳，跑车事故时的动能没有被有效的吸收，冲击荷载大，存在一定的安全隐患。

第三种是钢带式，公开号为“CN2570232Y”、名称为“垂直提升系统过卷距离内塑变逆止缓冲装置”的实用新型专利是我公司的专利，并且是国内首次提出利用钢带金属材料的塑性变形吸收提升容器的动能进行制动的缓冲装置，目前已在全国各立井中广泛使用，但对斜井而言，因环境条件不同，无法布设使用。公开号为“CN102582655A”、名称为“一种斜井防跑车用钢带式缓冲变力吸能装置”的中国发明专利采用了钢带式吸能装置，通过钢带的塑性变型吸收能量，结构是先用滑块将钢带压弯，通过调节压入量来调整钢带输出的制动力，这种结构在高速重载状态下钢带与滑块紧密接触，由于滑块是静止的不能转动，钢带在重载塑变的情况下与滑块局部高速干摩擦，致使钢带很容易绷断。此外局部磨损严重，温升快速蹿升，制动力随之变化。同时整个碰撞过程几乎是刚性碰撞，突然加载，缓冲效果不佳，另外，由于钢带没有有效的约束，在巷道中裸露，如果发生动作，钢带在高速运行中尾部会甩动，伤及人员、破坏设备及巷道，造成新的安全事故。

实用新型内容

现有技术中存在的主要问题包括：制动力难以恒定，无法标定及控制，冲击载荷过大，制动不可靠，存在一定安全隐患；碰撞过程是刚性碰撞，缓冲效果不佳；钢带没有有效的约束，有可能造成新的安全事故；钢带运输、现场布设、安装存在问题。

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种斜井防跑车盘式钢带塑变缓冲制动装置，通过渐变钢带及三个转辊迫使钢带塑变并减轻与钢带的摩擦实现有效的缓冲，钢带的制动力由小变大，实现逐步加载，且该装置结构简单，安装方便，动作稳定可靠，安全性大大提高。

为此，本实用新型采用了以下技术方案：

一种斜井防跑车盘式钢带塑变缓冲制动装置，利用金属材料的塑性变形吸收跑车的动能进行制动，包括信号系统、控制系统、挡车系统和缓冲制动系统；所述信号系统布置在斜井巷道中运行容器的运行方向上，用于获取速度信号；所述控制系统布置在信号系统附近，用于接收信号系统的信号并控制挡车系统的运行；所述挡车系统布置在斜井巷道顶部的位置，用于接收信号系统发出的指令及时挡住运行容器；所述缓冲制动系统布置在斜井巷道底部位置，用于挡车系统挡住运行容器后的缓冲制动。

优选地，所述信号系统包括主轴编码器、速度测量仪和信号控制箱，所述主轴编码器位于绞车的主轴上，用于获得主轴的转动速度并传输给信号控制箱；所述速度测量仪位于运行容器运行方向的上方，用于测量运行容器的速度并传输给信号控制箱；所述信号控制箱分别与主轴编码器和速度测量仪通过电缆连接；所述控制系统包括电控箱、电机组合驱动系统，所述挡车系统包括挡车栏杆、联接绳索；所述电控箱的一端与信号控制箱通过电缆连接，另一端与电机组合驱动系统通过电缆连接，用于接收信号控制箱的各种信号并控制电机组合驱动系统的运行；所述电机组合驱动系统与挡车栏杆相连，用于控制挡车栏杆的抬起和下放；所述缓冲制动系统包括钢带式缓冲制动装置，所述钢带式缓冲制动装置通过联接绳索与挡车栏杆连接，用于挡车栏杆拦住运行容器后的缓冲制动。

进一步地，所述钢带式缓冲制动装置包括钢带、压辊组、壳体和地脚螺栓；所述钢带位于壳体内，所述压辊组位于壳体中钢带输出的位置，钢带依次穿过压辊组中的压辊，钢带伸出壳体后与联接绳索连接在一起；所述地脚螺栓位于壳体的底部，用于将钢带式缓冲制动装置固定在斜井巷道的地面上。

优选地，所述钢带位于壳体内，壳体外形包括圆柱型、鼓风机型。

优选地，所述压辊组中的压辊数不少于3个，压辊上下交错布置，钢带从中间的间隙穿过，用于提供制动力。

优选地，所述钢带包括钢带盘旋部分和钢带渐变段，所述钢带盘旋部分盘旋成圆，位于壳体内部；所述钢带渐变段位于钢带的输出前部，其宽度由窄变宽，直至与钢带盘旋部分的恒定宽度相等。

优选地，所述钢带盘旋部分的长度为整个装置有效制动行程的长度

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)制动力逐步加载至恒定不变。挡车栏杆通过联接绳索拉动缓冲制动装置中的钢带通过塑性变形吸收能量实现缓冲，钢带的制动力通过钢带截面的渐变由小变大，实现逐步加载至恒定，缓冲效果良好，且制动力恒定并可标定。

(2)缓冲能量可控。一台设备可以通过调整其内盘旋钢带的长短、材质、厚度以应对不同能量级别的缓冲。

(3)制动行程可控。整个装置的有效制动行程由钢带的长度决定，由于将钢带盘旋在壳体内，可根据现场空间，通过改变钢带的宽度或厚度调节钢带的长度以控制制动行程。同时钢带也可设置得足够长短，以满足不同的有效制动行程。

(4)消除裸露钢带非安全空间。钢带盘旋后不仅占用的空间很少，而且置于壳体内与外界隔绝，避免了钢带在有限的巷道空间中的裸露甩动，消除了裸露钢带造成的非安全空间。安全性大大提高。

(5)延长设备使用寿命。制动钢带是设备的核心部件，本装置钢带盘旋于壳体内，有效地避免了裸露磕碰、踩踏，表面划伤及表面防腐层的破环，从而延长其使用寿命。

(6)可减轻刚性碰撞。本装置因可实现逐步加载和金属塑变恒定吸能，故可有效减轻拦截时的刚性碰撞，有效地避免或减轻矿车等设备及巷道的损毁以及人身安全事故。

(7)本缓冲制动装置结构简单，动作稳定，安全可靠，安装使用维护方便。

附图说明

图1是本实用新型所提供的一种钢带式斜井防跑车装置的结构组成示意图。

图2是本实用新型所提供的一种钢带式斜井防跑车装置中钢带式缓冲制动装置的结构组成示意图。

图3是本实用新型所提供的一种钢带式斜井防跑车装置中钢带式缓冲制动装置的钢带结构示意图。

附图标记说明：1、绞车；2、主轴编码器；3、速度测量仪；4、信号控制箱；5、电控柜；6、电机组合系统；7、挡车栏杆；8、联接绳索；9、钢带式缓冲制动装置；10、运行容器；11、脱扣器；9-1、钢带；9-2、压辊组；9-3、壳体；9-4、地脚螺栓；9-1-1、钢带盘旋部分；9-1-2、钢带渐变段。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

本实用新型公开了一种斜井防跑车盘式钢带塑变缓冲制动装置，利用金属材料的塑性变形吸收跑车的动能进行制动，包括信号系统、控制系统、挡车系统和缓冲制动系统；所述信号系统布置在斜井巷道中运行容器10的运行方向上，用于获取速度信号；所述控制系统布置在信号系统附近，用于接收信号系统的信号并控制挡车系统的运行；所述挡车系统布置在斜井巷道顶部的位置，用于接收信号系统发出的指令及时挡住运行容器10；所述缓冲制动系统布置在斜井巷道底部位置，用于挡车系统挡住运行容器10后的缓冲制动。

具体地，所述信号系统包括主轴编码器2、速度测量仪3和信号控制箱4，所述主轴编码器2位于绞车1的主轴上，用于获得主轴的转动速度并传输给信号控制箱4；所述速度测量仪3位于运行容器10运行方向的上方，用于测量运行容器10的速度并传输给信号控制箱4；所述信号控制箱4分别与主轴编码器2和速度测量仪3通过电缆连接；所述控制系统包括电控箱5、电机组合驱动系统6，所述挡车系统包括挡车栏杆7、联接绳索8；所述电控箱5的一端与信号控制箱4通过电缆连接，另一端与电机组合驱动系统6通过电缆连接，用于接收信号控制箱4的各种信号并控制电机组合驱动系统6的运行；所述电机组合驱动系统6与挡车栏杆7相连，用于控制挡车栏杆7的抬起和下放；所述缓冲制动系统包括钢带式缓冲制动装置9，所述钢带式缓冲制动装置9通过联接绳索8与挡车栏杆7连接，用于挡车栏杆7拦住运行容器10后的缓冲制动。

具体地，所述钢带式缓冲制动装置9包括钢带9-1、压辊组9-2、壳体9-3和地脚螺栓9-4；所述钢带9-1位于壳体9-3内，所述压辊组9-2位于壳体9-3中钢带9-1输出的位置，钢带9-1依次穿过压辊组9-2中的压辊，钢带9-1伸出壳体9-3后与联接绳索8连接在一起；所述地脚螺栓9-4位于壳体9-3的底部，用于将钢带式缓冲制动装置9固定在斜井巷道的地面上。

具体地，所述钢带9-1位于壳体9-3内，壳体外形包括圆柱型、鼓风机型。

具体地，所述压辊组9-2中的压辊数不少于3个，压辊上下交错布置，钢带9-1从中间的间隙穿过，用于提供制动力。

具体地，所述钢带9-1包括钢带盘旋部分9-1-1和钢带渐变段9-1-2，所述钢带盘旋部分9-1-1盘旋成圆，位于壳体9-3内部；所述钢带渐变段9-1-2位于钢带9-1的输出前部，其宽度由窄变宽，直至与钢带盘旋部分9-1-1的恒定宽度相等。

具体地，所述钢带盘旋部分9-1-1的长度为整个装置有效制动行程的长度。

实施例

在斜井巷道中当运行容器10发生超速或断绳事故时，绞车1上的主轴编码器2显示超速，同时巷道中的红外线测速仪3检测到运行容器10超速，两组信号传入信号控制箱4，信号系统经过对两组速度信号的确认后发出挡车启动指令，通过电控柜5驱动电机组合系统6抬起或下放挡车栏杆7常闭式正常运行时抬起栏杆，常开式超速时下放栏杆，挡车栏杆7的一端通过脱扣器11与电机组合系统6连接，另一端通过联接绳索8拉动缓冲制动装置9的钢带9-1实现缓冲。

缓冲制动装置9中钢带9-1一端连接联接绳索8，中间段通过压辊组9-2，另一端可以预留很长，由于预留钢带很长不便于运输和安装，将预留钢带盘旋成“圈”，即钢带盘旋部分9-1-1；随着联结绳索8带动钢带9-1运动，钢带9-1通过压辊组9-2输出制动力，钢带9-1的前部分为钢带渐变段9-1-2，钢带由窄变宽，通过压辊组9-2时输出的制动力也由小变大，实现逐步加载至恒定；尾部钢带盘旋部分9-1-1逐步释放，整个装置的有效制动行程由钢带9-1的长度决定，此装置将钢带盘旋之后可以将钢带制作成10米以上，甚至更长，有效制动行程也可以设置成很长。

具体的动作原理如下：钢带9-1在联结绳索8的拉动下向斜下方运动，在运动过程中钢带9-1在压辊组9-2的作用下发生塑性变型，从而输出一定的制动力；钢带的前部分为钢带渐变段9-1-2，钢带由窄变宽，通过压辊组9-2时输出的制动力也由小变大，实现逐步加载至恒定；为防止钢带绷断，此时输出的制动力小于钢带薄弱处的破断力，随着钢带9-1的运行，尾部钢带盘旋部分9-1-1不断的释放，直到运行停止。钢带盘旋部分9-1-1的长度即为装置有效制动行程的长度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则范围之内所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种斜井防跑车盘式钢带塑变缓冲制动装置，利用金属材料的塑性变形吸收跑车的动能进行制动，包括信号系统、控制系统、挡车系统和缓冲制动系统，其特征在于：所述信号系统布置在斜井巷道中运行容器(10)的运行方向上，用于获取速度信号；所述控制系统布置在信号系统附近，用于接收信号系统的信号并控制挡车系统的运行；所述挡车系统布置在斜井巷道顶部的位置，用于接收信号系统发出的指令及时挡住运行容器(10)；所述缓冲制动系统布置在斜井巷道底部位置，用于挡车系统挡住运行容器(10)后的缓冲制动。

2.根据权利要求1所述的一种斜井防跑车盘式钢带塑变缓冲制动装置，其特征在于：所述信号系统包括主轴编码器(2)、速度测量仪(3)和信号控制箱(4)，所述主轴编码器(2)位于绞车(1)的主轴上，用于获得主轴的转动速度并传输给信号控制箱(4)；所述速度测量仪(3)位于运行容器(10)运行方向的上方，用于测量运行容器(10)的速度并传输给信号控制箱(4)；所述信号控制箱(4)分别与主轴编码器(2)和速度测量仪(3)通过电缆连接；所述控制系统包括电控箱(5)、电机组合驱动系统(6)，所述挡车系统包括挡车栏杆(7)、联接绳索(8)；所述电控箱(5)的一端与信号控制箱(4)通过电缆连接，另一端与电机组合驱动系统(6)通过电缆连接，用于接收信号控制箱(4)的各种信号并控制电机组合驱动系统(6)的运行；所述电机组合驱动系统(6)与挡车栏杆(7)相连，用于控制挡车栏杆(7)的抬起和下放；所述缓冲制动系统包括钢带式缓冲制动装置(9)，所述钢带式缓冲制动装置(9)通过联接绳索(8)与挡车栏杆(7)连接，用于挡车栏杆(7)拦住运行容器(10)后的缓冲制动。

3.根据权利要求2所述的一种斜井防跑车盘式钢带塑变缓冲制动装置，其特征在于：所述钢带式缓冲制动装置(9)包括钢带(9-1)、压辊组(9-2)、壳体(9-3)和地脚螺栓(9-4)；所述钢带(9-1)位于壳体(9-3)内，所述压辊组(9-2)位于壳体(9-3)中钢带(9-1)输出的位置，钢带(9-1)依次穿过压辊组(9-2)中的压辊，钢带(9-1)伸出壳体(9-3)后与联接绳索(8)连接在一起；所述地脚螺栓(9-4)位于壳体(9-3)的底部，用于将钢带式缓冲制动装置(9)固定在斜井巷道的地面上。

4.根据权利要求3所述的一种斜井防跑车盘式钢带塑变缓冲制动装置，其特征在于：所述钢带(9-1)位于壳体(9-3)内，壳体外形包括圆柱型、鼓风机型。

5.根据权利要求3所述的一种斜井防跑车盘式钢带塑变缓冲制动装置，其特征在于：所述压辊组(9-2)中的压辊数不少于3个，压辊上下交错布置，钢带(9-1)从中间的间隙穿过，用于提供制动力。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的一种斜井防跑车盘式钢带塑变缓冲制动装置，其特征在于：所述钢带(9-1)包括钢带盘旋部分(9-1-1)和钢带渐变段(9-1-2)，所述钢带盘旋部分(9-1-1)盘旋成圆，位于壳体(9-3)内部；所述钢带渐变段(9-1-2)位于钢带(9-1)的输出前部，其宽度由窄变宽，直至与钢带盘旋部分(9-1-1)的恒定宽度相等。

7.根据权利要求6所述的一种斜井防跑车盘式钢带塑变缓冲制动装置，其特征在于：所述钢带盘旋部分(9-1-1)的长度为整个装置有效制动行程的长度。