CN212608962U - 可安全避让的限力补偿稳罐装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可安全避让的限力补偿稳罐装置，包括机架、支撑座、转臂、限位块、限力机构、定位安全销、摆杆和托罐爪；限力机构是伸缩缸结构，包括缸体、压簧板和压簧；摆杆的顶端通过铰接轴Ⅲ铰接安装在机架的前部，摆杆的底端通过铰接轴Ⅱ与缓冲杆的前端铰接；整体呈三角型结构的托罐爪贴合设置在摆杆的左侧或右侧，托罐爪的一个角是托爪结构，托罐爪的底角通过铰接轴Ⅱ与缓冲杆前端铰接安装连接，托罐爪的另一个角通过铰接轴Ⅲ铰接安装在机架上、且该铰接位置上设有沿左右方向贯穿托罐爪的弧形滑道。本实用新型能够在增大缓冲行程的前提下实现托罐爪具有安全避让功能，进而能够实现在托罐爪非正常翻出时不破坏矿井提升系统。

Description

可安全避让的限力补偿稳罐装置

技术领域

本实用新型涉及一种通用于矿山立井井口、井底及中间水平的稳罐装置，具体是一种用于吸收罐笼变化载荷、补偿提升钢丝绳伸长量的可安全避让的限力补偿稳罐装置，属于矿山机械设备技术领域。

背景技术

罐笼是矿山立井提升中，上、下人员及物料的必备设备，随着我国煤炭工业的发展，矿井副立井提升逐渐向深、重的方向发展，即提升深度超过800米、提升总重超过80吨，罐笼在装载、卸载作业时，由于罐笼依靠钢丝绳牵引，钢丝绳是磁性体，若矿井较深、钢丝绳较长，罐笼内会因装卸作业引起载荷变化，即提升钢丝绳终端载荷的变化，引起钢丝绳的弹性伸缩，进而导致罐笼上下窜动，易引起钢丝绳打滑以及操车设备操作困难，特别在上、下大件时更为突出，甚至造成事故；罐笼反弹还会使进出矿车冲击罐道，导致罐道变形或损坏，增大了维护工作量，恶化了装卸条件，特别是对于多层容器换层，这种现象更明显。

因此目前矿山立井对罐笼进行装卸工作时，通常采用稳罐装置来吸收罐笼的变化载荷、补偿提升钢丝绳伸长量，以避免事故发生。

稳罐装置是一种具有缓冲功能并能够保持罐笼稳定的托罐装置。国内立井罐笼提升中目前常用的罐笼稳罐装置通常包括转臂驱动液压缸、转臂、传动连杆和三角型结构的托罐爪，转臂的中部和托罐爪三角型结构的一角铰接安装在机架上，转臂的一端通过传动连杆与托罐爪三角型结构的另一角铰接连接，转臂驱动液压缸的缸体端铰接安装在机架上、伸缩端与转臂的另一端铰接连接，通过控制转臂驱动液压缸的伸缩实现转臂旋转、并通过传动连杆带动托罐爪翻转实现托罐爪翻出支撑罐笼或托罐爪缩入进行让位。这种传统的锁罐装置能够通过托罐爪实现稳罐功能，但还存在以下缺陷：

1、罐笼的变化载荷依次通过托罐爪、传动连杆和转臂直接作用于转臂驱动液压缸的方式，一方面转臂驱动液压缸的缓冲行程较短，停罐冲击现象普遍存在、松绳、滑绳等安全隐患时有存在，另一方面，转臂驱动液压缸因承受频繁的变化载荷、易造成使用寿命的降低；

2、在稳罐装置发生故障或人为误操作而使托罐爪非正常翻出时，因托罐爪不具有安全避让功能，因此不论罐笼自上而下运行、还是自下而上运行，均会造成托罐爪或罐笼的损伤，甚至导致蹾罐事故、损坏矿井提升系统。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种可安全避让的限力补偿稳罐装置，能够在增大缓冲行程的前提下实现托罐爪具有安全避让功能，进而能够实现在托罐爪非正常翻出时不破坏矿井提升系统。

为了实现上述目的，本可安全避让的限力补偿稳罐装置包括机架、支撑座、转臂、限位块、限力机构、定位安全销、摆杆和托罐爪；

所述的支撑座固定安装在框架结构的机架的后部；

所述的转臂的后端通过轴向方向沿左右方向设置的支撑轴承可转动安装在支撑座上、且转臂上设有可驱动转臂转动的转臂旋转驱动部件；

所述的限力机构是伸缩缸结构，包括缸体、压簧板和压簧，压簧板滑移配合设置在缸体部分内部，压簧设置在缸体内部、且顶靠设置于压簧板与缸体的缸底之间，压簧板上安装设有与其同轴设置的缓冲杆、且缓冲杆沿缸体的轴向方向向外部伸出设置，限力机构的缸体后端通过与其同轴固定连接的连杆与转臂的前端通过轴向方向沿左右方向设置的铰接轴Ⅰ铰接安装连接；

所述的摆杆的顶端通过轴向方向沿左右方向设置的铰接轴Ⅲ铰接安装在机架的前部，摆杆的底端通过轴向方向沿左右方向设置的铰接轴Ⅱ与缓冲杆的前端铰接安装连接；

所述的托罐爪贴合设置在摆杆的左侧或右侧，整体呈三角型结构的托罐爪的一个角是向前凸出的托爪结构，位于托爪结构下方的三角型结构的托罐爪的底角通过铰接轴Ⅱ与缓冲杆前端铰接安装连接，位于托爪结构后方的三角型结构的托罐爪的另一个角通过铰接轴Ⅲ铰接安装在机架上、且该铰接位置上设有沿左右方向贯穿托罐爪的弧形滑道，弧形滑道沿前后方向走向设置，弧形滑道的宽度尺寸与铰接轴Ⅲ间隙配合，弧形滑道的弧形圆心与铰接轴Ⅱ同心设置、且弧形滑道的弧形半径尺寸与铰接轴Ⅱ的轴心至铰接轴Ⅲ的轴心之间的间距尺寸配合；

所述的定位安全销的轴向方向沿左右方向设置，在铰接轴Ⅲ位于托罐爪弧形滑道的后极限位置时，摆杆通过同时贯穿摆杆和托罐爪的定位安全销与托罐爪贴合安装连接；

所述的限位块对应转臂的位置固定设置在机架上，当转臂转动使铰接轴Ⅰ的轴心越过限力机构与转臂的铰接死点位置后，转臂可限位顶靠在限位块上。

作为本实用新型的进一步改进方案，定位安全销上设有电控电路通断结构，电控电路通断结构与矿井提升系统的报警回路电连接。

作为本实用新型电控电路通断结构的一种实施方式，电控电路通断结构是设置在中空结构的定位安全销内的电路通断导线。

作为本实用新型电控电路通断结构的另一种实施方式，电控电路通断结构是设置在中空结构的定位安全销内的激光传感器。

作为本实用新型的进一步改进方案，缓冲杆是螺杆结构、且螺杆结构上设于与其螺纹配合的调力螺母，压簧板滑动配合套接在缓冲杆上。

作为本实用新型的进一步改进方案，三角型结构的托罐爪的整体重心位置始终相对位于铰接轴Ⅱ轴心位置的前方。

作为本实用新型转臂旋转驱动部件的一种实施方式，转臂的转臂旋转驱动部件包括驱动电机和旋转主轴，驱动电机的动力输出端与旋转主轴同轴固定安装连接，旋转主轴与转臂的支撑轴承同轴设置、且旋转主轴与转臂固定连接。

作为本实用新型转臂旋转驱动部件的另一种实施方式，转臂的转臂旋转驱动部件包括转臂驱动液压缸和旋转驱动杆，转臂驱动液压缸的缸体端铰接安装在机架上、伸缩端与旋转驱动杆的顶端铰接连接，旋转驱动杆的底端与转臂固定连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，托罐爪托爪结构的爪型托载部分是凸出设置的弧面结构。

作为本实用新型的进一步改进方案，托罐爪托爪结构的前端设有滚轮结构。

与现有技术相比，本可安全避让的限力补偿稳罐装置由于设有限力机构和限位块，且转臂限位顶靠在限位块上时铰接轴Ⅰ的轴心越过限力机构与转臂的铰接死点位置，因此在正常进行托罐作业时，在转臂、支撑座和机架的刚性支撑作用下，罐笼传递来的变化载荷动能通过限力机构进行吸收、而非传统的通过转臂的转臂驱动液压缸进行吸收，因此可以在延长转臂驱动液压缸使用寿命的前提下获得较大的缓冲行程；由于设有摆杆、定位安全销和限力机构，因此在稳罐装置发生故障或人为误操作而使托罐爪在非托罐作业时处于非正常翻出状态时，在压簧的压缩行程与托罐爪的翻转避让行程配合的情况下，自上方下行来的罐笼依然可以迫使托罐爪翻转避让而限力通过，自下方上行来的罐笼可迫使托罐爪对定位安全销进行剪切破断、并迫使托罐爪通过弧形滑道向后方翻入避让，实现不影响罐笼的运行，进而实现不破坏矿井提升系统。

附图说明

图1是本实用新型托罐状态时的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本实用新型让行状态时的结构示意图；

图4是本实用新型限力机构的结构示意图。

图中：1、罐笼，2、托罐爪，3、铰接轴Ⅲ，4、摆杆，5、定位安全销，6、限力机构，7、限位块，8、转臂，9、支撑座，10、机架，11、缓冲杆，12、调力螺母，13、压簧板，14、压簧，15、连杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明(以下以图1的左侧方向为前方进行描述)。

如图1、图2所示，本可安全避让的限力补偿稳罐装置包括机架10、支撑座9、转臂8、限位块7、限力机构6、摆杆4、定位安全销5和托罐爪2。

所述的支撑座9固定安装在框架结构的机架10的后部。

所述的转臂8的后端通过轴向方向沿左右方向设置的支撑轴承可转动安装在支撑座9上、且转臂8上设有可驱动转臂8转动的转臂旋转驱动部件，转臂旋转驱动部件可以是通过电动机控制位于转臂8后端的旋转主轴旋转的旋转驱动结构、也可以是通过液压马达控制位于转臂8后端的旋转主轴旋转的旋转驱动结构、或者是通过转臂驱动液压缸连接固定设置在转臂8后端的摆杆来控制转臂8旋转的伸缩驱动结构等其他驱动结构。

如图4所示，所述的限力机构6是伸缩缸结构，包括缸体、压簧板13和压簧14，压簧板13滑移配合设置在缸体部分内部，压簧14设置在缸体内部、且顶靠设置于压簧板13与缸体的缸底之间，压簧板13上安装设有与其同轴设置的缓冲杆11、且缓冲杆11向缸体外部伸出设置，限力机构6的缸体后端通过与其同轴固定连接的连杆15与转臂8的前端通过轴向方向沿左右方向设置的铰接轴Ⅰ铰接安装连接。

所述的摆杆4的顶端通过轴向方向沿左右方向设置的铰接轴Ⅲ3铰接安装在机架10的前部，摆杆4的底端通过轴向方向沿左右方向设置的铰接轴Ⅱ与缓冲杆11的前端铰接安装连接。

所述的托罐爪2贴合设置在摆杆4的左侧或右侧，整体呈三角型结构的托罐爪2的一个角是向前凸出的托爪结构，位于托爪结构下方的三角型结构的托罐爪2的底角通过铰接轴Ⅱ与缓冲杆11前端铰接安装连接，位于托爪结构后方的三角型结构的托罐爪2的另一个角通过铰接轴Ⅲ3铰接安装在机架10上、且该铰接位置上设有沿左右方向贯穿托罐爪2的弧形滑道，弧形滑道沿前后方向走向设置，弧形滑道的宽度尺寸与铰接轴Ⅲ3间隙配合，弧形滑道的弧形圆心与铰接轴Ⅱ同心设置、且弧形滑道的弧形半径尺寸与铰接轴Ⅱ的轴心至铰接轴Ⅲ3的轴心之间的间距尺寸配合，即托罐爪2可以通过弧形滑道翻入或翻出；

所述的定位安全销5的轴向方向沿左右方向设置，在铰接轴Ⅲ3位于托罐爪2弧形滑道的后极限位置的正常作业状态时，摆杆4通过同时贯穿摆杆4和托罐爪2的定位安全销5与托罐爪2贴合安装连接。

所述的限位块7对应转臂8的位置固定设置在机架10上，正常托罐状态时，如图1所示，当转臂旋转驱动部件驱动转臂8转动使铰接轴Ⅰ的轴心越过限力机构6与转臂8的铰接死点位置后，转臂8可限位顶靠在限位块7上。

将本可安全避让的限力补偿稳罐装置相对于罐笼1前后对称设置为两套，在正常进行托罐作业时，如图1所示，在罐笼1停止就位后，通过控制转臂旋转驱动部件驱动转臂8顺时针转动使铰接轴Ⅰ的轴心越过限力机构6与转臂8的铰接死点位置后，转臂8即限位顶靠在限位块7上，同时转臂8通过限力机构6带动摆杆4和托罐爪2同步绕铰接轴Ⅲ3的轴心顺时针旋转使托罐爪2的托爪结构顺时针旋转翻出托载在罐笼1的底部，由于此时铰接轴Ⅰ的轴心位于限力机构6与转臂8的铰接死点位置的上方，因此罐笼1传递来的载荷可依次通过托罐爪2、限力机构6、转臂8和支撑座9作用在机架10上，而在转臂8、支撑座9和机架10的刚性支撑作用下，罐笼1传递来的变化载荷动能通过限力机构6进行吸收、而非传统的通过转臂8的转臂旋转驱动部件进行吸收，罐笼1的变化载荷通过缓冲杆11和压簧板13作用于压簧14，通过选用弹力不超过蹲罐极限的压簧14，可以实现罐笼1的变化载荷的动能被压簧14吸收，保证罐笼1无跳动、进出矿车平稳，实现稳罐作业；完成进出矿车作业后、罐笼1需要提升或下降时，如图3所示，通过控制转臂旋转驱动部件驱动转臂8逆时针转动，转臂8通过限力机构6带动摆杆4和托罐爪2同步绕铰接轴Ⅲ3的轴心逆时针旋转，即可实现托罐爪2的托爪结构逆时针旋转翻入进行脱离罐笼1底端的让位动作。

在本可安全避让的限力补偿稳罐装置发生故障或人为误操作而使托罐爪2在非托罐作业时处于非正常翻出状态时，自上方下行来的罐笼1的底端碰触到托罐爪2后发生蹲罐，由于压簧14的弹力不超过蹲罐极限，因此罐笼1底端作用于托罐爪2的载荷可通过缓冲杆11和压簧板13迫使压簧14收缩，在压簧14的压缩行程与托罐爪2的翻转避让行程配合的情况下，罐笼1依然可以迫使托罐爪2翻转避让而限力通过；自下方上行来的罐笼1的顶端碰触到托罐爪2后，罐笼1顶端作用于托罐爪2的载荷迫使托罐爪2沿铰接轴Ⅱ的轴心顺时针旋转、进而对定位安全销5产生剪切力，在定位安全销5破断后，罐笼1顶端作用于托罐爪2的载荷即可迫使托罐爪2继续沿铰接轴Ⅱ的轴心顺时针旋转、并通过弧形滑道向后方翻入避让，从而实现不影响罐笼1的上行。

为了便于根据蹲罐极限调整压簧14的限定弹力，作为本实用新型的进一步改进方案，缓冲杆11是螺杆结构、且螺杆结构上设于与其螺纹配合的调力螺母12，压簧板13滑动配合套接在缓冲杆11上，通过调整调力螺母12实现调整压簧板13的位置，进而实现调整压簧14的限定弹力。

托罐爪2在非托罐作业时处于非正常翻出状态时，为了实现在定位安全销5破断后能够及时检修，作为本实用新型的进一步改进方案，定位安全销5上设有电控电路通断结构，电控电路通断结构与矿井提升系统的报警回路电连接，电控电路通断结构可以是设置在中空结构的定位安全销5内的电路通断导线、通过电路通断导线的断路实现报警，也可以是设置在中空结构的定位安全销5内的激光传感器、通过激光传感器的光通量实现报警。

为了实现尽量减小定位安全销5的外径尺寸、进而实现只需相对较小的剪切破断力即可使定位安全销5破断，从而降低托罐爪2对罐笼1顶端的损伤，作为本实用新型的进一步改进方案，三角型结构的托罐爪2的整体重心位置始终相对位于铰接轴Ⅱ轴心位置的前方，即托罐爪2的整体重心位置偏向于托爪结构设置。如此设置，可以使托罐爪2在翻出或翻入的过程中或状态下时，托罐爪2可以始终具有使铰接轴Ⅲ3位于弧形滑道后极限位置的趋势，进而实现减小或完全消除定位安全销5在非误伸出情况下的所承受的载荷，也就是说，定位安全销5只在误伸出情况下自下方上行来的罐笼1碰撞托罐爪2时起破断报警作用，从而可以采用较小外径尺寸的定位安全销5。

自上方下行来的罐笼1的底端碰触到托罐爪2后，为了便于罐笼1迫使托罐爪2翻转避让而限力通过，作为本实用新型的进一步改进方案，托罐爪2托爪结构的爪型托载部分是凸出设置的弧面结构，罐笼1可在弧面结构的支撑导向作用下顺利迫使托罐爪2翻转并限力下移通过。

自上方下行来的罐笼1的底端碰触到托罐爪2后，为了便于罐笼1迫使托罐爪2翻转避让而限力通过，作为本实用新型的进一步改进方案，托罐爪2托爪结构的前端设有滚轮结构，罐笼1可在滚轮结构的滚动支撑导向作用下顺利迫使托罐爪2翻转并限力下移通过。

本可安全避让的限力补偿稳罐装置可以在延长转臂驱动液压缸使用寿命的前提下获得较大的缓冲行程；在稳罐装置发生故障或人为误操作而使托罐爪2在非托罐作业时处于非正常翻出状态时，自上方下行来的罐笼1依然可以迫使托罐爪2翻转避让而限力通过，自下方上行来的罐笼1可迫使托罐爪2对定位安全销5进行剪切破断、并迫使托罐爪2通过弧形滑道向后方翻入避让，实现不影响罐笼1的运行，进而实现不破坏矿井提升系统。

Claims (10)

1.一种可安全避让的限力补偿稳罐装置，包括机架(10)、支撑座(9)、转臂(8)、摆杆(4)和托罐爪(2)，其特征在于，还包括限位块(7)、限力机构(6)和定位安全销(5)；

所述的支撑座(9)固定安装在框架结构的机架(10)的后部；

所述的转臂(8)的后端通过轴向方向沿左右方向设置的支撑轴承可转动安装在支撑座(9)上、且转臂(8)上设有可驱动转臂(8)转动的转臂旋转驱动部件；

所述的限力机构(6)是伸缩缸结构，包括缸体、压簧板(13)和压簧(14)，压簧板(13)滑移配合设置在缸体部分内部，压簧(14)设置在缸体内部、且顶靠设置于压簧板(13)与缸体的缸底之间，压簧板(13)上安装设有与其同轴设置的缓冲杆(11)、且缓冲杆(11)沿缸体的轴向方向向外部伸出设置，限力机构(6)的缸体后端通过与其同轴固定连接的连杆(15)与转臂(8)的前端通过轴向方向沿左右方向设置的铰接轴Ⅰ铰接安装连接；

所述的摆杆(4)的顶端通过轴向方向沿左右方向设置的铰接轴Ⅲ(3)铰接安装在机架(10)的前部，摆杆(4)的底端通过轴向方向沿左右方向设置的铰接轴Ⅱ与缓冲杆(11)的前端铰接安装连接；

所述的托罐爪(2)贴合设置在摆杆(4)的左侧或右侧，整体呈三角型结构的托罐爪(2)的一个角是向前凸出的托爪结构，位于托爪结构下方的三角型结构的托罐爪(2)的底角通过铰接轴Ⅱ与缓冲杆(11)前端铰接安装连接，位于托爪结构后方的三角型结构的托罐爪(2)的另一个角通过铰接轴Ⅲ(3)铰接安装在机架(10)上、且该铰接位置上设有沿左右方向贯穿托罐爪(2)的弧形滑道，弧形滑道沿前后方向走向设置，弧形滑道的宽度尺寸与铰接轴Ⅲ(3)间隙配合，弧形滑道的弧形圆心与铰接轴Ⅱ同心设置、且弧形滑道的弧形半径尺寸与铰接轴Ⅱ的轴心至铰接轴Ⅲ(3)的轴心之间的间距尺寸配合；

所述的定位安全销(5)的轴向方向沿左右方向设置，在铰接轴Ⅲ(3)位于托罐爪(2)弧形滑道的后极限位置时，摆杆(4)通过同时贯穿摆杆(4)和托罐爪(2)的定位安全销(5)与托罐爪(2)贴合安装连接；

所述的限位块(7)对应转臂(8)的位置固定设置在机架(10)上，当转臂(8)转动使铰接轴Ⅰ的轴心越过限力机构(6)与转臂(8)的铰接死点位置后，转臂(8)可限位顶靠在限位块(7)上。

2.根据权利要求1所述的可安全避让的限力补偿稳罐装置，其特征在于，定位安全销(5)上设有电控电路通断结构，电控电路通断结构与矿井提升系统的报警回路电连接。

3.根据权利要求2所述的可安全避让的限力补偿稳罐装置，其特征在于，电控电路通断结构是设置在中空结构的定位安全销(5)内的电路通断导线。

4.根据权利要求2所述的可安全避让的限力补偿稳罐装置，其特征在于，电控电路通断结构是设置在中空结构的定位安全销(5)内的激光传感器。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的可安全避让的限力补偿稳罐装置，其特征在于，缓冲杆(11)是螺杆结构、且螺杆结构上设于与其螺纹配合的调力螺母(12)，压簧板(13)滑动配合套接在缓冲杆(11)上。

6.根据权利要求1至4任一权利要求所述的可安全避让的限力补偿稳罐装置，其特征在于，三角型结构的托罐爪(2)的整体重心位置始终相对位于铰接轴Ⅱ轴心位置的前方。

7.根据权利要求1至4任一权利要求所述的可安全避让的限力补偿稳罐装置，其特征在于，转臂(8)的转臂旋转驱动部件包括驱动电机和旋转主轴，驱动电机的动力输出端与旋转主轴同轴固定安装连接，旋转主轴与转臂(8)的支撑轴承同轴设置、且旋转主轴与转臂(8)固定连接。

8.根据权利要求1至4任一权利要求所述的可安全避让的限力补偿稳罐装置，其特征在于，转臂(8)的转臂旋转驱动部件包括转臂驱动液压缸和旋转驱动杆，转臂驱动液压缸的缸体端铰接安装在机架(10)上、伸缩端与旋转驱动杆的顶端铰接连接，旋转驱动杆的底端与转臂(8)固定连接。

9.根据权利要求1至4任一权利要求所述的可安全避让的限力补偿稳罐装置，其特征在于，托罐爪(2)托爪结构的爪型托载部分是凸出设置的弧面结构。

10.根据权利要求1至4任一权利要求所述的可安全避让的限力补偿稳罐装置，其特征在于，托罐爪(2)托爪结构的前端设有滚轮结构。

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