專利名稱：立井罐籠穩(wěn)罐鎖罐裝置及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種立井罐籠穩(wěn)罐鎖罐裝置及使用方法，涉及一種用于礦山立井罐籠提升，防止罐籠上下竄動過大影響正常裝卸載的穩(wěn)罐裝置。
背景技術(shù)：
在金屬/非金屬礦山副立井提升系統(tǒng)中，罐籠作為關(guān)鍵設備，主要擔負著設備、物料和人員的上下井運輸任務，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的小型罐籠已很難滿足現(xiàn)代化礦井大型采掘設備上下井周轉(zhuǎn)的需求，因此罐籠也越來越趨向于大型化、重型化。但在周轉(zhuǎn)的重型設備進出罐籠過程中，由于罐籠內(nèi)設備重量變化造成的提升鋼絲繩伸縮能量使罐籠跟隨其上下竄動，造成設備進出罐籠困難和諸多提升運輸事故(如掉道摔壞設備等)發(fā)生。為確保井上下重型設備周轉(zhuǎn)安全、可靠和方便，必須在井上下相應停車位置設置鎖罐裝置，以克服在重型設備進出罐籠時因鋼絲繩伸縮而上下竄動。據(jù)了解目前國內(nèi)外鎖罐裝置主要有3種型式，3種型式之間的區(qū)別在于系統(tǒng)組成不同、動作原理不同、能量轉(zhuǎn)換方式不同。型式1主要有穩(wěn)罐臂和緩沖油缸組成，重型設備進出罐籠時主要利用緩沖油缸鎖罐，其能量變化主要在鋼絲繩和緩沖油缸之間轉(zhuǎn)換；型式 2主要有托爪、搖臺搖臂和驅(qū)動液壓油缸組成，重型設備進罐籠時主要利用托爪鎖罐，其能量變化主要在鋼絲繩和托爪之間轉(zhuǎn)換，重型設備出罐籠時主要利用搖臺搖臂鎖罐，其能量變化主要在鋼絲繩和搖臺搖臂之間轉(zhuǎn)換；型式3主要有上、下鎖緊爪和驅(qū)動液壓油缸組成， 重型設備進罐籠時主要利用下鎖緊爪鎖罐，其能量變化主要在鋼絲繩和下鎖緊爪之間轉(zhuǎn)換，重型設備出罐籠時主要利用上鎖緊爪鎖罐，其能量變化主要在鋼絲繩和上鎖緊爪之間轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案
型式1 (見附圖1):其鎖罐原理是當罐籠到位停穩(wěn)后，先利用緩沖油缸將穩(wěn)罐臂與罐籠底盤預留孔調(diào)平，再利用穩(wěn)罐臂內(nèi)液壓油缸將捕捉器推進罐籠底盤預留孔內(nèi)，調(diào)整緩沖油缸缸內(nèi)油壓將罐籠鎖定在水平位置。在重型設備進出罐籠過程中，因設備重量變化本應引起的提升鋼絲繩伸縮能量暫有緩沖油缸承擔，鋼絲繩和罐籠保持靜止。設備完全進出罐籠后，緩沖油缸因缸內(nèi)油壓緩慢釋放而上下移動，穩(wěn)罐臂、罐籠、鋼絲繩跟隨同步上下，緩沖油缸獲得的能量釋放轉(zhuǎn)變?yōu)殇摻z繩伸縮能量，待鋼絲繩伸縮能量與進出罐籠的重型設備重量相等時，收回捕捉器，罐籠與捕捉器分離，具備正常運行條件，整個鎖罐過程結(jié)束。型式2 (見附圖2):其鎖罐原理是當罐籠到位后，利用液壓油缸驅(qū)動托爪將罐籠緩慢托起，再驅(qū)動搖臺搖臂液壓油缸使搖臂與罐籠緊密搭接，將罐籠限定在托爪和搖臺搖臂之間。在重型設備進罐籠過程中，由于托爪托住罐籠，因設備重量增加本應引起的提升鋼絲繩伸長能量暫有托爪承擔，鋼絲繩和罐籠保持靜止。設備完全進罐籠后，驅(qū)動液壓油缸抬起搖臺搖臂，罐籠緩慢上提，托爪獲得的能量釋放轉(zhuǎn)為鋼絲繩伸長能量，待鋼絲繩伸長能量與進罐籠設備重量相等時，驅(qū)動液壓油缸收回托爪，罐籠與托爪分離，罐籠具備運行條件，整個鎖罐過程全部結(jié)束，在重型設備出罐籠過程中，因設備重量減少本應引起的提升鋼絲繩縮短能量暫有搖臺搖臂承擔，鋼絲繩和罐籠保持靜止。設備完全出罐籠后，驅(qū)動液壓油缸緩慢抬起搖臺搖臂，罐籠、鋼絲繩跟隨搖臺搖臂同步上行，搖臺搖臂獲得的能量釋放轉(zhuǎn)變?yōu)殇摻z繩縮短能量，待鋼絲繩縮短能量與出罐籠設備重量相等時，驅(qū)動液壓油缸繼續(xù)上抬搖臺搖臂，收回托爪，罐籠與搖臺搖臂、托爪脫離，罐籠具備運行條件，整個鎖罐過程全部結(jié)束。型式3 (見附圖3):其鎖罐裝置原理是當罐籠到位停穩(wěn)后，利用液壓油缸驅(qū)動上下鎖緊爪至罐籠底盤預設位置。在重型設備進罐籠過程中，由下鎖緊爪托住罐籠，因設備重量增加本應引起的提升鋼絲繩伸長能量暫有下鎖緊爪承擔，鋼絲繩和罐籠保持靜止，設備完全進罐籠后，上鎖緊爪收回，罐籠緩慢上提，下鎖緊爪獲得的能量釋放轉(zhuǎn)變?yōu)殇摻z繩伸長能量，待鋼絲繩伸長能量與進罐籠設備重量相等時，驅(qū)動液壓油缸收回下鎖緊爪，罐籠具備運行條件，整個鎖罐過程全部結(jié)束；在重型設備出罐籠過程中，因設備重量減少本應引起的提升鋼絲繩縮短能量暫有上鎖緊爪承擔，鋼絲繩和罐籠保持靜止，設備完全出罐籠后，下鎖緊爪收回，罐籠緩慢下放，上鎖緊爪獲得的能量釋放轉(zhuǎn)變?yōu)殇摻z繩縮短能量，待鋼絲繩縮短能量與出罐籠設備重量相等時，再收回上鎖緊爪，罐籠具備運行條件，整個鎖罐過程全部結(jié)束ο現(xiàn)有技術(shù)的缺點
型式1的缺點罐籠停止運行后，捕捉器與罐籠預留孔對位比較困難；在重型設備進出罐籠過程中，緩沖油缸內(nèi)的油壓有時會急劇變化，易造成油缸密封損壞，漏油或爆缸，并會由此造成鋼絲繩和罐籠猛然伸長和收縮，繼而上下跳動，不僅極易發(fā)生提升運輸事故，還會給鋼絲繩增加額外動負荷，對四角罐道造成較大沖擊；緩沖油缸初始油壓大小、油壓方向確定困難，程序及控制繁瑣，整個鎖罐過程時間較長。不同重量設備初始油壓設定不同，初始油壓設定過大，易造成提升機最大靜張力差超過設計值而導致鋼絲繩打滑，摩擦襯墊損壞； 初始油壓過小，在設備進出罐籠過程中，無法確保罐籠底盤與承接裝置搖臺始終處在同一水平上，給設備進出罐籠增加了一定困難；設備進罐籠還是出罐籠決定油壓是正向還是負向，一旦判斷失誤，將會造成鋼絲繩和罐籠猛然伸長和收縮，繼而上下蠕動，極易造成緩沖油缸密封損壞，漏油或爆缸；由于捕捉器與罐籠預留孔為硬接觸，在罐籠蠕動過程中，產(chǎn)生的噪音較大。型式2的缺點對罐籠停車位置要求精度較高，一旦罐籠重(輕)載下放未到位停車或重(輕)載上提過位停車，如果搖臺搖臂油缸初始壓力過大，將會造成提升機最大靜張力差超過設計值而導致鋼絲繩打滑，摩擦襯墊損壞；在設備進出罐籠過程中，一旦液壓站故障或油管破裂、系統(tǒng)滲漏等均會造成鋼絲繩和罐籠猛然伸長和收縮，繼而上下蠕動，這不僅極易發(fā)生提升運輸事故，還會給鋼絲繩增加額外動負荷，并對四角罐道造成較大沖擊；在搖臺搖臂能量釋放過程中，需對油壓壓力進行準確控制，確保鋼絲繩、罐籠跟隨搖臺搖臂同步上行，壓力釋放過快，將會造成鋼絲繩和罐籠上下蠕動，壓力釋放過慢，整個鎖罐過程時間較長；同時由于罐籠與搖臺搖臂為硬接觸，因此在罐籠移動過程中，噪音較大。型式3的缺點要求罐籠停車位置必須準確，因為上下鎖緊爪距罐籠底盤上下的間隙僅為20mm，一旦罐籠停車誤差大于20mm，設備進出罐籠將無法進行；設備進出罐籠完畢后，上下鎖緊爪收回困難，在收回前必須先將非受力鎖緊爪收回，然后再反向開車，罐籠慢速反向位移后，再將受力的鎖緊爪收回，罐籠才能正常提升，動作過程較為繁瑣；在上下鎖緊爪伸出和收回過程中，控制過程較為復雜，首先必須檢測罐籠停車位置是否準確，還要檢測上下鎖緊爪動作是否到位，還要判斷哪一個鎖緊爪受力，每一個檢測環(huán)節(jié)都不允許出錯，否則將會造成重大事故；由于動作控制過程均較復雜，系統(tǒng)運行維護難度較大，整個鎖罐過程時間較長。

發(fā)明內(nèi)容
1、徹底解決設備在進出罐籠過程中因液壓油管破裂或油缸密封損壞而造成重大提升運輸事故；
2、簡化設備進出罐籠動作過程，縮短設備進出罐籠時間，降低運行維護工作量；
3、消除在整個鎖罐過程中，設備進出罐籠和進出罐籠完畢后鋼絲繩彈性伸縮對罐籠和井筒套架的沖擊，以及因鋼絲繩受力變化而產(chǎn)生的罐籠蠕動和撞擊噪音。4、擴大罐籠停車允許誤差范圍，減少對高性能提升機電控系統(tǒng)的依賴。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案
立井罐籠穩(wěn)罐鎖罐裝置，包括罐籠、液壓盤式制動器、鎖罐條、液控單向鎖、液壓站和控制操作臺，所述鎖罐條固定于罐籠底盤或與罐籠進出車端立柱設計為一體結(jié)構(gòu)，鎖罐條對稱的兩側(cè)面設有偶數(shù)對液壓盤式制動器，所述液壓盤式制動器內(nèi)設有碟簧，液控單向鎖安裝在液壓盤式制動器外接油管處；所述液壓站和液壓盤式制動器之間設有液壓管路。作為優(yōu)選，所述液壓站和控制操作臺安裝在控制室內(nèi)，所述液壓盤式制動器成對組裝于間座上，所述間座對稱布置在罐籠進出車兩端。作為優(yōu)選，所述一個/ 一對液壓盤式制動器配置一個液控單向鎖。作為優(yōu)選，所述液壓盤式制動器和液控單向鎖布置于搖臺的下方或上方，所述液壓盤式制動器和液控單向鎖均連接于提供動力和控制的液壓電控系統(tǒng)。本發(fā)明還提供一種使用上述立井罐籠穩(wěn)罐鎖罐裝置的方法提升罐籠到位停車后，液壓站向液控單向鎖控制口提供壓力油，液控單向鎖反向?qū)?，液壓盤式制動器內(nèi)油壓通過供油管路外泄至液壓站的油箱，液壓盤式制動器失壓抱緊鎖罐條，通過鎖罐條鎖緊罐籠，然后放下?lián)u臺，進行重型設備進出罐籠作業(yè)；
設備進出罐籠完畢后，首先抬起搖臺，釋放液控單向鎖控制油壓，再通過液壓站的比例閥控制液壓盤式制動器內(nèi)油壓上升，液壓盤式制動器敞開，液壓盤式制動器內(nèi)碟簧能量逐漸釋放轉(zhuǎn)變?yōu)樘嵘摻z繩伸長或縮短能量，待鋼絲繩1和罐籠靜止后，進行提升操作。上述技術(shù)方案有以下特點
1、充分利用液壓盤式制動器失壓抱緊特性。在重型設備進出罐籠過程中，因設備進出罐籠引起的能量變化全部由液壓盤式制動器內(nèi)碟簧承擔，碟簧為機械裝置，制動力恒定，罐籠和液壓盤式制動器之間不會發(fā)生相對位移，因此不會導致液壓系統(tǒng)油管破裂、密封損壞等故障，不會發(fā)生提升運輸事故和額外噪聲；
2、液壓盤式制動器具有較好的制動性能，通過控制液壓站輸出油壓，就能控制液壓盤式制動器敞開過程，確保鋼絲繩和罐籠平穩(wěn)位移，不會導致因鋼絲繩和罐籠猛烈受力而給鋼絲繩增加額外動負荷和對四角罐道形成沖擊；同時由于液壓盤式制動器與罐籠鎖罐條表面接觸材料為高強度摩擦片，罐籠鎖罐條與液壓盤式制動器之間雖有相對滑動，但不會產(chǎn)生噪音，且時間較短。3、液壓盤式制動器布置在罐籠鎖罐條兩側(cè)，在設備進出罐籠過程中，液壓盤式制動器抱緊力作用在罐籠外側(cè)鎖罐條的兩側(cè)，而與罐籠上下和內(nèi)部均無接觸，因此在液壓盤式制動器敞開釋放罐籠鎖罐條時，提升機無需反轉(zhuǎn)。4、自開始鎖罐至鎖罐過程結(jié)束，僅需檢測液壓盤式制動器敞開、抱緊是否到位，制動器內(nèi)部油壓是否穩(wěn)定，因此動作控制過程比較簡單，且易于實現(xiàn)。5、通過配套液壓站電控換向閥和在液壓盤式制動器外接油管口安裝的液控單向鎖雙重控制，確保在設備進出罐籠過程中，液壓盤式制動器始終處在抱緊狀態(tài)；確保在罐籠運行期間，液壓盤式制動器始終處在敞開狀態(tài)。6、在重型設備進出罐籠前，因罐籠鎖罐條有效長度較大，只要罐籠停車位置在誤差允許范圍內(nèi)即可，該誤差允許范圍要比型式3要求的誤差允許范圍大得多。有益效果
1、鎖罐裝置安全可靠性大大提高。(1)在設備進出罐籠過程中，罐籠由液壓盤式制動器內(nèi)機械裝置碟簧承擔，無需外部油壓等動力維持，因此罐籠在進出車過程中始終保持在靜止狀態(tài)，不會上下左右晃動；在設備進出罐籠完畢后釋放罐籠鎖罐條過程中，由于液壓盤式制動器制動性能穩(wěn)定、制動力易于控制等特點，不會造成鋼絲繩和罐籠猛然受力而劇烈運動；(2)采用在液壓盤式制動器入油口處加安液控單向鎖等多重保護措施，嚴防在設備進出罐籠過程中液壓盤式制動器誤敞間，在罐籠運行期間液壓盤式制動器誤抱閘。2、動作流程簡化，控制難度較低，易于實現(xiàn)和維護。(1)液壓盤式制動器與罐籠鎖罐條之間采用側(cè)面布置，只要液壓盤式制動器敞開，罐籠便具備運行條件，無需提前啟動提升機反轉(zhuǎn)。(2)整個鎖罐過程，僅需控制檢測液壓盤式制動器的抱緊和敞開，動作控制過程十分簡單。3、整個鎖罐過程時間大大縮短，原鎖罐裝置僅鎖罐一個過程就需10-15S的時間， 現(xiàn)僅需1-2S，原鎖罐裝置釋放時間需35-45S，現(xiàn)鎖罐裝置釋放時間僅需10-13S，整個過程共約縮短時間44S-45S。4、罐籠停車誤差允許范圍由20mm可擴大至IOOmm甚至可更大，國內(nèi)普通提升機電控系統(tǒng)均能做到，實現(xiàn)比較容易。


附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中
圖1 型式1立井提升罐籠鎖罐裝置結(jié)構(gòu)立面示意圖2 型式2立井提升罐籠鎖罐裝置結(jié)構(gòu)立面示意圖3 型式3立井提升罐籠鎖罐裝置結(jié)構(gòu)立面示意圖4:本發(fā)明系統(tǒng)構(gòu)成示意圖5 本發(fā)明液壓盤式制動器剖面圖6 本發(fā)明鎖罐裝置動作控制流程示意圖7 實施例1立井罐籠穩(wěn)罐鎖罐裝置及配套裝置結(jié)構(gòu)立面示意圖8 實施例2立井罐籠穩(wěn)罐鎖罐裝置及配套裝置結(jié)構(gòu)立面示意圖9 為圖4的A部放大示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實施例1
如圖4、5、6、7、9所示，立井罐籠提升的鎖罐裝置與搖臺13配合使用。其中，立井罐籠提升的鎖罐機構(gòu)由制動間座6、液壓盤式制動器5、液壓單向鎖7、鎖罐條4組成。鎖罐條4 與罐籠2采用固定螺栓連接，安裝在進出車側(cè)的罐籠底盤3上平面以下(下移距離為搖臺搖尖的厚度)，液壓盤式制動器5與制動間座6采用固定螺栓連接，再將制動間座6通過固定螺栓安裝固定在基礎工字鋼梁12上；液控單向鎖7安裝在液壓盤式制動器5入油口處。根據(jù)進出罐籠2的負荷大小，確定罐籠進出車側(cè)安裝的液壓盤式制動器5數(shù)量，但液壓盤式制動器5必須成對使用，且液壓盤式制動器5進出車側(cè)數(shù)量應一致，安裝位置應對稱。搖臺13 與搖臺底座14采用柱銷連接，搖臺13下方中部安裝有液壓驅(qū)動油缸。鎖罐裝置布置在搖臺13的下方。鎖罐裝置和搖臺13均由液壓電控系統(tǒng)提供動力和控制。工作時，當提升罐籠2到位停車后，液壓站8向液控單向鎖7控制口提供壓力油， 液控單向鎖7反向?qū)?，液壓盤式制動器5內(nèi)油壓通過供油管路11外泄至液壓站8油箱， 液壓盤式制動器5失壓抱緊鎖罐條，通過鎖罐條4鎖緊罐籠2，然后放下?lián)u臺13，進行正常的重型設備進出罐籠2作業(yè)，在此過程中，因設備進出罐籠2引起的能量變化全部轉(zhuǎn)由液壓盤式制動器5內(nèi)碟簧10承擔。設備進出罐籠2完畢后，首先要抬起搖臺13，釋放液控單向鎖7控制油壓，再通過液壓站8比例閥控制液壓盤式制動器5內(nèi)油壓緩慢上升，液壓盤式制動器5緩慢敞開，液壓盤式制動器5內(nèi)碟簧10能量逐漸釋放轉(zhuǎn)變?yōu)樘嵘摻z繩1伸長或縮短能量，待鋼絲繩1和罐籠2靜止后，具備正常提升條件。在提升鋼絲繩1伸長或收縮過程中，因伸長收縮速度可以控制，因此不會造成提升鋼絲繩1猛然伸長或收縮，繼而上下跳動，給鋼絲繩1增加額外動負荷，影響正常提升
實施例2
如圖4、5、6、8、9所示，立井罐籠2提升的鎖罐裝置和固定承重搭接平臺15配合，鎖罐條4與罐籠進出車端立柱采用一體化設計。所述鎖罐裝置的動作、要求與實施例1相同。所不同的是，旋轉(zhuǎn)搖臺13由固定承重搭接平臺15代替，固定承重搭接平臺15在罐籠2啟停和運行過程中靜止不動，且安裝時其上平面應與正常停車后的罐籠底盤3上平面平齊，以方便進出車；鎖罐條4安裝時也需與罐籠底盤3上平面平齊。在本方案中對提升機電控和安裝要求精度較高，停車位置上下和左右誤差應控制在士5mm以內(nèi)。最后應說明的是以上所述僅為說明本發(fā)明的實施方式，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.立井罐籠穩(wěn)罐鎖罐裝置，包括罐籠，其特征在于還包括液壓盤式制動器、鎖罐條、 液控單向鎖、液壓站和控制操作臺，所述鎖罐條固定于罐籠底盤或與罐籠進出車端立柱設計為一體結(jié)構(gòu)，鎖罐條對稱的兩側(cè)面設有偶數(shù)對液壓盤式制動器，所述液壓盤式制動器內(nèi)設有碟簧，液控單向鎖安裝在液壓盤式制動器外接油管處；所述液壓站和液壓盤式制動器之間設有液壓管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立井罐籠穩(wěn)罐鎖罐裝置，其特征在于所述液壓站和控制操作臺安裝在控制室內(nèi)，所述液壓盤式制動器成對組裝于間座上，所述間座對稱布置在罐籠進出車兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立井罐籠穩(wěn)罐鎖罐裝置，其特征在于所述一個/一對液壓盤式制動器配置一個液控單向鎖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立井罐籠穩(wěn)罐鎖罐裝置，其特征在于所述液壓盤式制動器和液控單向鎖布置于搖臺的下方或上方，所述液壓盤式制動器和液控單向鎖均連接于提供動力和控制的液壓電控系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立井罐籠穩(wěn)罐鎖罐裝置的使用方法，其特征在于提升罐籠到位停車后，液壓站向液控單向鎖控制口提供壓力油，液控單向鎖反向?qū)ǎ簤罕P式制動器內(nèi)油壓通過供油管路外泄至液壓站的油箱，液壓盤式制動器失壓抱緊鎖罐條，通過鎖罐條鎖緊罐籠，然后放下?lián)u臺，進行重型設備進出罐籠作業(yè)；設備進出罐籠完畢后，首先抬起搖臺，釋放液控單向鎖控制油壓，再通過液壓站的比例閥控制液壓盤式制動器內(nèi)油壓上升，液壓盤式制動器敞開，液壓盤式制動器內(nèi)碟簧能量逐漸釋放轉(zhuǎn)變?yōu)樘嵘摻z繩伸長或縮短能量，待鋼絲繩和罐籠靜止后，進行提升操作。
全文摘要
立井罐籠穩(wěn)罐鎖罐裝置及使用方法，包括罐籠、液壓盤式制動器、鎖罐條、液控單向鎖、液壓站和控制操作臺，所述鎖罐條通過螺栓安裝固定在罐籠底盤或與罐籠進出車端立柱設計為一體結(jié)構(gòu)，液控單向鎖安裝在液壓盤式制動器外接油管處，鎖罐條對稱的兩側(cè)面設有偶數(shù)對液壓盤式制動器，本發(fā)明徹底解決設備在進出罐籠過程中因液壓油管破裂或油缸密封損壞而造成重大提升運輸事故；簡化設備進出罐籠動作過程，縮短設備進出罐籠時間，降低運行維護工作量；消除在整個鎖罐過程中，設備進出罐籠和進出罐籠完畢后鋼絲繩彈性伸縮對罐籠和井筒套架的沖擊，以及因鋼絲繩受力變化而產(chǎn)生的罐籠蠕動和撞擊噪音，擴大罐籠停車允許誤差范圍，減少對高性能提升機電控系統(tǒng)的依賴。
文檔編號B66B17/16GK102431927SQ20111011981
公開日2012年5月2日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者劉先彪 申請人:劉先彪