專利名稱：氣動料斗提升機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采礦業(yè)，更具體說，涉及氣動料斗提升機。
本發(fā)明最適宜用于由特別深的礦井和露天礦場運出礦石，以及用于工業(yè)和民用建筑業(yè)。
已知一種氣動料斗提升機(蘇聯(lián)專利SU，A，263839)，它具有提升礦石用的料斗，安裝在與壓縮空氣源連接的井筒內(nèi)，可作縱向移動。在井筒壁的內(nèi)表面以料斗高度一半為間距裝有導(dǎo)向裝置，而以料斗高度為間距裝有封嚴(yán)裝置。每一個導(dǎo)向裝置由位于同一平面上的至少三個導(dǎo)輪組成，導(dǎo)輪與料斗相互作用并保證料斗相對于井筒軸線定心。每一個導(dǎo)輪以自己的輪轂固定在井筒上。每一個封嚴(yán)裝置制成單獨的活動彈性元件，固定在井筒周邊的護(hù)圈上。
氣動料斗提升機的此種結(jié)構(gòu)使有可能實際上由任何深度按最短距離由開采地點提升礦石至地面，并具有極大的單位起重量(150～300噸和更高)，從而基本上解決了從深的礦井和露天礦場運輸?shù)V石的問題。
然而將封嚴(yán)裝置制成單獨的活動的彈性元件使此裝置的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜化，增加了壓縮空氣的泄漏，因此降低了整個提升機工作的可靠性和壽命。將導(dǎo)向裝置和封嚴(yán)裝置直接配置在井筒壁內(nèi)表面上，導(dǎo)致井筒上述表面與料斗圓筒形表面之間的間隙增大，而這又導(dǎo)致井筒直徑增大而引起的投資費用的增大，以及必須用更大體積壓縮空氣充填此“有害”體積，從而導(dǎo)致這種提升機效率的降低。此外，該結(jié)構(gòu)在工作時不能保證料斗相對于井筒和封嚴(yán)裝置軸線嚴(yán)格的定心，因此當(dāng)料斗相對于井筒軸線擺動時，在彈性元件邊緣與料斗表面之間形成間隙，導(dǎo)致壓縮空氣泄漏，并且當(dāng)料斗進(jìn)入封嚴(yán)裝置時由于極大動態(tài)作用力而使彈性元件受擠壓和變形。
本發(fā)明的基本任務(wù)是提供一種氣動料斗提升機，其封嚴(yán)裝置的結(jié)構(gòu)可使壓縮空氣的泄漏降至最低，從而提高提升機的效率。
解決所提任務(wù)的措施是提供一種氣動料斗提升機，其具有提升礦石用的料斗，安裝在與壓縮空氣源連接的井筒內(nèi)，可作縱向移動。在井筒壁的內(nèi)表面以料斗高度為間距裝有封嚴(yán)裝置，而以料斗高度之半為間距裝有導(dǎo)向裝置，每一個導(dǎo)向裝置由位于垂直于井筒軸線的平面上的至少三個導(dǎo)輪組成，導(dǎo)輪與料斗相互作用并保證料斗相對于井筒軸線定心。每一個導(dǎo)輪以自己的輪轂的軸固定在井筒上，按照本發(fā)明每一個封嚴(yán)裝置帶有密實的環(huán)狀彈性元件，裝在剛性環(huán)架上并與其固定連接，環(huán)架借助傳動連接件與井筒連接。
上述傳動連接件最好制成均勻固定在井筒壁上的導(dǎo)軌，而剛性環(huán)架安裝在其內(nèi)并可在垂直于井筒軸線的平面內(nèi)移動。
這樣可以保證料斗相應(yīng)于井筒軸線移動，從而保證料斗和井筒之間的間隙封嚴(yán)的可靠性。
最好每一條導(dǎo)軌位于井筒壁內(nèi)形成的環(huán)形凹溝內(nèi)，而導(dǎo)向裝置的每一個導(dǎo)輪位于井筒壁內(nèi)形成的單獨凹溝內(nèi)。
制成上述凹溝可以在保持料斗載重量的情況下大大減少井筒直徑，從而大大節(jié)省建筑井筒的費用。
最好在剛性環(huán)架的每一端頭上按實際與封嚴(yán)裝置軸線距離等于料斗半徑，均勻地安裝至少三個輔助導(dǎo)輪。
在每個環(huán)架的端頭具有輔助導(dǎo)輪可以在料斗進(jìn)入封嚴(yán)裝置時，使封嚴(yán)裝置相對于料斗軸線定心，并消除料斗對環(huán)形彈性元件的動力作用，從而保證上述彈性元件完成其直接功能-封嚴(yán)間隙。
為了保證能承受來自料斗方面的大的力，改善動態(tài)條件以及保證提升機的工作可靠，需要在導(dǎo)向裝置每個導(dǎo)輪的輪緣上安裝空心環(huán)室，其中充填彈性材料。
最好將料斗的兩端頭區(qū)表面制成曲面形狀。
這樣可改善料斗進(jìn)入導(dǎo)向和封嚴(yán)裝置的條件，從而提高其工作壽命。
本發(fā)明可通過結(jié)合附圖詳細(xì)說明具體實施例來解釋。附圖中

圖1為按本發(fā)明制造的氣動料斗提升機的總視圖;
圖2為本發(fā)明的氣動料斗提升機井筒的部分視圖，示出了導(dǎo)向和封嚴(yán)裝置的配置;
圖3-圖1的Ⅲ-Ⅲ剖面;
圖4-圖2的A部位細(xì)節(jié)放大圖，示出按本發(fā)明的封嚴(yán)裝置帶有環(huán)形彈性元件;
圖5-圖4的Ⅴ-Ⅴ剖面放大圖;
圖6-圖2的A部位細(xì)節(jié)放大圖，示出按本發(fā)明的“浮游”封嚴(yán)裝置的實施方案;
圖7-與圖6相同，示出按本發(fā)明采用的輔助導(dǎo)輪。
按本發(fā)明制造的氣動料斗提升機具有井筒1(圖1)，其中裝有可以縱向移動的料斗2，用于提升礦石，井筒1借助導(dǎo)管3與壓縮空氣源連接。例如，壓縮空氣源可以是帶驅(qū)動裝置5的鼓風(fēng)機4。在井筒1的下標(biāo)高處料斗2的裝料是借助裝料機構(gòu)6進(jìn)行的，而在井筒1的上標(biāo)高處料斗2的卸料是借助制成貯料箱7形式的卸料裝置進(jìn)行的。提升機的工作過程可用節(jié)流裝置8、9來控制。節(jié)流裝置8安裝在井筒1內(nèi)料斗2的卸料區(qū)，并將井筒1的腔室與大氣連接。節(jié)流裝置9安裝在導(dǎo)管3內(nèi)，它將井筒1的腔室與鼓風(fēng)機4連接。
在井筒1的內(nèi)表面以料斗2的高度為間距，安裝封嚴(yán)裝置10(圖2)，而以料斗2高度之半為間距安裝導(dǎo)向裝置11。
每一個導(dǎo)向裝置11為配置在井筒1軸線垂直平面內(nèi)的至少三個導(dǎo)輪12(圖3)，導(dǎo)輪12與料斗2相互作用(圖2)，并保證其相對于井筒1軸線的定心。
每一個封嚴(yán)裝置10(圖4)具有密實的環(huán)形彈性元件13，安裝在剛性環(huán)架14上并與其固定連接。環(huán)架14借助傳動連接件，例如環(huán)形元件15與井筒1連接。環(huán)形彈性元件13由低摩擦系數(shù)的彈性材料制成。該彈性元件13的內(nèi)徑d制成小于料斗2的外徑D(圖2)。
為了在保持料斗2的提升力的條件下減少井筒1的直徑，每一個封嚴(yán)裝置10安裝在位于井筒1壁上的環(huán)形凹溝16(圖4)內(nèi)，而導(dǎo)向裝置11的每一個導(dǎo)輪12安裝在也是位于井筒1壁上的單獨的凹溝17內(nèi)。
每一個導(dǎo)輪12(圖5)有在軸承19的軸20上轉(zhuǎn)動的輪轂18，在此軸上固定有帶空心環(huán)室21的輪緣，環(huán)室內(nèi)充填彈性材料22。在導(dǎo)輪12的輪緣裝上空心環(huán)室21的這種安排，可使料斗2沿井筒1運動時，接受來自料斗2壁的較大的力并傳給井筒1的內(nèi)壁(圖2)，從而改善提升機工作的動力學(xué)。
為了保證封嚴(yán)的環(huán)形彈性元件13(圖4)和導(dǎo)向裝置11的導(dǎo)輪12平穩(wěn)和無撞擊地讓料斗2(圖2)的圓筒形表面通過，料斗兩端頭區(qū)的表面制成曲率半徑為r的曲面。
氣動料斗提升機的工作方式如下料斗2(圖1)在位于井筒1的下標(biāo)高處由裝料裝置6裝入礦石。接通鼓風(fēng)機4，壓縮空氣通過節(jié)流裝置9沿著導(dǎo)管3進(jìn)入料斗2的底部下面。當(dāng)料斗2底部單位面積的壓強達(dá)到一定值時，料斗開始向井筒1的上標(biāo)高處上升。這時料斗2在導(dǎo)向裝置11(圖2)內(nèi)運動，它總是處于兩圈導(dǎo)向裝置11之間，導(dǎo)向裝置11使料斗2相對于井筒1的軸線定心并引到隨后的第三圈導(dǎo)向裝置11，及下一個封嚴(yán)裝置10，封嚴(yán)裝置10由于具有密實的環(huán)形彈性元件13(圖4)的形式，以張力抱緊料斗2(圖2)并封嚴(yán)料斗2底部下面的井筒1的腔室。料斗2向井筒1(圖1)上標(biāo)高的行進(jìn)速度可用節(jié)流裝置8控制，控制方法是當(dāng)料斗2與連接井筒1的腔室與大氣的孔邊相交時，由井筒1的腔室向大氣排放一定量的壓縮空氣。料斗2被引到井筒1的上標(biāo)高處并將礦石卸在貯料箱7內(nèi)。卸料后關(guān)閉節(jié)流裝置8、9，料斗2在自身重力的作用下開始向井筒1的下標(biāo)高下降。料斗2的下降速度可根據(jù)通過節(jié)流裝置9排向大氣中的壓縮空氣量來調(diào)節(jié)。翻斗2“軟著陸”到井筒1的下標(biāo)高處，重新裝礦石并重復(fù)上述工作循環(huán)。
上述氣動料斗提升機可帶動直徑為0.6～2米裝載量為2至10～15噸的料斗進(jìn)行工作，料斗2在壓縮空氣剩余壓力的作用下在導(dǎo)輪12(圖3)上運動，導(dǎo)輪12從三面將料斗2抱住，并實現(xiàn)料斗2(圖1)相對于井筒1軸線的定心。這時料斗2壁與井筒1壁之間的間隙的封嚴(yán)，是借助環(huán)形彈性元件13的內(nèi)徑d與料斗2的外徑D(圖2)之差形成的張力來實現(xiàn)的。這個張力的大小取決于料斗2底部下面的剩余壓力、井筒1壁和料斗2壁之間的間隙大小以及制造環(huán)形彈性元件13(圖4)材料及彈性元件的尺寸。為了降低工作時的摩擦力，制造環(huán)形彈性元件13的材料應(yīng)具有低的摩擦系數(shù)(0.05～0.2)。
當(dāng)料斗2(圖2)的直徑增加至3～4米，提升力相應(yīng)增加至40～60噸時，不能保證料斗2相對于井筒1軸線嚴(yán)格定心，因此出現(xiàn)了用環(huán)形彈性元件13(圖4)邊緣跟蹤料斗2壁的必要性。在這種情況下在氣動料斗提升機內(nèi)，按照本發(fā)明采用了所謂的“浮游”封嚴(yán)裝置10(圖6)，它與井筒1的傳動連接是通過均勻固定在井筒壁上的導(dǎo)軌23來實現(xiàn)的。這時剛性環(huán)架14與固定在其內(nèi)的環(huán)形彈性元件13被置于導(dǎo)軌23內(nèi)，可在垂直于井筒1軸線的平面內(nèi)移動。封嚴(yán)裝置10的這種結(jié)構(gòu)處理的優(yōu)點，是當(dāng)料斗2(圖2)在井筒1內(nèi)運動時，可用環(huán)形彈性元件13的邊緣“跟蹤”翻斗2的壁，從而保證了氣動料斗提升機更好的工作條件。實現(xiàn)這一點的方式如下。
料斗2的軸線相對于井筒1的軸線移動，料斗2的上部進(jìn)入封嚴(yán)裝置10，以其壁作用于環(huán)形彈性元件13(圖6)的邊緣上，通過它把徑向力傳至剛性環(huán)架14上，剛性環(huán)架14沿著此力的方向在導(dǎo)軌23內(nèi)移動直至徑向力沿封嚴(yán)裝置10整個周邊平衡為止，即是說直至封嚴(yán)裝置10的活動部分(帶有彈性元件13的剛性環(huán)架14)的軸線與料斗2(圖2)的軸線對準(zhǔn)為止。料斗2壁與環(huán)形彈性元件13(圖6)之間間隙的封嚴(yán)，是借助環(huán)性彈性元件13的內(nèi)徑d小于料斗2(圖6)的外徑D來實現(xiàn)的。
按照本發(fā)明，封嚴(yán)裝置10的上述結(jié)構(gòu)方案，可以使其相對于料斗2軸線自動調(diào)節(jié)，從而保證氣動料斗提升機在最低的壓縮空氣泄漏率條件下的最有利的工作條件。從整體來說帶該種結(jié)構(gòu)封嚴(yán)裝置10的提升機的工作方式與上面敘述過的相似。
對于礦井和露天礦場用的大功率氣動料斗提升機(料斗直徑2.5～8米，提升力70～300噸)，在剛性環(huán)架14(圖7)的每一端以由封嚴(yán)裝置10的軸線24至料斗2的半徑R為距離，均勻地安裝至少三個輔助導(dǎo)輪25。當(dāng)料斗2進(jìn)入封嚴(yán)裝置10時，如料斗2的軸線偏離井筒1的軸線，就可借助輔助導(dǎo)輪25使封嚴(yán)裝置10相對于料斗2軸線定心和消除料斗2壁對環(huán)形彈性元件13邊緣的動力作用，即保證了封嚴(yán)井筒1壁和料斗2壁之間間隙封嚴(yán)下的最佳工作條件。
這種結(jié)構(gòu)的提升機的工作方式如下。
當(dāng)料斗2的上部進(jìn)入封嚴(yán)裝置10時，輔助導(dǎo)輪25作用于料斗2的壁，將徑向力傳遞給剛性環(huán)架14，環(huán)架14帶著環(huán)形彈性元件13一起沿著這個力的方向在導(dǎo)軌23中移動，直至封嚴(yán)裝置10的軸線24與料斗2的軸線重合為止，即借助于輔助導(dǎo)輪25使封嚴(yán)裝置10的活動部分相對于料斗2的軸線自動調(diào)節(jié)。當(dāng)料斗2的上部繼續(xù)運動至已經(jīng)定心的環(huán)形彈性元件13，該彈性元件均勻地以張力抱緊料斗2的壁，因為沒有動力載荷施加在其上，而它的邊緣也不承受料斗2的單向擠壓。從整體來說帶該種結(jié)構(gòu)封嚴(yán)裝置10的斗式氣動提升機的工作方式與上面敘述過的相似。
按本發(fā)明提出的氣動料斗提升機的上述結(jié)構(gòu)，可以保證實際上可由要求的任何礦床開采深度運輸?shù)V石，無論是礦井開采還是露天開采。用在礦井開采時的生產(chǎn)率為3～6百萬噸/年，而用在露天開采的生產(chǎn)率為1～3千萬噸/年。此外，從長遠(yuǎn)的觀點來看，在開采礦床時還可降低投資費用和生產(chǎn)消耗，縮短建筑全套提升設(shè)備的時間，從而解決了由礦床深層運出礦石的問題。通過氣動料斗提升機應(yīng)用領(lǐng)域的評價表明，對于特別深的礦井(超過1500米)和露天礦場(深度500米)，這種提升機是唯一可能的合理化的運輸方式。
權(quán)利要求
1.氣動料斗提升機，具有用于提升礦石的料斗(2)，安裝在與壓縮空氣源連接的井筒(1)內(nèi)，可作縱向移動，在井筒(1)的內(nèi)表面以料斗高度為間距裝有封嚴(yán)裝置(10)，而以料斗高度之半為間距裝有導(dǎo)向裝置(11)，每一個導(dǎo)向裝置由位于垂直于井筒1軸線的平面上的至少三個導(dǎo)輪(12)組成，導(dǎo)輪與料斗(2)相互作用并保證它相對于井筒(1)的軸線定心，每一個導(dǎo)輪(12)以自己的輪轂(18)的軸(20)固定在井筒(1)上，其特征為每一個封嚴(yán)裝置(10)帶有密實的環(huán)形彈性元件(13)，裝在剛性環(huán)架(14)上并與其固定連接，剛性環(huán)架(14)借助傳動連接件與井筒(1)連接。
2.按照權(quán)利要求1的氣動料斗提升機，其特征為上述傳動連接件制成均勻固定在井筒(1)壁上的導(dǎo)軌(23)，而剛性環(huán)架(14)安裝在其內(nèi)可在垂直于井筒(1)軸線的平面內(nèi)移動。
3.按照權(quán)利要求2的氣動料斗提升機，其特征為所述的每一條導(dǎo)軌(23)位于井筒(1)壁內(nèi)制成的環(huán)形凹溝(16)內(nèi)，而導(dǎo)向裝置(11)的每一個導(dǎo)輪(12)位于井筒(1)壁內(nèi)制成的單獨的凹溝(17)內(nèi)。
4.按照權(quán)利要求1的氣動料斗提升機，其特征為在所述的剛性環(huán)架(14)的每一端頭上，按實際與封嚴(yán)裝置(10)軸線(24)距離等于料斗半徑(R)，均勻地安裝至少三個輔助導(dǎo)輪(25)。
5.按照權(quán)利要求3的氣動料斗提升機，其特征為在所述的導(dǎo)向裝置(11)的每個導(dǎo)輪(12)的輪緣上安裝空心環(huán)室(21)，其中充填彈性材料(22)。
6.按照權(quán)利要求4的氣動料斗提升機，其特征為所述的料斗(2)兩端頭區(qū)的表面制成曲面形狀。
全文摘要
氣動料斗提升機，具有提升礦石用的料斗(2)，安裝在與壓縮空氣源連接的井筒(1)內(nèi)，可作縱向移動。在井筒(1)的內(nèi)表面以料斗的高度為間距安裝有封嚴(yán)裝置(10)，而以料斗高度之半為間距安裝有導(dǎo)向裝置(11)。每一個導(dǎo)向裝置由垂直于井筒(1)軸線的平面上的至少三個導(dǎo)輪(12)組成。每一個封嚴(yán)裝置(10)為密實的環(huán)形彈性元件(13)，裝在剛性環(huán)架(14)上并與其固定連接。剛性環(huán)架(14)借助傳動連接件與井筒(1)連接。
文檔編號B66B17/08GK1053910SQ90100600
公開日1991年8月21日 申請日期1990年2月7日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月7日
發(fā)明者尤里·亞厲山德羅維奇·尼古拉耶夫 申請人:卡拉干達(dá)工學(xué)院