本發(fā)明涉及一種礦山豎井提升系統(tǒng)，具體涉及一種礦山豎井提升系統(tǒng)的提升鋼絲繩失速保護裝置及其應(yīng)用方法。

背景技術(shù)：

目前的礦山豎井鋼絲繩提升有兩種方式：纏繞式提升與摩擦式提升。這兩種提升方式均是通過鋼絲繩與卷筒的相互作用達到提升的目的。提升機的制動閘是通過制動卷筒達來使鋼絲繩制動。而在鋼絲繩發(fā)生失速事故時，鋼絲繩與卷筒之間發(fā)生了相對運動，只進行卷筒的制動，有時不能制動住失控的鋼絲繩，從而導致事故的進一步惡化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種直接柔性制動鋼絲繩的保護裝置，作為出現(xiàn)滑繩事故后的保護措施，防止事故的進一步惡化。

本發(fā)明的這種提升鋼絲繩失速保護裝置，包括抓捕機械手和機械手驅(qū)動單元，機械手驅(qū)動單元使抓捕機械手實現(xiàn)對提升鋼絲繩的抓捕動作。還包括豎直布置的兩緩沖臂和連接于兩緩沖臂之間水平布置的緩沖橫梁，提升鋼絲繩垂直穿過緩沖橫梁，緩沖橫梁的長度方向兩側(cè)相對布置有可沿緩沖橫梁寬度方向運動的活動機架，所述抓捕機械手固定于其中的一個活動機架上，緩沖臂包括內(nèi)空的臂架體和沿臂架體內(nèi)腔長度方向布置的緩沖體，臂架體的內(nèi)腔中對應(yīng)活動機架的上方布置有橫向擠壓緩沖體的擠壓單元；抓捕機械手抓捕到提升鋼絲繩受到的向下的能量依次傳遞給緩沖橫梁、緩沖臂和緩沖體，通過緩沖體的變形來吸收提升鋼絲繩向下的能量達到柔性制動提升鋼絲繩的目的。

所述提升鋼絲繩從所述緩沖橫梁的長度方向中心面處穿過，所述抓捕機械手的數(shù)量和布置位置與提升鋼絲繩對應(yīng)，所述機械手驅(qū)動單元包括液壓缸和鉸接于液壓缸活塞桿頭部的連桿，連桿的外端與抓捕機械手的上端連接。

所述緩沖臂的臂架體橫截面形狀為U型，其側(cè)壁的長度方向兩端之間分別連接有轉(zhuǎn)軸，所述緩沖體連接于兩轉(zhuǎn)軸之間；臂架體的兩側(cè)壁內(nèi)側(cè)分別布置有從下往上傾斜的導向塊。

所述緩沖體為鋼帶，鋼帶的兩端分別包覆相應(yīng)的轉(zhuǎn)軸后固定；所述緩沖橫梁布置于兩轉(zhuǎn)軸之間的位置。

所述緩沖臂的臂架體包括以夾角相對布置的兩角鋼和將兩角鋼的外側(cè)連為一體的封板，兩角鋼的相對內(nèi)壁分別連接有伸出角鋼內(nèi)側(cè)的連接板，連接板的長度小于角鋼的長度，所述緩沖橫梁的兩端分別與連接板的下端連接為一體。

所述擠壓單元包括鍥塊盒和平行連接于鍥塊盒上的三根擠壓軸，其中一根為活動軸，兩根為固定軸，鍥塊盒上開設(shè)有垂直于所述轉(zhuǎn)軸布置方向的長圓孔，活動軸置于長圓孔中可沿長圓孔左右滑動，兩根固定軸共軸向中心面布置于鍥塊上長圓孔的上側(cè)和下側(cè)。

所述擠壓單元以所述活動軸的兩端置于臂架體兩側(cè)的導向塊上布置于臂架體的內(nèi)腔中，所述緩沖體從所述活動軸和固定軸之間穿過。

所述活動機架的長度方向內(nèi)側(cè)對應(yīng)提升鋼絲繩位置處設(shè)置有夾持結(jié)構(gòu)。

所述兩活動機架之間通過同步軸連為一體，兩活動機架均可沿同步軸運動。

所述兩活動機架分別連接有沿水平方向布置的液壓缸作為驅(qū)動裝置。

本發(fā)明還提供了上述鋼絲繩失速裝置的應(yīng)用方法，首先將本裝置固定于井口的上方平臺上；然后將兩個活動機架處于緩沖橫梁的長度方向兩側(cè)，也就是使兩活動機架處于打開狀態(tài)，使抓捕機械手處于打開狀態(tài)；使提升鋼絲繩開始提升工作；上述操作的目的是使本裝置不影響提升鋼絲繩的正常提升工作。當提升鋼絲繩出現(xiàn)失速狀態(tài)時，控制兩活動機架閉合，使提升鋼絲繩處于兩活動機架的夾持結(jié)構(gòu)中，控制逐步機械手進行抓捕動作將提升鋼絲繩鎖死。

本裝置及方法能柔性制動鋼絲繩的原理如下：本發(fā)明通過在兩個緩沖臂之間連接緩沖橫梁，在緩沖臂內(nèi)布置緩沖體及擠壓單元，在緩沖橫梁上布置兩個可沿緩沖橫梁寬度方向相對運動的活動機架，在其中的一個活動機架上連接抓捕機械手。提升鋼絲繩從兩活動機架之間穿過緩沖橫梁。正常提升時，使兩活動機架處于打開狀態(tài)，不影響鋼絲繩的運動。當提升鋼絲繩出現(xiàn)失速狀況時，使兩活動機架閉合，使提升鋼絲繩處于活動機架上的夾持結(jié)構(gòu)中，然后通過機械手驅(qū)動單元操控抓捕機械手夾緊提升鋼絲繩。抓捕開始時，抓捕機械手在提升鋼絲繩的作用下向下運動，當抓捕力達到一定限值時，抓捕機械手不再向下運動，提升鋼絲繩向下的能量通過抓捕機械手和活動機架傳遞給緩沖橫梁，緩沖橫梁給連接板向下的作用力，連接板將作用力傳遞給擠壓單元，使擠壓單元沿緩沖臂內(nèi)壁的導向塊向上運動，三根擠壓軸使緩沖體發(fā)生變形來吸收提升鋼絲繩向下的能量，使提升鋼絲繩制動。

跟現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：通過緩沖體進行能量的緩沖吸收，有助于、可靠的制動容器的下墜動能，可以柔性制動提升鋼絲繩，將安全的制動力加在在提升鋼絲繩上，不損傷鋼絲繩。

附圖說明

圖1 為本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的俯視示意圖。

圖3為圖1中的A-A放大示意圖。

圖4是本發(fā)明的安裝位置示意圖。

具體實施方式

如圖1-3所示，本實施例公開了一種提升鋼絲繩失速保護裝置，應(yīng)用于礦山豎井的鋼絲繩纏繞式提升系統(tǒng)，包括緩沖臂1、擠壓單元2、緩沖體3、機械手驅(qū)動單元4、緩沖橫梁5、抓捕機械手6、機架驅(qū)動油缸7、活動機架8、同步軸9。

兩緩沖臂1豎直對稱布置，緩沖橫梁5水平連接于兩緩沖臂1之間，緩沖橫梁5的長度方向兩側(cè)布置有兩活動機架8，兩活動機架8之間通過水平布置的同步軸9連為一體，兩活動機架8的外側(cè)分別連接有機架驅(qū)動油缸7，兩活動機架8均可沿同步軸9水平橫向移動。

如圖1和圖3所示，緩沖臂1包括以夾角相對布置的兩角鋼11和將兩角鋼的外側(cè)連為一體的封板12，兩角鋼的相對內(nèi)壁分別連接有伸出角鋼內(nèi)側(cè)的連接板13。兩角鋼的上端和下端之間分別垂直連接有共軸向中心面的轉(zhuǎn)軸14，兩轉(zhuǎn)軸14之間連接有作為緩沖體3的鋼帶，鋼帶的兩端分別繞過相應(yīng)的轉(zhuǎn)軸14后固定。連接板13的長度小于角鋼11的長度。緩沖橫梁5的兩端分別與連接板13的下端連接為一體。

如圖1和圖3所示，擠壓單元2包括楔塊盒21和連接于楔塊盒21上的擠壓軸，擠壓軸有平行布置的三根，其中兩根為固定軸22，另一根為活動軸23。兩根固定軸22上下平行共軸向中心面固定布置，楔塊盒21上對應(yīng)兩固定軸22之間的中心面處開設(shè)有與固定軸22垂直的長圓孔24，活動軸23置于長圓孔24中，活動軸23的長度大于固定軸22的長度。

如圖1和圖3所示，緩沖橫梁5的長度方向兩側(cè)上表面連接有安裝座10，安裝座10的下側(cè)通過螺釘固定于緩沖橫梁5的上表面，安裝座10的上部有貫穿其厚度的連接孔。

如圖1、圖2所示，活動機架8的寬度方向外側(cè)有外伸的連接軸83，活動機架8通過連接軸81插入安裝座10上部的連接孔中安裝定位，通過機架驅(qū)動油缸7實現(xiàn)橫向水平移動。

如圖2所示，兩活動機架8的相對側(cè)布置有夾持提升鋼絲繩G的夾持結(jié)構(gòu)，其中一個活動機架8沿長度方向內(nèi)側(cè)布置有凹槽81，另一個活動機架在相應(yīng)位置處布置有相應(yīng)的凸臺82。若干提升鋼絲繩G分別從緩沖橫梁5的長度方向中心面上穿過。

如圖1和圖2所示，抓捕機械手6安裝于其中一個活動機架8上，本實施例的抓捕機械手6安裝于內(nèi)側(cè)開設(shè)有凹槽81的活動機架8上。抓捕機械手6的數(shù)量與鋼絲繩G的數(shù)量相同。抓捕機械手6的兩手臂對稱布置于鋼絲繩G的兩側(cè)。

如圖1所示，機械手驅(qū)動單元4包括液壓缸41和鉸接于液壓缸活塞桿頭部的連桿42，連桿42的外端與抓捕機械手6的上端連接。液壓缸41的缸體固定于連接有抓捕機械手6的活動機架8上。

如圖1、圖3所示，擠壓單元2安裝于活動機架8的上方，兩角鋼11的內(nèi)壁對應(yīng)擠壓單元的安裝位置處分別設(shè)置有內(nèi)低外高的導向塊15。擠壓單元2安裝時，楔塊盒21置于兩連接板13之間，位于長圓孔23中的第三根擠壓軸22的兩端置于導向塊15上，楔塊盒21的尺寸比兩連接板13之間的距離略小。最為緩沖體3的鋼帶從第三根擠壓軸22和另外兩根擠壓軸22之間穿過。

首先將本裝置通過鉸接或者預(yù)埋基礎(chǔ)等方法固定于井口的上方平臺上，如圖4所示；然后將兩個活動機架處于緩沖橫梁的長度方向兩側(cè)，也就是使兩活動機架處于打開狀態(tài)，使抓捕機械手處于打開狀態(tài)；使提升鋼絲繩開始提升工作；上述操作的目的是使本裝置不影響提升鋼絲繩的正常提升工作。當提升鋼絲繩出現(xiàn)失速狀態(tài)時，控制兩活動機架閉合，使提升鋼絲繩處于兩活動機架的夾持結(jié)構(gòu)中，控制逐步機械手進行抓捕動作將提升鋼絲繩鎖死。

本實施例的工作原理如下：正常提升時，使兩活動機架位于緩沖橫梁的兩側(cè)，抓捕機械手處于打開狀態(tài)，不影響鋼絲繩的運動。當提升鋼絲繩出現(xiàn)失速狀況時，機架驅(qū)動油缸控制兩活動機架相向運動，使提升鋼絲繩處于后動機架上的夾持結(jié)構(gòu)中，然后通過機械手驅(qū)動單元操控抓捕機械手夾緊提升鋼絲繩。抓捕開始時，抓捕機械手在提升鋼絲繩的作用下向下運動，當抓捕力達到一定限值時，抓捕機械手不再向下運動，提升鋼絲繩向下的能量通過抓捕機械手和活動機架傳遞給緩沖橫梁，緩沖橫梁給連接板向下的作用力，連接板將作用力傳遞給擠壓單元，使擠壓單元沿緩沖臂內(nèi)壁的導向塊向上運動，三根擠壓軸使緩沖體發(fā)生變形來吸收提升鋼絲繩向下的能量，使提升鋼絲繩制動。

當本發(fā)明應(yīng)用于礦山豎井的鋼絲繩摩擦式提升系統(tǒng)中，提升鋼絲繩出現(xiàn)失速狀態(tài)時，鋼絲繩向下運動的一邊保護裝置動作，另一邊的保護裝置不動作。