CN2441785Y - 多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机,其结构是由单绳缠绕驱动机、驱动钢绳、提升钢绳、多绳天轮、多绳平衡轮、提升罐笼及平衡尾绳构成,提升钢绳的两端绕过多绳平衡轮与提升罐笼的上部相接,平衡尾绳的两端与提升罐笼的底部相接,与单绳提升机相接的提升首绳绕过多绳天轮与提升罐笼的上部相接。该多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机和现有技术相比具有结构简单、设备投资少、工作安全稳定、易于操作和管理等特点,因而具有很好的推广使用价值。

Description

多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机

本实用新型涉及一种矿井设备，具体地说是一种多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机。

竖井矿用提升机是联系井上，井下的咽喉要道，它担负着矿石、废石、人员、材料和设备的垂直提升任务。竖井矿用提升机的选择影响因素很多，诸如矿山规模、运输方式、矿井通风、具体提升任务(主井、副井或混合提升)、开拓深度等。因此竖井矿用提升机一般须经过多方案比较后方可确定。竖井矿用提升机的选择及竖井矿用提升机的运行又是方案确定过程中两个关键因素。这也是多年来开展各类提升***在我国的适用条件和经济性研究、提升理论、提升设备强度及动力学探讨的焦点。

现有技术的竖井矿用提升机主要分单绳缠绕提升和多绳摩擦提升两大类。多绳摩擦提升又分为塔式摩擦提升和落地摩擦提升。单绳缠绕提升多用于深度小于600m的矿井，多绳摩擦提升用于深度300m～1400m的矿井。国外布雷式仅用于井深大于1400m的矿井。因我国矿井绝大多数在1000m以内，故国内竖井提升限在单绳缠绕提升和多绳摩擦提升两种形式。

单绳缠绕竖井矿用提升机工作原理比较简单，就是把钢丝绳的一端固定并缠绕在提升机的滚筒上，另一端绕经井架天轮悬挂提升容器。这样利用滚筒转动时出绳方向不同(右上出绳、左下出绳)，将钢绳缠上或松放。以完成提升或下放容器的工作。

单绳提升的使用范围在深井条件下受到限制，这是因为在深井大终端荷重时，为了承担终端荷重及钢丝绳本身的重量，钢绳的直径往往要求很大，而过大直径的钢丝绳除了在制造和使用上都不方便外，还将为满足钢丝绳绕经滚筒时所产生的弯曲应力不能过大，为保持钢绳的一定承载能力和使用寿命直接加大提升机直径和宽度。提升机规格的升级不光增加设备投资，主机变位质量明显加大。单绳提升无尾绳平衡所产生的较大拉力差和主机变位质量增加这两个关键因素，造成拖动功率的明显加大。因此庞大的设备及大功率电机对维修管理和运行都是不经济的。

多绳摩擦提升与单绳缠绕提升的不同在于钢丝绳不是缠绕在滚筒上而是搭放在主导轮上，并且以几根较细钢绳(均为偶数2、4、6、8布置)代替一根粗的钢绳，将提升容器悬挂在钢丝绳的两端。当提升机工作时承受着拉力的钢丝绳必然以一定的正压力紧压在摩擦衬垫上并产生一定的摩擦力。这样当电机带动主导轮转动时通过主导上的摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力带动钢丝绳随着主导轮一起转动，从而实现了容器的提升和下放。

塔式多绳摩擦竖井矿用提升机与落地多绳摩擦提升机的区别为塔式多绳摩擦提绳是将整套提升设备安装在井塔的顶层，优点是不受矿井地形限制，简化了工业场地，钢丝绳不受雨雪天气的影响，但井塔造价很高，施工工期太长。落地多绳摩擦竖井矿用提升机是将提升机安装在地表，提升钢绳经井架上的两组多绳天轮分别与容器相挂接。虽然减少了初期投资和工期，但钢绳露天设置受雨雪天气影响比较严重，防滑性能明显降低，并因钢绳絃长抖动而增加绳间距。因此多绳摩擦竖井矿用提升机虽然利用几根细的钢绳代替了一根粗的钢绳工作，解决了主导轮直径过大的问题。但存在提升过程中钢绳滑动、提升钢绳强度以及主导轮摩擦衬垫的抗压强度等一直是需要克服的问题。

综上所述单绳缠绕提升和多绳摩擦提升虽然在国内外广泛应用但都存在局限性及不易克服的缺点。尤其在设备重量和降低能耗方面一直停止在原有水平上没有明显的改进。人们致力于提升理论的研究就是为了寻求更为理想的竖井提升方式，目的是在技术可行、运行可靠、便于管理的前提下尽量减少投资和最大限度地节约能源。

本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低、投资少、施工周期短的多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机。

本实用新型的目的是按以下方式实现的，多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机是由单绳缠绕提升机、提升罐笼、平衡尾绳、尾绳悬挂装置、多绳天轮、多绳平衡轮、提升首绳、防扭式张力全自动平衡悬挂装置等部分组成。其中对称偶数钢绳搭接在多绳平衡轮上，两端分别与提升容器上部的悬挂装置挂接，中间的钢绳一端分别与提升容器上部的防扭装置挂节，另一端分别绕经上层平衡轮和下层多绳天轮的中间绳槽(当上部平衡轮的直径满足两提升容器中心距时也可采用在多绳平衡轮上部设两个单绳天轮，去掉下层的多绳天轮，形成三天轮结构。)固接于单绳缠绕提升机上，即右为上出绳，左为下出绳。

本实用新型的多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机是通过防扭式张力全自动平衡悬挂装置将多绳摩擦提升和单绳缠绕提升有机的结合，使国内外多绳摩擦提升的首绳由偶数悬挂变为奇数悬挂，即提升钢绳为1、3、5、7、9根布置。集多绳摩擦提升和单绳缠绕提升的优点于一体，形成一种新的提升装置。其工作原理为：当单绳缠绕提升机在电机驱动下转动时，两根出绳方向不同的钢丝绳分别绕经井架上层的平衡轮和下层的多绳天轮的中间绳槽与提升容器上部悬挂装置中间的防扭结构挂接，形成容器的提升和下放。此时由于张力全自动平衡装置的作用使奇数根钢绳受力完全一致。而中间的钢绳在提升过程中出现的扭力由防扭装置抵消掉。两侧偶数布置的钢绳所产生的扭力因其左右捻本身抵消，从而保证不产生容器罐耳与罐道的额外摩擦力。

附图1为多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机的整体结构示意图；

附图2为多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机防扭自动张力平衡悬挂的结构示意图；

附图3为多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机的驱动绳防扭自动张力平衡悬挂的结构示意图；

附图4为多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机的驱动绳防扭自动张力平衡悬挂的结构示意图。

参照说明书附图对本实用新型的多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机作以下详细地说明。

本实用新型的多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机，其结构是由单绳缠绕驱动机1、驱动钢绳2、提升钢绳3、多绳天轮4、多绳平衡轮5、提升罐笼6及平衡尾绳7构成，提升钢绳3的两端饶过多绳平衡轮5与提升罐笼6的上部相接，平衡尾绳5的两端与提升罐笼6的底部相接，与单绳缠绕驱动机1相接的驱动钢绳2饶过多绳天轮4与提升罐笼6的上部相接。

在提升罐笼6的上部设置有驱动钢绳防扭张力自动平衡悬挂和提升钢绳张力自动平衡悬挂，驱动钢绳防扭张力自动平衡悬挂是由钢绳连接轴承8和液压张力平衡架9组成，钢绳连接轴承8与液压张力平衡架9的上部相接，下部与提升罐笼6的壳体上部相接。

提升钢绳张力自动平衡悬挂是由钢绳连接器10和液压张力平衡架9组成，提升钢绳3的端部通过钢绳连接器10与液压张力平衡架9的上部相接，下部与提升罐笼6的壳体上部相接。

实施例：

本实用新型的多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机其加工制作非常简单方便，按说明书附图所示加工制造即可。单绳缠绕提升机和多绳提升机均为通用矿用设备。张力自动平衡架的使用是通过调整与每根钢绳相接的张力平衡架中的液压缸将钢绳拉紧，然后通过管道将各个张力平衡架中液压缸的油路并在一起，通过液压缸中液压油的流动平衡各个钢绳的张紧度。

本实用新型的多绳悬挂尾绳平衡防扭式全自动张力平衡的单绳缠绕提升装置的特点：

该提升装置克服了多绳摩擦提升和单绳缠绕提升的缺点形成一种比较理想的提升装置。因此具有以下明显的特点：

1.大幅度降低基建投资：因提升设备选型的几个关键因素制约了设备规格降不下来(规程要求的取值范围不能突破，因为规程是血的教训。)而使设备规格有时很大。采用该装置整个***的最大静拉力全布落在井架上部的平衡轮上，因此所匹配的单绳缠绕提升机可降2～4个规格，若将其附属设施考虑在内，在可比情况下的投资最少降低40～65％。

2.明显降低了经营费：主机规格减小，***总的变位质量明显减少，防扭张力全自动平衡装置的作用使***拉力差成倍下降，从静力***及动力***综合分析得出结论(在可比状况下)配用功率可减少25～45％。

3.解决了单绳缠绕提升提人时不能多层缠绳的问题：规程规定单绳缠绕提升提升人员时不许缠两层，该提升装置因张力全自动平衡的作用(液压瞬间平衡)消除了钢绳缠两层过度时钢绳的颤动，而且可缠多层。

4.去掉单绳缠绕提升必设的防坠装置：

规程规定提人的单绳缠绕提升必须设防坠***(多升提升可以不设)。该***是以奇数根钢悬挂，加上井架上部多绳平衡轮的制动***形成多绳提升运行，因而不需设防坠***。

5.提高了老矿山的挖潜能力：

我国二十世纪六、七十年代左右建成的矿山(基本都是单绳缠绕提升机)都存在扩建和向深部开采的问题，但提升设备都还能用，但扩大规模或延深后，原设备都无法满足要求。经全面计算论证采用该提升装置在产量增加50～80％的情况下提升深度可增加1.5～2.0倍。

6.直接缩短矿山建设工期：对矿山建设地形条件限制的情况下必需采用塔式摩擦提升时工期是必须考虑的。采用该提升装置井架上部的多绳平衡轮直接代替了塔式多绳摩擦提升，井架可在远离井口的地方加工，竖井施工不受影响，大大缩短了基建工期。

7.解决了落地多绳摩擦提升受气候的影响：由于落地多绳摩擦提升是将提升机安装在地面，其提升钢绳的絃长部分暴露在外，雨雪天直接使雨水及结的冰带到主导上而使钢绳与衬垫间的摩擦力降低，形成打滑现象影响提升效果。采用新的提升装置是以单绳缠绕出绳，其絃长部分一点也不受雨雪天气的影响。从而提高了整个提升***的运行状态。

8.防扭式全自动张力平衡消除了单绳缠绕提升钢绳扭转而造成的容器罐耳与罐道之间的摩擦：

由于提升过程中容器的罐耳与罐道之时刻处在摩擦受力过程中，不仅损坏容器及罐道同时也影响提升机主机和电机的运行，造成***运行不平稳及易发生事故。采用新的提升装置其防结构直接消除了提升过程中钢绳产生的扭转力，使提升***运转平稳和容器罐耳与罐道少更换。

五.社会及经济效益：我国几十年来一直沿用建国初期苏联的提升设备制造技术及工艺布置，虽然在某些地方进行了改进，比设备老型谱有提高。但大马拉小车的现象在新建和扩建矿山一直存在，有时几十年处在高能耗状态，这与社会的发展和技术进步是不相适应的。因此说采用新的提升装置会改变我国所有矿山的面貌和现状，并提高了提升的安全性及管理水平。

该提升装置的经济效益可以下例说明：如山东省某转产矿山(30万吨/年的煤矿因矿源枯竭，几千人回家，现转产准备筹建50万吨/年的铁矿)要建的铁矿垂深近500m，需两条竖井开拓，按正常设计采用单绳缠绕提绳机时，主井需φ4.50m的双筒单绳缠绕提升机，配用功率N＝1250KW。副井需φ3.5m双筒单绳缠绕提升机，配用功率N＝800KW。若采用多绳摩擦提升机，主井需φ2.8的四绳摩擦提升机，配用功率N＝1000KW，副井需φ2.25的四绳摩擦提升机配用功率N＝600KW。

如采用多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机，主井只需φ2.5m单双筒单绳缠绕提升机均可，配用功率N＝500KW，副井用φ2.0m单双筒单绳缠绕提升机均可，配用功率为N＝200KW。该矿原用的φ2.5m双筒单绳缠绕提升机，及φ2.0m单筒单绳缠绕提升机检修后可直接用于新建矿山，不仅大幅度减少基建投资缓解矿山资金困难的矛盾，同时配用功率也大大降低，直接降低了经营成本。

基于上例我国新建的矿山都能按此考虑的话，将会给国家节约不可估量的投资。若将改扩建矿山纳入考虑的范围之内，节约的投资及减少能耗是无法计算的。

我国地大物博，矿产资源丰富，每年有大批的矿上马，并且建国以来有成千上万的矿山生产多年，都面临扩大规模和延深。按已往设计原有提升设备都很难达到设计要求。而采用新的提升装置对原有***稍微改造便可满足要求。

据统计我国20世纪50年代探明的浅部矿产资源已接近枯竭，以后的矿山均向深部发展。采用原有的提升装置虽然能满足基建要求但投资和能耗也是惊人的。同时成千上万的老矿山向深部开采时原有竖井和设备全部报废太可惜，不仅浪费了资金，***也是问题。而采用新的提升装置可在很短的时间内搞好生产接续。因此说该装置是有很好的推广价值和前景。

Claims (3)

1.多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机，包括单绳缠绕驱动机、驱动钢绳、提升钢绳、多绳天轮、多绳平衡轮、提升罐笼及平衡尾绳，其特征在于提升钢绳的两端饶过多绳平衡轮与提升罐笼的上部相接，平衡尾绳的两端与提升罐笼的底部相接，与单绳提升机相接的驱动钢绳饶过多绳天轮与提升罐笼的上部相接。

2.根据权利要求1所述的多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机，其特征在于在提升罐笼的上部设置有驱动钢绳防扭张力自动平衡悬挂和提升钢绳张力自动平衡悬挂，驱动钢绳防扭张力自动平衡悬挂是由钢绳连接轴承和液压张力平衡架组成，钢绳连接轴承与液压张力平衡架的上部相接，下部与提升罐笼壳体上部相接。

3.根据权利要求1所述的多绳悬挂尾绳平衡单绳缠绕驱动式矿用提升机，其特征在于提升钢绳张力自动平衡悬挂是由钢绳连接器和液压张力平衡架组成，提升钢绳的端部通过钢绳连接器与液压张力平衡架的上部相接，下部与提升罐笼壳体上部相接。

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