ПОДЪЕМНИК Российский патент 1995 года по МПК B66B9/04 

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, в частности к подъемникам, и может быть использовано при строительстве и эксплуатации высотных зданий и сооружений, а также в глубоких шахтах.

Известны подъемные установки (патент США N 4042066, кл. В 66 В 9/02, 1977, авт.св. СССР N 922018, кл. В 66 В 9/02, 1982, авт.св. СССР N 1184781, кл. В 66 В 9/02, 1985), содержащее грузонесущий орган, размещенный в шахте с возможностью продольного перемещения посредством движителей, взаимодействующих своими рабочими элементами со стенками шахты с помощью подпружиненного механизма движителя или ходовых колес.

Недостатком известных установок является их недостаточная надежность из-за ограниченности удельного давления на стенку шахты от каждого отдельного движителя и нестабильности коэффициента трения, который в зависимости от состояния поверхности стенки шахты может меняться в широком диапазоне, а в случае ходовых колес необходима еще и предварительная подготовка стенки шахты. Кроме того, данные установки сложны по конструкции из-за наличия приводов к каждому колесу движителя, наличия механизмов поджатия движителя к стенке шахты и механизмов натяжения цепной и ременной передач.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к предлагаемому изобретению является устройство для передвижения шахтной крепи по авт.св. N 540044, которое и принято в качестве прототипа. Известное устройство содержит поршневой движитель, связанный с опорными элементами в виде двух последовательно установленных в стволе шахты эластичных оболочек, заполненных рабочим телом, имеющим возможность продольного перемещения. Для осуществления перемещения понижают давление в одной из эластичных оболочек в то время, как другая оболочка под высоким давлением расперта относительно шахты и является опорой. Относительно этой опоры поршневым движителем подтягивают ослабленную оболочку. Затем повышают давление в первой оболочке, образуя из нее опору, и подтягивают другую оболочку, предварительно понизив в ней давление. Таким образом происходит шаговое перемещение грузонесущего органа.

Однако это устройство имеет такие же недостатки, как и перечисленные выше известные установки недостаточную надежность и сложность конструкции. Слабым малонадежным узлом является непосредственное соединение движителя с эластичной оболочкой, т.к. нарушается целостность оболочки и передача усилия движителя производится на небольшую площадь поверхности оболочки. Кроме того, необходимость попеременно понижать и повышать давление в эластичных оболочках усложняет конструкцию.

К недостаткам данного устройства дополнительно можно отнести:
ограниченную возможность его применения, т.к. оболочки могут работать только в кольцевом зазоре, контактируя с неподвижными стенками,
возможность снижения надежности вследствие того, что оболочки должны быть подключены к системе управления приводом, обеспечивающим синхронную подачу и сброс давления при каждом "шаге" перемещения подъемника, а эта система функционально сложна.

Цель изобретения повышение надежности и упрощение конструкции подъемника.

Эта задача решается благодаря тому, что известное устройство, содержащее грузонесущий орган, поршневой движитель, связанный с опорными элементами в виде двух последовательно установленных в стволе шахты эластичных оболочек, заполненных рабочим телом, имеющих возможность продольного перемещения, и источник питания, снабжено направляющей арматурой, выполненной в виде двух последовательно установленных соосно с грузонесущим органом обойм, в которых установлены эластичные оболочки, при этом каждая эластичная оболочка выполнена ампулизированной и имеет форму тора с кольцевым уступом на внутренней поверхности, сопряженным с обоймой, а поршневой движитель выполнен в виде силовых цилиндров, равномерно расположенных вокруг грузонесущего органа и шарнирно связанных с ним и обоймами.

На фиг.1 показано исходное положение подъемника; на фиг.2 промежуточное положение (ведущими являются соответственно верхний и нижний ярусы силовых цилиндров).

Подъемник содержит последовательно установленные в шахте 1 с возможностью продольного перемещения ампулизированные автономные эластичные оболочки 2 тороидальной формы с кольцевыми уступами 3 на внутренней поверхности, заполненные рабочим телом, например жидкостью. Эластичные тороидальные оболочки установлены в направляющей арматуре, выполненной в виде обойм 4, скреплены с ними и сопрягаются с ответными кольцевыми уступами обойм, а внешней стороной оболочки взаимодействуют со стенками шахты 1. Обоймы 4 установлены соосно с грузонесущим органом 5 и связаны с ним шарнирно посредством силовых цилиндров 6, равномерно расположенных вокруг грузонесущего органа. Поршневой движитель включает два яруса (верхний и нижний) силовых цилиндров 6, источник питания (не показан), который в варианте осуществления изобретения выполнен в виде объемного гидропривода с питанием от линии электропередач, и систему управления гидроприводом с трубопроводами 7.

Подъемник работает следующим образом.

В исходном положении (фиг. 1) при подаче давления в поршневые полости силовых цилиндров 6 верхнего или нижнего ярусов обоймы и оболочки не будут перемещаться. Например, при подаче давления в поршневые полости силовых цилиндров 6 верхнего яруса его обойма будет стремиться переместиться вниз и перекатить оболочку 2 относительно стенки шахты 1 в положение, при котором уменьшается внутренний объем оболочки 2 и, следовательно, увеличивается ее внутреннее давление. При этом благодаря разности эффективных площадей верхнего и нижнего гофров оболочки 2, обусловленной уступом, возникает поршневая сила, направленная в противоположную сторону действующей силе со стороны цилиндров, препятствующая этому перекатыванию. Поскольку оболочка ампулизирована и заполнена рабочей жидкостью, то ее перекатывание до положения, когда реакция со стороны оболочки уравновесится с движущей силой цилиндров, будет практически отсутствовать вследствие несжимаемости жидкости и большой прочности стенок оболочек.

Для перемещения подъемника вверх (фиг.2) подают давление в поршневые полости силовых цилиндров 6 верхнего яруса и штоковые полости силовых цилиндров 6 нижнего яруса. При этом верхний ярус силовых цилиндров становится ведущим и одновременно опорным, грузонесущий орган начинает подниматься вверх, а нижняя оболочка 2, скрепленная с обоймой 4, начинает проскальзывать вверх по стенке шахты 1 с минимальным к ней прижимом, поскольку вначале оболочка 2 будет перекатываться по стенке шахты 1 в сторону увеличения внутреннего объема, благодаря чему уменьшается ее внутреннее давление и, следовательно, сцепление со стенкой шахты 1. В конце хода штоков силовых цилиндров верхнего яруса система управления гидроприводом 7 перебрасывает подачу давления в поршневые полости силовых цилиндров нижнего яруса и штоковые полости силовых цилиндров верхнего яруса, вследствие чего нижний ярус силовых цилиндров становится ведущим, а верхняя оболочка 2 с обоймой 4 начинает проскальзывать вверх по стенке шахты 1.

Далее цикл работы подъемника повторяется.

Поскольку оболочка заполнена жидкостью, падение внутреннего давления, при котором она сможет проскальзывать по стенке, происходит при минимальном прекатывании. Как показали стендовые испытания, величина перекатывания оболочки с наружным диаметром 1,5 м в положение, когда внутреннее давление не препятствует ее проскальзыванию по стенке шахты, составляет 5 мм. Благодаря этому "паразитные" ходы подъемника при поочередной работе ярусов силовых цилиндров практически отсутствуют. Благодаря наличию у оболочек кольцевых уступов, сопряженных с ответными уступами обойм, повышение и сброс давления в оболочках осуществляется автоматически за счет их перекатывания при продольном перемещении.

Сущность изобретения: подъемник содержит грузонесущий орган, поршневой движитель в виде двух ярусов силовых цилиндров, равномерно расположенных вокруг грузонесущего органа, шарнирно связанных с ним и с направляющей арматурой, выполненной в виде двух последовательно установленных соосно с грузонесущим органом обойм с возможностью продольного перемещения. В обоймах установлены ампулизированные эластичные оболочки тороидальной формы, заполненные рабочим телом. На внутренней части наружной поверхности каждой оболочки выполнен кольцевой уступ, сопряженный с обоймой, а внешняя сторона наружной поверхности оболочки взаимодействует со стенкой шахты. При подаче давления в поршневые полости силовых цилиндров верхнего яруса и штоковые полости силовых цилиндров нижнего яруса грузонесущий орган начинает перемещаться вверх. При этом верхняя эластичная оболочка становится опорой благодаря повышению в ней давления от реакции, действующей через кольцевой уступ, а другая эластичная оболочка проскальзывает по стенке шахты. В конце хода силовых цилиндров давление переключают, вследствии чего нижняя эластичная оболочка становится опорой, а верхняя - проскальзывает по стенке шахты. 2 ил.

ПОДЪЕМНИК, содержащий грузонесущий орган и поршневой движитель в виде силового цилиндра, связанный с опорными элементами, состоящими из двух последовательно установленных в стволе шахты и заполненных рабочим телом эластичных оболочек, выполненных с возможностью продольного перемещения, и источник питания, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными поршневыми движителями и направляющей арматурой, включающей в себя две последовательно установленных соосно с грузонесущим органом обоймы, в которых размещены эластичные оболочки, каждая из которых выполнена ампулизированной и имеет в поперечном сечении тороидальную форму с кольцевым уступом на внутренней поверхности, сопряженным с обоймой, при этом упомянутые силовые цилиндры поршневых движителей равномерно расположены вокруг грузонесущего органа и шарнирно связаны с ним и обоймами.