СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМНЫХ КАНАТОВ ШАХТНОГО ПОДЪЕМНИКА И СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ, ОСУЩЕСТВЛЯЕМЫЙ ПОСРЕДСТВОМ УКАЗАННОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2014 года по МПК B66D1/50 

Область техники

Настоящее изобретение относится к соединительному устройству для подъемных канатов шахтного подъемника и способу измерения, осуществляемому посредством указанного устройства, используемым, в частности, в шахтах на большой глубине.

Уровень техники

Так как сооружения становятся все выше, высота подъема подъемников также увеличивается. В частности, подъемники часто используют для транспортировки рабочих в шахты на большую глубину. В таких условиях проявляется эффект дисбаланса натяжения подъемных канатов, вследствие которого желоба канатного барабана и подъемные канаты изнашиваются неравномерно. В результате, при подъеме кабина подъемника сильно раскачивается. В регуляторах натяжения подъемных канатов для шахтных подъемников, существующих в настоящее время, в качестве амортизатора на концах подъемных канатов, как правило, используют пружины сжатия или резиновые прокладки. Хотя такая компоновка позволяет обеспечить амортизацию и демпфирование, после некоторого периода эксплуатации подъемных канатов натяжение подъемных канатов из-за возможных погрешностей их изготовления и различия в материале, из которого они выполнены, может стать разбалансированным. Как следствие, желоба канатного барабана будут изнашиваться неравномерно, кабина подъемника будет функционировать неустойчиво, подъемные канаты сильно износятся, а срок службы сократится.

Раскрытие изобретения

Задачи изобретения

Чтобы устранить недостатки технических решений, известных из уровня техники, в данном изобретении предложено соединительное устройство для подъемных канатов шахтного подъемника, которое имеет простую конструкцию, обеспечивает сбалансированное натяжение подъемных канатов, устойчивое функционирование кабины подъемника, длительный срок службы и надежную работу. Кроме того, в настоящем изобретении предложен способ измерения, осуществляемый посредством указанного соединительного устройства для подъемных канатов шахтного подъемника.

Техническое решение

Предлагаемое соединительное устройство для подъемных канатов шахтного подъемника содержит промышленный персональный компьютер, приемник сигналов, соединенный с указанным промышленным персональным компьютером, совокупность канатных коушей, установленных симметрично и выполненных с возможностью соединения с концами подъемных канатов, и регулятор натяжения подъемных канатов, соединенный с совокупностью канатных коушей и прикрепленный к платформе в машинном помещении или кабине подъемника. Указанный регулятор натяжения подъемных канатов содержит совокупность гидроцилиндров, количество которых равно количеству канатных коушей, тяговую пластину плунжера и раму крепления корпусов цилиндров, обеспечивающие крепление указанной совокупности гидроцилиндров, крепежные соединители, предназначенные для соединения гидравлической линии с контурами циркуляции масла в корпусах гидроцилиндров и установленные в нижней части указанной рамы, соединители плунжеров, предназначенные для соединения плунжеров совокупности гидроцилиндров и установленные в верхней части указанной рамы, реверсивный соединитель, соединяемый с возможностью съема с указанной рамой посредством цилиндрического штифта и установленный на верхнем конце указанной рамы, а также соединительные болты, предназначенные для закрепления рамы крепления корпусов цилиндров и тяговой пластины плунжера и расположенные на нижнем конце указанной рамы. Регулятор натяжения подъемных канатов оснащен совокупностью тросовых датчиков перемещения, количество которых равно количеству канатных коушей, причем указанные датчики предназначены для контроля в реальном времени относительного перемещения между плунжером и корпусом каждого гидроцилиндра. На гидравлической линии установлен датчик давления масла, причем датчик давления масла и тросовые датчики перемещения через приемник сигналов соединены с промышленным персональным компьютером для формирования системы измерения натяжения и регулируемого параметра подъемных канатов.

Указанная рама крепления корпусов цилиндров содержит полые прямоугольные зажимные планки, расположенные на расстоянии друг от друга, стенки, расположенные вокруг указанных полых прямоугольных зажимных планок рамы, и верхние уплотнительные крышки, установленные в верхней части стенок. При этом с обеих сторон корпуса гидроцилиндра установлены прокладки корпуса цилиндра, предназначенные для крепления корпуса цилиндра.

Способ измерения, осуществляемый посредством соединительного устройства для подъемных канатов шахтного подъемника, заключается в следующем:

(1) посредством датчика давления масла, соединенного с гидравлической линией, контролируют в реальном времени давление гидравлического масла в каждом корпусе цилиндра, расположенного в раме крепления корпусов цилиндров, передают полученные сигналы посредством приемника сигналов в промышленный персональный компьютер для обработки и анализа данных и определяют заданный диапазон изменения давления масла в корпусах гидроцилиндров на основании разности давлений между начальным давлением при нулевой нагрузке и давлением при значительной нагрузке и предела изменения нагрузки; если давление в гидравлической линии находится в заданном диапазоне, делают вывод, что каждый гидроцилиндр работает нормально; если давление в гидравлической линии выходит за пределы заданного диапазона, делают вывод, что в гидроцилиндрах имеется утечка гидравлического масла, и в этом случае используют промышленный персональный компьютер для анализа и нахождения соответствующего решения проблемы, а также для выдачи сигнала неисправности;

(2) посредством тросовых датчиков перемещения в реальном времени контролируют относительное перемещение между плунжером и корпусом каждого гидроцилиндра, расположенного в раме крепления корпусов цилиндров, передают полученные сигналы посредством приемника сигналов в промышленный персональный компьютер для обработки и анализа данных и определяют на основании хода плунжеров в гидроцилиндрах и диапазона перемещения заданный диапазон контролируемого перемещения; если перемещение находится в пределах заданного диапазона, делают вывод, что плунжеры способны нормально регулировать натяжение подъемных канатов; если перемещение выходит за пределы заданного диапазона, делают вывод, что регулятор натяжения подъемных канатов не способен регулировать натяжение подъемных канатов, и в этом случае используют промышленный персональный компьютер для анализа и нахождения соответствующего решения проблемы, а также для выдачи сигнала неисправности.

Преимущества настоящего изобретения

Предлагаемое соединительное устройство для подъемных канатов шахтного подъемника способно регулировать натяжение подъемных канатов в глубинных шахтах, в реальном времени контролировать натяжение и регулируемый параметр подъемных канатов и выдавать сигнал неисправности в том случае, если перемещение подъемного каната выходит за максимальный диапазон регулирования. Предлагаемое соединительное устройство для подъемных канатов обладает следующими преимуществами:

(1) регулятор для подъемных канатов технологичен в изготовлении, отличается надежной работой, обеспечивает автоматическое регулирование и балансировку натяжения подъемного каната, повышает надежность соединения трубопроводов в корпусах гидроцилиндров и улучшает динамическое регулирование плунжеров, а также увеличивает срок службы подъемного каната;

(2) соединительное устройство для подъемных канатов способно в реальном времени контролировать натяжение и регулируемый параметр подъемных канатов посредством измерения давления масла в регуляторе натяжения подъемных канатов и регистрации перемещения между корпусом цилиндра и плунжером;

(3) соединительное устройство для подъемных канатов имеет простую конструкцию, обеспечивает сбалансированное натяжение подъемных канатов, устойчивое функционирование кабины подъемника, длительный срок службы, несложное изготовление и надежную работу; оно удобно при установке и техническом обслуживании, способно автоматически контролировать натяжение подъемных канатов и регулировать перемещение, а также выдавать сигнал неисправности в том случае, если перемещение подъемного каната выходит за максимальный диапазон регулирования.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 на виде спереди показано предлагаемое соединительное устройство, используемое в шахтном подъемнике.

На фиг.2 на виде сбоку показано предлагаемое соединительное устройство, используемое в шахтном подъемнике.

На фиг.3 на виде спереди показана рама крепления корпусов цилиндров согласно настоящему изобретению.

На фиг.4 на виде сбоку показана рама крепления корпусов цилиндров согласно настоящему изобретению.

На фиг.5 в разрезе показан регулятор натяжения подъемных канатов согласно настоящему изобретению.

На чертежах присутствуют следующие номера позиций: 1 - канатный коуш, 2 - регулятор натяжения подъемных канатов, 3 - датчик давления масла, 4 - тросовый датчик перемещения, 5 - приемник сигналов, 6 - промышленный персональный компьютер, 7 - подъемный канат, 2-1 - реверсивный соединитель, 2-2 - цилиндрический штифт, 2-3 - верхняя уплотнительная крышка, 2-4 - рама крепления корпусов цилиндров, 2-5 - стенка, 2-6 - соединитель для крепления корпуса цилиндра, 2-7 - болт для крепления корпуса цилиндра, 2-8 - соединительный болт рамы крепления корпусов цилиндров, 2-9 - тяговая пластина плунжера, 2-10 - соединитель плунжера, 2-11 - прокладка корпуса цилиндра, 2-12 - плунжер, 2-13 - разрезная втулка, 2-14 - уплотнительное кольцо, 2-15 - корпус гидроцилиндра, 2-16 - гидравлическое отверстие, 2-17 - гидравлическая линия.

Осуществление изобретения

Ниже, со ссылками на прилагаемые чертежи, приведено подробное описание одного из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.1 и 2, предлагаемое соединительное устройство, используемое в шахтном подъемнике, содержит промышленный персональный компьютер 6, приемник 5 сигналов, соединенный с указанным промышленным персональным компьютером 6, и совокупность канатных коушей 1, установленных симметрично и выполненных с возможностью соединения с концами подъемных канатов. Кроме того, предлагаемое устройство содержит регулятор 2 натяжения подъемных канатов, соединенный с указанной совокупностью канатных коушей 1 и прикрепленный к платформе в машинном помещении или кабине подъемника. Указанный регулятор 2 натяжения подъемных канатов оснащен датчиком 3 давления масла, а также совокупностью тросовых датчиков 4 перемещения, количество которых равно количеству канатных коушей 1. Датчик 3 давления масла и тросовые датчики 4 перемещения подключены к промышленному персональному компьютеру 6 через приемник 5 сигналов и, тем самым, формируют систему измерения натяжения и регулируемого параметра подъемных канатов.

Как видно на фиг.3, 4 и 5, регулятор 2 натяжения подъемных канатов содержит раму 2-4 крепления корпусов цилиндров, в которой установлены гидроцилиндры. На одном конце указанной рамы 2-4 посредством болтов 2-7 для крепления корпуса цилиндра установлена совокупность соединителей 2-6 для крепления корпуса цилиндра, предназначенных для крепления совокупности корпусов 2-15 гидроцилиндров. На другом конце указанной рамы 2-4 установлен соединитель 2-10 плунжера, выполненный с возможностью соединения с совокупностью плунжеров 2-12 гидроцилиндров. На указанном соединителе 2-10 плунжера предусмотрена тяговая пластина 2-9 плунжера, соединенная с канатными коушами 1. Рама 2-4 крепления корпусов цилиндров содержит полые прямоугольные зажимные планки, расположенные на расстоянии друг от друга, стенки 2-5, установленные вокруг указанных полых прямоугольных зажимных планок рамы, и верхние уплотнительные крышки 2-3, установленные в верхней части стенок 2-5. Пространство герметично закрыто четырьмя стенками 2-5 и верхними уплотнительными крышками 2-3, так что удается предотвратить ухудшение герметичности корпуса цилиндра из-за попадания к плунжерам посторонних веществ (пыль, вода и прочих веществ). Соединение и крепление указанной рамы 2-4 выполняют посредством соединительных болтов 2-8. В каждой зажимной планке на верхнем конце указанной рамы 2-4 выполнены отверстия для соединения, причем указанные зажимные планки посредством цилиндрического штифта 2-2 соединены с реверсивным соединителем 2-1 для обеспечения крепления указанной рамы 2-4 к платформе машинного помещения или кабине подъемника. Корпуса 2-15 гидроцилиндров имеют прокладки 2-11 корпуса цилиндра, обеспечивающие устойчивость указанных корпусов в их верхней части, и гидравлические отверстия 2-16 в нижней части. Указанные гидравлические отверстия 2-16 корпусов цилиндров снаружи соединены друг за другом посредством гидравлической линии 2-17. На одном конце плунжера 2-12 в корпусе цилиндра предусмотрен поршень, собранное уплотнительное кольцо 2-14 и разрезная втулка 2-13. Второй конец плунжера 2-12 через соединитель 2-10 плунжера опирается на одну из сторон тяговой пластины 2-9 плунжера, при этом другая сторона тяговой пластины 2-9 плунжера соединена с канатными коушами 1.

Способ измерения, осуществляемый посредством предлагаемого соединительного устройства для подъемных канатов, состоит в следующем.

(1) Через сообщающиеся гидравлическую линию 2-17 и гидравлические отверстия 2-16 каждый корпус 2-15 гидроцилиндра наполняют гидравлическим маслом в количестве, достаточном для заполнения объема корпусов цилиндров. Затем гидравлическую линию 2-17 перекрывают и поднимают кабину подъемника при нулевой нагрузке. Канатные коуши 1, соединенные с подъемными канатами 7, прикладывают силы к тяговой пластине 2-9 плунжера, а тяговая пластина 2-9 плунжера через соединитель 2-10 давит на плунжеры 2-12. При этом посредством датчика 3 давления масла контролируют общее давление гидравлического масла в корпусах цилиндров, а полученные сигналы посредством приемника 5 сигналов передают в промышленный персональный компьютер 6 для обработки и анализа данных, причем давление в данном состоянии представляет собой начальное давление при нулевой нагрузке. Далее поднимают кабину подъемника при значительной нагрузке, определяют давление в корпусах 2-15 гидроцилиндров при значительной нагрузке и регистрируют давление в данном состоянии. Затем определяют заданный диапазон давления в корпусах гидроцилиндров на основании разности давлений между начальным давлением при нулевой нагрузке и давлением при значительной нагрузке и диапазона изменения нагрузки. Если в процессе эксплуатации давление в гидравлической линии находится в заданном диапазоне, значит, каждый гидроцилиндр работает нормально, то есть регулятор 2 натяжения подъемных канатов работает нормально. Если давление в гидравлической линии выходит за пределы заданного диапазона, значит, в гидроцилиндрах имеется утечка гидравлического масла, и в этом случае используют промышленный персональный компьютер для анализа и нахождения соответствующего решения возникшей проблемы, а также для выдачи сигнала неисправности для проведения технического обслуживания.

(2) Посредством тросовых датчиков 4 перемещения в реальном времени контролируют относительное перемещение между плунжером 2-12 и корпусом 2-15 каждого гидроцилиндра. Данные, полученные посредством приемника 5 сигналов, передают в промышленный персональный компьютер 6 для обработки и анализа. На основании хода плунжеров 2-12 в гидроцилиндрах и диапазона перемещения определяют заданный диапазон перемещения. Если перемещение, контролируемое посредством тросовых датчиков 4 перемещения, находится в пределах заданного диапазона, значит, регулятор 2 натяжения подъемных канатов способен регулировать натяжение подъемных канатов 7. Если контролируемое перемещение выходит за пределы заданного диапазона, значит, регулятор 2 натяжения подъемных канатов не способен регулировать натяжение подъемных канатов 7, и в этом случае используют промышленный персональный компьютер для анализа и нахождения соответствующего решения возникшей проблемы, а также для выдачи сигнала неисправности для проведения технического обслуживания.

Соединительное устройство содержит канатные коуши (1), регулятор (2) натяжения канатов, прикрепленный к платформе в машинном помещении или кабине, реверсивный соединитель, соединенный с возможностью съема с рамой посредством цилиндрического штифта, тросовые датчики (4), датчики давления масла (3), приемник (5), ПК (6). С помощью ПК (6) контролируют работу гидроцилиндров, работу регулятора натяжения (2). Достигается сбалансированное натяжение подъемных канатов, устойчивое функционирование кабины подъемника, увеличение срока службы и повышение надежности. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Соединительное устройство для подъемных канатов шахтного подъемника, содержащее промышленный персональный компьютер (6), приемник (5) сигналов, соединенный с указанным промышленным персональным компьютером (6), совокупность канатных коушей (1), установленных симметрично и выполненных с возможностью соединения с концами подъемных канатов, и регулятор (2) натяжения подъемных канатов, соединенный с совокупностью канатных коушей (1) и прикрепленный к платформе в машинном помещении или кабине подъемника; причем указанный регулятор (2) натяжения подъемных канатов содержит раму (2-4) крепления корпусов цилиндров, в которой расположена совокупность гидроцилиндров, количество которых равно количеству канатных коушей (1), тяговую пластину (2-9) плунжера, предназначенную для крепления совокупности гидроцилиндров, крепежные соединители (2-6), предназначенные для соединения гидравлической линии (2-17) с корпусами гидроцилиндров (2-15) и установленные в нижней части указанной рамы (2-4), соединитель (2-10) плунжера, предназначенный для соединения плунжеров (2-12) гидроцилиндров и установленный в верхней части указанной рамы (2-4), реверсивный соединитель (2-1), соединяемый с возможностью съема с указанной рамой (2-4) посредством цилиндрического штифта (2-2) и установленный на верхнем конце указанной рамы (2-4), а также соединительные болты (2-8) рамы крепления корпусов цилиндров, предназначенные для закрепления указанной рамы (2-4) и тяговой пластины (2-9) плунжера и расположенные на нижнем конце указанной рамы (2-4); причем регулятор (2) натяжения подъемных канатов оснащен совокупностью тросовых датчиков (4) перемещения, количество которых равно количеству канатных коушей, причем указанные датчики (4) предназначены для контроля в реальном времени относительного перемещения между плунжером (2-12) и корпусом (2-15) каждого гидроцилиндра, причем на гидравлической линии (2-17) установлен датчик (3) давления масла, причем датчик (3) давления масла и тросовые датчики (4) перемещения через приемник (5) сигналов соединены с промышленным персональным компьютером (6) для формирования системы измерения натяжения и регулируемого параметра подъемных канатов.

2. Соединительное устройство по п.1, в котором указанная рама (2-4) крепления корпусов цилиндров содержит полые прямоугольные зажимные планки, расположенные на расстоянии друг от друга, стенки (2-5), расположенные вокруг указанных полых прямоугольных зажимных планок рамы, и верхние уплотнительные крышки (2-3), установленные в верхней части стенок (2-5).

3. Соединительное устройство по п.1, в котором с обеих сторон корпуса (2-15) гидроцилиндра установлены прокладки (2-11) корпуса цилиндра, предназначенные для крепления корпуса цилиндра.

4. Способ измерения, осуществляемый посредством соединительного устройства для подъемных канатов шахтного подъемника по п.1, согласно которому:
(1) посредством датчика (3) давления масла, соединенного с гидравлической линией, контролируют в реальном времени давление гидравлического масла в каждом корпусе цилиндра, расположенного в раме (2-4) крепления корпусов цилиндров, передают сигналы, полученные посредством приемника (5) сигналов, в промышленный персональный компьютер (6) для обработки и анализа данных и определяют заданный диапазон изменения давления масла в корпусах гидроцилиндров на основании разности давлений между начальным давлением при нулевой нагрузке и давлением при значительной нагрузке и предела изменения нагрузки; если давление в гидравлической линии находится в заданном диапазоне, делают вывод, что каждый гидроцилиндр работает нормально, если давление в гидравлической линии выходит за пределы заданного диапазона, делают вывод, что в гидроцилиндрах имеется утечка гидравлического масла, и в этом случае используют промышленный персональный компьютер (6) для анализа и нахождения решения проблемы, а также для выдачи сигнала неисправности; (2) посредством тросовых датчиков (4) перемещения в реальном времени контролируют относительное перемещение между плунжером (2-12) и корпусом (2-15) каждого гидроцилиндра, передают полученные сигналы посредством приемника (5) сигналов в промышленный персональный компьютер (6) для обработки и анализа данных и определяют на основании хода плунжеров (2-12) в гидроцилиндрах и диапазона перемещения заданный диапазон контролируемого перемещения; если контролируемое перемещение находится в пределах заданного диапазона, делают вывод, что регулятор (2) натяжения подъемных канатов способен нормально регулировать натяжение подъемных канатов, если контролируемое перемещение выходит за пределы заданного диапазона, делают вывод, что регулятор (2) натяжения подъемных канатов не способен регулировать натяжение подъемных канатов, и в этом случае используют промышленный персональный компьютер (6) для анализа и нахождения решения проблемы, а также для выдачи сигнала неисправности.