МОБИЛЬНАЯ ШАХТНАЯ ЛЕБЕДКА Российский патент 2020 года по МПК B66C23/40 B66D1/12 B66D1/08 B66D1/46 

Изобретение относится к мобильной шахтной лебедке, включающей в себя автомобиль-носитель с автомобильным приводом, имеющим двигатель внутреннего сгорания, жесткой основной рамой и поворотной платформой, установленной на основной раме посредством вращательного соединения, расположенную на поворотной платформе барабанную лебедку с приводимым в действие лебедочным приводом канатным барабаном, выполненным для наматывания и сматывания подъемного каната, а также систему управления для лебедочного привода.

Мобильные шахтные лебедки в качестве осмотровых, вспомогательных и аварийных систем в смысле горного предписания для шахтных и наклонных транспортных систем из уровня техники известны. Фирма SIEMAG TECBERG рекламирует в проспекте "SIEMAG TECBERG, mobile Schachtwinde", скачанного под интернет-доменом http://www.siemag-tecberg.de/cms/uploads/de//TI 18 Mobile-Schachtwinde de. pdf 15.09.2015, мобильную шахтную лебедку, которая задумана как автономная осмотровая система для инспекции подъемных шахтных стволов и как аварийная система для спасения персонала. Барабанная лебедка смонтирована на модифицированном, четырехосном грузовике. Грузовик оснащен дизельным двигателем в качестве приводного двигателя. Через шаровое вращательное соединение с основной рамой грузовика соединена поворотная платформа. На поворотной платформе закреплены кабина управления с распределительным шкафом, стрела, барабан для подъемного каната и вспомогательные приводы для движения стрелы и лебедки. На конце подъемного каната закреплена клеть для спасения персонала или же транспортировки относительно небольших приборов. В качестве малой канатной системы является допустимой транспортировка максимум десяти человек.

В последующем, на фиг. 3 более детально поясняется концепция привода известной мобильной шахтной лебедки фирмы SIEMAG TECBERG:

Привод (1) лебедки (2) образован гидравлическим двигателем (1а) и трансмиссией (1b). Привод гидравлического двигателя (1а) происходит с помощью гидравлической жидкости из бака (3), которая подается с помощью одного из обоих насосов (4, 5). Первый насос (4) приводится действие расположенным на мобильной шахтной лебедке дизельным двигателем. Второй насос (5) приводится в действие расположенным на мобильной шахтной лебедке электродвигателем. Выборочная эксплуатация гидравлического двигателя (1а) через первый насос (4) или второй насос (5) происходит с помощью системы (6) управления гидравликой. При регулярной эксплуатации привод гидравлического двигателя (1а) происходит с помощью гидравлического насоса (5), который приводится в действие электродвигателем (5а), причем электродвигатель (5а) снабжается энергией из электросети (7). Переключение на насос (4), который приводится в действе дизельным двигателем (4а), происходит при отказе в системе электропитания или, когда электросети (7) нет в распоряжении по другим причинам.

Гидравлические насосы (4, 5) также приводят в действие приводы для дополнительных функций мобильной шахтной лебедки, такие как, например, приводные компоненты стрелы и вращательного привода для поворотной платформы.

Известная мобильная шахтная лебедка имеет большой вес, что вызвано обоими гидравлическими насосами (4, 5), а также необходимым дизельным и электродвигателем. К тому же, потребность в конструктивном пространстве приводит к стесненным местным условиям на шасси грузовика мобильной шахтной лебедки

Документ US 2012/0160796 А1 описывает мобильный кран по меньшей мере с четырьмя колесами, у которого в ходовой тележке расположен дизельный двигатель. Дизельный двигатель через трансмиссию приводит в действие колеса ходовой тележки. К тому же, к дизельному двигателю присоединен гидравлический насос. Кроме того, дизельный двигатель приводит в действие генератор, который по токопроводу для заряда батареи соединен с ней. Кроме того, на генераторе подключен по меньшей мере один электрический потребитель, который расположен в надстройке. Электрическими потребителями называются осветители для кабин, освещение окружения крана, сигнальные лампы и предупредительные сигналы, система управления краном с дисплеем, радио или дополнительные потребители, такие как радиоприборы, устройства мобильной радиосвязи и зарядные устройства.

Документ US 2012/0160796 А1, кроме того, описывает гусеничный кран с двумя расположенными на ходовой тележке параллельно гусеничными ходовыми частями. На ходовой тележке установлена надстройка с возможностью вращения вокруг вертикальной оси вращения. На надстройке расположена горизонтальная траверса, на которой размещены дизельный двигатель и два соединенных с дизельным двигателем генератора. Каждая из обеих гусеничных ходовых частей ходовой тележки имеет привод движения. Привод движения происходит через электродвигатель. Два генератора запитывают электрическую энергию через выпрямители в систему потребителей мощности. Исходя из системы потребителей мощности, энергией могут снабжаться множество электрических потребителей. Через соответственно один вентильный преобразователь переменного тока в качестве потребителей к системе потребителей мощности подключены, например, три электродвигателя и снабжаются электрической энергией. Эти три электродвигателя через соответственно один редуктор-потребитель приводят в действие канатную лебедку.

Документ WO 2012/115567 А1 описывает мобильную шахтную лебедку, включающую в себя автомобиль-носитель с выполненным в виде двигателя внутреннего сгорания автомобильным приводом, жесткой основной рамой и расположенной на основной раме поворотной платформой. Для эксплуатации мобильной шахтной лебедки применяется исключительно выполненный в виде двигателя внутреннего сгорания приводной двигатель. Для всех дополнительных операций двигатель внутреннего сгорания выключается, и эксплуатация приводимых в действие гидравлически лебедок происходит исключительно через электросеть. Во время работы лебедок пуск двигателя внутреннего сгорания технически исключен.

Исходя из этого уровня техники, в основе изобретения лежит задача, создать мобильную шахтную лебедку, которая требует меньшего конструктивного пространства, имеет меньший вес и более простую конструкцию. К тому же, должно быть усовершенствована система управления барабанной лебедки.

Решение этой задачи обеспечивается в мобильной шахтной лебедке, включающей в себя автомобиль-носитель с автомобильным приводом, имеющим двигатель внутреннего сгорания, жесткой основной рамой и поворотной платформой, установленной на основной раме посредством вращательного соединения, расположенную на поворотной платформе барабанную лебедку с приводимым в действие лебедочным приводом канатным барабаном, выполненным для наматывания и сматывания подъемного каната, а также систему управления для лебедочного привода, причем лебедочный привод содержит электродвигатель, выполненный в виде серводвигателя, и является чисто электрическим, система управления выполнена для приведения в действие электродвигателя выборочно от электросети или от электрического генератора, двигатель внутреннего сгорания приводит в действие генератор, генератор и двигатель внутреннего сгорания расположены на автомобиле-носителе, а двигатель внутреннего сгорания автомобильного привода приводит в действие генератор через устройство дополнительного отбора мощности, выполненное в виде переключаемого вала на дополнительном выходе трансмиссии автомобильного привода.

Энергия для эксплуатации электродвигателя без дополнительных (вспомогательных) гидравлических агрегатов предоставляется по электросети, а в случае ее отказа или отсутствия - через генератор, который приводится в действие двигателем внутреннего сгорания, прежде всего дизельным двигателем. Дополнительное сокращение веса и конструктивного пространства достигается за счет того, что двигатель внутреннего сгорания автомобильного привода через дополнительный привод приводит в действие генератор. При этом не используемый во время эксплуатации барабанной лебедки для автомобильного привода-носителя приводной двигатель принимает на себя двойную функцию, так что соответствующая изобретению мобильная шахтная лебедка является изготавливаемой явно проще и тем самым дешевле. Дополнительный привод выполнен в виде переключаемого вала на дополнительном выходе коробки передач автомобильного привода, который подводит на электрический генератор необходимую кинетическую энергию.

Расположенная на поворотной платформе автомобиля-носителя гидравлическая система, выполненная для осуществления дополнительных функций мобильной шахтной лебедки, может быть выполнена явно меньшей, более простой и легкой, чем гидравлическая система в уровне техники, которая также должна обеспечивать привод барабанной лебедки. Гидравлическая система для осуществления дополнительных функций для мобильной шахтной лебедки содержит:

- бак для размещения гидравлической жидкости,

- электрически приводимый в действие гидравлический насос со стороной всасывания и стороной напора, причем сторона всасывания находится в гидравлическом соединении с баком, а сторона напора в гидравлическом соединении по меньшей мере с одним исполнительным элементом для эксплуатации дополнительной функции.

В качестве исполнительных элементов гидравлическая система имеет, прежде всего, гидравлические цилиндры и/или гидравлические двигатели. Если мобильная шахтная лебедка имеет, прежде всего, телескопическую стрелу, ее угол относительно поворотной платформы, предпочтительно, изменяется с помощью гидравлического цилиндра. Относительный поворот поворотной платформы к основной раме происходит, например, с помощью гидравлического двигателя. Электрически приводимый в действие гидравлический насос для эксплуатации исполнительных элементов для дополнительных функций выполнен с возможностью выборочной работы от электросети или, если ее в распоряжении нет, от электрического генератора, который в случае потребности также предоставляет энергию для электродвигателя лебедочного привода.

Предпочтительно, на поворотной платформе мобильной шахтной лебедки расположена телескопическая стрела с направляющими элементами, прежде всего направляющими роликами для подъемного каната, с помощью которого закрепленная на конце подъемного каната корзина ориентируется в вертикальном удлинении шахты. В качестве альтернативы или дополнительно, подъемный канат через направляющие элементы, прежде всего расположенный на надшахтном копре канатный диск, может направляться в шахту.

В сердцевину подъемного каната может быть введен экранированный кабель, по которому могут передаваться сигналы между персоналом в клети и удаленным местом мобильной шахтной лебедки.

Для того чтобы улучшить положение автомобиля-носителя при эксплуатации мобильной шахтной лебедки, он, предпочтительно, оснащен выдвижными гидравлическими опорами.

В последующем изобретение поясняется более детально на чертежах.

Показано на:

Фиг. 1 схематическое общее представление мобильной шахтной лебедки согласно изобретению.

Фиг. 2 принципиальное представление для наглядности концепции привода мобильной шахтной лебедки, а также

Фиг. 3 принципиальное представление для наглядности концепции привода мобильной шахтной лебедки по уровню техники.

На фиг. 1 показана мобильная шахтная лебедка с грузовиком в качестве автомобиля-носителя (11) с автомобильным приводом (12), который образуется дизельным двигателем с прифланцованной трансмиссией. На жесткой основной раме (13) грузовика через вращательное соединение (14) расположена поворотная платформа (15).

На поворотной платформе (15) находится приводимая в действие лебедочным приводом барабанная лебедка (16) для наматывания и разматывания подъемного каната (17). От барабанной лебедки (16) простирается телескопическая стрела (18), с помощью которой подъемный канат (17) с закрепленной на его конце, не показанной на чертеже клетью выравнивается над отверстием шахты. На конце телескопической стрелы (18) для направления подъемного каната (17) с возможностью вращения установлен направляющий ролик (19).

Кроме того, на поворотной платформе (15) находятся компоненты привода барабанной лебедки (16), а также для дополнительных функций, которые в последующем поясняются более детально на фиг. 2.

Барабанная лебедка (16) содержит канатный барабан (21), который соединен с лебедочным приводом (22), который образуется электродвигателем (22а) и понижающим число оборотов электродвигателя редуктором (22b). Через систему (23) управления электродвигатель является способным выборочно работать от электросети (24) или от электрического генератора (25). В регулярном режиме электродвигатель (22а) работает от электросети (24). Если электросети (24) в распоряжении нет, энергоснабжение электродвигателя (22а) берет на себя генератор (25).

Электродвигатель (22а) лебедочного привода (22), предпочтительно, является серводвигателем. За счет этого является возможным точный контроль углового положения вала двигателя, а также скорости вращения и ускорения. Применение серводвигателя для лебедочного привода (22) делает возможным явно более точное управление барабанной лебедки и тем самым позиционирование закрепленной на конце подъемного каната клети.

Генератор (25) приводится в действие при оптимальном использовании пространственных условий мобильной шахтной лебедки (10), а также и уже имеющегося автомобильного привода (12) через дополнительный отбор (26) мощности дизельного двигателя (12а) грузовика. В случае с дополнительным отбором (26) мощности речь идет о подключаемом приводном вале на дополнительном выходе трансмиссии автомобильного привода (12).

На поворотной платформе (15) мобильной шахтной лебедки (10), кроме того, расположена гидравлическая система (27), которая выполнена для эксплуатации дополнительных функций мобильной шахтной лебедки (10). Прежде всего, речь идет о функциях по поднятию и телескопированию телескопической стрелы (18), а также вращение поворотной платформы (15). В качестве исполнительных элементов для дополнительных функций применяются гидравлические двигатели и гидравлические цилиндры, на которые гидравлическим насосом (28) подается гидравлическая жидкость из гидравлического бака (30). Гидравлический насос (28) приводится в действие электродвигателем (29), который в регулярном режиме снабжается энергией из электросети (24). При отсутствии электросети (24) энергоснабжение берет на себя имеющийся генератор (25).

Благодаря соответствующей изобретению концепции привода мобильной шахтной лебедки (10) гидравлическая система (27) для дополнительных функций может быть выполнена явно меньшей, более простой и более легкой. Требующийся в уровне техники дополнительный дизельный двигатель как излишний привод для гидравлической системы становится ненужным, так как и без этого имеющийся дизельный двигатель (12а) грузовика через дополнительный отбор (26) мощности эффективно используется как для выработки приводной энергии для лебедочного привода (22), так и для работы дополнительных агрегатов.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1. Лебедочный привод

1а. Гидравлический двигатель

1b. Редуктор

2. Лебедка

3. Бак

4. Насос

4а. Дизельный двигатель

5. Насос

5а. Электродвигатель

6. Гидравлическое управление

7. Электросеть

10. Мобильная шахтная лебедка

11. Автомобиль-носитель

12. Автомобильный привод

12а. Дизельный двигатель грузовика

13. Основная рама

14. Вращательное соединение

15. Поворотная платформа

16. Барабанная лебедка

17. Подъемный канат

18. Телескопический накладчик

19. Направляющий ролик

20. Кабина управления

21. Канатный барабан

22. Лебедочный привод

22а. Электродвигатель

22b. Редуктор

23. Система управления

24. Электросеть

25. Генератор

26. Дополнительный привод

27. Гидравлическая система

28. Гидравлический насос

29. Электродвигатель

30. Бак.

Мобильная шахтная лебедка включает в себя автомобиль-носитель с автомобильным приводом, который имеет двигатель внутреннего сгорания, жесткую основную раму и поворотную платформу, которая через вращательное соединение установлена на основной раме. На поворотной платформе установлена барабанная лебедка с приводимым в действие лебедочным приводом канатным барабаном для наматывания и сматывания подъемного каната. Лебедочный привод содержит исключительно один электродвигатель, система управления выполнена для выборочной эксплуатации электродвигателя от электросети или от электрического генератора, двигатель внутреннего сгорания приводит в действие генератор, и генератор и двигатель внутреннего сгорания расположены на автомобиле-носителе. Изобретение обеспечивает создание мобильной шахтной лебедки, которая требует меньшего конструктивного пространства, имеет меньший вес и имеет простую конструкцию. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Мобильная шахтная лебедка (10), включающая в себя:

- автомобиль-носитель (11) с автомобильным приводом (12), имеющим двигатель (12а) внутреннего сгорания, жесткой основной рамой (13) и поворотной платформой (15), установленной на основной раме (13) посредством вращательного соединения (14),

- расположенную на поворотной платформе (15) барабанную лебедку (16) с приводимым в действие лебедочным приводом (22) канатным барабаном (16а), выполненным для наматывания и сматывания подъемного каната (17),

- систему (23) управления для лебедочного привода (22),

причем:

- лебедочный привод (22) содержит электродвигатель (22а), выполненный в виде серводвигателя, и является чисто электрическим,

- система (23) управления выполнена для приведения в действие электродвигателя (22а) выборочно от электросети (24) или от электрического генератора (25),

- двигатель (12а) внутреннего сгорания приводит в действие генератор (25),

- генератор (25) и двигатель (12а) внутреннего сгорания расположены на автомобиле-носителе (11),

- двигатель (12а) внутреннего сгорания автомобильного привода (12) приводит в действие генератор (25) через устройство (26) дополнительного отбора мощности, выполненное в виде переключаемого вала на дополнительном выходе трансмиссии автомобильного привода (12).

2. Мобильная шахтная лебедка по п. 1, отличающаяся тем, что

- на автомобиле-носителе (11) расположена гидравлическая система (27), выполненная для осуществления дополнительных функций мобильной шахтной лебедки (10), содержащая:

- бак (30) для размещения гидравлической жидкости,

- электрически приводимый в действие гидравлический насос (28) со стороной всасывания и стороной напора,

причем сторона всасывания находится в гидравлическом соединении с баком (30), а сторона напора - в гидравлическом соединении по меньшей мере с одним исполнительным элементом для осуществления дополнительной функции.

3. Мобильная шахтная лебедка по п. 2, отличающаяся тем, что гидравлическая система (27) в качестве исполнительных элементов имеет гидравлические цилиндры и/или гидравлические двигатели.

4. Мобильная шахтная лебедка по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что электрически приводимый в действие гидравлический насос (28) выполнен с возможностью работы от электрического генератора (25).

5. Мобильная шахтная лебедка по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что электрически приводимый в действие гидравлический насос (28) выполнен с возможностью выборочной работы от электросети (24) или от электрического генератора (25).

6. Мобильная шахтная лебедка по одному из пп. 1-5, отличающаяся тем, что на поворотной платформе (15) расположена телескопическая стрела (18) с направляющими элементами для подъемного каната.

7. Мобильная шахтная лебедка по одному из пп. 1-6, отличающаяся тем, что подъемный канат (17) проходит через направляющие элементы, которые расположены на расстоянии от мобильной шахтной лебедки (10).

8. Мобильная шахтная лебедка по одному из пп. 1-7, отличающаяся тем, что автомобиль-носитель (11) имеет выдвижные гидравлические опоры.

9. Мобильная шахтная лебедка по одному из пп. 1-8, отличающаяся тем, что на подъемном канате закреплена клеть.