СКИП ДЛЯ ШАХТНЫХ ПОДЪЕМНЫХ УСТАНОВОК Российский патент 2024 года по МПК E21F13/00 B66B17/08 B66B17/36 

Настоящая патентная заявка относится к скипам для шахтных подъемных установок в горнодобывающей промышленности с признаками, раскрытыми в независимом пункте формулы изобретения.

На протяжении многих лет современные шахтные подъемные установки оснащаются системами скипового подъема для перемещения сыпучих материалов. Используемые в этом случае подъемные емкости называют скипами. Существует два типа скипов, а именно поворотные скипы и скипы с донной разгрузкой, причем настоящее изобретение относится ко второму варианту, т.е. к скипам с донной разгрузкой.

Шахты, оснащенные системой скипового подъема, обычно используют предпочтительно или исключительно для транспортировки. Транспортируемый материал доставляют под землей к околоствольному двору с помощью штрекового конвейера и обычно собирают в бункер на этом дворе. Затем из него автоматически наполняют измерительную камеру, например, с помощью промежуточного конвейера. Вместо измерительной камеры транспортируемый материал может быть загружен на измерительный конвейер. Как только пустой скип оказывается перед измерительной камерой или загрузочным конвейером, транспортируемый или сыпучий материал загружают в скип.

Для транспортировки персонала или инспекции шахты скипы могут быть оснащены одним или несколькими ярусами для спуска и подъема людей.

Скипы описываемого типа имеют узкую и длинную подъемную емкость, что снижает устойчивость к атмосферным воздействиям и изнашивает подъемный шкив. Предусмотрены четыре вертикальные стенки в направлении транспортировки, а также плоское дно, наклоненное под соответствующим углом в направлении транспортировки и образующее вместе с вертикальными стенками разгрузочную воронку, наиболее нижняя точка которой в направлении транспортировки прилегает к вертикальной заслонке в соответствующей вертикальной стенке подъемной емкости. Такие скипы также называют емкостями с вертикальной заслонкой. В качестве альтернативы вертикальной заслонки возможно применение коробчатых, круглых или сегментных заслонок.

Скипы описанного типа направляют в шахте подобно подъемным клетям. Скиповую емкость загружают сбоку сверху, а опорожняют сбоку снизу с помощью вертикальной заслонки или заслонок с альтернативной конструкцией. Когда скип достигает приемной площадки на уровне земли, т.е. устройств и встроенных элементов в здании наземного конвейера, служащих для опорожнения подъемных емкостей и дальнейшей транспортировки материала, запорную заслонку открывают с помощью механизма и автоматически опорожняют скип путем выгрузки транспортируемого материала по наклонному дну скипа в предназначенный для этого разгрузочный бункер, к которому обычно присоединены ленточные конвейеры для дальнейшей транспортировки транспортируемого или сыпучего материала.

В современных шахтных подъемных установках скипы могут принимать до 60 т полезной нагрузки, в зависимости от объема и сечения шахтного ствола. При скорости до 20 м/с два скипа обычно движутся по шахте в двух направлениях от приемной площадки на уровне земли до околоствольного двора и обратно, т.е. когда один скип опускается и загружается, другой параллельно поднимается и разгружается.

Производительность скипового подъема зависит от нескольких факторов. Так, на производительность существенно влияет глубина, полезная нагрузка, скорость транспортировки, продолжительность загрузки/выгрузки (длительность паузы), а также ускорение и замедление конвейера.

Для увеличения производительности можно, по существу, увеличить полезную нагрузку, увеличить скорость транспортировки и сократить длительность паузы, в частности, увеличив полезную нагрузку, можно значительно повысить производительность.

Недостаток таких крупных подъемных емкостей заключается в большой длительности погрузки и разгрузки. Использование разгрузочной воронки с плоским дном, наклоненным в направлении транспортировки скипа, неизбежно создает узкое место между наклонным дном и верхним краем проема заслонки, в котором может скапливаться выгружаемый материал, что приводит к значительным задержкам при разгрузке скипа. Это узкое место возникает на перпендикуляре к наклонному дну, соприкасающемся с верхним краем открываемого заслонкой проема.

Задачей настоящего изобретения является оптимизация этой проблемы наиболее простым и экономичным способом, без внесения каких-либо изменений в другую существующую инфраструктуру шахтной подъемной установки.

Поставленная задача решена признаками независимого пункта 1 формулы изобретения, причем предпочтительные варианты осуществления имеют признаки, раскрытые в зависимых пунктах формулы.

Предложен скип в форме емкости с вертикальной, коробчатой, круглой или сегментной заслонкой для использования в шахтных подъемных установках в горнодобывающей промышленности, содержащий четыре стенки, установленные вертикально в направлении транспортировки, дно, установленное с подходящим наклоном в направлении транспортировки и вместе с вертикальными стенками образующее разгрузочную воронку на нижнем конце скипа в направлении транспортировки, а также вертикальную, коробчатую, круглую или сегментную заслонку в одной из вертикальных стенок, установленную в наиболее низкой точке разгрузочной воронки в направлении транспортировки, причем по существу наклонно установленное дно скипа согласно изобретению имеет форму геометрической кривой, предпочтительно, вогнутую или s-образную форму, причем траекторию и кривизну геометрической кривой выбирают в подходящем соотношении с проемом вертикальной заслонки таким образом, чтобы перпендикуляр к дну, соприкасающийся с верхним краем открываемого заслонкой проема, был максимальным для оптимизации скорости разгрузки. Т.е. дно изогнуто вниз, то есть узкое место между по существу наклонным дном и верхним краем проема заслонки увеличивается без необходимости увеличения проема самой заслонки.

В альтернативном варианте осуществления изобретения вогнутое дно имеет S-образную кривизну, причем кривизну выбирают в подходящем соответствии с проемом вертикальной заслонки для оптимизации скорости выгрузки.

В другом альтернативном варианте осуществления вогнутое дно может быть образовано несколькими плоскими поверхностями, соединенными вместе, причем количество поверхностей и углы их схождения для образования вогнутого дна выбирают таким образом, чтобы при разгрузке скипа исключить застревание транспортируемого материала, скользящего или ссыпающегося по дну. Предпочтительнее большее количество отдельных поверхностей и максимально тупые углы.

Прочие свойства, признаки и преимущества следуют из приведенного ниже иллюстративного описания предпочтительного варианта осуществления изобретения, не ограничивающего защищаемый объем изобретения, со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых изображено:

Фиг. 1 вид сбоку одного из вариантов осуществления скипа

Фиг. 2 вид спереди варианта осуществления скипа согласно фиг. 1

На фиг. 1 и 2 в виде сбоку и спереди изображен предпочтительный вариант осуществления скипа согласно изобретению. При этом скип содержит верхнюю раму 2 и нижнюю раму 4, изготовленные из профилей или согнутых и свинченных листов, предпочтительно из стали, в альтернативном варианте из алюминия, особенно при большой глубине. После добавления лонжеронов (подкосов подвесной конструкции) 6 и распорок 10 получают полную раму из профиля.

Эта рама из профиля вместе со стальными или алюминиевыми листами образует отсек 12 для полезной нагрузки, показанный на чертеже пунктиром, который по желанию может быть укомплектован износостойкими накладками. Размер отсека для полезной нагрузки рассчитывают таким образом, чтобы в дополнение к обычному заполнению оставался достаточный запас пространства.

Крепежные пластины 14 для подвесного устройства 18 прикреплены к верхней раме 2. Кроме того, на раме из стального профиля установлены направляющие устройства 20 для шахты, позволяющие направлять подъемную емкость в шахту. Чтобы максимально снизить собственную массу подъемной емкости, по возможности применяют высокопрочные материалы, например, мелкозернистые конструкционные стали.

Скип, как показано на фиг. 1 и 2, представляет собой скип с донной разгрузкой с вертикальной запорной заслонкой 26, который без особых трудностей можно интегрировать в существующие шахтные подъемные установки. Вертикальная заслонка 26 движется по роликам 26a и выполнена без возможности автоматического открывания.

На фиг. 1 показано открытое состояние вертикальной заслонки 26, а на фиг. 2 - ее закрытое состояние.

Подъемная емкость 12 содержит крышу 22, а также съемное ограждение 24. Подъемную емкость 12 загружают сверху в области 30 и опорожняют сбоку, в варианте, показанном внизу справа, с помощью вертикальной заслонки 26. Когда скип достигает приемной площадки на уровне земли, т.е. устройств и встроенных элементов в здании наземного конвейера, служащих для опорожнения подъемных емкостей, вертикальную заслонку 26 открывают с помощью механизма 32 и троса 34 и автоматически опорожняют скип, выгружая транспортируемый материал по наклонному дну 28 (показанному на чертеже пунктиром), предпочтительно наклоненному под углом 50-55 градусов, в предназначенный для этого разгрузочный бункер (не показанный на чертеже).

Как показано на фиг. 1, наклонное дно 28 скипа согласно изобретению в представленном варианте осуществления вогнуто вниз, то есть расстояние между по существу наклонным дном 28 и верхним краем проема вертикальной заслонки или нижним краем открытой вертикальной заслонки 26 увеличивается по сравнению с плоским дном, вследствие чего скольжение или сыпучесть транспортируемый материал в меньшей степени нарушается во время разгрузки. Таким образом, кривизна дна 28 скипа в представленном варианте осуществления соответствует в сечении геометрической кривой, предпочтительно вогнутой или s-образной формы, при этом направление и кривизну геометрической кривой выбирают в подходящем соотношении с проемом вертикальной заслонки таким образом, чтобы перпендикуляр к по сути наклонному дну, соприкасающийся с верхним краем открываемого заслонкой проема, был максимальным для оптимизации скорости разгрузки.

Изобретение относится к скипам для шахтных подъемных установок в горнодобывающей промышленности. Скип содержит четыре стенки, установленные вертикально в направлении транспортировки, дно (28), установленное с подходящим наклоном в направлении транспортировки и вместе с вертикальными стенками образующее разгрузочную воронку на нижнем конце скипа, а также заслонку (26) в одной из вертикальных стенок, установленную в наиболее низкой точке разгрузочной воронки в направлении транспортировки вниз. Наклонное дно (28) скипа в сечении имеет форму геометрической кривой. Направление и изгиб геометрической кривой выбраны таким образом, чтобы перпендикуляр ко дну (28), соприкасающийся с верхним краем открываемого заслонкой проема, был максимальным для оптимизации скорости разгрузки. Дно может иметь вогнутую форму или s-образную форму. Дно может быть образовано несколькими плоскими поверхностями, соединенными между собой. Техническим результатом является увеличение производительности, полезной нагрузки, скорости транспортировки. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Скип для использования в шахтных подъемных установках в горнодобывающей промышленности, содержащий четыре стенки, установленные вертикально в направлении транспортировки, дно (28), установленное с подходящим наклоном в направлении транспортировки и вместе с вертикальными стенками образующее разгрузочную воронку на нижнем конце скипа, а также заслонку (26) в одной из вертикальных стенок, установленную в наиболее низкой точке разгрузочной воронки в направлении транспортировки вниз, отличающийся тем, что наклонное дно (28) скипа в сечении имеет форму геометрической кривой, при этом направление и изгиб геометрической кривой выбраны в подходящем соотношении с проемом заслонки таким образом, чтобы перпендикуляр ко дну (28), соприкасающийся с верхним краем открываемого заслонкой проема, был максимальным для оптимизации скорости разгрузки.

2. Скип по п. 1, отличающийся тем, что дно (28) имеет вогнутую форму.

3. Скип по п. 1, отличающийся тем, что дно (28) имеет s-образную форму.

4. Скип по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что дно (28) образовано несколькими плоскими поверхностями, соединенными между собой.