ТОРМОЗНАЯ БУФЕРНАЯ СИСТЕМА ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПАДЕНИЯ ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ШАХТНОГО ЛИФТА
BRAKE BUFFER SYSTEM TO PREVENT FALL FOR HIGH-SPEED SHAFT ELEVATOR

Область техники, к которой относится изобретение
Предлагаемое изобретение относится к тормозной буферной системе предотвращения падения для высокоскоростного шахтного подъемника, в частности к тормозной буферной системе предотвращения падения, подходящей для высокоскоростного шахтного подъемника с кабиной подъемника, направляемой гибким направляющим рельсом, и также применимой для низкоскоростных подъемников и подъемных систем с гибким направлением.
Уровень техники
Система защиты кабины подъемника, широко применяемая в настоящее время, используется в основном в подъемниках, в которых применен жесткий направляющий рельс, поскольку предохранительный механизм подобной предохранительной системы защиты от превышенной/пониженной скорости кабины обычного подъемника может оказывать тормозящий эффект только на жесткий направляющий рельс. Однако, когда подобная система защиты кабины подъемника используется в подъемнике в подземных сооружениях, где геологические условия сложны, и шахта подъемника может деформироваться, предохранительный механизм для торможения с целью предотвращения падения и для защиты кабины подъемника может срабатывать неожиданно. Поэтому кабина подъемника может застревать в шахте, что создает серьезную потенциальную угрозу безопасности при эксплуатации подъемника. Для подъемников, направляемых нежестким направляющим рельсом, для обеспечения безопасной эксплуатации подъемника в патенте № ZL 201020286672.0 раскрыта система защиты кабины подъемника от превышенной/пониженной скорости, и в патенте № ZL 201120122622.3 раскрыт предохранительный механизм для тормозного троса, позволяющий избежать риска травмирования пассажиров и повреждения оборудования в случае эксплуатации кабины подъемника в режиме превышенной/пониженной скорости. Однако в процессе торможения с целью предотвращения падения может возникать ряд проблем вследствие высокой кинетической энергии высокоскоростного подъемника, например, если тормозное замедление кабины подъемника слишком высоко. Существующие системы защиты от превышенной/пониженной скорости для кабин подъемников, направляемых нежестким направляющим рельсом, применимы только в области низкоскоростных подъемников. На сегодняшний день не существует тормозной буферной системы предотвращения падения для высокоскоростных шахтных подъемников. Таким образом, существует неотложная задача по разработке тормозной буферной системы предотвращения падения для высокоскоростных шахтных подъемников.
Раскрытие изобретения
Для устранения недостатков, присущих существующему уровню техники, в заявляемом изобретении предложена тормозная буферная система предотвращения падения для высокоскоростного подъемника, обладающая компактной конструкцией, превосходным буферным эффектом, надежным торможением и высокой безопасностью.
Предлагаемая тормозная буферная система предотвращения падения для высокоскоростного шахтного подъемника содержит тормозной трос, зафиксированный с двух сторон кабины подъемника, один конец тормозного троса зафиксирован наверху шахтного ствола, а другой конец тормозного троса зафиксирован на дне шахтного ствола, на днище кабины подъемника расположен рычажный механизм, наверху тормозного троса расположен буфер, внизу тормозного троса расположен натяжной соединитель, на днище кабины подъемника расположен предохранительный механизм тормозного троса, зафиксированный на тормозном тросе и соединенный с рычажным механизмом, буфер содержит перевернутый плавный предохранительный механизм тормозного троса, в плавном предохранительном механизме тормозного троса расположен буферный трос, соединенный с тормозным тросом, и на буферном тросе расположен зажим буферного троса.
Плавный предохранительный механизм тормозного троса содержит корпус механизма, в корпусе механизма расположена профильная клиновидная планка с желобом для троса, в желобе для троса профильной клиновидной планки с желобом для троса расположена бериллиевая бронза, и указанный желоб для троса на своей верхней части имеет конусообразное расширение, и наверху профильной клиновидной планки с желобом для троса расположен подъемный резьбовой стержень.
Предохранительный механизм тормозного троса представляет собой мгновенный предохранительный механизм тормозного троса, клиновидная планка в мгновенном предохранительном механизме тормозного троса имеет воронкообразный желоб для троса, и в данном желобе для троса расположена бериллиевая бронза.
Натяжной соединитель содержит клинообразный зажим троса, закрепленный и зафиксированный на тормозном тросе угловым стальным элементом, в клинообразном зажиме троса расположена клиновидная планка, снизу углового стального элемента расположена зафиксированная балка, зафиксированная соединительным болтом, и на зафиксированной балке расположен зажим троса, предназначенный для фиксации конца тормозного троса.
В вышеописанном техническом решении предлагаемая тормозная буферная система предотвращения падения является легко устанавливаемой, сила амортизации тормозного троса является постоянной и регулируемой, торможение для предотвращения падения является надежным, и может быть значительно повышена безопасность высокоскоростной эксплуатации подъемника, направляемого нежестким направляющим рельсом. Предлагаемое изобретение может быть использовано в качестве системы для торможения с целью предотвращения падения и для защиты кабины подъемника для обеспечения наличия амортизационного эффекта на тормозных тросах, может обеспечивать надежное торможение против падения подъемника и повышать, таким образом, безопасность высокоскоростной эксплуатации шахтного подъемника. Основными преимуществами являются:
(1) буфер наверху тормозного троса шахтного подъемника обеспечивает амортизационный эффект во время торможения кабины подъемника для предотвращения падения, и таким образом амортизация кабины подъемника основана на буфере наверху шахтного ствола, а не на скольжении кабины подъемника по направляющему рельсу;
(2) в качестве буфера для торможения кабины подъемника для предотвращения падения использован плавный предохранительный механизм с желобом для троса, и таким образом плавный предохранительный механизм может быть использован для эффективного преодоления трудности в установке силы амортизации в процессе торможения кабины подъемника для предотвращения падения;
(3) натяжной соединитель, установленный на максимальную силу натяжения и выполненный с простой конструкцией, использован в качестве натяжителя снизу тормозного троса, и таким образом обеспечена возможность удобного регулирования силы натяжения тормозного троса, и устранен недостаток, состоящий в том, что кабина подъемника, захваченная тормозным тросом, может легко сорваться.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображен вид спереди тормозной буферной системы предотвращения падения для высокоскоростного шахтного подъемника, выполненной в соответствии с предлагаемым изобретением;
на фиг. 2 изображен вид сбоку тормозной буферной системы предотвращения падения для высокоскоростного шахтного подъемника, выполненной в соответствии с предлагаемым изобретением;
на фиг. 3 изображена структурная схема буфера, выполненного в соответствии с предлагаемым изобретением;
на фиг. 4 изображена структурная схема желоба для троса клиновидной планки в буфере, выполненного в соответствии с предлагаемым изобретением;
на фиг. 5 изображена структурная схема натяжного соединителя, выполненного в соответствии с предлагаемым изобретением;
на фиг. 6 изображена конструктивная схема клинообразного зажима троса в натяжном соединителе, выполненного в соответствии с предлагаемым изобретением;
на фиг. 7 изображена структурная схема натяжителя тормозного троса, выполненного в соответствии с предлагаемым изобретением;
на фиг. 8 изображена схема буфера, выполненного в соответствии с предлагаемым изобретением, до срабатывания буфера;
на фиг. 9 изображена схема буфера, выполненного в соответствии с предлагаемым изобретением, после срабатывания буфера.
На данных чертежах: 1 - буфер, 2 - тормозной трос, 3 - предохранительный механизм тормозного троса, 4 - натяжной соединитель, 5 - кабина подъемника, 6 - шахтный ствол, 7 - натяжитель тормозного троса, 8 - плавный предохранительный механизм тормозного троса, 9 - буферный трос, 10 - зажим буферного троса, 11 - рычажный механизм, 12 - мгновенный предохранительный механизм тормозного троса; 1-1 - профильная клиновидная планка с желобом для троса, 1-2 - U-образная пружина, 1-3 - резьбовой стержень тонкого регулирования, 1-4 - корпус механизма, 1-5 - держатель механизма, 1-6 - подъемный резьбовой стержень, 1-7 - бериллиевая бронза, 1-8 - конусообразное расширение; 4-1 - клинообразный зажим троса, 4-2 - угловой стальной элемент, 4-3 - соединительный болт, 4-4 - зафиксированная балка, 4-5 - зажим троса, 4-6 - клиновидная планка; 7-1 - регулировочная гайка, 7-2 - регулировочный болт, 7-3 - нажимная пластина.
Осуществление изобретения
Далее описан один вариант осуществления предлагаемого изобретения со ссылкой на чертежи.
Как изображено на фигурах 1 и 2, предлагаемая тормозная буферная система предотвращения падения для высокоскоростного шахтного подъемника, выполненная в соответствии с предлагаемым изобретением, в целом содержит буфер 1, тормозной трос 2, предохранительный механизм 3 тормозного троса, натяжной соединитель 4, плавный предохранительный механизм 8 тормозного троса, буферный трос 9, зажим 10 буферного троса, рычажный механизм 11 и мгновенный предохранительный механизм 12 тормозного троса. Тормозной трос 2 зафиксирован с двух сторон кабины 5 подъемника, один конец тормозного троса 2 зафиксирован наверху шахтного ствола 6, а другой конец тормозного троса 2 зафиксирован на дне шахтного ствола 6, рычажный механизм 11 расположен на днище кабины 5 подъемника, буфер 1 расположен наверху тормозного троса 2, натяжной соединитель 4 расположен внизу тормозного троса 2, на днище кабины 5 подъемника расположен предохранительный механизм 3 тормозного троса, зафиксированный на тормозном тросе 2 и соединенный с рычажным механизмом 11, и указанный предохранительный механизм 3 тормозного троса представляет собой мгновенный предохранительный механизм тормозного троса, клиновидная планка в мгновенном предохранительном механизме тормозного троса имеет воронкообразный желоб для троса, и в данном желобе для троса расположена бериллиевая бронза, буфер 1 содержит перевернутый плавный предохранительный механизм 8 тормозного троса, в плавном предохранительном механизме 8 тормозного троса расположен буферный трос 9, соединенный с тормозным тросом 2, и на буферном тросе 9 расположен зажим 10 амортизационного троса.
Как изображено на фигурах 3 и 4, плавный предохранительный механизм 8 тормозного троса в буфере 1 в основном содержит профильную клиновидную планку 1-1 с желобом для троса, U-образную пружину 1-2, резьбовой стержень 1-3 тонкого регулирования, корпус 1-4 механизма, держатель 1-5 механизма и подъемный резьбовой стержень 1-6, причем корпус 1-4 механизма установлен над тормозным тросом 2, профильная клиновидная планка 1-1 с желобом для троса и держатель 1-5 механизма, соединенный с профильной клиновидной планкой 1-1 с желобом для троса, расположены в корпусе 1-4 механизма, в желобе для троса профильной клиновидной планки 1-1 с желобом для троса расположена бериллиевая бронза 1-7, и указанный желоб для троса на своей верхней части имеет конусообразное расширение 1-8, U-образная пружина 1-2 и резьбовой стержень 1-3 тонкого регулирования расположены на двух сторонах клиновидной планки 1-1 с желобом для троса, и подъемный резьбовой стержень 1-6 расположен наверху клиновидной планки 1-1 с желобом для троса.
Как изображено на фигурах 5 и 6, натяжной соединитель 4 содержит клинообразный зажим 4-1 троса, закрепленный и зафиксированный на тормозном тросе 2, угловой стальной элемент 4-2, зафиксированный на клинообразном зажиме 4-1 троса болтами, и соединительный болт 4-3, используемый для соединения углового стального элемента 4-2 с зафиксированной балкой 4-4, изготовленной из швеллерной стали и закрепленной на дне шахты, причем снизу углового стального элемента 4-2 расположена зафиксированная балка 4-4, зафиксированная соединительным болтом 4-3, на зафиксированной балке 4-4 расположен зажим 4-5 троса, предназначенный для фиксации конца тормозного троса 2.
На фиг. 7 изображена структурная схема натяжителя тормозного троса. При необходимости тормозной трос 2 может быть подтянут натяжителем 7 тормозного троса. Натяжитель 7 тормозного троса содержит регулировочные болты 7-2, расположенные симметрично на двух сторонах тормозного троса 2 и установленные на зафиксированной балке 4-4, причем над регулировочными болтами 7-2 установлена нажимная пластина 7-3, и на нажимной пластине 7-3 расположены регулировочные гайки 7-1. Путем подтягивания регулировочных гаек 7-1 происходит прижатие нажимной пластиной 7-3 клинообразного зажима 4-1 троса вниз и, таким образом, подтягивание тормозного троса 2. Когда сила натяжения достигает заранее установленного значения, происходит подтягивание на зафиксированной балке 4-4 соединительного болта 4-3 в натяжном соединителе 4 и удаление регулировочных гаек 7-1, регулировочных болтов 7-2 и нажимной пластины 7-3. При этом в процессе амортизации во время торможения для предотвращения падения соединительный болт 4-3 имеет номинальную прочность разрушения, и разрушение соединительного болта 4-3 происходит при передаче упругой волны в тормозном тросе 2 на конец тормозного троса 2 во время торможения кабины 5 подъемника для предотвращения падения. Вследствие этого, кабина 5 подъемника захвачена тормозным тросом 2 и не падает путем соскальзывания.
Как изображено на фигурах 8 и 9, буфер 1, выполненный в соответствии с предлагаемым изобретением, представляет собой перевернутый плавный предохранительный механизм 8 с U-образной пружиной.
Принцип амортизации и процесс функционирования буфера 1 происходят следующим образом.
1
2
3
При нормальном функционировании кабины 5 подъемника начальное расстояние между клиновидными планками 1-1 составляет x, расстояние от верха клиновидной планки 1-1 до нижней поверхности верхней плиты корпуса 1-4 механизма составляет x и начальное расстояние раскрытия U-образной пружины 1-2 составляет x. В случае функционирования кабины 5 подъемника в режиме превышенной скорости ограничитель скорости останавливается сразу после детектирования данным ограничителем превышения предела текущей скорости кабины 5 подъемника, и рычажный механизм 11 приводит в действие мгновенный предохранительный механизм 12 тормозного троса таким образом, что происходит захват кабины 5 подъемника тормозным тросом 2.
1
4
3
6
2
5
5
6
При перемещении кабины подъемника дальше вниз происходит изменение x на x с дальнейшим уменьшением, то есть происходит прижатие клиновидной планки 1-1 и тормозного троса 2 по направлению друг к другу с созданием силы взаимодействия между тормозным тросом 2 и клиновидной планкой 1-1. При этом U-образная пружина 1-2 принимает силу реакции тормозного троса 2 против клиновидной планки 1-1, переданную от клиновидной планки 1-1, с увеличением расстояния раскрытия данной пружины от начального значения x до x. В свою очередь, расстояние x от верха клиновидной планки 1-1 до нижней поверхности верхней пластины корпуса 1-4 механизма изменяется до x и постепенно уменьшается до завершающего стягивания вниз клиновидной планки 1-1, входящей в контакт с нижней поверхностью корпуса 1-4 механизма (то есть x=0). При этом расстояние раскрытия x U-образной пружины 1-2 больше не возрастает и сила прижатия U-образной пружины 1-2, переданная в клиновидную планку 1-1, на тормозном тросе 2 остается постоянной. Другими словами, сила торможения, приложенная плавным предохранительным механизмом 8 тормозного троса к тормозному тросу 2, находится в стабильном состоянии, и кабина 5 подъемника амортизирована под воздействием силы торможения в процессе торможения для предотвращения падения. Поскольку буферный трос 9 должен постоянно преодолевать силу трения при вытягивании данного троса из плавного предохранительного механизма 8 тормозного троса, то кинетическая энергия кабины 5 шахтного подъемника уменьшена. При этом, когда работа, совершаемая буфером 1, равна кинетической энергии шахтного подъемника в момент, когда происходит торможение для предотвращения падения, кабина 5 шахтного подъемника окончательно входит в неподвижное состояние, и таким образом кабина 5 остановлена, и достигнута цель эффективной защиты безопасности людей, груза и системы шахтного подъемника.