ТРОС АВАРИЙНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ДЛЯ КОНВЕЙЕРА
EMERGENCY SHUTDOWN CABLE FOR A CONVEYOR

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
[0001]
По настоящей заявке испрашивается приоритет согласно одновременно рассматриваемой ранее поданной предварительной заявке № 62/639000 на патент США, которая подана 6 марта 2018 г., все содержание которой включено в настоящий документо посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0002]
Данная заявка относится к конвейерным системам, а конкретнее - к тяговому тросу аварийного отключения для конвейера.
[0003]
Шахтные конвейеры облегчают движение добытого материала. Чтобы удовлетворить многие требования глобальных нормативных документов, конвейеры должны иметь тяговый трос аварийного отключения, который можно задействовать, чтобы остановить конвейер в случае аварийной ситуации. Вместе с тем, некоторые конвейеры являются гибкими и движутся на протяжении всего цикла добычи, вызывающего неожиданные остановы конвейера из-за обычных тяговых тросов. Кроме того, обычные тяговые тросы обеспечивают большую величину провисания, требующую от пользователя прикладывать натяжение значительной величины до останова конвейера.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004]
В одном варианте осуществления конвейерная система включает в себя гибкий конвейерный поезд, выполненный с возможностью перемещения вдоль пути, контроллер и исполнительное устройство безопасности, опирающееся на конвейерный поезд. Конвейерный поезд включает в себя первый конец, второй конец, непрерывную ленту для транспортировки материала по длине конвейерного поезда и, по меньшей мере, один электродвигатель для привода непрерывной ленты. Контроллер осуществляет связь с электродвигателем для управления работой конвейерного поезда. Исполнительное устройство безопасности включает в себя отводящий механизм, выключатель расцепляющей катушки, электрически подключенный к контроллеру, и трос, имеющий первый конец и второй конец. Первый конец прицеплен к отводящему механизму, а второй конец прицеплен к выключателю расцепляющей катушки.
[0005]
В другом варианте осуществления конвейерная система включает в себя конвейерный поезд, движущийся по опорной поверхности, контроллер и исполнительное устройство безопасности. Конвейерный поезд включает в себя множество подвижных сегментов, сочлененных друг с другом последовательно, непрерывную ленту для транспортировки материала по длине конвейерного поезда и, по меньшей мере, один электродвигатель для привода непрерывной ленты. Контроллер опирается на конвейерный поезд и приводится в действие для управления работой конвейерного поезда. Исполнительное устройство безопасности опирается на конвейерный поезд и включает в себя трос, барабан для приема троса и муфту сцепления. Когда скорость вращения барабана превышает предварительно заданный уровень, муфта сцепления запрещает вращение барабана, что заставляет контроллер обеспечить прекращение эксплуатации конвейерного поезда.
[0006]
В еще одном варианте осуществления конвейерная система включает в себя гибкий конвейерный поезд, выполненный с возможностью перемещения вдоль подземного пути, выключатель расцепляющей катушки и трос. Конвейерный поезд включает в себя первый конец, второй конец, непрерывную ленту для транспортировки материала по длине конвейерного поезда и, по меньшей мере, один электродвигатель. Выключатель расцепляющей катушки избирательно приводится в действие в первом режиме, в котором работа электродвигателя разрешена, и втором режиме, в котором работа электродвигателя запрещена. Трос частично намотан на барабан и прицеплен к выключателю расцепляющей катушки. Барабан смещают, чтобы намотать трос на барабан, а приложение силы к тяговому тросу используется для перевода выключателя расцепляющей катушки из первого режима во второй режим.
[0007]
Другие аспекты станут очевидными в результате рассмотрения подробного описания и прилагаемых чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008]
На фиг.1A иллюстрируется общее представление штреков для добычи полезных ископаемых и операций добычи полезных ископаемых.
[0009]
На фиг.1B показан общий вид конвейера.
[0010]
На фиг.2 представлен вид спереди исполнительного устройства безопасности.
[0011]
На фиг.3A представлен вид сбоку отводящего механизма исполнительного устройства безопасности согласно фиг.2 в свободном положении.
[0012]
На фиг.3B представлен вид сбоку отводящего механизма в зажатом положении.
[0013]
фиг.4A показан общий вид отводящего механизма в свободном положении, причем муфта сцепления и кулачковый элемент сняты.
[0014]
На фиг.4B показан общий вид отводящего механизма в зажатом положении, при этом муфта сцепления и кулачковый элемент сняты.
[0015]
На фиг.5 показан общий вид в соответствии с другим вариантом осуществления.
[0016]
На фиг.6 представлено сечение отводящего механизма согласно фиг.5, рассматриваемое вдоль секущей плоскости 6-6.
[0017]
Перед подробным пояснением каких-либо вариантов осуществления следует понять, что изобретение, представленное в этой заявке, не ограничивается подробностями конструкции и расположения компонентов, излагаемыми в нижеследующем описании или иллюстрируемыми на нижеследующих чертежах. В изобретении возможны другие варианты осуществления, а его реализация на практике или осуществление возможны различными способами. Следует также понять, что употребляемые здесь фразеология и терминология приводятся с целью описания, и их не нужно рассматривать как ограничительные. Употребление слов «включающий в себя» и «содержащий», а также их вариантов, в контексте их употребления здесь предполагает охват перечисляемых затем элементов списка и их эквивалентов, а также дополнительных элементов списка. Употребление выражения «состоящий из» и его вариантов в контексте их употребления здесь предполагает охват только перечисляемых затем элементов списка и их эквивалентов. Если нет других указаний или ограничений, термины «установленный», «соединенный», «опирающийся на» и «сочлененный», а также их эквиваленты, употребляются в широком смысле и охватывают - как непосредственные, так и косвенные, - разновидности установки, соединения, опоры и сочленения.
[0018]
Кроме того, следует понять, что варианты осуществления могут включать в себя аппаратные, программные и электронные компоненты или модули, которые в целях обсуждения можно проиллюстрировать и описать так, будто большинство этих компонентов воплощены лишь в аппаратных средствах. Вместе с тем, обычный специалист в данной области техники, прочитав это подробное описание, должен понять, что, по меньшей мере, в одном варианте осуществления его аспекты можно воплотить в программных средствах (например, возможно хранение на энергонезависимом машиночитаемом носителе), исполняемых одним или несколькими блоками обработки, такими, как микропроцессор, интегральные схемы прикладной ориентации («ИСПО»), или другое электронное устройство. А если так, то следует отметить, что для воплощения изобретения можно применять множество устройств на аппаратной и программной основе, а также множество других структурных компонентов. Например, «контроллеры», о которых заходит речь в описании, могут включать в себя один или несколько электронных процессоров или блоков обработки, один или несколько модулей машиночитаемых носителей, один или несколько интерфейсов ввода-вывода и различные соединения (например, системную шину), соединяющие компоненты.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0019]
В типичных случаях, оборудование для проходки подземных подготовительных выработок включает в себя проходческий комбайн непрерывного действия и тяговое оборудование, которое транспортирует вырубаемый материал из забоя. Как показано на фиг.1A, для создания выработки можно эксплуатировать врубовую машину (например, проходческий комбайн 10 непрерывного действия). Как показано на фиг.1A и 1B, врубовая машина 10 p проводит операцию резания, которая включает в себя вырубание материала из забоя и направление вырубаемого материала на конвейер (например, гибкий конвейерный поезд или ГКП) 14 для переноса вырубаемого материала к другому оборудованию для переработки материала (например, дробильной установке и/или питателю-дробилке). В иллюстрируемом варианте осуществления, оператор управляет и врубовой машиной 10, и гибким конвейерным поездом 14, используя средство дистанционного управления. В других вариантах осуществления оператор может управлять врубовой машиной 10 и гибким конвейерным поездом 14 с поездной палубы, находясь на гибком конвейерном поезде 14.
[0020]
В иллюстрируемом варианте осуществления конвейер 14 представляет собой гибкий конвейерный поезд. Гибкий конвейерный поезд 14 следует за врубовой машиной 10, собирая и транспортируя добытый материал. Как таковой, гибкий конвейерный поезд 14 выполнен с возможностью движения вперед и назад вдоль подземной выработки, а также с возможностью поворота. В гибком конвейерном поезде 14 применяется множество сегментов или вагонеток 18, сцепленных друг с другом последовательно. В иллюстрируемом варианте осуществления вагонетки 18 сцеплены посредством универсальных шарниров, придавая гибкому конвейерному поезду 14 гибкость в поперечном и вертикальном направлениях. Гибкий конвейерный поезд 14 включает в себя гибкую непрерывную ленту 22 конвейера, которая обернута вокруг роликов на вагонетках 18 для транспортировки добытого материала из врубовой машины 10 к другому оборудованию для переработки материала. В некоторых вариантах осуществления каждая из вагонеток 18 гибкого конвейерного поезда 14 включает в себя контроллер 26 (фиг.1A) и систему 30 тягового троса аварийного отключения. Контроллеры 26 управляют работой вагонеток 18 и могут осуществлять связь друг с другом и с контроллером на врубовой машине 10.
[0021]
Гибкий конвейерный поезд 14 включает в себя множество обозначенных позицией 30 исполнительных устройств безопасности или тяговых тросов аварийного отключения. В иллюстрируемом варианте осуществления система 30 исполнительных устройств безопасности или тяговых тросов аварийного отключения продолжается вдоль одной или нескольких вагонеток 18 гибкого конвейерного поезда 14. Обращаясь к фиг.2, отмечаем, что исполнительное устройство безопасности включает в себя тяговый трос 42, продолжающийся между первым концом 34 и вторым концом 38, противоположным первому концу 34. Первый конец 34 исполнительного устройства безопасности можно крепить (например, посредством винтов, болтов, клеев, и т.д.) к гибкому конвейерному поезду 14, например, в некотором положении около задней части соответственной вагонетки 18. Второй конец 38 исполнительного устройства безопасности можно крепить (например, посредством винтов, болтов, клеев, и т.д.) к гибкому конвейерному поезду 14 например, в некотором положении рядом с контроллером 26 вагонетки 18.
[0022]
Обращаясь к фиг.3A и 3B, отмечаем, что первый конец 34 системы 30 тягового троса аварийного отключения включает в себя отводящий механизм 46, расположенный в корпусе 50. Отводящий механизм 46 включает в себя барабан 54, упругий элемент (не показан), центробежную муфту 62 сцепления, кулачковый элемент 66 и собачку 70. Барабан 54 сочленен с возможностью вращения внутри корпуса 50 и включает в себя участок храповика, включающий в себя зубья 74, расположенные вдоль внешней периферии. Первый конец 78 (фиг.2) троса 42 прицеплен к барабану 54 и свисает с троса 42, который обмотан вокруг барабана 54. Упругий элемент смешает барабан 54, позволяя ему вращаться в первом направлении (например, против часовой стрелки, как видно на фиг.3), чтобы ликвидировать любое провисание троса 42. Центробежная муфта 62 сцепления шарнирно сочленена с барабаном 54 рядом с зубьями 74 храповика. Например, в иллюстрируемом варианте осуществления муфта 62 сцепления шарнирно сочленена с барабаном 54 около штифта 76 и смещена в отведенное или радиально внутреннее положение пружиной 80. Кулачковый элемент 66 опирается на соседний барабан 54. Кулачковый элемент 66 сочленен с собачкой 70 скользящим штифтом 82, который скользит внутри паза 86 в собачке 70.
[0023]
Отводящий механизм 46 действует, ликвидируя провисание троса 42 вокруг барабана 54. Провисание троса 42 можно ликвидировать путем сматывания или травления из отводящего механизма 46, когда барабан 54 вращается во втором направлении (например, по часовой стрелке, как показано на фиг.3A и 3B), противодействуя смещению упругого элемента. Ослабление натяжения троса 42 позволяет упругому элементу действовать на барабан 54, вращая его в первом направлении, чтобы ликвидировать провисание троса 42 (фиг.4A). Вместе с тем, если для ликвидации провисания трос 42 травить быстро, барабан 54 увеличит свою скорость вращения. Увеличенная скорость вращения увеличивает вращательную силу на барабане 54 и заставляет поворачиваться центробежную муфту 62 сцепления, приводя конец 90 центробежной муфты 62 сцепления в движение радиально наружу от барабана 54. Конец 90 центробежной муфты 62 сцепления входит в зацепление с кулачковым элементом 66 и толкает его (например, вверх, как показано на фиг.3B), двигая скользящий штифт 82 вдоль паза 86. Движение скользящего штифта 82 оттягивает собачку 70 на путь вращающихся зубьев 74 храповика барабана 54, как показано на фиг.3B и 4B, препятствуя вращению барабана 54 во втором направлении и препятствуя травлению троса 42. Как таковой, отводящий механизм 46 выполнен с возможностью работать в первом режиме, в котором барабан 54 может ликвидировать провисание троса 42 путем травления, и с возможностью работать во втором режиме, в котором барабан 54 не может ликвидировать провисание троса 42 путем травления.
[0024]
Обращаясь снова к фиг.2, отмечаем, что второй конец 38 исполнительного устройства 30 безопасности включает в себя выключатель 94 расцепляющей катушки. Выключатель 94 расцепляющей катушки включает в себя провод 98, который электрически подключен к контроллеру 26 вагонетки 18 гибкого конвейерного поезда 14, на котором расположена соответствующая система 30 тягового троса аварийного отключения. Выключатель 94 расцепляющей катушки выполнен с возможностью работать в первом режиме, в котором выключатель 94 расцепляющей катушки осуществляет связь с контроллером 26 для эксплуатации гибкого конвейерного поезда 14, и во втором режиме, в котором выключатель 94 расцепляющей катушки осуществляет связь с контроллером 26 для прекращения эксплуатации гибкого конвейерного поезда 14.
[0025]
Выключатель 94 расцепляющей катушки дополнительно включает в себя защелку 102, кнопку 106 аварийного останова, и кнопку 110 возврата в исходное положение. Защелка 102 сцеплена со вторым концом 114 троса 42 и выполнена с возможностью движения между первым положением и вторым положением. Когда защелка 102 находится в первом положении, выключатель 94 расцепляющей катушки находится в первом режиме, осуществляя связь с контроллером 26 для эксплуатации гибкого конвейерного поезда 14. Когда защелка 102 находится во втором положении, выключатель 94 расцепляющей катушки находится во втором режиме, осуществляя связь с контроллером 26 для останова электродвигателей, приводящих в движение гибкий конвейерный поезд 14. Чтобы остановить электродвигатели гибкого конвейерного поезда 14 и врубовой машины 10, можно нажать кнопку 106 аварийного останова.
[0026]
В аварийной ситуации, гибкий конвейерный поезд 14 и врубовую машину 10 можно остановить, либо воздействуя на кнопку 106 аварийного останова, либо переводя защелку 102 вo второе положение (например, потянув за трос 42). Чтобы возобновить эксплуатацию врубовой машины 10 и гибкого конвейерного поезда 14, надо вернуть защелку 102 в первое положение и/или надо вернуть кнопку 106 аварийного останова в не нажатое положение и следует задействовать кнопку 110 возврата в исходное положение.
[0027]
Обращаясь к фиг.2, отмечаем, что в некоторых вариантах осуществления трос 42 представляет собой скрученный или сплетенный трос с полимерным покрытием; трос 42 может быть изготовлен из материала для тросов, покрытого полимерной смолой. Трос 42 может включать в себя зажимы или крюки 118 на обоих - первом и втором - концах 78, 114 для крепления к выключателю 94 расцепляющей катушки и/или барабану 54. С гибким конвейерным поездом 14 между первым и вторым концами 34, 38 системы 30 тягового троса аварийного отключения могут быть сочленены ушки 122 для скольжения сквозь них троса 42 и придания ему опоры.
[0028]
Во время эксплуатации проходческого оборудования, гибкий конвейерный поезд 14 следует за врубовой машиной 10 вдоль подземного ходка. Когда гибкий конвейерный поезд 14 движется, он проходит повороты и неровные участки пути, что требует от него гибкости и искривления для маневрирования по подземным ходкам. Маневрирование гибкого конвейерного поезда 14 потребует большего провисания от троса 42, чтобы избежать непреднамеренного отключения проходческого оборудования. Как описано выше, поскольку провисание необходимо (например, когда гибкий конвейерный поезд 14 совершает поворот), барабан 54 будет вращаться, травя трос 42 из отводящего механизма 46. Затем, после того, как гибкий конвейерный поезд 14 завершит поворот, провисание больше не будет нужным, и упругий элемент станет вращать барабан 54 в противоположном направлении, чтобы намотать трос 42 на барабан 54. В то время, как гибкий конвейерный поезд 14 изгибается или изменяет свою длину, трос 42 можно выдвигать и втягивать при необходимости без активации выключателя 94 расцепляющей катушки. Следует отметить, что нормальное движение гибкого конвейерного поезда 14 не является достаточным для того, чтобы потянуть за трос 42, стопоря барабан 54 и активируя выключатель 94 расцепляющей катушки.
[0029]
Вместе с тем, если бы во время эксплуатации проходческого оборудования возникла аварийная ситуация, требующая быстрого отключения гибкого конвейерного поезда 14, оператор или постороннее лицо может резко дернуть трос 42 аварийного отключения, чтобы отключить гибкий конвейерный поезд 14. Например, если бы рука постороннего лица, находящегося около гибкого конвейерного поезда 14, застряла в гибком конвейерном поезде 14 или на непрерывной ленте 22 конвейера, постороннее лицо смогло бы дернуть за трос 42. Как описано выше, резко потянув за трос 42, можно приложить к барабану 54 центробежную силу, которая вызовет поворот конца 90 центробежной муфты 62 сцепления. Центробежная муфта 62 сцепления толкнет кулачковый элемент 66, вводя собачку 70 в контакт с зубьями 74 храповика, тем самым останавливая вращение барабана 54. Останов барабана 54 прерывает травление троса 42 и позволяет второму концу 114 троса 42 переместить защелку 102 выключателя 94 расцепляющей катушки из первого положения во второе положение, отключая электродвигатели врубовой машины 10 и гибкого конвейерного поезда 14. Сразу же после устранения аварийного состояния, защелку 102 выключателя 94 расцепляющей катушки можно перевести обратно в первое положение и нажать кнопку 110 возврата в исходное положение, чтобы продолжить работу гибкого конвейерного поезда 14 и врубовой машины 10.
[0030]
Снабжение гибкого конвейерного поезда 14 системой 30 тягового троса аварийного останова, включающей в себя центробежную муфту 62 сцепления, и барабаном 54 с выгодой позволяет соблюдать правила техники безопасности при эксплуатации гибкого конвейерного поезда 14, по-прежнему допуская при этом движение без активации выключателя 94 расцепляющей катушки. Тянуть за систему 30 тягового троса аварийного отключения может оператор в аварийной ситуации, чтобы отключить гибкий конвейерный поезд 14. В дополнение к этому, снабжение конвейера 14 системой 30 тягового троса аварийного отключения с центробежной муфтой 62 сцепления и барабаном 54 позволяет управлять тросом 42, избегая избыточного провисания. Уменьшение провисания позволяет постороннему лицу или оператору эффективно воздействовать на трос 42 аварийного отключения, чтобы отключить конвейер 14, когда это потребуется.
[0031]
На фиг.5 и 6 изображен отводящий механизм 200, соответствующий другому варианту осуществления. Отводящий механизм 200 аналогичен отводящему механизму 46, а здесь описываются некоторые из отличий. Отводящий механизм 200 расположен в корпусе 50 и включает в себя барабан 204 и муфту 208 сцепления. Барабан 204 опирается с возможностью вращения на приводной вал 212. Первый конец 78 троса 42 прицеплен к барабану 204, а часть троса 42 обмотана вокруг барабана 204. Упругий элемент (не показан) смещает барабан 204, чтобы он вращался в первом направлении (например, против часовой стрелки), с целью ликвидировать любое провисание троса 42. В иллюстрируемом варианте осуществления муфта 208 сцепления тоже опирается на приводной вал 212. Муфта 208 сцепления включает в себя смещающие элементы 216 (фиг.6). Когда скорость приводного вала 212 увеличивается, воздействие смещающего элемента 216 может быть преодолено, а фрикционные элементы 218 смогут двигаться радиально наружу входя в контакт с внутренней поверхностью барабана 210 и тем самым останавливая вращение барабана 210.
[0032]
Отводящий механизм 200 действует, ликвидируя провисание троса 42 вокруг барабана 204. Трос 42 можно сматывать или стравливать из отводящего механизма 200, когда барабан 204 вращается во втором направлении (например, по часовой стрелке), противодействуя смещению упругого элемента. Ослабление натяжения троса 42 позволяет упругому элементу действовать на барабан 204, вращая его в первом направлении, чтобы ликвидировать провисание троса 42. Вместе с тем, если для ликвидации провисания трос 42 травить быстро, барабан 204 увеличит свою скорость вращения. Увеличенная скорость вращения увеличивает вращательную силу на барабане 204 и заставляет поворачиваться центробежную муфту 62 сцепления, приводя конец 90 центробежной муфты 62 сцепления в движение радиально наружу от барабана 204 и заставляет фрикционные элементы 218 вступать в контакт с барабаном 210 и прикладывать тормозное усилие, запрещая вращение барабана 204 и таким образом сматывая трос 42. При запрещении вращения барабана 204, натяжение троса 42 вызовет задействование выключателя 94 расцепляющей катушки (фиг.2).
[0032]
Хотя различные аспекты подробно описаны с ссылками на определенные варианты осуществления, в рамках объема и существа притязаний одного или нескольких описанных аспектов существуют варианты и модификации. Различные признаки и преимущества изложены в нижеследующей формуле изобретения.