Подъемное устройство
LIFTING DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Предложенное изобретение относится к подъемному устройству и, в частности, к поддерживающему или подъемному устройству, которое может поддерживать или поднимать груз или объект над опорной поверхностью, а затем удерживать его в приподнятом положении.
[0002] Предложенное изобретение применяется для подъема тяжелых объектов, таких как транспортные средства или другое машинное оборудование, в частности, горнодобывающее и землеройное оборудование, которое обычно сначала поднимают, а затем под него подкладывают прокладочный материал, чтобы люди или другая техника могли после этого работать под приподнятыми над поверхностью машинами или другим грузом с относительной степенью безопасности.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Ссылка в настоящем подробном описании на какую-либо публикацию предшествующего уровня техники (или информацию, полученную из нее), или какой-либо известный материал, не является и не должна рассматриваться как подтверждающая, или признающая, или указывающая в какой-либо форме на то, что эта публикация предшествующего уровня техники (или информация, полученная из нее), или любой известный материал составляет часть общеизвестных знаний в области техники, к которой относится это подробное описание.
[0004] В настоящее время для технического обслуживания и ремонта тяжелого машинного оборудования, такого как землеройные или горнодобывающие машины, если специалисту или вспомогательному оборудованию для технического обслуживания необходимо получить доступ к нижней стороне ремонтируемых машин, то, как правило, используют подъемные устройства.
[0005] Такие подъемные устройства в типичном случае являются гидравлическими или пневматическими подъемными устройствами, в основу работы которых положен принцип использования текучей среды, поддерживаемой под постоянным высоким давлением. После подъема машинного оборудования обслуживающий персонал обычно перемещается под машины для выполнения необходимой ремонтной работы.
[0006] Известно, что такие гидравлические системы иногда выходят из строя или дают утечку, что может привести в результате к постепенному или внезапному выходу из строя системы с возможными катастрофическими последствиями.
[0007] Это обстоятельство может иметь последствия, связанные с производственной гигиеной и безопасностью труда, которые во многих случаях могут быть весьма опасными. В некоторых случаях специалисты по техническому обслуживанию и ремонту могут проводить значительное время, как правило, несколько часов, в такой опасной обстановке, находясь под тяжелым грузом, при этом машинное оборудование поддерживается на месте лишь гидравлической системой. Эта опасность может дополнительно увеличиваться при нахождении в окружающей среде за пределами помещения, например, в незащищенной от ветра обстановке, когда имеется довольно высокая опасность сноса, соскальзывания или опрокидывания машин.
[0008] В некоторых случаях эта опасность может быть до некоторой степени сведена к минимуму за счет использования прокладочного материала. То есть после первоначального подъема одним или более подъемным устройством крупногабаритной машины на требуемую высоту под ней может быть установлен прокладочный материал. Прокладочный материал подвешивает данное оборудование в приподнятом положении, так что обслуживающий персонал и вспомогательное оборудование для технического обслуживания и ремонта могут перемещаться под поднятыми машинами. Соответственно до некоторой степени сводится к минимуму вышеупомянутая опасность, поскольку персонал подвергается большой опасности лишь в течение времени, необходимого для установки им прокладочного материала.
[0009] После завершения работы по техническому обслуживанию и ремонту подъемные устройства повторно приподнимают машинное оборудование, так что персонал может затем удалить прокладочный материал, и после этого данное оборудование может быть опущено до его нормального рабочего положения. Соответственно во время этой процедуры удаления прокладочного материала персонал снова подвергается опасности.
[0010] Заявитель настоящего изобретения предложил устройство, устраняющее многие из описанных недостатков предшествующего уровня техники. Ранее предложенное заявителем устройство описано в международной заявке № PCT/AU2008/0012118, содержание которой в целом следует рассматривать включенным в настоящий документ посредством ссылки.
[0011] Ранее предложенное заявителем устройство является подъемным устройством, содержащим:
базовый элемент, предназначенный для взаимодействия с опорной поверхностью,
подвижный элемент, перемещаемый относительно указанного базового элемента и имеющий верхнюю поверхность, предназначенную для взаимодействия с объектом, который должен быть поднят или опущен,
резьбовой вал, связанный с одним из указанных базового элемента и подвижного элемента,
направляющее средство, связанное с другим из указанных базового элемента и подвижного элемента и имеющее резьбовую поверхность, выполненную с возможностью взаимодействия с резьбовым валом, и
приводное средство, предназначенное для вращения резьбового вала и/или направляющего средства с обеспечением возможности перемещения подвижного элемента относительно базового элемента для подъема или опускания, тем самым, указанной верхней поверхности.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0012] С помощью предложенного изобретения предпринимается попытка устранить недостатки предшествующего уровня техники или, по меньшей мере, предложить альтернативу известным устройствам.
[0013] С помощью предложенного изобретения предпринимается попытка создать подъемное устройство, дополнительно обеспечивающее безопасность при эксплуатации.
[0014] С помощью предложенного изобретения также предпринимается попытка создать телескопическое устройство, которое может храниться в компактном состоянии и которое может поднимать груз на сравнительно большую высоту.
[0015] В одном расширительном толковании изобретения предложено подъемное устройство, содержащее:
базовый элемент, имеющий базовую поверхность, предназначенную для взаимодействия с опорной поверхностью, и базовую винтовую резьбу,
верхний элемент, имеющий верхнюю поверхность, предназначенную для взаимодействия с поднимаемым или опускаемым объектом, и винтовую резьбу,
по меньшей мере один промежуточный элемент, расположенный между указанным базовым элементом и указанным верхним элементом, причем каждый промежуточный элемент имеет первую и вторую винтовую резьбу, предназначенную для взаимодействия с соответствующей винтовой резьбой смежного элемента, и
приводное средство, выполненное с возможностью обеспечения перемещения по меньшей мере одного из указанных элементов относительно смежного с ним элемента с обеспечением, тем самым, подъема или опускания указанной верхней поверхности.
[0016] Предпочтительно указанное приводное средство содержит первичное приводное средство и вспомогательное приводное средство, причем каждое приводное средство выбрано из приводного электродвигателя, гидравлического или пневматического цилиндра и/или другого приводного средства.
[0017] Кроме того, предпочтительно, указанное устройство имеет по существу трубчатую форму, причем указанная базовая винтовая резьба выполнена на внутренней поверхности базового элемента, указанная верхняя винтовая резьба выполнена на наружной поверхности верхнего элемента, и указанные первая и вторая винтовая резьбы выполнены на внутренней и наружной поверхностях промежуточного элемента или каждого промежуточного элемента.
[0018] Предпочтительно подъемное устройство дополнительно содержит линейную направляющую, по существу предотвращающую вращательное движение указанных верхнего и базового элементов при приведении в действие указанного приводного средства.
[0019] Предпочтительно подъемное устройство также содержит зубчатый механизм, обеспечивающий возможность вращения указанного промежуточного элемента при приведении в действие указанного приводного средства.
[0020] Предпочтительно указанный зубчатый механизм содержит:
первое зубчатое колесо, функционально соединенное с указанной линейной направляющей и приводимое во вращение указанным приводным средством, и
второе зубчатое колесо, функционально соединенное с указанным промежуточным элементом и функционально взаимодействующее с первым зубчатым колесом с обеспечением возможности вращения указанного промежуточного элемента при вращении указанного приводного средства.
[0021] Кроме того, предпочтительно подъемное устройство выполнено так, что зубчатый механизм приводится в действие электроприводным средством.
[0022] Кроме того, предпочтительно подъемное устройство содержит приводное средство с гидравлическим цилиндром, обеспечивающее по существу вертикальные подъем/опускание указанной верхней поверхности относительно базовой поверхности.
[0023] Кроме того, предпочтительно подъемное устройство дополнительно содержит контроллер, управляемый пользователем, для регулирования подъема/опускания подъемного устройства и для приведения в действие приводного средства.
[0024] Предпочтительно контроллер одновременно управляет работой пары приводных средств для обеспечения, тем самым, по существу вертикального перемещения указанной верхней поверхности относительно указанной базовой поверхности с помощью первого приводного средства и обеспечения возможности совместного вращательного движения указанного промежуточного элемента с помощью второго приводного средства.
[0025] Кроме того, предпочтительно первое приводное средство содержит гидравлический цилиндр, а второе приводное средство содержит электродвигатель.
[0026] Предпочтительно после перемещения указанной верхней поверхности в конечное положение указанный гидравлический цилиндр слегка втягивается обратно с обеспечением поддержки какой-либо нагрузки на подъемное устройство по существу указанными винтовыми резьбами.
[0027] Кроме того, предпочтительно при необходимости перемещения указанной верхней поверхности гидравлический цилиндр слегка приподнимается для устранения какой-либо нагрузки, действующей на указанные винтовые резьбы, а затем указанный гидравлический цилиндр и указанный приводной двигатель приводятся в действие по существу одновременно для обеспечения подъема/опускания подъемного устройства.
[0028] Предпочтительно контроллер выполнен с возможностью управления пользователем с помощью клавиатуры, персонального информационного устройства или другого устройства ввода, функционально соединенного с указанным контроллером посредством канала связи, включая канал проводной или беспроводной связи, либо локально, либо удаленно от подъемного устройства.
[0029] Кроме того, предпочтительно подъемное устройство функционально соединено по меньшей мере с одним другим подъемным устройством, при этом указанные подъемные средства управляются для независимой или одновременной работы для поднятия груза.
[0030] В другом расширительном толковании изобретения предложен способ управления подъемным устройством.
[0031] Предложенный способ предпочтительно включает:
расположение по меньшей мере одного подъемного устройства по любому из пп. 1-15 между опорной поверхностью и указанным грузом,
управление контроллером для управления подъемом или опусканием верхней поверхности с обеспечением, тем самым, подъема или опускания указанного груза.
[0032] Кроме того, предпочтительно между опорной поверхностью и указанным грузом располагают несколько подъемных устройств, при этом указанный контроллер принимает входные данные от пользователя и от каждого подъемного устройства из указанных нескольких подъемных устройств для управления подъемом или опусканием указанного груза.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0033] Предложенное изобретение будет более понятно из нижеследующего описания предпочтительных, но не ограничивающих, вариантов его выполнения, рассмотренных совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:
на фиг. 1 показан вид в аксонометрии подъемного устройства в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения предложенного изобретения в выдвинутом положении;
на фиг. 2 показано устройство, показанное на фиг. 1, но во втянутом положении;
на фиг. 3 показана вертикальная проекция устройства, показанного на фиг. 1;
на фиг. 4 показана вертикальная проекция устройства, показанного на фиг. 2, в сжатом положении;
на фиг. 5 показан вид в разрезе предложенного устройства;
на фиг. 6 показан покомпонентный вид устройства в соответствии с предложенным изобретением;
на фиг. 7 схематически изображен контроллер, предназначенный для управления работой подъемного устройства; и
на фиг. 8 показана блок-схема, иллюстрирующая управление множеством подъемных устройств.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0034] На всех чертежах одинаковые ссылочные позиции использованы для обозначения одинаковых деталей, за исключением случаев, когда явно указано иное.
[0035] Подъемное устройство 1, обычно имеющее по существу трубчатую/цилиндрическую форму, включает базовый элемент 2, верхний элемент 3 и по меньшей мере один промежуточный элемент 4.
[0036] Базовый элемент 1 имеет базовую поверхность 19, предназначенную для взаимодействия с опорной поверхностью 5, и содержит винтовую резьбу 6, как показано, выполненную на внутренней поверхности базового элемента 2.
[0037] Верхний элемент 3 имеет верхнюю поверхность 6, предназначенную для взаимодействия с грузом или объектом, который должен быть поднят или опущен. Как показано, верхний элемент 3 содержит винтовую резьбу 7, выполненную на его наружной поверхности.
[0038] Между базовым элементом 2 и верхним элементом 3 выполнен промежуточный элемент 4. Как вариант, возможно выполнение дополнительных промежуточных элементов 4. Каждый промежуточный элемент 4 имеет винтовую резьбу 8 и 9, выполненную на наружной и внутренней поверхностях промежуточного элемента 4 и предназначенную для взаимодействия и совместной работы с винтовой резьбой смежных элементов.
[0039] На чертежах показано, что винтовая резьба 8 на наружной поверхности промежуточного элемента 4 взаимодействует и совместно работает с винтовой резьбой 6 на внутренней поверхности базового элемента 2. Кроме того, винтовая резьба 9 на внутренней поверхности промежуточного элемента 4 взаимодействует и совместно работает с винтовой резьбой 7 на наружной поверхности верхнего элемента 3.
[0040] Приводное средство обеспечивает возможность перемещения каждого элемента 2, 3 и 4 относительно смежного с ним элемента. Например, промежуточный элемент 4 выполнен с возможностью вращения и перемещения вверх или вниз относительно базового элемента 2. Верхний элемент 3 выполнен с возможностью перемещения вверх или вниз относительно промежуточного элемента 4. Предпочтительно осевое вращение верхнего элемента 3 ограничивается при его подъеме или опускании, как будет рассмотрено в дальнейшем.
[0041] Приводное средство может быть реализовано в различных формах. Приводное средство, показанное на чертежах, является первичным приводным средством, выполненным в виде двухступенчатого телескопического гидравлического цилиндра 11 и приводного электродвигателя 10. Однако специалистам в данной области техники следует понимать, что для достижения аналогичных функций могут быть выполнены другие варианты приводных средств.
[0042] Кроме того, на чертежах показано, что на каждой стороне устройства 1 выполнена линейная направляющая 12, которая обеспечивает возможность вертикального подъема/опускания верхней поверхности 6, причем она по существу предотвращает вращательное движение верхнего элемента 3 относительно базового элемента 2, но при этом обеспечивает возможность вращательного движения промежуточного элемента 4. Линейная направляющая 12 обычно содержит три компонента, а именно базовый компонент 13, промежуточный компонент 14 и верхний компонент 15, каждый из которых присоединен с возможностью скольжения по существу для предотвращения вращательного движения верхнего элемента 3 относительно базового элемента 2.
[0043] На чертежах также показан зубчатый механизм 16, содержащий первое или меньшее зубчатое колесо 17, функционально соединенное с линейной направляющей 16 и приводимое в действие приводным двигателем 10, и второе зубчатое колесо 18, функционально соединенное с промежуточным элементом 4, взаимодействующее с первым зубчатым колесом 17 и предназначенное для вращения промежуточного элемента 4 при вращении приводного средства 10. Этот зубчатый механизм 16 предпочтительно приводится в действие электроприводным средством 10.
[0044] Кроме того, выполнен гидравлический цилиндр 11, поднимающий или опускающий по существу в вертикальном направлении верхний элемент 3 относительно базового элемента 2. Несмотря на то, что показан двухступенчатый телескопический гидравлический цилиндр, тем не менее, следует понимать, что, как вариант, могут быть выполнены другие подходящие приводные средства.
[0045] Для управления устройством предпочтительно предусмотрен контроллер, управляемый пользователем для управления подъемом и опусканием подъемного устройства и для управления приводным средством.
[0046] Как показано на фиг. 7 и 8, контроллер может управлять работой одного или более подъемных устройств посредством устройства ввода, приводимого в действие пользователем, которое может быть клавиатурой, компьютером, персональным информационным устройством или другим устройством ввода, в которое пользователь может вводить команды. Это может быть выполнено локально в месте расположения подъемного устройства или на удалении от него с помощью средства проводной или беспроводной связи.
[0047] Контроллер может одновременно управлять работой множества подъемных устройств 1 и для каждого устройства управлять парой приводных средств 10 и 11 для обеспечения, тем самым, по существу вертикального перемещения верхнего элемента 3 относительно базового элемента 2 с помощью первого приводного средства 11 и совместного вращательного движения промежуточного элемента 4 с помощью второго приводного средства 10.
[0048] Первое приводное средство 11 предпочтительно выполнено в виде гидравлического цилиндра, а второе приводное средство 10 предпочтительно выполнено в виде приводного электродвигателя. Специалистам в данной области техники могут быть очевидны другие варианты.
[0049] При эксплуатации основная работа в типичном случае может быть выполнена, как изложено ниже. В то время как к телескопическому цилиндру 11 прикладывают гидравлическое давление из контура высокого давления, к винтовому приводному двигателю 10 может быть приложено низкое давление.
[0050] Любой груз поднимают по существу гидравлическим цилиндром 11, тогда как винтовой приводной двигатель 10 вращает промежуточный элемент 4 для «следования» за гидравлическим цилиндром 11 посредством собственного вывинчивания из нижнего базового элемента 2 и одновременного выдвижения верхнего элемента 3.
[0051] После перемещения в поднятое положение гидравлический цилиндр 11 слегка втягивается обратно, при этом винтовая часть удерживается в неподвижном состоянии с обеспечением поддержки груза теперь только винтовой резьбой. Это обеспечивает эффективное поддержание груза посредством автоматизированных механических средств.
[0052] Для опускания груза гидравлический цилиндр 11 сначала слегка перемещают вверх для освобождения нагрузки от винтовой резьбы и для обеспечения возможности начать ее вращение в направлении вниз. В этот момент цилиндр 11 переключается на перемещение вниз, при этом винтовая резьба по-прежнему немного опережает его. Если на каком-либо этапе произойдет выход из строя гидравлического цилиндра 11 или шлангов, то нагрузка будет моментально передана на винтовую резьбу при перемещении в любом направлении.
[0053] Специалисту в данной области техники следует понимать, что в заблокированном положении в случае какого-либо повреждения, которое может иногда возникать в опасной ситуации, будет преодолен внезапный или постепенный отказ. Следовательно, персонал и вспомогательное оборудование для технического обслуживания могут безопасно находиться под каким-либо тяжелым грузом при сведенном к минимуму риске любого случайного падения груза.
[0054] Следует понимать, что при эксплуатации может быть использовано одновременно множество таких подъемных устройств. Для одновременной работы различных приводных средств и т.д. может использоваться схема управления, обеспечивающая достижение надлежащего пропорционального уравновешивания груза с помощью ряда этих подъемных устройств. Для обеспечения работы каждого из устройств либо согласованно, либо иным требуемым способом с учетом изменений, таких как неравномерное распределение нагрузки, факторы влияния окружающей среды, например наличие ветра и т.д., могут быть использованы различные датчики или контрольные устройства.
[0055] Специалистам в данной области техники следует понимать, что в рассмотренное в настоящем документе подъемное устройство возможно внесение различных изменений и модификаций. Все такие изменения и модификации, очевидные специалистам в данной области техники, следует рассматривать как подпадающие под сущность и объем правовой охраны вышеописанного в общих чертах изобретения.