Мобильная шахтная лебедка - RU2717111C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к мобильной шахтной лебедке, содержащей:

- автомобиль-носитель с автомобильным приводом, который имеет двигатель внутреннего сгорания, жесткой основной рамой и поворотной платформой, которая через вращательное соединение установлена на основной раме,

- расположенную на поворотной платформе барабанную лебедку с приводимым приводом лебедки канатным барабаном, выполненным для наматывания и сматывания подъемного каната, причем лебедочный привод содержит гидравлический двигатель, а также

- расположенную на автомобиле-носителе гидравлическую систему, с

- баком для размещения гидравлической жидкости,

- приводимым от электродвигателя гидравлическим насосом со стороной всасывания и стороной напора,

причем сторона всасывания находится в гидравлическом соединении с баком, а сторона напора - в гидравлическом соединении с гидравлическим двигателем.

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/upload/downloads/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 максимально десяти человек.

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

Лебедочный привод (1) лебедки (2) образуется 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 в 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 гидравлические приводы для дополнительных функций мобильной шахтной лебедки, как например, приводные компоненты стрелы и вращательного привода для поворотной платформы.

Известная мобильная шахтная лебедка имеет большую массу, что обусловлено обоими гидравлическими насосами (4, 5), а также необходимым дизельным и электродвигателем. Кроме того, потребность в конструктивном пространстве приводит к стесненным местным условиям на шасси грузовика мобильной шахтной лебедки

Документ DE 102012201140 А1 раскрывает мобильный кран, который выполнен с ходовой тележкой с приводом движения и установленной на нем с возможностью поворота надстройкой с несколькими рабочими компонентами.

Рабочие компоненты приводятся в действие через гидравлический привод, как например, гидравлический насос. В первой форме исполнения мобильного крана на установленной с возможностью поворота надстройке расположен двигатель внутреннего сгорания, который механически приводит в действие генератор. Произведенная электрически энергия приводит в действие электрический гидравлический насос. Во второй форме исполнения мобильного крана происходит передача энергии между ходовой тележкой и надстройкой. В ходовой тележке расположен двигатель внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания приводит в действие генератор в ходовой тележке. Производимая генератором электрическая энергия по вращательному передатчику передается к расположенному в надстройке электродвигателю. Электродвигатель в надстройке приводит в действие приводимый механически гидравлический насос. В качестве альтернативы, переносимая на надстройку электрическая энергия может использоваться для привода приводимого электрически гидравлического насоса.

Документ DE 102010022601 А1 раскрывает автомобильный кран с приводным двигателем и выполненной с функциями крана надстройкой, которая установлена на ходовой тележке с возможностью поворота. В ходовой тележке в качестве привода движения автомобильного крана расположен приводной двигатель, который через редуктор постоянно приводит в действие гидравлический насос. Через поворотный ввод гидравлический насос снабжает блок управления в надстройке. Блок управления известным образом управляет движением крана.

Документ DE 112013003236 Т5 раскрывает рабочий кран, в котором образование шума должно быть уменьшено за счет того, что кран постоянно приводится в действие электрической мощностью. Для этого рабочий кран на своем рабочем месте постоянно соединяют с внешним источником тока.

Рабочий кран включает в себя автомобиль, который перемещается посредством силового агрегата. Силовой агрегат содержит двигатель внутреннего сгорания, генератор-двигатель, батарею, систему управления приводом генератора-двигателя, а также кабель токоснабжения для подключения системы управления приводом генератора-двигателя к внешнему источнику тока. Генератор-двигатель работает выборочно как генератор или двигатель.

При эксплуатации в качестве электродвигателя электрическая мощность подводится через батарею и/или электросеть. Генератор-двигатель работает как электрический генератор, когда приводится в действие двигатель внутреннего сгорания, или когда автомобиль уменьшает скорость движения. В режиме работы генератора энергия аккумулируется в батарее, в режиме работы двигателя энергия из батареи выдается на генератор-двигатель.

Генератор-двигатель расположен между двигателем внутреннего сгорания и преобразователем крутящего момента. Мощность двигателя внутреннего сгорания через ведущий вал и ведомый вал генератора-двигателя направляется на преобразователь крутящего момента. Между двигателем внутреннего сгорания и генератором-двигателем, кроме того, включена муфта. На стороне отбора мощности преобразователя крутящего момента находится дополнительное устройство отбора мощности. Гидравлический насос через дополнительное устройство отбора мощности подключается к преобразователю крутящего момента. Гидравлический насос является составной частью гидравлического устройства снабжения, содержащего блок клапанного управления, а также различные исполнительные элементы, как например, двигатель лебедки для привода барабана лебедки кранового устройства.

Для достижения желаемого уменьшения шума кабель электроснабжения подключают к внешнему источнику тока, чтобы генератор-двигатель в режиме двигателя приводить в действие в первую очередь за счет электрической мощности внешнего источника тока. Если подаваемой внешним источником тока мощности не достаточно, блок управления подает дополнительно мощность от батареи на используемый в качестве электродвигателя генератор-двигатель. При недостаточном вращательном моменте электродвигателя посредством блока управления при необходимости добавляется мощность двигателя внутреннего сгорания.

Документ WO 2012/115567 А1 описывает отличающуюся концепцию привода, при котором гидравлическая система и приводимая в действие гидравлическим двигателем лебедка через распределительный шкаф подключаются к электрической сети горного предприятия, чтобы снабжать током приводимый в действие электрически гидравлический насос.

Исходя из этого уровня техники, в основе изобретения лежит задача, создать мобильную шахтную лебедку, которая требует меньшего конструктивного пространства, имеет меньшую массу и более простую конструкцию.

Эта задача в мобильной шахтой лебедке упомянутого вначале вида решена тем, что:

- гидравлический двигатель находится в гидравлическом соединении со стороной напора только одного единственного гидравлического насоса,

- двигатель внутреннего сгорания автомобильного привода через дополнительный отбор мощности приводит в действие электрический генератор, причем дополнительный отбор мощности выполнен в виде переключаемого вала на дополнительном выходе коробки передач автомобильного привода, и

- электрический двигатель выполнен для выборочной эксплуатации от электросети или от электрического генератора.

Энергия для эксплуатации приводимого в действие электрически гидравлического насоса, в регулярном режиме, как и в уровне техники, обеспечивается через электросеть.

Однако гидравлический двигатель находится в гидравлическом соединении со стороной напора только одного единственного гидравлического насоса, в то время как в уровне техники требуется еще один приводимый в действие отдельным дизельным двигателем гидравлический насос.

В случае отказа или отсутствия электросети энергия для эксплуатации электродвигателя обеспечивается через генератор, который приводится в действие и без того имеющимся двигателем внутреннего сгорания автомобильного привода через дополнительный отбор мощности. 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. За счет этого достигается значительное дальнейшее уменьшение массы и конструктивного пространства.

Расположенная на поворотной платформе автомобиля-носителя гидравлическая система, кроме того, выполнена для эксплуатации дополнительных функций мобильной шахтной лебедки. 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 к поворотной платформе, предпочтительно, изменяется с помощью гидравлического цилиндра. Относительное проворачивание поворотной платформы к основной раме происходит, например, с помощью электродвигателя; но оно может происходить и с помощью гидравлического двигателя.

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 вертикальной протяженности 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.

Кроме того, задача в мобильной шахтной лебедке упомянутого вначале вида решена за счет того, что:

- гидравлический двигатель находится в гидравлическом соединении со стороной напора одного единственного гидравлического насоса,

- гидравлический насос расположен на основной раме автомобиля-носителя,

- двигатель внутреннего сгорания автомобильного привода через дополнительный отбор мощности непосредственно приводит в действие гидравлический насос, причем дополнительный отбор мощности выполнен в виде переключаемого вала на дополнительном выходе трансмиссии автомобильного привода, и

- сторона напора гидравлического насоса, прежде всего, через вращающееся соединение или проведенный шланг гидравлически соединена с гидравлическим двигателем на поворотной платформе.

Это решение требует еще меньшего конструктивного пространства и имеет еще меньшую массу, чем решение по независимому п. 1 формулы изобретения, так как дополнительный отбор мощности двигателя внутреннего сгорания автомобильного привода непосредственно, то есть с отказом от генератора и электродвигателя, приводит в действие гидравлический насос. Конструктивно, при этом решении гидравлический насос должен быть расположен по соседству с приводом внутреннего сгорания на автомобиле-носителе. Поэтому преимущество по массе и конструктивному пространству получается за счет более проблематичной передачи энергии гидравлической жидкости через вращающееся соединение или проведенный шланг к расположенному на поворотной платформе гидравлическому двигателю.

В одном выполнении обоих решений согласно изобретению двигатель внутреннего сгорания может располагать системой управления двигателем с интерфейсом, который выполнен для оптимального управления двигателем внутреннего сгорания во время работы генератора или же работы насоса. Интерфейс допускает привязку системы управления двигателя внутреннего сгорания к системе управления барабанной лебедкой и, тем самым, подгонку мощности двигателя внутреннего сгорания к переменным состояниям нагрузки барабанной лебедки.

Кроме того, оба решения согласно изобретению имеют то преимущество, что двигатель внутреннего сгорания автомобильного привода лучше загружается. Кроме того, сокращаются затраты на техобслуживание мобильной спасательной лебедки, так как имеется лишь двигатель внутреннего сгорания.

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 приводом лебедки 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 прикрепленной на его конце, не показанной на фигуре клетью выравнивается над отверстием шахты. На конце телескопической стрелы (18) для направления подъемного каната (17) с возможностью вращения установлен направляющий ролик (19).

Однако гидравлический двигатель находится в гидравлическом соединении со стороной напора только одного единственного гидравлического насоса, в то время как в уровне техники требуется еще один приводимый в действие отдельным дизельным двигателем гидравлический насос.

В случае отказа или отсутствия электрической сети энергия для эксплуатации электродвигателя обеспечивается через генератор, который приводится в действие и без того имеющимся двигателем внутреннего сгорания автомобильного привода через дополнительный отбор мощности. При этом не используемый во время эксплуатации барабанной лебедки для автомобильного привода-носителя приводной двигатель берет на себя двойную функцию, так что мобильная шахтная лебедка согласно изобретению является изготавливаемой явно проще и, тем самым, экономичнее. Дополнительный отбор мощности выполнен в виде переключаемого вала на дополнительном выходе коробки передач автомобильного привода, который подводит на электрический генератор необходимую энергию движения. За счет этого достигается значительное дополнительное уменьшение массы и конструктивного пространства.

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 гидравлическим двигателем (22а) и понижающим число оборотов гидравлического двигателя редуктором (22b).

Кроме того, мобильная шахтная лебедка (10) имеет расположенную на автомобиле-носителе (11) гидравлическую систему (27) с баком (30) для размещения гидравлической жидкости, первым гидравлическим насосом (28а) со стороной всасывания и стороной напора, а также вторым гидравлическим насосом (28b) со стороной всасывания и стороной напора, причем стороны всасывания первого и второго гидравлических насосов (28а, 28b) находятся в гидравлическом соединении с баком (30).

Сторона напора первого гидравлического насоса (28а) находится в гидравлическом соединении гидравлическим двигателем (22а). В проводе от стороны напора первого гидравлического насоса (28а) к гидравлическому двигателю (22а) находится гидравлическая система (23) управления, которая выполнена для управления направления вращения и скорости гидравлического двигателя (22а). Для этого гидравлическая система (23) управления имеет приводимые в действие электрически, гидравлические пропорциональные ходовые клапаны.

Второй гидравлический насос (28b) выполнен для эксплуатации дополнительных функций мобильной шахтной лебедки (10). Прежде всего, речь идет о функциях по поднятию и телескопированию телескопической стрелы (18), а также вращению поворотной платформы (15). В качестве исполнительных элементов для дополнительных функций применяются гидравлические двигатели и гидравлические цилиндры, которые нагружаются гидравлической жидкостью из гидравлического бака (30) вторым гидравлическим насосом (28b). Гидравлический насос (28b) приводится в действие тем же электродвигателем, что и первый гидравлический насос (28а), который в регулярном режиме снабжается энергией из электросети (24). При отсутствии электросети (24) энергоснабжение берет на себя эксплуатируемый на дополнительном отборе (26) мощности дизельного двигателя (12а) грузового автомобиля генератор (25).

Генератор (25) в связи с привязкой к дополнительному отбору (26) мощности закреплен на основной раме автомобиля-носителя (11). Передача энергии к приводящему в действие гидравлические насосы (28а, 28b) электродвигателю (29) на поворотной платформе (15) происходит через не показанное контактное кольцо или проведенный кабель. Передача энергии от сетевого подключения на электродвигатель (29) происходит непосредственно через кабель со штекерным соединением. В качестве альтернативы, передача энергии может происходить также и через контактное кольцо.

Благодаря соответствующей изобретению концепции привода мобильной шахтной лебедки (10) отпадает требующийся в уровне техники дополнительный дизельный двигатель как излишний привод для гидравлической системы отпадает, так как и без этого имеющийся дизельный двигатель (12а) грузовика в случае необходимости 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. Гидравлический двигатель

2b. Редуктор

23. Управление

24. Электросеть

25. Генератор

26. Дополнительный привод

27. Гидравлическая система

28а. Первый гидравлический насос

28b. Второй гидравлический насос

29. Электродвигатель

30. Бак

Реферат

Изобретение относится к мобильной шахтной лебедке. Лебедка содержит автомобиль-носитель с автомобильным приводом, который имеет двигатель внутреннего сгорания, жесткую основную раму и поворотную платформу, которая через вращательное соединение установлена на основной раме, расположенную на поворотной платформе барабанную лебедку с приводимым приводом лебедки канатным барабаном, выполненным для наматывания и сматывания подъемного каната. Лебедочный привод содержит гидравлический двигатель, а также расположенную на автомобиле-носителе гидравлическую систему с баком для размещения гидравлической жидкости. Гидравлический двигатель приводится гидравлическим насосом от электродвигателя со стороной всасывания и стороной напора. Сторона всасывания насоса находится в гидравлическом соединении с баком, а сторона напора - в гидравлическом соединении с гидравлическим двигателем. Согласно изобретению гидравлический двигатель находится в гидравлическом соединении со стороной напора единственного гидравлического насоса, двигатель внутреннего сгорания автомобильного привода через дополнительный отбор мощности приводит в действие электрический генератор и электродвигатель выполнен для выборочной эксплуатации от электросети или от электрического генератора. Мобильная лебедка требует меньшего конструктивного пространства, имеет меньшую массу и более простую конструкцию. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула