专利名称：罐笼防坠落抓捕器控制装置的制作方法
技术领域：
本发明属于矿用竖井罐笼防坠落安全装置，特别涉及一 种针对罐笼加速度和速度超规范时罐笼防坠落抓捕器控制 装置。
背景技术：
目前，矿用竖井罐笼防坠落机构一般是由固定在罐笼两 侧的抓捕器，连接抓捕器的摆臂连杆机构，以及设在摆臂连 杆机构与罐笼上梁之间的悬支弹簧构成，由于悬支弹簧为普 通螺旋弹簧，其弹簧刚度和预紧力偏小，恢复形变行程和控 制行程粗略，因此只有在断绳后罐笼完全失重时或提升机制 动近于完全失灵使罐笼接近完全失重时才能推动防坠落机 构工作。然而在生产作业中，经常会发生由多种原因引起的 罐笼下落速度或加速度超出标准规范要求，最终导致下落失
控而发生安全事故，例如a、制动不完全失灵，即虽有制 动力但不足以克服罐笼整体重量而持续加速下滑；b、由于 违章操作大开度松开制动器而加速下滑，造成难以控制或失 控；c、虽然人为控制一定的加速度下滑，但长时间下滑致 使速度过快，造成难以控制或失控。因此，对于没有断绳或 制动完全失灵时，针对罐笼加速度和速度达到可能失控前的
5临界点进行控制是长期以来一直有待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是要解决现有技术存在的上述问题，提供 一种能够对罐笼失重加速度和滑降速度超规范时进行制动 控制，避免因加速度或速度超规范导致下落失控而发生安全 事故，工作可靠，安全性能高的罐笼防坠落抓捕器控制装置。
本发明是这样实现的它包括罐笼，在罐笼两侧设有导 向轮和抓捕器，在罐笼内两侧分别铰接有制动摆臂，制动摆 臂的外端顶靠在抓捕器的下端，制动摆臂的相对端连接吊 柱，在制动摆臂与罐笼上梁之间分别设有螺旋弹簧，其特殊 之处是所述的螺旋弹簧为变刚度弹簧，在螺旋弹簧处设有 预紧力调整机构；在导向轮上固接有离心机构，离心机构的 输出部件为一个滑套，在制动摆臂上靠近抓捕器一侧连接有 提梁，所述的滑套通过第一连杆机构连接有提手，提手上端 卡在提梁内。
上述的罐笼防坠落抓捕器控制装置，所述的离心机构是 由固定在导向轮一侧的空心轮体，固定在空心轮体内的中心 轴，均布铰接在空心轮体内的直角连杆，分别设在直角连杆 的水平杆自由端的离心球，依次套在中心轴上的止推轴承、 滑套和预紧压簧，以及设在中心轴外端的调整螺母构成，所 述的直角连杆的径向杆自由端卡在止推轴承内侧。
上述的罐笼防坠落抓捕器控制装置，所述的预紧力调整机构是由下固定座和通过螺纹连接在下固定座上的弹簧支 座、通过螺栓固定在罐笼上梁上的上支座、以及连接弹簧支 座与上支座的调整螺杆和螺母构成，所述的螺旋弹簧为压簧 且套在弹簧支座与上支座之间的调整螺杆上。
上述的罐笼防坠落抓捕器控制装置，所述的螺旋弹簧是 由三根拉簧并列组合而成，预紧力调整机构是由固定在罐笼 上梁上且设有三个固定拉环的上连接板、连接三根拉簧的中 间拉簧下端与制动摆臂的下拉螺杆和两个锁紧螺母、设在制 动摆臂上且分别套在三根拉簧的两侧拉簧下部的可调拉簧 座以及分别挂在两侧拉簧下端且卡在可调拉簧座内的浮动 卡盘构成。
上述的罐笼防坠落抓捕器控制装置，所述的可调拉簧座 是由通过螺母固定在制动摆臂上的两根可调支杆、通过螺母 固定在两根可调支杆上端的定位法兰构成。
上述的罐笼防坠落抓捕器控制装置，所述的制动摆臂的 相对端通过第二连杆机构与吊柱连接。
上述的罐笼防坠落抓捕器控制装置，所述的第二连杆机 构是由分别铰接在制动摆臂上的连接臂和铰接在两个连接 臂之间的横担构成，所述的吊柱铰接在横担的中部，所述的 螺旋弹簧为压簧且对称设在吊柱两侧的横担与罐笼上梁之 间。
上述的罐笼防坠落抓捕器控制装置，所述的第二连杆机构为两个且分别由铰接在制动摆臂上的连接臂和铰接在连 接臂上端的单铰支摆臂构成，两个单铰支摆臂的固定端相互 交叉且分别铰接在罐笼上梁上，所述的吊柱铰接在两个单铰 支摆臂上靠近其固定端一侧，所述的螺旋弹簧为压簧且对称 设在单铰支摆臂与罐笼上梁之间。
本发明的优点是通过变刚度弹簧和离心机构的组合控 制抓捕器，使抓捕器开启实现了双作用控制， 一是针对罐笼 失重产生的加速度超规范时，吊索牵引张力减小，螺旋弹簧 变形控制启动抓捕器实现制动，同时利用变刚度弹簧特性有 效解决了空、满载负荷相对容许失重差异较大的问题；二是 针对罐笼滑降速度增加至超规范时，离心机构随导向轮转 动，通过第一连杆机构推动抓捕器启动实现制动。因此，该 装置能够对罐笼失重加速度和滑降速度分别或同时超规范 时启动抓捕器实施缓冲制动，对罐笼按照标准规范要求的下 落速度和加速度运行起到及时有效的保护，解决了长期以来 因罐笼加速度和速度超规范时无法控制最终导致下落失控 的技术难题，工作可靠、安全性能高；此外，通过预紧力调 整机构能够实现对加速度临界点的准确控制，以及对制造精 度和使用磨损的补偿调整。
图1是本发明的结构示意图(对应实施例1); 图2是图1中螺旋弹簧处的局部放大图；图3是本发明的结构示意图(对应实施例2);
图4是图3中螺旋弹簧处的局部放大图5是本发明的结构示意图(对应实施例3);
图6是图5的A-A剖视图； 图7是图1、图3和图5的B-B剖视图。 图中罐笼l,罐笼上梁101，制动摆臂2，制动钢索3， 抓捕器4，抓捕器楔盒401，楔块402，导向轮5，导轨6，离 心机构7，支座8，横担9，螺旋弹簧IO，吊柱ll，下固定座12， 连接臂13，斜连杆14，提梁15，调整螺杆16，螺母17，上支 座18，弹簧支座19，锁紧螺母20，提手21，预紧拉簧22，空 心轮体23，直角连杆24，离心球25，止推轴承26，滑套27， 中心轴28，调整螺母29，预紧压簧30，固定铰座31，导套32， 水平连杆33，单铰支摆臂34，铰座35，下拉螺杆36，上连接 板37，固定拉环38，定位法兰39，浮动卡盘40，可调支杆41。
具体实施方式
实施例1
如图l、图2和图7所示，该罐笼防坠落抓捕器控制装置 有一个罐笼l，在罐笼1两侧对称固定有导向轮5和抓捕器4， 导向轮5分别在罐笼1两侧的导轨6上滚动，抓捕器4分别套在 罐笼1两侧的制动钢索3上，本实施例中抓捕器4以楔块式抓 捕器为例，其结构是由固定在罐笼1侧壁上的抓捕器楔盒401 和插入抓捕器楔盒401内孔的两个楔块402构成。在罐笼l内两侧对称固定有支座8，在支座8下端分别铰接有制动摆臂2，制动摆臂2的外端为叉状并由罐笼1侧壁伸出且顶靠在两个楔块402下端，制动摆臂2的相对端通过第二连杆机构连接吊柱11，第二连杆机构是由分别铰接在制动摆臂2上的连接臂13和铰接在两个连接臂13之间的横担9构成，所述的吊柱11铰接在横担9的中部。在吊柱11两侧的横担9与罐笼上梁101之间对称设有两个螺旋弹簧IO，该螺旋弹簧10为变刚度弹簧且为压簧，在螺旋弹簧10处分别设有预紧力调整机构，预紧力调整机构是由通过螺栓固定在横担9上的下固定座12、通过锁紧螺母20连接在下固定座12上的弹簧支座19、通过螺栓固定在罐笼上梁101上的上支座18，以及连接弹簧支座19与上支座18的调整螺杆16和螺母17构成，所述的螺旋弹簧10套在弹簧支座19与上支座18之间的调整螺杆16上。在导向轮5上固接有离心机构7，离心机构7是由通过螺栓固定在导向轮5—侧的空心轮体23、固定在空心轮体23内的中心轴28、沿圆周方向均布铰接在空心轮体23内的直角连杆24、分别设在直角连杆24的水平杆自由端的离心球25、依次套在中心轴28上的止推轴承26、滑套27和预紧压簧30以及设在中心轴28外端的调整螺母29构成，所述的直角连杆24的径向杆自由端卡在止推轴承26内侧，在直角连杆24的径向杆与空心轮体23内底面之间分别设有预紧拉簧22，离心机构7的输出部件为滑套27，所述的滑套27通过第一连杆机构连接有提手21，第一连杆机构是由铰接在滑套27外端的斜连杆14和铰接在斜连杆14下端的水平连杆33构成，在罐笼1上对应斜连杆14及提手21的中部分别设有固定铰座31，在罐笼l上固定有套在水平连杆33上的导套32，在制动摆臂2上靠近抓捕器4一侧固接有提梁15，所述的提手21为直角形，其直角下端与水平连杆33铰接、上端卡在提梁15内表面。
对于一个确定自重和允许载荷系统，在空、满载以及规范允许的失重加速度范围内时，螺旋弹簧10的运动行程和制动摆臂2外端的自由运动行程对应，抓捕器4不工作；当罐笼l因制动失灵、违章操作甚至断索等原因而导致失重加速度超过规范允许的范围时，螺旋弹簧10受力发生变化而产生变形并通过第二连杆机构带动制动摆臂2转动，从而推动楔块402动作抱紧制动钢索3实现制动。当罐笼l在规范容许的速度下运行时，预紧压簧30和预紧拉簧22预定的弹性力反向作用抵抗离心球25的离心力，离心机构7不起作用；当罐笼l运动速度达到、超过规范容许的速度时，导向轮5的转速达到、超过临界转速，与导向轮5—体旋转的离心机构7中的离心球25离心力增大，克服预紧压簧30和预紧拉簧22的反作用力而径向摆动，带动滑套27沿中心轴28向外移动，通过第一连杆机构带动提手21使提梁15上移，进而带动制动摆臂2使抓捕器4动作，实现缓冲直至系统停止。实施例2如图3、图4和图7所示，所述的制动摆臂2的相对端分别通过第二连杆机构与吊柱ll连接，第二连杆机构为两个且分别由铰接在制动摆臂2上的连接臂13和铰接在连接臂13上端的单铰支摆臂34构成，两个单铰支摆臂34的固定端相互交叉且分别通过铰座3 5铰接在罐笼上梁101上，所述的吊柱11铰接在两个单铰支摆臂34上靠近其固定端一侧，在单铰支摆臂34的自由端与罐笼上梁101之间对称设有螺旋弹簧10。在螺旋弹簧10处分别设有预紧力调整机构，预紧力调整机构是由通过螺栓固定在单铰支摆臂34上的下固定座12、通过螺纹和锁紧螺母20连接在下固定座12上的弹簧支座19、通过螺栓固定在罐笼上梁101上的上支座18以及连接弹簧支座19与上支座18的调整螺杆16和螺母17构成。其它结构同实施例l。实施例3
如图5-图7所示，该罐笼防坠落抓捕器控制装置有一个罐笼l，在罐笼1两侧对称固定有导向轮5和抓捕器4，抓捕器4分别套在罐笼1两侧的制动钢索3上，在罐笼l内两侧对称固定有支座8，在支座8下端分别铰接有制动摆臂2，制动摆臂2的相对端通过第二连杆机构连接吊柱ll。在每个制动摆臂2上靠近抓捕器4一侧与罐笼上梁101之间分别设有一组螺旋弹簧IO，每组螺旋弹簧10是由三根拉簧并列组合而成且每根拉簧均为变刚度弹簧，在螺旋弹簧10处设有预紧力调整机构，预紧力调整机构是由通过螺栓固定在罐笼上梁101上且设有三个固定拉环38的上连接板37、连接三根拉簧的中间拉 簧下端与制动摆臂2的下拉螺杆36和两个锁紧螺母、设在制 动摆臂2上且分别套在三根拉簧的两侧拉簧下部的可调拉簧 座以及分别挂在两侧拉簧下端且卡在可调拉簧座内的浮动 卡盘40构成，所述的可调拉簧座分别是由通过螺母固定在制 动摆臂2上的两根可调支杆41,'通过螺母固定在两根可调支 杆41上端的定位法兰39构成，所述的三根拉簧上端分别挂在 三个固定拉环38上。其它结构同实施例l。
当罐笼l因制动失灵、违章操作甚至断索等原因而导致 失重加速度超过规范允许的范围时，螺旋弹簧10受力发生变 化而产生变形并带动制动摆臂2转动，从而推动楔块402动作 抱紧制动钢索3实现制动。
权利要求
1.一种罐笼防坠落抓捕器控制装置，包括罐笼，在罐笼两侧设有导向轮和抓捕器，在罐笼内两侧分别铰接有制动摆臂，制动摆臂的外端顶靠在抓捕器的下端，制动摆臂的相对端连接吊柱，在制动摆臂与罐笼上梁之间分别设有螺旋弹簧，其特征是所述的螺旋弹簧为变刚度弹簧，在螺旋弹簧处设有预紧力调整机构；在导向轮上固接有离心机构，离心机构的输出部件为一个滑套，在制动摆臂上靠近抓捕器一侧连接有提梁，所述的滑套通过第一连杆机构连接有提手，提手上端卡在提梁内。
2、 根据权利要求l所述的罐笼防坠落抓捕器控制装置， 其特征是所述的离心机构是由固定在导向轮一侧的空心轮 体，固定在空心轮体内的中心轴，均布铰接在空心轮体内的 直角连杆，分别设在直角连杆的水平杆自由端的离心球，依 次套在中心轴上的止推轴承、滑套和预紧压簧，以及设在中 心轴外端的调整螺母构成，所述的直角连杆的径向杆自由端 卡在止推轴承内侧。
3、 根据权利要求l所述的罐笼防坠落抓捕器控制装置，其特征是所述的预紧力调整机构是由下固定座和通过螺纹 连接在下固定座上的弹簧支座、通过螺栓固定在罐笼上梁上 的上支座、以及连接弹簧支座与上支座的调整螺杆和螺母构成，所述的螺旋弹簧为压簧且套在弹簧支座与上支座之间的 调整螺杆上。
4、 根据权利要求l所述的罐笼防坠落抓捕器控制装置，其特征是所述的螺旋弹簧是由三根拉簧并列组合而成，预 紧力调整机构是由固定在罐笼上梁上且设有三个固定拉环 的上连接板、连接三根拉簧的中间拉簧下端与制动摆臂的下 拉螺杆和两个锁紧螺母、设在制动摆臂上且分别套在三根拉 簧的两侧拉簧下部的可调拉簧座以及分别挂在两侧拉簧下 端且卡在可调拉簧座内的浮动卡盘构成。
5、 根据权利要求4所述的罐笼防坠落抓捕器控制装置，其特征是所述的可调拉簧座是由通过螺母固定在制动摆臂 上的两根可调支杆、通过螺母固定在两根可调支杆上端的定 位法兰构成。
6、 根据权利要求l所述的罐笼防坠落抓捕器控制装置，其特征是所述的制动摆臂的相对端通过第二连杆机构与吊 柱连接。
7、 根据权利要求6所述的罐笼防坠落抓捕器控制装置，其特征是所述的第二连杆机构是由分别铰接在制动摆臂上 的连接臂和铰接在两个连接臂之间的横担构成，所述的吊柱 铰接在横担的中部，所述的螺旋弹簧为压簧且对称设在吊柱 两侧的横担与罐笼上梁之间。
8、 根据权利要求6所述的罐笼防坠落抓捕器控制装置，其特征是所述的第二连杆机构为两个且分别由铰接在制动 摆臂上的连接臂和铰接在连接臂上端的单铰支摆臂构成，两 个单铰支摆臂的固定端相互交叉且分别铰接在罐笼上梁上， 所述的吊柱铰接在两个单铰支摆臂上靠近其固定端一侧，所 述的螺旋弹簧为压簧且对称设在单铰支摆臂与罐笼上梁之 间。
全文摘要
一种罐笼防坠落抓捕器控制装置，包括罐笼，在罐笼两侧设有导向轮和抓捕器，在罐笼内分别铰接有制动摆臂，制动摆臂的相对端连接吊柱，在制动摆臂与罐笼上梁之间分别设有螺旋弹簧，其特殊之处是所述的螺旋弹簧为变刚度弹簧，在螺旋弹簧处设有预紧力调整机构；在导向轮上固接有离心机构，离心机构的输出部件为一个滑套，在制动摆臂上连接有提梁，滑套通过第一连杆机构连接有提手，提手上端卡在提梁内。优点是通过变刚度弹簧和离心机构的组合控制抓捕器，使抓捕器开启实现了双作用控制，能够对罐笼失重加速度和滑降速度分别或同时超规范时启动抓捕器实施缓冲制动，工作可靠、安全性能高。
文档编号B66B17/00GK101665209SQ20091001285
公开日2010年3月10日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者李宝光 申请人:李宝光