Шахтный пневматический подъемник

 

1. ШАХТНЫЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПOДЪEMF ИK, включающий два ствола с установленными в них подъемными сосудами с уплотнениями, соединенные в нижней части каналом через регулируемый механизм, воздухонагнетатель, систему воздуховодов , узлы загру.чки и разгрузки подъемных сосудов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы в условиях глубоких шахт и снижения расхода воздуха, воздухонагнетатель расположен в верхней части подъемника и соединен посредством каналов с размещен-, ными в них регулируемыми заслонками со стволами в замкнутую систему, при этом уплотнения подъемного сосуда размещены сверху и снизу, причем нижнее уплотнение выполнено в виде поршня и форпоршня, шток которого установлен в полости поршня. 2. Подъемник по п. 1, отличающийся тем, что верхние участки стволов снабжены задвижками и соединены посредством запоров , размещенных над задвижками, с системой воздуховодов. ®

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„, 1164188 А

4(5D В 66 В 15 00; 9 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2976888/22-03 (221 25.08.80 (4о) 30.06.85. Бюл. № 24

172) Л. И. Рябченко (53) 621.876.113(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство:CCP № 644707, кл. В 66 В 9/04, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2703813/03, кл. В 66 В 15/00, 1978 (прототип). (54) (57) 1. ШАХТНЫЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПОДЪЕМНИК, включающий два ствола с установленными в них подъемными сосудами с уплотнениями, соединенные в нижней части каналом через регулируемый механизм, воздухонагнетатель, систему воздуховодов, узлы загрузки и разгрузки подьемных сосудов, отличающийся тем, что, с <елью повышения надежности работы в условиях глубоких шахт и снижения расхода воздуха, воздухонагнетатель расположен в верхней части подъемника и соединен посредством каналов с размещенными в них регулируемыми заслонками со стволами в замкнутую систему, при этом уплотнения подъемного сосуда размещены сверху и снизу, причем нижнее уплотнение выполнено в виде поршня и форпоршня, шток которого установлен в полости поршня.

2. Подъем них по и. 1, отличающийся тем, что верхние участки стволов снабжены задвижками и соединены посредством залоров, размещенных над задвижками, с системой воздуховодов.

1 164188 систему воздуховодов, узлы загрузки и разгрузки подъемных сосудов, воздухонагнетатель расположен в верхней части подьемника и соединен посредством каналов с размещенными в них регулируемыми заслонками со стволами в замкнутую систему, при этом уплотнения подъемного сосуда размещены сверху и снизу, причем нижнее уплотнение выполнено в виде поршня и форпоршня, шток которого установлен в полости поршня.

Кроме того, верхние участки стволов снабжены задвижками и соединены посредством запоров, размещенных над задвижками, с системой воздуховодов.

На фиг. 1 изображен шахтный пневматический подъемник в момент загрузки в нижней части и одновременной выгрузки вверху; иа фиг. 2 — подъемный сосуд.

Изобретение относится к подъемно-транспортным средствам, а именно к шахтным пневматическим подъемникам, особенно для глубоких шахт.

Известен шахтный пневматический подъемник, включающий выполненный с окнами ствол в месте разгрузки, в котором установлен подъемный сосуд с двумя уплотнениями, расположенными в нижней части, фиксаторы в местах разгрузки и систему воздуховодов для подвода и отвода сжатого воздуха с воздуходувкой (1).

Однако в условиях глубоких шахт работа устройства ненадежна и малопроизводительна, так как при каждом подъеме нужно поднимать собственный вес сосуда (скипа) с уплотнениями, Кроме того, необходимость расположения воздуходувок внизу ствола нарушает вентиляцию шахты, требует специального изготовления приводов.

Значительны перерасходы пневмоэнергии, идущей на стравливание воздуха при 20 опускании сосуда.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является шахтный пневматический подъемник, включающий два ствола с установленными в них подъемными сосудами с уплотнениями, соединенные в нижней части каналом через регулируемый механизм, воздухонагнетатель, систему воздуховодов и узлы загрузки и разгрузки подъемных сосудов (2).

Недостатком этого устройства является низкая надежность в условиях глубоких шахт.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства в условиях глубоких и сверхглубоких шахт и снижение расхода воздуха. Указанная цель достигается тем, что в шахтном пневматическом подъемнике, включающем два ствола с установленными в них подъемными сосудами с уплотнениями, соединенные в нижней части каналом через 4о регулируемыи механизм, воздухонагнетатель, Подъемник (фиг. 1) имеет замкнутый пневматический цикл в верхней части над движущимися сосудами, где воздух перекачивается воздуходувками из ствола в ствол (частично пополняется из атмосферы).

Шахтный пневматический подъемник содержит вертикальные стволы (трубы) 1, сообщенные внизу воздуховодами 2 с регулируемыми механизмами 3, уравновешивающей упругой постоянной воздушной средой, систему воздуховодов 4, соединяющих стволы 1 через регулируемые заслонки 5 и 6 с ресиверами 7, к которым присоединены воздухонагнетатели 8 (турбовоздуходувки), а также объединяющий бак 9 и заслонки 10 и 11 для переключений направлений потоков воздуха при перекачивании его в верхней части из трубы в трубу турбовоздуходувками 8, и для подключения в конце перекачки с атмосферой через заслонку 12 для подкачки порции воздуха (для замкнутой системы на фиг. 1). В трубах 1 выполнены в необходимых местах внизу и вверху проемы для уплотненных дверей 13 (шлюзование) для осуществления загрузки в сосуды и выгрузки из них. Движущиеся сосуды содержат верхний поршень

14 для предупреждения попадания избыточного давления в шахту при открывании дверцы !3 для загрузки скипа, скип 15, открытый сверху и имеющий внизу открывающиеся затворы для разгрузки и направляющие для выдерживания зазоров между скипом и стенками трубы, пневмовоз-поршень 16, осуществляющий основную функцию при движении и остановке (разобщение через уплотнения воздушных сред с разными давлениями в верхних и нижних частях труб), форпоршень 17, составляюгций одно целое с пневмовозом 16 и соединенный с ним через гибкие связи 18. Форпоршень имеет шток, который может перемещаться внутри цилиндрической полости пневмовоза и предназначен для осуществления торможения при движении сосуда вниз через воздушную подушку, образующуюся между пневмовозом и форпоршнем путем натекания воздуха через небольшое отверстие в нем и выпуска через него воздуха при сильном

его сдавливании (при этом форпоршень мягко сядет на выступы захвата 19 с гидроприводом) . При приближении сосуда к месту загрузки его предварительно притормаживают, частично прикрывая заслонку 3. Для загрузки применяется известное дозировочное устройство 20 с выдвижным хоботом 21. Фиксируются сосуды гидрозапорами 22 (как при загрузке, так и выгрузке)

Применяются также запоры-фиксаторы 23 с гидроприводами для фиксации положений пневмовозов 16 как при монтаже, так и эксплуатации в выемке или опускании скипа

15 (и верхнего поршня 14 на фиг. 1) из нейтрального отсека 24, т. е. из верхней части

1164188

10!

55 труб 1 между спецзадвижками 25 и 26. Спецзадвижка 26 служит для разъединения верхней части трубы при выемке или опускании всех частей сосуда, включая и пневмовоз, и форпоршень, и при открытых спецзадвижках 25 (фиг. !). Для постепенного выдавливания, а также опускания пневматикой частей сосудов (14, 15, 16 и 17) в пределах нейтральных отсеков 24 служат задвижки 26, соединенные с шахтной пневмосетью.

Для систематического пополнения утечек из уравновешивающей упругой воздушной среды 27 служат соединенные с шахтной пневмосетью автоматизированные задвижки 28, а краны 29 — для продувки и очистки низа цилиндров от наплывшей грязи и воды, применяемой, например, для смачивания всех уплотнений 30 из спецрезины в виде отдельных манжет поршневой части сосудов, применяемой также для уплотнений в ярусах малоразмерных цостоянных iv .àãíèòîâ, размещаемых на элементах сосудов. Датчики 31, дающие импульсы при прохождении сосудов в трубе, определяют их положение вдоль труб. В нижней части труб 1 предусматриваются пневматические ловушки 32 для посадки на воздушную подушку сосудов в аварийных режимах, например при разгерметизации, отказе захватов 19 и прочее.

Шахтный пневматический подъемник работает (как при замкнутой пневматической системе на фиг. !, так и при открытой системе) следующим образом.

Для запуска подъемника закрывают, например, правые 26 и левые 25 спецзадвижки, запускают турбовоздуходувки 8, открыв заслонки 3, 5 и 12 и оставив в закрытом состоянии заслонки 6, 10 и ll, наполняют трубы воздухом до расчетной величины избыточного давления, которое может уравновесить пустые подвижные сосуды (14, 15, 16 и 17), которые по частям постепенно вводят в правые нейтральные отсеки 24. Приоткрыв правые задвижки, затем закрыв правые спецзадвижки 24 и.25 и приоткрывая правые спецзадвижки 26, выровняв давления, удерживают на воздухе правый сосуд. Далее, закрыв левую спецзадвижку 26, отключают турбовоздуходувки, закрыв заслонки 5, начинают опускать части сосуда в левый нейтральный отсек 26, при приоткрытой от шахтной пневмосети левой задвижке, закрыв левые спецзадвижки 25, выравнивая давления спецзадвижкой 26, удерживают на воздухе все части левого сосуда. Этим заканчивается подготовка к началу работы пневмоподъемника.

Затем, например, запускают турбовоздуходувки, открыв заслонки 5 и 12 (заслонка 3 была открыта ранее), начинают опускать левый сосуд вниз под загрузку (при этом для фиксации правого сосуда в верхнем положении приводят в действие относящиеся к нему верхние фиксирующие гидрозапо20

45 ры 22), сдавливая воздушную среду под низом сосудов. Посадив левый сосуд на захваты 19 и включив нижний левый гидрозапор 22, открывают соответствующую нижнюю дверцу 13 шлюзования и, вставив загрузочный хобот 21, производят загрузку из дозатора 20. Одновременно уравновешивающую упругую постоянную воздушную среду доводят до расчетного избыточного давления (например, 1,2 — 2,0 кгс/см ), открыв автоматизированные нижние задвижки 28, соединенные с шахтой пневмосетью, далее они через датчик давления автоматически включаются или отключаются, компенсируя утечки в среде 27.

После этого вся система уже окончательно считается приведенной в рабочее состояние.

После окончания загрузки и закрытия соответствующих дверей 13, отключив нижние гидрозапоры 22, приступают к подъему сосудов, переключая заслонки, т. е. открывая заслонки 10 и 6 (при закрытых 5, 11 и 12) (фиг. 1), запускают турбовоздуходувки и, создавая избыточное давление на правые сосуды путем перекачивания из левого ствола, где при замкнутой системе (фиг. I) воздух находился под некоторым избыточным давлением, опускают уже правые сосуды вниз под загрузку. Одновременно через уравновешивающую упругую воздушную среду 27 поднимают загруженные левые сосуды (14, 15, 15 и 17). При этом избыточное давление, подаваемое от турбовоздуходувок в правую трубу, будет небольшим (по расчету составляют, например, от 0,5 до 1,3 кгс/см, т. е. около 50 — 60Я от избыточного давления уравновешивающей упругой среды 27), так как через среду 27 уравновешиваются полностью порожние сосуды. В уравновешивании также участвует вес столба воздуха среды 27, вес верхнего столба воздуха над правым сосудом, за вычетом столба воздуха над левым сосудом.

В зависимости от величины давления воздуха, длины и сечения стволов вес воздуха составляет многие тонны.

Учитывая эти весовые значительные факторы, можно достигнуть больших начальных ускорений груженого сосуда, а также значительных подъемных его скоростей (15 — 25 м/с), т. е. более высоких, чем при канатных подъемах с электродвигателями.

Как показали расчеты, потребная мощность электродвигателей для турбовоздуходувок или нагнетателей воздуха составляет 80—

90Я от мощности электродвигателя канатного подъема за счет превосходящих факторов пневмоподъемника с упругой постоянной воздушной средой повышенного давления под сосудами.

1164188

7

26

1га

I !

Фиг. 2 иг.

Составитель Л. Черепенкнна

Ъ

Редактор М. Петрова Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 4148119 Тираж 804 Подпнсйое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нзобретеннй н открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 фнлнал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 .тволы ппевмоподьемника могут выполняться из труб больших диаметров, изгоТ08. немых, например, для газопроводов (могут быть и из других материалов чугуна, железобетона), свариваться примерно по их методике и крепиться к стенкам стволов и акт или же для новых глубоких и с 101 хглубоких шахт сооружаться над ."чсгточ выработок в виде опускных труб— скважин соответствующих размеров, соединяя их в уравновешивающуюся систему в месте выработок, где предусматриваются дверцы с герметизацией (шлюзование) для загрузки сосудов.

Предлагаемый шахтный пневматический, подъемник предназначается для применения не только в качестве вертикального, но и наклонного подъемника для глубоких как новых, так и действующих шахт и карьеров с соответствующим конструктивным выполнением движущихся сосудов, т. е. дополнения их частей обрезиненными катками и другими детал ям и.