一种节能式罐帘门自动升降装置制造方法及图纸

针对罐帘门的改进方案已经提出多种，并已经投产使用。现有的升降罐帘门的改进方案一般采用电机或泵作为动力源，考虑到煤矿副井工作环境复杂，设备安装位置有限，续航能力有限等因素，现有方案都不具有通用性。本实用新型专利技术提出了一种新型节能式罐帘门自动升降装置。该节能式罐帘门自动升降装置主要由提升机构，风力‑弹簧储能模块，升降开关机构三个模块组成。本实用新型专利技术的设计使装置达到体积小，功能全面的要求；风力‑弹簧储能模块与升降开关机构配合，使装置具有良好的续航能力，从而实现自动升降罐帘门通用性的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种节能式罐帘门自动升降装置
本技术涉及一种矿井提升机械，特别涉及一种节能式罐帘门自动升降装置。
技术介绍
煤矿副井提升机是保障煤矿生产、运输的主要设备之一，承担着向井下运输人员与设备的任务。国内大多数煤矿副井提升机的罐帘门开启、关闭仍采用人工拉举的方式，劳动强度大，安全性能差。针对罐帘门的改进方案已经提出多种，并已经投产使用。但是现有的升降罐帘门的改进方案一般采用电机或泵作为动力源，考虑到煤矿副井工作环境复杂，设备安装位置有限，续航能力有限等因素，现有方案都不具有通用性。本技术提出了一种新型节能式罐帘门自动升降装置。
技术实现思路
本技术重点研究的问题是在现有的罐帘门基础上，通过对市场调研，以及施工单位的反馈，自主创新研发一种节能式罐帘门自动升降装置，该装置安装于目前煤矿所使用的罐笼上，通过操作该装置实现罐帘门的自动升降，能够在开启罐帘门的同时保证人员或物料的安全，同时满足续航能力强的要求。在类似地下煤矿等特殊场景下，出于对安全的考虑，罐帘门的升降无法使用随行电缆供电。因此本技术从罐笼本体着手，考虑到罐笼在罐道立井上下运行提升的过程中，存在着大量的空气流动产生的风能可供回收利用，如果可以将这部分未利用的能量加以回收并使用适当的方式存储，再将这部分能量供给罐笼，实现罐帘门的自动升降，提高罐笼使用的自动化程度，从而减少罐笼对井下劳动力的需求，因此具有很大的理论和现实意义。本技术所采用的技术方案是：一种节能式罐帘门自动升降装置，其特征在于：包括提升机构，风力-弹簧储能模块，升降开关机构三个模块。提升机构包括罐帘、滑轮组、齿轮A1、齿轮B1、钢丝绳、塔轮、轴Ⅰ。塔轮、齿轮A1、齿轮B1安装于轴Ⅰ上，塔轮、齿轮A1、齿轮B1同向旋转。钢丝绳的一端与罐帘相连，钢丝绳的另一端绕经滑轮组缠绕在塔轮上。轴Ⅰ的旋转带动塔轮旋转，从而达到升降罐帘的目的。齿轮A2-齿轮A1与齿轮B2-齿轮B1传动比不同。风力-弹簧蓄能模块主要包括减速器、风轮、联轴器、单向轴承1、单向轴承2、齿轮A2、齿轮B2、轴套、轴Ⅱ、弹簧、滚珠丝杠、底座、螺母、弹簧框架。罐笼在井筒中运行，逆风时，风力使风轮转动。减速器的输出轴装在联轴器上，联轴器的芯部装有单向轴承1，单向轴承1套在轴套上，轴套套在轴Ⅱ上。齿轮A2通过单向轴承2装在轴套上。齿轮B2滑装在轴Ⅱ上。齿轮A1与A2啮合，齿轮B1与齿轮B2啮合。轴Ⅱ的下部为滚珠丝杠，螺母与滚珠丝杠相配合，螺母装在底盘上，底盘以弹簧框架为导向，只能上下移动。当轴Ⅱ和滚珠丝杠转动时，螺母只能上下移动。弹簧框架内装有螺旋弹簧，螺母上移，弹簧被压缩存储机械能，弹簧伸长则释放机械能，迫使轴Ⅱ和滚珠丝杠旋转。升降开关机构包括牙嵌离合器、控制手柄、拨叉。牙嵌离合器装在轴Ⅱ上，控制手柄通过控制拨叉控制牙嵌离合器的位置。向上，其牙与轴套下圆盘的牙相啮合传递扭矩，向下与齿轮B2的牙相啮合，传递扭矩。钢丝绳提起罐帘时，罐帘的重量依次加载于钢丝绳上，钢丝绳的拉力呈阶梯式增加，放帘时呈阶梯式减小。塔轮的缠绕半径是变化的，配合钢丝绳拉力的阶梯变化，使钢丝绳给塔轮的力矩为一个不变值。提升机构，风力-弹簧储能模块安装在罐笼顶部，升降开关机构中的控制手柄安装在罐笼侧面。控制手柄控制离合器的位置，从而使不同齿轮传动，且传动比不同。节能式罐帘门自动升降装置的设计原理为：如图1所示，罐帘门的重力为G，它对横杆左端产生力矩M1，而弹簧贮能器可以对横杆右端产生力矩M2。当横杆的支点在A点（靠近罐帘门一侧）时，力矩M2＞力矩M1，此时弹簧贮能器会释放能量，力F下拉，横杆右端下移，左端上移，牵动罐帘上升。反之，移动支点至B点（靠近弹簧贮能器）时，此时横杆上的力臂发生变化，力矩M2＜力矩M1，罐帘门的重力G会拉动横杆，使横杆右端上移，左端下移，罐帘门完成下降功能的实现，同时罐帘门的重力势能会反馈给弹簧贮能器，即弹簧贮能器会收集储存一部分罐帘门的重力势能。节能式罐帘门自动升降装置的功能主要由以下过程实现：（1）罐帘门开启（上升）过程：控制手柄通过拨叉使牙嵌离合器处于下位，该状态下传动齿轮为齿轮B1-齿轮B2。弹簧的向下推力使得滚珠丝杠和轴Ⅱ反转（从俯视图上看为逆时针旋转），带动牙嵌离合器反转，带动齿轮B2反转，带动齿轮B1正转，带动轴Ⅰ正转，带动塔轮正转，从而使钢丝绳缠绕在塔轮上，罐帘门被提起。当轴Ⅰ正转时，齿轮A1随之正转，齿轮A2反转，由于单向轴承2的作用，轴套不动，即齿轮A2是空自转动的。（2）罐帘门关闭（下降）过程：控制手柄通过拨叉使牙嵌离合器处于上位，其牙与轴套下圆盘的牙相啮合。该状态下传动齿轮为齿轮A1-齿轮A2。塔轮受罐帘门重力牵引反转（从俯视图上看为逆时针旋转），带动轴Ⅰ反转，带动齿轮A1反转，带动齿轮A2正转，齿轮A2通过单向轴承2使轴套正转，带动牙嵌离合器正转，带动轴Ⅱ和滚珠丝杠正转，此时螺母上升，压缩弹簧。该过程中罐帘门的部分重力势能反馈给弹簧储能。考虑到实际应用中，摩擦无处不在，一定会损失一部分能量，所以要使该系统能多次循环使用，必须有补充能量机构；当轴套正转时，单向轴承1不随之转动，故联轴器和风轮不会随之转动。（3）补充能量过程：当罐笼在井筒中上行时，风轮正转（从俯视图上看为顺时针旋转），带动联轴器正转，通过单向轴承1使轴套正转，带动轴Ⅱ和滚珠丝杠正转，螺母上升，压紧弹簧，此时弹簧被压缩，储存能量，此过程即为能量的补充过程。当轴套正转时，由于单向轴承2的作用，齿轮A2不会随之转动。当罐笼在井筒中下行时，风轮反转，带动联轴器反转，由于单向轴承1的作用，轴套不随之转动，即风轮空自转动。本煤矿副井节能式罐帘门自动升降装置的特点如下：（1）为尽量减少储能所需机构或装置的体积和重量，达到机构轻且简单的目的，采取落帘时，帘子重力势能回收的方式；（2）选择最简单的螺旋弹簧贮能，比重砣储能重量轻；（3）以滚珠丝杠为机构核心，简单、高效、可行；（4）以塔轮对应帘子的阶梯重量，使转矩统一，便于传动。本技术的积极效果是：本节能式罐帘门自动升降装置符合煤矿安全规程规定，设备占用空间小，动力源具有自给自足的特点，整个充能过程完全自主进行，无需人员操作，且运用机械原理，防爆并且安全可靠，续航能力好；提高了副井工作的安全性以及工作效率，减少了不必要的人力劳动，使提升装置更加人性化，符合我国煤矿生产机械化、自动化的要求。附图说明图1为节能式罐帘门自动升降装置原理示意图图2为节能式罐帘门自动升降装置机构布置图标号说明：1-罐帘；2-齿轮B1；3-滑轮组；4-齿轮A1；5-钢丝绳；6-塔轮；7-轴Ⅰ；8-减速器；9-风轮；10-联轴器；11-单向轴承1；12-单向轴承2；13-齿轮A2；14-轴套；15-拨叉；16-齿轮B2；17-轴Ⅱ；18-弹簧；19-滚珠丝杠；20-底座；21-螺母；22-弹簧框架；23-牙嵌离合器。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步描述：如图2所示，本技术的工作过程主要有以下三个过程：（1）罐帘门开启（上升）过程：控制手柄通过拨叉（15）使牙嵌离合器（23）处于下位，该状态下传动齿轮为齿轮B1（2）-齿轮B2（16）。弹簧（18）的向下推力使得滚珠丝杠（19）和轴Ⅱ（17）反转（从俯视图上看为逆时针本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节能式罐帘门自动升降装置，其特征在于：包括提升机构，风力‑弹簧储能模块，升降开关机构三个模块；提升机构包括罐帘、滑轮组、齿轮A1、齿轮B1、钢丝绳、塔轮、轴Ⅰ；塔轮、齿轮A1、齿轮B1安装于轴Ⅰ上，塔轮、齿轮A1、齿轮B1同向旋转；钢丝绳的一端与罐帘相连，钢丝绳的另一端绕经滑轮组缠绕在塔轮上；轴Ⅰ的旋转带动塔轮旋转，从而达到升降罐帘的目的；齿轮A2‑齿轮A1与齿轮B2‑齿轮B1传动比不同；风力‑弹簧蓄能模块主要包括变速器、风轮、联轴器、单向轴承1、单向轴承齿轮A2、齿轮B2、轴套、轴Ⅱ、弹簧、滚珠丝杠、底座、螺母、弹簧框架；变速器的输出轴装在联轴器上，联轴器的芯部装有单向轴承1，单向轴承1套在轴套上，轴套套在轴Ⅱ上；齿轮A2通过单向轴承2装在轴套上；齿轮B2滑装在轴Ⅱ上；齿轮A1与A2啮合，齿轮B1与齿轮B2啮合；轴Ⅱ的下部为滚珠丝杠，螺母与滚珠丝杠相配合，螺母装在底盘上，底盘以弹簧框架为导向，只能上下移动；当轴Ⅱ和滚珠丝杠转动时，螺母只能上下移动；弹簧框架内装有螺旋弹簧，螺母上移，弹簧被压缩存储机械能，弹簧伸长则释放机械能，迫使轴Ⅱ和滚珠丝杠旋转；升降开关机构包括离合器、控制手柄、拨叉；离合器装在轴Ⅱ上，控制手柄通过控制拨叉控制离合器的位置；向上，离合器与轴套相连接，传递扭矩，向下与齿轮B2相连接，传递扭矩。...

【技术特征摘要】
1.一种节能式罐帘门自动升降装置，其特征在于：包括提升机构，风力-弹簧储能模块，升降开关机构三个模块；提升机构包括罐帘、滑轮组、齿轮A1、齿轮B1、钢丝绳、塔轮、轴Ⅰ；塔轮、齿轮A1、齿轮B1安装于轴Ⅰ上，塔轮、齿轮A1、齿轮B1同向旋转；钢丝绳的一端与罐帘相连，钢丝绳的另一端绕经滑轮组缠绕在塔轮上；轴Ⅰ的旋转带动塔轮旋转，从而达到升降罐帘的目的；齿轮A2-齿轮A1与齿轮B2-齿轮B1传动比不同；风力-弹簧蓄能模块主要包括变速器、风轮、联轴器、单向轴承1、单向轴承齿轮A2、齿轮B2、轴套、轴Ⅱ、弹簧、滚珠丝杠、底座、螺母、弹簧框架；变速器的输出轴装在联轴器上，联轴器的芯部装有单向轴承1，单向轴承1套在轴套上，轴套套在轴Ⅱ上；齿轮A2通过单向轴承2装在轴套上；齿轮B2滑装在轴Ⅱ上；齿轮A1与A2啮合，齿轮B1与齿轮B2啮合...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧朝伟，张弋，曲德臣，任中华，林健，黄波，杨建伟，赵军业，张宝龙，
申请(专利权)人：平顶山天安煤业股份有限公司，中国矿业大学北京，
类型：新型
国别省市：河南,41