[发明专利]多绳无平衡锤自动平衡提升系统

说明书

技术领域

本发明属于矿井提升设备技术领域，具体涉及一种特别适用于深井提升的多绳无平衡锤自动平衡提升系统。

背景技术

目前，工矿企业开采，当采用竖井开拓时，除部分提升能力小、井筒浅的矿井采用单绳缠绕式提升外，大部分提升能力大、井筒深的矿井均采用多绳摩擦轮提升，该提升方式分塔式和落地式提升两种，是通过主导轮的摩擦衬垫与钢丝绳间的摩擦力,带动钢丝绳运动完成容器的升降。由于多绳摩擦轮提升钢丝绳为多根，因而，在同样提升重量的情况下，其提升机卷筒直径较单绳提升要小很多，当用于深井、大能力提升时优点突出，使用广泛。但现有多绳提升设备摘要存在以下技术问题：

(1)当采用单容器提升时，主导轮另一侧必须采用平衡锤配重，而平衡锤必须占用一定的井筒空间，因而井筒断面较无平衡锤提升时要大，特别是矩形或椭圆形井筒更是，增加井筒工程量，越深的井筒，其工程量增加越多，投资增加越多。

(2)单容器提升，平衡锤一侧的重量与提升容器一侧的重量差应该越小越好，变动越小越好，越小则提升机的拖动力可以越小，因而越节能。但实际工作中，容器一侧的重量在提升和下放时是不断变化的，因而其重量差只能在一定的范围内设定，无法实时变动，难以做到两侧重量差始终处于最小。

(3)即使采用平衡锤配重，但如果两侧重量差别大，当主导轮两侧钢丝绳静张力差超过摩擦衬垫与钢丝绳间的摩擦力时，钢丝绳仍然会打滑，特别是在提升加速或减速、(紧急)制动时更是如此。而钢丝绳滑移，是多绳提升比较容易出现的一个问题，也始终是非常大的一个安全威胁。

(4)摩擦提升采用尾绳平衡，以减小两端张力差，提高运行的可靠性。因此，在容器与提升钢丝绳连接处的钢丝绳断面上，静应力将随容器的位置变化而变化。当容器位于井口卸载位置时，尾绳的全部重力及容器的重力均作用在该断面上；当容器抵达井底装载位置前，该断面仅承受容器的重力。也就是说，在整个提升过程中，(与容器连接处的)提升钢丝绳断面中要承受一个幅值为的静应力变化(式中q为尾绳每米重力，N/m；H为提升高度，m；S₀为提升钢丝绳横截面积，mm²)。一些国家的使用经验证明，为了保证提升钢丝绳的必要使用寿命，在提升钢丝绳任意断面处的应力波动值一般不应大于165N/mm²，否则会影响其使用寿命。由此可知，矿井越深，静应力的波动值越大，而其许用极限值为σ_j＝165N/mm²。因此，摩擦提升在深井的使用亦受到一定的限制。

(5)提升时，提升容器和平衡锤同时在井筒中运动，压缩井筒空气，形成阻力。在两者交叉时，两股压缩气流相遇，容易形成较大阻力。而深井提升，当提升速度快，特别是又使用钢丝绳罐道时，强气流不但导致提升阻力增大，而且还容易导致提升容器运行不稳。

(6)摩擦提升采用尾绳平衡，而当提升速度过快时，有可能发生尾绳缠绕的现象，造成大的安全威胁。

发明内容

本发明的目的就是针对现有多绳提升、特别是深井提升中存在的上述技术问题，而提供一种多绳无平衡锤自动平衡提升系统，该提升系统是一种无需平衡锤配重，而自动采用提升系统自身反作用力配重的一种提升系统。

本发明所提供的一种多绳无平衡锤自动平衡提升系统无需平衡锤配重，而是通过在主导轮4与井筒上部其中一个上导向轮或天轮6(提升机为落地式时的导向轮称为天轮)之间设置自动配重轮5，通过提升钢丝绳3施加在所述自动配重轮5上拉力的反作用力来实现提升系统的配重。

该提升系统包括提升容器1、上部钢丝绳悬挂装置2、提升钢丝绳3、主导轮4、自动配重轮5、上导向轮或天轮6、井筒7、下导向轮8以及下部钢丝绳悬挂装置9；所述提升容器1通过所述上部钢丝绳悬挂装置2与所述提升钢丝绳3连接，所述提升钢丝绳3依次通过所述主导轮4、自动配重轮5、上导向轮或天轮6，然后经过所述井筒7到达所述下导向轮8，最后通过所述下导向轮8与所述下部钢丝绳悬挂装置9连接；所述主导轮4设置在所述井筒7的上部，所述自动配重轮5设置在所述主导轮4相对于所述提升容器1的另一侧，所述自动配重轮5设置在所述主导轮4与所述上导向轮或天轮6之间。