本發(fā)明涉及一種罐籠鎖定裝置，具體屬于礦山立井提升裝備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的礦山立井提升中，提升鋼絲繩承載著罐籠自重和載重，當(dāng)載重變化時，提升鋼絲繩的彈性伸長量會相應(yīng)變化，由此會產(chǎn)生罐籠的上下竄動。

隨著礦井提升的現(xiàn)代化，井深和提升罐籠及裝載重量隨之增大，由此帶來的裝卸載時罐籠上下竄動量也增大，這樣會給罐籠裝卸載帶來安全隱患，還會對提升設(shè)施和鋼絲繩產(chǎn)生沖擊。如何有效地控制罐籠的上下竄動，實現(xiàn)安全、高效地裝卸載，成為了一大課題。

目前，在用的罐籠鎖定裝置（包括進口產(chǎn)品）對停罐位的要求較高（允許罐位誤差-20mm～+20mm），造成了現(xiàn)場停罐時必須反復(fù)對罐，大大降低了效率且增加了重載下放時的安全隱患。此類裝置只能安裝在單罐籠帶平衡錘的立井提升系統(tǒng)，適用范圍較小。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種滑動式有限角度自鎖鎖定裝置及罐籠鎖定裝置，實現(xiàn)了允許角度范圍內(nèi)罐籠的鎖定，且允許停罐誤差范圍較大。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種滑動式有限角度自鎖鎖定裝置，其特征在于：包括架體和驅(qū)動機構(gòu)，位于所述架體內(nèi)、且對稱設(shè)置在所述驅(qū)動機構(gòu)兩側(cè)的有限角度自鎖機構(gòu)、滑動式鎖定機構(gòu)、補償托罐機構(gòu)和同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)。

所述架體為矩形框架結(jié)構(gòu)，所述同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)是可折疊在所述架體內(nèi)的連桿機構(gòu)，每側(cè)的同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)包括鉸接在架體下部的、被所述驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動的翻轉(zhuǎn)翻板，翻轉(zhuǎn)翻板上裝有同步連桿，同步連桿的一端鉸接在翻轉(zhuǎn)翻板上，同步連桿的另一端鉸接有驅(qū)動桿，驅(qū)動桿的上端連接有能隨驅(qū)動桿轉(zhuǎn)動的搭接臂，搭接臂位于所述架體的前上部，搭接臂的端部有與罐籠盤體的搭接槽配合的搭接爪。

搭接臂的下部有上鎖道，所述滑動式鎖定機構(gòu)位于所述搭接臂下方，滑動式鎖定機構(gòu)包括下鎖道和鎖定油缸，所述有限角度自鎖機構(gòu)包括上鎖塊和滑座，滑座滑動安裝在所述下鎖道上，上鎖塊鉸接在滑座上端，工作狀態(tài)時上鎖塊能夠滑動卡入所述上鎖道內(nèi)將搭接臂進行鎖定，所述鎖定油缸的活塞桿連接在所述的滑座上。

所述補償托罐機構(gòu)包括托爪連板、補償體和托爪體，所述補償體的一端鉸接在所述翻轉(zhuǎn)翻板的端部，補償體的另一端與托爪體鉸接，所述托爪連板的一端鉸接在架體上，托爪連板的另一端與補償體鉸接，托爪連板與托爪體連為一體。

非工作狀態(tài)時，所述搭接臂翹起，所述托爪體收入架體內(nèi)；工作狀態(tài)時，補償托罐機構(gòu)和同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)同步動作，翻轉(zhuǎn)翻板轉(zhuǎn)動后帶動搭接臂向下轉(zhuǎn)動直至搭接爪插入搭接槽內(nèi)，同時翻轉(zhuǎn)翻板帶動托爪體向上轉(zhuǎn)動直至托爪體伸出架體外托住罐籠盤體的底部。

還包括釋放機構(gòu)，釋放機構(gòu)位于每側(cè)的滑動式鎖定機構(gòu)下方，釋放機構(gòu)包括用于檢測并釋放載荷變化引起的提升鋼絲繩回彈力的檢測釋放油缸，檢測釋放油缸直立布置，檢測釋放油缸的缸體裝在架體上，檢測釋放油缸的活塞桿鉸接在所述下鎖道上。

所述托爪體的前上部裝有托輪。

所述同步連桿通過固定在翻轉(zhuǎn)翻板上的連桿支座與翻轉(zhuǎn)翻板鉸接。

兩側(cè)所述的搭接臂的之間連有搭接梁。

一種采用所述滑動式有限角度自鎖鎖定裝置的罐籠鎖定裝置，由兩個所述滑動式有限角度自鎖鎖定裝置構(gòu)成，兩個滑動式有限角度自鎖鎖定裝置在工作時對稱設(shè)置在罐籠兩側(cè)；工作狀態(tài)時，罐籠兩側(cè)的補償托罐機構(gòu)和同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)同步動作，翻轉(zhuǎn)翻板轉(zhuǎn)動后帶動搭接臂向下轉(zhuǎn)動直至搭接爪插入搭接槽內(nèi)，同時翻轉(zhuǎn)翻板帶動托爪體向上轉(zhuǎn)動直至托爪體伸出架體外托住罐籠盤體的底部。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1）本發(fā)明大幅增加了罐位誤差，-350mm～+150mm范圍內(nèi)均為有效停罐位；

2）補償托罐機構(gòu)主動減小重載時提升繩彈性伸長量（350mm之內(nèi)），保證了釋放時對提升設(shè)施無沖擊；

3）有限角度自鎖機構(gòu)可根據(jù)需要調(diào)節(jié)允許的罐位誤差（150mm之內(nèi)），實現(xiàn)了允許角度范圍內(nèi)罐籠的鎖定；

4）雙罐籠提升系統(tǒng)和單罐籠配平衡錘提升系統(tǒng)均可使用，具有更廣泛的適用性；

5）避免了下大件（重載）時的反復(fù)對罐操作和二次提罐，提升效率極大提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明成套布置示意圖（工作狀態(tài)）（一個容器配置兩臺）；

圖2為本發(fā)明滑動式有限角度自鎖鎖定機構(gòu)和釋放機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明驅(qū)動機構(gòu)、補償托罐機構(gòu)和同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明有限角度自鎖機構(gòu)與同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)配合實現(xiàn)罐籠鎖定時的工作狀態(tài)示意圖；

圖5為本發(fā)明單機裝配結(jié)構(gòu)圖（非工作狀態(tài)）；

圖6為本發(fā)明單機非工作狀態(tài)下重力矩關(guān)系圖；

圖7是圖1的a向視圖；

圖8是圖5的b向視圖；

圖9為低罐位狀態(tài)下雙補動作過程中力臂傳遞關(guān)系圖（托爪體剛接觸罐籠）；

圖10為低罐位狀態(tài)下雙補動作過程中力臂傳遞關(guān)系圖（托爪體托平罐籠）；

圖11是受力變化分析圖。

圖中，1、有限角度自鎖機構(gòu)，1-1、上鎖塊，1-2、滑座，2、滑動式鎖定機構(gòu)，2-1、下鎖道，3、釋放機構(gòu)，3-1、檢測釋放油缸，4、補償托罐機構(gòu)，4-1、托爪連板，4-2、補償體，4-3、托爪體，4-4、托輪，5、驅(qū)動機構(gòu)，6、同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)，6-1、翻轉(zhuǎn)翻板，6-2、同步連桿，6-3、搭接臂，6-4、驅(qū)動桿，6-5、上鎖道，6-6、搭接爪，6-7、連桿支座，6-8、搭接梁，7、架體，8、鎖定油缸，9、罐籠盤體，9-1、搭接槽，10、罐籠。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明。

如附圖1-10所示的一種滑動式有限角度自鎖鎖定裝置，包括架體7和驅(qū)動機構(gòu)5，位于所述架體7內(nèi)、且對稱設(shè)置在所述驅(qū)動機構(gòu)5兩側(cè)的有限角度自鎖機構(gòu)1、滑動式鎖定機構(gòu)2、補償托罐機構(gòu)4和同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)6。

所述架體7為矩形框架結(jié)構(gòu)，所述同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)6是可折疊在所述架體7內(nèi)的連桿機構(gòu)，每側(cè)的同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)6包括鉸接在架體7下部的、被所述驅(qū)動機構(gòu)5驅(qū)動的翻轉(zhuǎn)翻板6-1，翻轉(zhuǎn)翻板6-1上裝有同步連桿6-2，同步連桿6-2的一端鉸接在翻轉(zhuǎn)翻板6-1上，同步連桿6-2的另一端鉸接有驅(qū)動桿6-4，驅(qū)動桿6-4的上端連接有能隨驅(qū)動桿6-4轉(zhuǎn)動的搭接臂6-3，搭接臂6-3位于所述架體7的前上部，搭接臂6-3的端部有與罐籠盤體9的搭接槽9-1配合的搭接爪6-6。

搭接臂6-3的下部有上鎖道6-5，所述滑動式鎖定機構(gòu)2位于所述搭接臂6-3下方，滑動式鎖定機構(gòu)2包括下鎖道2-1和鎖定油缸8，所述有限角度自鎖機構(gòu)1包括上鎖塊1-1和滑座1-2，滑座1-2滑動安裝在所述下鎖道2-1上，上鎖塊1-1鉸接在滑座1-2上端，工作狀態(tài)時上鎖塊1-1能夠滑動卡入所述上鎖道6-5內(nèi)將搭接臂6-3進行鎖定，所述鎖定油缸8的活塞桿連接在所述的滑座1-2上。

上鎖塊1-1用于連接同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)6的上鎖道6-5，有限角度自鎖機構(gòu)1安裝在架體7上且可以在滑動式鎖定機構(gòu)2的驅(qū)動下前后滑行。上鎖道6-5與被上鎖塊1-1伸入后實現(xiàn)搭接臂6-3與架體的連接。上鎖道6-5與被上鎖塊1-1伸入后實現(xiàn)搭接臂6-3與架體的連接。搭接爪6-6與罐籠10內(nèi)的搭接槽9-1配合，用于實現(xiàn)裝置對罐籠的鎖定。

同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)6在驅(qū)動機構(gòu)5驅(qū)動下動作時，翻轉(zhuǎn)翻板6-1轉(zhuǎn)動，同時帶動安裝于其上的連桿支座6-7運動，連桿支座6-7與同步連桿6-2和驅(qū)動桿6-4之間均為鉸接連接，連桿支座6-7運動時會帶動各件同時運動。驅(qū)動桿6-4運動時帶動搭接臂6-3動作，從而實現(xiàn)了同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)6的到位和收回動作。

所述補償托罐機構(gòu)4包括托爪連板4-1、補償體4-2和托爪體4-3，所述補償體4-2的一端鉸接在所述翻轉(zhuǎn)翻板6-1的端部，補償體4-2的另一端與托爪體4-3鉸接，所述托爪連板4-1的一端鉸接在架體7上，托爪連板4-1的另一端與補償體4-2鉸接，托爪連板4-1與托爪體4-3連為一體。

非工作狀態(tài)時，所述搭接臂6-3翹起，所述托爪體4-3收入架體7內(nèi)；工作狀態(tài)時，補償托罐機構(gòu)4和同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)6同步動作，翻轉(zhuǎn)翻板6-1轉(zhuǎn)動后帶動搭接臂6-3向下轉(zhuǎn)動直至搭接爪6-6插入搭接槽9-1內(nèi)，同時翻轉(zhuǎn)翻板6-1帶動托爪體4-3向上轉(zhuǎn)動直至托爪體4-3伸出架體7外托住罐籠盤體9的底部。

本發(fā)明還包括釋放機構(gòu)3，釋放機構(gòu)3位于每側(cè)的滑動式鎖定機構(gòu)2下方，釋放機構(gòu)3包括用于檢測并釋放載荷變化引起的提升鋼絲繩回彈力的檢測釋放油缸3-1，檢測釋放油缸3-1直立布置，檢測釋放油缸3-1的缸體裝在架體7上，檢測釋放油缸3-1的活塞桿鉸接在所述下鎖道2-1上。檢測釋放油缸3-1用于檢測并釋放載荷變化引起的提升鋼絲繩回彈力。

所述托爪體4-3的前上部裝有托輪4-4。托爪連板4-1在補償托罐機構(gòu)4動作時起到輔助同步的作用。

補償體4-2的作用是防止罐籠裝卸載時對裝置自身產(chǎn)生大的沖擊。

托爪體4-3是托罐時的主要作用部件。

托輪4-4安裝在托爪體4-3的前上部，用于減少托罐時裝置對罐籠的磨損。

所述同步連桿6-2通過固定在翻轉(zhuǎn)翻板6-1上的連桿支座6-7與翻轉(zhuǎn)翻板6-1鉸接。

兩側(cè)所述的搭接臂6-3的之間可以連有搭接梁6-8，形成一個整體搭接臂。

如圖1所示，一種采用所述滑動式有限角度自鎖鎖定裝置的罐籠鎖定裝置，由兩個所述滑動式有限角度自鎖鎖定裝置構(gòu)成，兩個滑動式有限角度自鎖鎖定裝置在工作時對稱設(shè)置在罐籠10兩側(cè)；工作狀態(tài)時，罐籠10兩側(cè)的補償托罐機構(gòu)4和同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)6同步動作，翻轉(zhuǎn)翻板6-1轉(zhuǎn)動后帶動搭接臂6-3向下轉(zhuǎn)動直至搭接爪6-6插入搭接槽9-1內(nèi)，同時翻轉(zhuǎn)翻板6-1帶動托爪體4-3向上轉(zhuǎn)動直至托爪體4-3伸出架體7外托住罐籠盤體9的底部。

本發(fā)明動作原理：罐籠到位后，驅(qū)動機構(gòu)5帶動同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)6的翻轉(zhuǎn)翻板6-1轉(zhuǎn)動，翻轉(zhuǎn)翻板6-1帶動補償托罐機構(gòu)4的裝有托輪4-4的托爪體4-3伸出托住罐籠盤體底部，翻轉(zhuǎn)翻板6-1轉(zhuǎn)動的同時，安裝于其上的連桿支座6-7帶動與其鉸接的同步連桿6-2運動，使與同步連桿6-2鉸接的驅(qū)動桿6-4轉(zhuǎn)動，驅(qū)動桿6-4帶動搭接臂6-3轉(zhuǎn)動，使搭接爪6-6搭接在罐籠10盤體上面的搭接槽9-1內(nèi)，滑動式鎖定機構(gòu)2前行帶動有限角度自鎖機構(gòu)1，使其上鎖塊1-1與同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)下部的上鎖道6-5連接，從而實現(xiàn)對罐籠的鎖定，保證了裝卸載時罐籠位置的固定。卸載完成后由釋放機構(gòu)3釋放因載荷變化引起的提升繩彈性伸長量，從而避免了對提升設(shè)施和提升繩的沖擊。

參考圖5所示，當(dāng)設(shè)備處于非工作狀態(tài)時，各機構(gòu)的初始位置使各機構(gòu)全部收入架體7內(nèi)部，保證了提升系統(tǒng)的安全。

參考圖1、圖3、圖7所示，設(shè)備工作時，驅(qū)動機構(gòu)5驅(qū)動同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)6的翻轉(zhuǎn)翻板6-1，翻板6-1帶動補償托罐機構(gòu)4和同步連桿6-2同時動作，同步連桿6-2通過與其鉸接連接的驅(qū)動桿6-4帶動搭接臂6-3轉(zhuǎn)動，使搭接爪6-6搭接在罐籠10盤體上面的搭接槽9-1內(nèi)，以此實現(xiàn)設(shè)備與罐籠盤體的無縫對接。如果罐籠停罐時處于低罐位低于±0水平面350mm內(nèi)，補償托罐機構(gòu)可向上托起罐籠使其到達與±0水平面齊平的狀態(tài)，此動作一般稱為雙補動作。

參考圖1、圖2、圖4所示，有限角度自鎖機構(gòu)1的下部是與架體7上的下鎖道2-1連接的，其可以在下鎖道2-1上前后滑動。雙補動作到位后，滑動式鎖定機構(gòu)2在鎖定油缸8帶動下向前伸出，滑動式鎖定機構(gòu)2前行帶動有限角度自鎖機構(gòu)1，使其上鎖塊1-1與同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)下部的上鎖道6-5連接，這樣，通過有限角度自鎖機構(gòu)1實現(xiàn)了同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)6的搭接臂6-3與架體7的連接，此時即實現(xiàn)了設(shè)備對罐籠的鎖定，此動作一般稱為鎖定動作。

參考圖2所示，罐籠內(nèi)載荷卸載后，由架體7承受由于載荷變化引起的提升鋼絲繩的反彈力，啟動釋放機構(gòu)3向上緩慢推起同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)的搭接臂6-3，起到釋放載荷變化引起的提升鋼絲繩反彈力的作用，此動作一般稱為釋放動作。

參考圖5、圖8所示，滑動式鎖定機構(gòu)2在鎖定油缸8的帶動下向后收回，帶動有限角度自鎖機構(gòu)1的上鎖塊1-1向后滑動使其脫離與上鎖道6-5的連接，解除搭接臂6-3與架體7連為一體的狀態(tài)，之后，驅(qū)動機構(gòu)5執(zhí)行與雙補動作時的反向動作，帶動補償托罐機構(gòu)4和同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)6同時收回，使設(shè)備達到非工作狀態(tài)。此時罐籠可正常運行。

參考圖1所示，為保證罐籠盤體的受力平衡，本發(fā)明單機配置有兩套補償托罐機構(gòu)4，并使同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)與罐籠的配合點即搭接槽9-1也設(shè)置成了兩個，滑動式鎖定機構(gòu)2配有兩套，分別與兩個搭接槽9-1對應(yīng)。

參考圖5所示，本發(fā)明各機構(gòu)間巧妙的配合設(shè)計，實現(xiàn)了機構(gòu)自身重力平衡的效果，即非工作狀態(tài)時，同步翻轉(zhuǎn)搭接機構(gòu)6的重力矩與補償托罐機構(gòu)4的重力矩平衡。力矩平衡關(guān)系如圖6所示，各力的力臂是固定的，補償托罐機構(gòu)自重產(chǎn)生的力矩m1，同步搭接部分自重產(chǎn)生的力矩m2，制造時保證力矩平衡或m2略大于m1即可，此時可使驅(qū)動機構(gòu)5的油缸不受外力，方便對油缸的檢修和更換。

本發(fā)明巧妙地將補償和鎖定功能分開，能更好地適應(yīng)現(xiàn)場多變的工況。即：裝載較小時可只使用補償托罐功能，裝載較大時再同時使用補償和鎖定功能。這樣可以保證各種工況條件下的高效率和高安全。

參考圖4所示，如果罐籠停罐時處于高罐位，即高于±0水平面150mm內(nèi)，有限角度自鎖機構(gòu)1可根據(jù)罐位自動調(diào)整旋轉(zhuǎn)角度和工作位置，保證在允許罐位范圍內(nèi)的各位置均能實現(xiàn)可靠鎖定，使裝卸載時對提升設(shè)施和提升鋼絲繩無沖擊。

本發(fā)明對驅(qū)動機構(gòu)5與補償托罐機構(gòu)4間的傳遞力臂進行了巧妙設(shè)計，結(jié)合提升鋼絲繩的彈力，鋼絲繩視作彈性體，其彈性系數(shù)是固定的，用字母k表示，罐籠內(nèi)裝載，g表示載重，后鋼絲繩的伸長量δl=g/k，當(dāng)罐籠底部受到向上的托力時，為保持罐籠的受力平衡狀態(tài)，鋼絲繩會出現(xiàn)回彈，回彈力的大小即本發(fā)明一套裝置所給出的托力，情況，實現(xiàn)了以最優(yōu)驅(qū)動功率達到功能的目的。即：低罐位狀態(tài)時，補償托罐機構(gòu)4剛開始接觸罐籠盤體并給其向上的力時，提升鋼絲繩的回彈力較大，初始上托力只需很小就能使罐籠向上緩慢運動，隨著罐籠的上移，提升鋼絲繩的回彈力逐漸減小，需要的上托力逐漸增大。

根據(jù)提升鋼絲繩的工況條件，本發(fā)明將驅(qū)動機構(gòu)5的主驅(qū)動力和補償托罐機構(gòu)4經(jīng)力臂傳遞后所能給出的上托力之間的關(guān)系進行了設(shè)計，本發(fā)明所述裝置在實現(xiàn)雙補動作時的力臂傳遞簡圖如圖9、圖10所示，驅(qū)動機構(gòu)的油缸給出的力是固定的，即f=f1，而的數(shù)值的變化如圖11所示：

由圖11不難看出，本發(fā)明所述裝置所給出的托力n＜n1，即罐籠位置越向上，裝置所能給出的托力越大，而此時鋼絲繩的回彈力由于伸長量δl的減小恰恰在減小，即式g=δl·k+2n中，n逐漸變大，δl·k逐漸變小，保證了等式的成立。使其滿足現(xiàn)場工況條件同等驅(qū)動力條件下隨著罐籠上移，本發(fā)明所涉及、補償托罐機構(gòu)4所能給出的上托力逐漸增大的同時降低了設(shè)備配套動力系統(tǒng)（液壓站）的功率。

需要提出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，其可以根據(jù)上述說明和附圖加以改進或變換，其所有這些改進和變換部位均屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。