一种架空皮带索道运输系统的制作方法

1.本申请涉及货运索道领域，特别涉及一种架空皮带索道运输系统。


背景技术：

2.目前我国货物运输方式中，公路运输占比为78.04％，铁路占比7.81％，水路运输占比14.14％，其他运输方式占比0.01％；而矿区矿产资源的地表运输97％采用公路运输、其余主要为传统货运架空索道运输、皮带廊道运输等，随着低地区域矿产资源的不断采掘，目前可开采利用资源在持续减少、矿山企业不得不向地下和高海拔的山顶区域开采，山顶的矿产资源运输困难，成为了阻碍矿山企业发展的瓶颈。
3.现有的运输方式存在以下缺陷：
4.1.公路运输：修建运输道路需投入大量的人力、物力和财力、建设成本极高、且建设运输道路会对沿线的环境造成永久性的破坏、天气因素影响大、雨雪天气运输困难、存在安全隐患。
5.2.传统货运架空索道运输:小时运量小、无法满足当代矿山企业运量的需求。
6.3.皮带廊道运输：则需沿线建设钢结构和混泥土结构皮带支撑走廊、虽然能满足运量要求、但存在严重的噪声污染、皮带支撑走廊易造成野生动物的生殖隔离、对环境的影响是永久性的、跨越河流时修建的廊道易造成河道堵塞，存在安全隐患、整条运输线路皮带下方的土地需全部占用、用于建设皮带支撑走廊、土地使用成本高，同时皮带廊道运输只适用于地势较为平缓、坡度较小的地区、在遇到需要跨越高山时只能在山腰开凿隧道、建设成本极高，因运输皮带需辊子的支撑，辊子与皮带之间摩擦阻力巨大，能耗损失严重，设备的运营成本高。


技术实现要素：

7.针对上述缺陷，本申请提供一种架空皮带索道运输系统，该架空皮带索道运输系统适应全天候运行、可连续运行、不受雨雪天气影响，在7级风及以下均可安全运行，最小运量200吨/小时,最大运量可达到：15000吨/小时,完全满足各类型矿山企业的运量要求。
8.技术方案是：一种架空皮带索道运输系统，所述架空皮带索道运输系统包括上层钢丝绳、中层钢丝绳、下层钢丝绳、装载站、卸载站、运输皮带、驱动装置、迂回装置和若干固定支撑架，上层钢丝绳、中层钢丝绳、下层钢丝绳的一端位于装载站处，另一端位于卸载站处，固定支撑架位于装载站和卸载站之间，固定支撑架分别与上层钢丝绳、中层钢丝绳和下层钢丝绳连接，用于支撑上层钢丝绳、中层钢丝绳、下层钢丝绳；驱动装置和迂回装置中，一位于装载站，另一位于卸载站，驱动装置设置有驱动轮滚筒，迂回装置设置有迂回轮滚筒，运输皮带在驱动轮滚筒与迂回轮滚筒之间形成闭环，运输皮带2的上层位于中层钢丝绳上，下层位于下层钢丝绳上。
9.可选地，所述架空皮带索道运输系统还包括拉力自动平衡支撑架，拉力自动平衡支撑架包括支撑轴、可转动套筒、左底座和右底座，支撑轴穿过可转动套筒，支撑轴一端与
左底座连接，另一端与右底座连接，可转动套筒位于左底座和右底座之间，可转动套筒上连有连接柱。
10.可选地，所述拉力自动平衡支撑架还包括底板，左底座和右底座分别安装在底板上。
11.可选地，所述拉力自动平衡支撑架还包括两个横向滑环，两个横向滑环安装在支撑轴上，分别位于可转动套筒与左底座和右底座之间。
12.可选地，所述架空皮带索道运输系统还包括应力平衡塔头，应力平衡塔头通过支架管与拉力自动平衡支撑架连接。
13.可选地，所述应力平衡塔头包括塔头、鞍座组、固定夹索器和夹索器，鞍座组安装在塔头上，鞍座组包括上鞍座、中鞍座和下鞍座，固定夹索器安装在上鞍座上，中鞍座和下鞍座上均安装有夹索器。
14.可选地，所述上鞍座，中鞍座和下鞍座中，每一鞍座包括钢绳滑动面，该钢绳滑动面上设置有鞍座绳槽，固定夹索器或夹索器个各自安装在相应的鞍座绳槽内。
15.可选地，所述固定夹索器上设置有固定夹索器绳槽，固定夹索器绳槽形成的圆环将被夹钢绳径向整体包覆在内。
16.所述夹索器上设置有夹索器绳槽，夹索器绳槽形成的圆环将被夹钢绳径向一部份包覆在内。
17.可选地，所述架空皮带索道运输系统变距装置，变距装置包括水平方向变距结构，该水平方向变距结构包括对称设置的2个内导向绳卡和2个外导向绳卡，2个内导向绳卡和2个外导向绳卡上各自设置有绳槽，2个内导向绳卡的绳槽水平向内，2个外导向绳卡的绳槽水平向外，2个内导向绳卡的绳槽之间的距离a小于2个外导向绳卡的绳槽之间的距离b。
18.可选地，所述变距装置还包括上下方向变距结构，该上下方向变距结构包括对称设置的2个上导向绳卡和2个下导向绳卡，2个上导向绳卡和2个下导向绳卡上各自设置有绳槽，2个上导向绳卡的绳槽在同一水平面，2个下导向绳卡的绳槽在同一水平面，2个上导向绳卡的绳槽与2个下导向绳卡的绳槽之间的高度差c大于0。
19.有益效果：
20.1.运输线路的建设只需沿线建设很少数量的支架、土建量小、支架占地面积小、建设成本低、采空后拆除简单、不会对环境造成永久破坏。
21.2.本申请适应全天候运行、可连续运行、不受雨雪天气影响，在7级风及以下均可安全运行。
22.3.最小运量200吨/小时,最大运量可达到：15000吨/小时,完全满足各类型矿山企业的运量要求。
23.4.本申请因设备架设在空中、噪音小、线路仅支架占用土地，不会造成野生动物的生殖隔离、对原始地貌影响极小、不会因设备的安装使用造成新的地质灾害和其他次生灾害。
24.5.本申请可轻松跨越河流湖泊、公路铁路、山川峡谷等障碍性地域，其他运输方式无法实现时均能完美的实现矿产资源的运输。
25.6.本申请采用电力驱动，无二次污染、无尾气排放、设备首尾装有运输皮带翻转机构、使矿石物料与运输皮带接触面始终朝上、沿途不会有矿石物料掉入地面、是一种绿色无
污染的运输方式、符合当代绿色矿山建设的要求。
26.7.本申请有完善的驱动控制系统、也符合当代建设智慧矿山的要求。
27.8.本申请的架空皮带通过跑轮支撑，皮带线路只与矿石物料接触、且相对静止，钢丝绳支撑跑轮，摩擦力小、能耗低、大部分地形驱动电机处于发电状态、不但不耗能还能发电回馈电网。
28.9.本申请实现了点对点的直线运输、在应对特殊地形，如穿越居民区或特种工业区是可采用增加一个或多个传动段来改变运输方向，即本发明可以点对点的直线运输、也可拐角后完成运输。
附图说明
29.图1为本申请架空皮带索道运输系统整体结构示意图；
30.图2为图1a
‑
a示意图；
31.图3为拉力自动平衡支撑架的一种具体实施方式的结构示意图；
32.图4为应力平衡塔头的一种具体实施方式的主视图示意图；
33.图5为应力平衡塔头的一种具体实施方式的侧视图示意图；
34.图6为鞍座结构示意图；
35.图7为固定夹索器与鞍座、钢绳连接示意图；
36.图8为夹索器与鞍座、钢绳连接示意图；
37.图9为一种变距结构具体实施方式的主视图示意图；
38.图10为一种变距结构具体实施方式的俯视图示意图；
39.图11为一种绳卡单元的整体结构示意图；
40.图1
‑
11中，钢丝绳锚固装置1，运输皮带2，调绳装置3，迂回装置4，卸载站皮带翻转装置5，上层钢丝绳6，中层钢丝绳7，下层钢丝绳8，固定支撑架9，应力平衡塔头1120，拉力自动平衡支撑架11，装载站皮带翻转装置12，受料装置13，支索器15，防护顶棚16，运输皮带裙边18，跑轮装置17，物料19，支撑轴101，可转动套筒102，连接柱103，右底座104，左底座105，底板106，轴瓦107，轴瓦套108，挡板109，横向滑环110，法兰111，塔头112，应力平衡滚筒113，固定夹索器114，上鞍座115，钢绳滑动面41，鞍座绳槽42，夹索器116，下鞍座117，中鞍座118，支架管200；上导向绳卡201，下导向绳卡202，内导向绳卡203，外导向绳卡204，绳槽205，第一悬挂架206，第二悬挂架207。
具体实施方式
41.下面将结合附图对本申请作进一步说明。
42.在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
43.在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、
“
开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
44.请参考图1
‑
2，图1为本申请架空皮带索道运输系统整体结构示意图，图2为图1a
‑
a示意图。
45.一种架空皮带索道运输系统，包括上层钢丝绳6、中层钢丝绳7、下层钢丝绳8、装载站、卸载站、运输皮带2、驱动装置14、迂回装置4和若干固定支撑架9，上层钢丝绳6、中层钢丝绳7、下层钢丝绳8的一端位于装载站处，另一端位于卸载站处，固定支撑架9位于装载站和卸载站之间，固定支撑架9分别与上层钢丝绳6、中层钢丝绳7和下层钢丝绳8连接，用于支撑上层钢丝绳6、中层钢丝绳7、下层钢丝绳8；驱动装置14和迂回装置4中，一位于装载站，另一位于卸载站，驱动装置14设置有驱动轮滚筒，迂回装置4设置有迂回轮滚筒，运输皮带2在驱动轮滚筒与迂回轮滚筒之间形成闭环，运输皮带2的上层位于中层钢丝绳7上，下层位于下层钢丝绳8上。
46.通常500到1000米布置一个固定支撑架9，将皮带索道运输系统支撑在空中。
47.可选地，在本申请的一个或多个具体的实施例中，架空皮带索道运输系统还包括若干跑轮装置17，若干跑轮装置17各自与运输皮带2连接，每一跑轮装置17或与中层钢丝绳7接触，或与下层钢丝绳8接触。运输皮带2通过一定间距横向安装的跑轮装置17支撑在钢丝绳上，成组的跑轮装置17作为运输皮带与钢丝绳的唯一接触点(即支撑点)，驱动装置14的驱动轮滚筒与迂回装置4的迂回轮滚筒将运输皮带2张紧形成闭环，通过安装于驱动轮滚筒上的摩擦衬垫与运输皮带2之间的摩擦力传动，带动运输皮带2在驱动轮滚筒与迂回轮滚筒之间周而复始的运行，完成物料19的运输。
48.可选地，在本申请的一个或多个具体的实施例中，运输皮带2上设置有运输皮带裙边18，用于在运输时挡住物料或矿石，防止掉落。
49.可选地，在本申请的一个或多个具体的实施例中，架空皮带索道运输系统还包括钢丝绳锚固装置1和调绳装置3，根据运量、运输距离、爬坡角、带宽等参数运用架空索道理论及悬索桥理论计算出初张力等参数后，通过液压调绳装置3张紧中层钢丝绳7和下层钢丝绳8然后通过两端的钢丝绳锚固装置1将钢丝绳锚固。钢丝绳锚固装置1和调绳装置3可以设置在装载站，也可以设置在卸载站。
50.可选地，在本申请的一个或多个具体的实施例中，调绳装置3为液压调绳装置。
51.可选地，在本申请的一个或多个具体的实施例中，架空皮带索道运输系统还包括支索器15，支索器15分别与上层钢丝绳6、中层钢丝绳7、下层钢丝绳8相连，用于将上层钢丝绳6、中层钢丝绳7、下层钢丝绳8支撑及分离。
52.可选地，在本申请的一个或多个具体的实施例中，架空皮带索道运输系统还包括防护顶棚16，防护顶棚16上还可以布置小直径的牵引钢丝绳，用于线路检修维护运行小车的牵引使用。上层钢丝绳6用于悬挂支索器15及沿线布置防护顶棚16、通信电缆、视频监控摄像头、电力线缆等设施。下层钢丝绳8可以作为空载侧运输皮带承载绳即空载层钢丝绳，中层钢丝绳7作为重载侧运输皮带承载绳即重载层钢丝绳；也可以下层钢丝绳8作为重载层钢丝绳，中层钢丝绳7作为空载层钢丝绳。
53.可选地，在本申请的一个或多个具体的实施例中，卸载站设置有受料装置13。
54.可选地，在本申请的一个或多个具体的实施例中，装载站还设置有装载站皮带翻转装置12，卸载站设置有卸载站皮带翻转装置5，装载站皮带翻转装置12和卸载站皮带翻转装置5各完成对运输皮带2方向相反的180
°
翻转，保证运输皮带2与物料19的接触面始终朝向上方，避免了物料19粉末掉落地面污染环境、破坏生态。
55.可选地，在本申请的一个或多个具体的实施例中，架空皮带索道运输系统还包括拉力自动平衡支撑架11，拉力自动平衡支撑架11。
56.可选地，请参考图3，图3为拉力自动平衡支撑架的一种具体实施方式的结构示意图。
57.拉力自动平衡支撑架11包括支撑轴101、可转动套筒102、左底座105和右底座104，支撑轴101穿过可转动套筒102，支撑轴101一端与左底座105连接，另一端与右底座104连接，可转动套筒102位于左底座105和右底座104之间，可转动套筒102上连有连接柱103。
58.可选地，在一个或多个具体的实施例中，拉力自动平衡支撑架11还包括底板106，左底座105和右底座104分别安装在底板106。将左底座105和右底座104安装在同一底板106上，无需单独校平，降低了安装的难度。
59.可选地，在一个或多个具体的实施例中，拉力自动平衡支撑架11还包括两个轴瓦107，两个轴瓦107安装在支撑轴101的两端头上。
60.可选地，在一个或多个具体的实施例中，轴瓦107为双轴瓦，双轴瓦于双侧布置，承重强。
61.可选地，在一个或多个具体的实施例中，轴瓦107上套有轴瓦套108。轴瓦107装于轴瓦套108内，可单独拆卸，装拆方便，便于维修。
62.可选地，在一个或多个具体的实施例中，拉力自动平衡支撑架11还包括两块挡板109，两块挡板109分别安装在支撑轴101两端，位于轴瓦107外。
63.可选地，在一个或多个具体的实施例中，拉力自动平衡支撑架11还包括两个横向滑环110，两个横向滑环110安装在支撑轴101，分别位于可转动套筒102与左底座105和右底座104之间。安装横向滑环110，侧向磨损后方便更换。
64.可选地，在一个或多个具体的实施例中，连接柱103端头连接有法兰111，通过法兰111与支架管200连接。
65.可选地，在本申请的一个或多个具体的实施例中，架空皮带索道运输系统还包括应力平衡塔头10，应力平衡塔头1120与支架管200连接。
66.可选地，请参考图4
‑
8，图4为应力平衡塔头的一种具体实施方式的主视图示意图，图5为应力平衡塔头的一种具体实施方式的侧视图示意图；图6为鞍座结构示意图，图7为固定夹索器与鞍座、钢绳连接示意图，图8为夹索器与鞍座、钢绳连接示意图。
67.应力平衡塔头10包括塔头112、鞍座组、固定夹索器114和夹索器116，鞍座组安装在塔头112上，鞍座组包括上鞍座115、中鞍座118和下鞍座117，固定夹索器114安装在上鞍座115上，中鞍座118和下鞍座117上均安装有夹索器116。
68.鞍座组固定在塔头112上，并在鞍座上增加夹索器116取代压索装置，进行钢绳防跳保护，防止钢绳跳出鞍座，且不影响钢绳在鞍座组上应有的滑动。
69.可选地，在一个或多个具体的实施例中，上鞍座115，中鞍座118和下鞍座117中，每
一鞍座包括钢绳滑动面41，该钢绳滑动面41上设置有鞍座绳槽42，固定夹索器114或夹索器116安装在鞍座绳槽42内。
70.可选地，在一个或多个具体的实施例中，鞍座绳槽42曲率半径随速度的平方变化而变化，以适应不同的运行速度。
71.可选地，在一个或多个具体的实施例中，固定夹索器114上设置有固定夹索器绳槽31，固定夹索器绳槽31形成的圆环将被夹钢绳径向整体包覆在内。
72.可选地，在一个或多个具体的实施例中，夹索器116上设置有夹索器绳槽51，夹索器绳槽51形成的圆环将被夹钢绳径向一部份包覆在内。
73.可选地，在一个或多个具体的实施例中，架空皮带货运索道应力平衡塔还包括应力平衡滚筒113，应力平衡滚筒113与塔头112相连接。应力平衡滚筒113承载皮带顺利通过平衡塔，防止皮带下绕与平衡塔下部摩擦碰撞。
74.本申请中，通过自动平衡支撑架11及应力平衡塔头1120调整线路的倾角及张力等，使运输系统平稳运行。
75.塔头11212承受钢索压力，再由支架将作用力f传递到拉力自动平衡支撑架11，拉力自动平衡支撑架11承受的作用力f可分解为水平力f平和竖直力f竖。水平力f平作用于横向滑环110，因支架受力会前后摆动，故横向滑环110受到压力和摩擦力。竖直力f竖作用于两侧轴瓦107，因支架200受力会前后摆动，故两侧轴瓦107受到压力和摩擦力。横向滑环110和两侧轴瓦107均可加油，故拉力自动平衡支撑架11能灵活转动，满足支架200摇摆功能。更换两侧的轴瓦107时拆掉外侧挡板109拉出轴瓦套108，即可更换轴瓦107。将新的轴瓦107装入轴瓦套108后，再将轴瓦套108推入，再装上挡板109即可。横向滑环110更换时，拆掉外侧挡板109，拉出底座即可更换。
76.可选地，在本申请的一个或多个具体的实施例中，架空皮带索道运输系统还包括变距结构20。
77.可选地，请参考图9
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11，图9为一种变距结构具体实施方式的主视图示意图，图10为一种变距结构具体实施方式的俯视图示意图，图11为一种绳卡单元的整体结构示意图。
78.变距结构20包括水平方向变距结构，该水平方向变距结构包括对称设置的2个内导向绳卡203和2个外导向绳卡204，2个内导向绳卡203和2个外导向绳卡204上各自设置有绳槽205，2个内导向绳卡203的绳槽205水平向内，2个外导向绳卡204的绳槽205水平向外，2个内导向绳卡203的绳槽205之间的距离a小于2个外导向绳卡204的绳槽205之间的距离b。
79.2个内导向绳卡203的绳槽205之间的距离a小于2个外导向绳卡204的绳槽205之间的距离b,使得两根钢绳在从2个内导向绳卡203到2个外导向绳卡204后两根钢绳之间的距离由a到b，或从2个外导向绳卡204到2个内导向绳卡203的距离由b到a，从而实现了变距。
80.可选地，在一个或多个具体的实施例中，架空皮带索道钢丝绳绳系变距装置还包括上下方向变距结构，该上下方向变距结构包括对称设置的2个上导向绳卡201和2个下导向绳卡202，2个上导向绳卡201和2个下导向绳卡202上各自设置有绳槽205，2个上导向绳卡201的绳槽在同一水平面，2个下导向绳卡202的绳槽在同一水平面，2个上导向绳卡201的绳槽与2个下导向绳卡202的绳槽之间的高度差c大于0。
81.2个上导向绳卡201的绳槽与2个下导向绳卡202的绳槽之间的高度差c大于0,使得两根中，每根钢绳在分别从2个上导向绳卡201到2个下导向绳卡202后下降，或从2个2个下
导向绳卡202到2个上导向绳卡201上升。
82.可选地，在一个或多个具体的实施例中，架空皮带索道钢丝绳绳系变距装置还包括第二悬挂架207和第一悬挂架206，上下方向变距结构安装在第二悬挂架207上，水平方向变距结构安装在第一挂架10上。
83.可选地，第二悬挂架207和第一悬挂架206由型钢制成，减少整套装置的质量，更适合空中挂接。
84.变距结构20解决了架空皮带索道轨道钢丝绳绳系在站内变距问题，解决跑轮装置17在站内回程运行时与轨道钢丝绳绳系的干涉，能实现钢丝绳绳系两个方向变距，且变距平滑、使运输带跑轮从钢丝绳绳系过渡到站内硬轨时惯性冲击小、噪音小，有效延长了跑轮使用寿命，减少了跑轮易损件的更换成本。
85.以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。