PL233424B1 - Górniczy ciągnik akumulatorowy kolejki podwieszanej lub spągowej - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest górniczy ciągnik akumulatorowy kolejki podwieszanej lub spągowej. Ciągnik charakteryzuje się tym, że pomiędzy kabinami operatora (4) ma część napędową, zestawianą z kilku samowystarczalnych energetycznie, powtarzalnych modułów napędowych (1) i zespół agregatu hydraulicznego (2), do zasilania układów awaryjno-postojowych hamulców w modułach napędowych (1). Kabiny operatora (4), moduły napędowe (1) i zespół agregatu hydraulicznego (2) są funkcjonalnie i sterownicze połączone przewodami sterowniczymi (5) z układem sterowania (6). Moduł napędowy (1) ciągnika składa się z baterii akumulatorów, co najmniej jednego przekształtnika energoelektronicznego, co najmniej jednego silnika elektrycznego, zespołu przekładni, wykonawczego zespołu pędnego oraz awaryjno-postojowego hamulca.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest górniczy ciągnik akumulatorowy kolejki podwieszanej lub spągowej w rozumieniu maszyny pociągowej, będącej źródłem siły pociągowej kolejki górniczej, rozumianej jako fragment infrastruktury podziemia kopalni, na który składa się trasa kolejki, środki do przewozu ludzi i ładunków oraz ciągniki.

Znane i stosowane obecnie w podziemiach kopalń górnicze ciągniki kolejek zarówno podwieszanych, jak i spągowych mają przeważnie napęd spalinowy. Wyjątkiem jest ostatnio wdrożony w polskich kopalniach ciągnik z napędem akumulatorowym o nazwie GAD-1, który znalazł zastosowanie do konfigurowania kolejek podwieszonych w podziemiach kopalń. W ciągniku tym zastosowano baterię akumulatorów, zgrupowaną w jednej skrzyni, która zasila cztery zespoły napędowe poprzez indywidualne przekształtniki energoelektroniczne zgrupowane w kolejnej skrzyni. W obrębie ciągnika, niemal na całej jego długości mają zastosowanie siłowe połączenia elektryczne przebiegające od baterii akumulatorów do zespołu przekształtników i od zespołu przekształtników do silników elektrycznych w podzespołach napędowych. Ciągnik ten przedstawiono w „Zeszytach Problemowych - Maszyny Elektryczne”, nr 3/2012, str. 83-89, których wydawcą jest Instytut Napędów i Maszyn Elektrycznych KOMEL, Katowice.

Cechą charakterystyczną ciągników z napędem spalinowym, zarówno szynowych kolejek podwieszonych, znanych na przykład z opisu wynalazku PL 217 101 i opisu zgłoszenia wynalazku PL 393 846, jak i szynowych kolejek spągowych, znanych na przykład z opisów PL 200 380 i PL 215 138 oraz wymienionego wyżej ciągnika akumulatorowego jest to, że ciągniki te są wyposażone w dwie kabiny operatora, na obydwu końcach, a pomiędzy kabinami zlokalizowane są pozostałe niezbędne dla funkcjonowania ciągnika podzespoły. Wśród nich wyróżnić można podzespoły energetyczne, których funkcją jest wytwarzanie (w przypadku ciągników spalinowych) lub przechowywanie i gromadzenie (w przypadku ciągnika akumulatorowego) energii potrzebnej do zasilania ciągnika i generowania siły pociągowej. W przypadku maszyn z napędem spalinowym podzespołem energetycznym jest agregat spalinowo-hydrauliczny, w którym zabudowany jest silnik diesla, napędzający pompę hydrauliczną, przekazującą energię w postaci oleju hydraulicznego pod określonym ciśnieniem do silników hydraulicznych, zlokalizowanych w zespołach napędowych generujących siłę pociągową. W przypadku ciągników szynowych kolejek podwieszonych stosuje się zwykle kilka zespołów napędowych, co wynika z ograniczeń wielkości siły pociągowej, którą można generować w jednym miejscu podwieszonej trasy jezdnej, dlatego ilość tych miejsc powinna być większa. Zespoły napędowe mają postać wózków, wyposażonych w silniki hydrauliczne, napędzające koła cierne, współpracujące z trasą jezdną. W przypadku ciągników szynowych kolejek spągowych zwykle ma zastosowanie jeden zespół napędowy. Wynika to z tego, że trasa spągowa posiada dwie szyny i centralnie ułożoną zębatkę o dużej nośności, gdzie można przekazywać całą siłę pociągową w jednym miejscu.

Znane jest też rozwiązanie kolejki spągowej z napędem spalinowym, pod nazwą PIOMA-VACAT, w którym analogicznie do kolejki podwieszonej, zastosowano kilka zespołów napędowych. Rozwiązanie to przedstawiono w kwartalniku naukowo-technicznym „Maszyny Górnicze”, nr 4/2006, str. 28-29, wydanym przez Centrum Mechanizacji Górnictwa KOMAG, Gliwice.

Jednak bez względu na ilość napędów, we wszystkich omawianych rozwiązaniach, energia do zasilania zespołów napędowych pochodzi z odrębnego podzespołu, na przykład agregatu spalinowo-hydraulicznego lub baterii akumulatorów. Przesył energii do zespołów napędowych na odległości dzielącej te podzespoły stwarza konieczność stosowania przewodów elektrycznych i/lub hydraulicznych o odpowiednim przekroju. W przypadku napędu hydraulicznego będą to przewody hydrauliczne, a w przypadku napędu akumulatorowego będą to siłowe przewody elektryczne. W obydwu przypadkach są to przewody o znacznych grubościach, co wiąże się z koniecznością zachowania odpowiednich promieni gięcia, zastosowania odpowiednich przyłączy, grupowania przewodów w wiązkach, co przekłada się na gabaryty i koszty wykonania.

Górniczy ciągnik akumulatorowy kolejki podwieszanej lub spągowej, wyposażony jest w podzespoły posiadające elementy jezdne przystosowane do współpracy z trasą jezdną kolejki, w tym w kabiny operatora przeznaczone do obsługi ciągnika w dwu kierunkach jazdy. Zgodnie z wynalazkiem część napędowa ciągnika jest zestawiana z kilku samowystarczalnych energetycznie, powtarzalnych modułów napędowych oraz zespołu agregatu hydraulicznego, do zasilania układów awaryjno-postojowych hamulców usytuowanych w modułach napędowych. Kabiny operatora, moduły napędowe oraz zespół agregatu hydraulicznego są funkcjonalnie i sterowniczo połączone przewodami sterowniczymi z układem sterowania usytuowanym w kabinach operatora.

PL 233 424 B1

Moduł napędowy ciągnika składa się z baterii akumulatorów, co najmniej jednego przekształtnika energoelektronicznego, co najmniej jednego silnika elektrycznego, zespołu przekładni, wykonawczego zespołu pędnego, korzystnie wyposażonego w dwa koła cierne oraz awaryjno-postojowego hamulca.

Korzystne jest, gdy ciągnik akumulatorowy ma samowystarczalny energetycznie zespół agregatu hydraulicznego, który jest wyposażony w baterie akumulatorów, przekształtnik energoelektroniczny i silnik elektryczny tego samego typu jak w modułach napędowych.

Przykład wykonania ciągnika według wynalazku zilustrowano na rysunku, na którym fig. 1 ukazuje ciągnik kolejki podwieszonej w rzucie aksonometrycznym, fig. 2 - moduł napędowy ciągnika kolejki podwieszonej w rzucie aksonometrycznym, fig. 3 - ciągnik kolejki spągowej w widoku z boku, a fig. 4 moduł napędowy ciągnika kolejki spągowej w widoku z boku.

Górniczy ciągnik akumulatorowy wyposażony jest w powtarzalne i niezależne (samowystarczalne) energetycznie moduły napędowe 1. Każdy moduł napędowy 1 ciągnika kolejki podwieszonej (Fig. 2) lub ciągnika kolejki spągowej (Fig. 4) zbudowany jest z następujących zespołów: baterii akumulatorów 8, pojedynczego lub podwójnego przekształtnika elektroenergetycznego 7, jednego lub dwu silników elektrycznych 9, dwudrożnej przekładni 10 lub dwu niezależnych przekładni 10, wykonawczego zespołu pędnego 11, awaryjno-postojowego hamulca 3 oraz konstrukcji wsporczo-jezdnej 12 w wersji podwieszonej lub spągowej. Wykonawczym zespołem pędnym 11, w zależności od trasy jezdnej, z którą ciągnik współpracuje, mogą być koła cierne lub trakowe, lub kombinacja tych kół.

W skład górniczego ciągnika akumulatorowego wchodzi również zespół agregatu hydraulicznego 2, który usytuowany jest na odrębnym wózku oraz kabiny 4 operatora, w których zlokalizowane są układy 6 sterowania pracą ciągnika. Moduły napędowe 1 oraz zespół agregatu hydraulicznego 2 usytuowane są pomiędzy kabinami 4 operatora, które usytuowane są na krańcach ciągnika. Wszystkie elementy składowe ciągnika są podwieszone do trasy jezdnej kolejki, w przypadku kolejki podwieszanej lub posadowione na trasie jezdnej, w przypadku kolejki spągowej, za pośrednictwem odrębnych konstrukcji wsporczo-jezdnych 12.

W obrębie modułu napędowego 1 zrealizowane są wszelkie elektryczne połączenia siłowe, a same moduły napędowe 1 są połączone tylko przewodami sterowniczymi 5 o znacznie mniejszej średnicy niż średnice przewodów siłowych. Za pośrednictwem przewodów sterowniczych 5 kabiny operatora 4, moduły napędowe 1 i zespół agregatu hydraulicznego 2 są funkcjonalnie i sterowniczo połączone z układami 6 sterowania pracą ciągnika, usytuowanymi w kabinach operatora 4. Oprócz przewodów sterowniczych 5, pomiędzy modułami napędowymi 1 poprowadzone są przewody hydrauliczne 13 zasilające awaryjno-postojowe hamulce 3 modułów napędowych 1. Przewody hydrauliczne 13 łączą moduły napędowe 1 z zespołem hydraulicznym 2 w celu zasilania awaryjno-postojowych hamulców 3 usytuowanych w modułach napędowych 1. Ciągnik można konfigurować (zestawiać) z dowolnej liczby modułów napędowych 1 w taki sposób, aby uzyskać wymaganą dla danego zastosowania siłę pociągową. Minimalnie, może mieć zastosowanie tylko jeden moduł, a górna liczba modułów jest ograniczona jedynie względami praktycznymi. Średnio przewiduje się cztery moduły napędowe 1 na ciągnik. Moduł napędowy 1 jest wyposażony w sprężynowy awaryjno-postojowy hamulec 3, odwodzony hydraulicznie. Zlokalizowane w kabinach operatora 4 układy sterowania 6 pracą ciągnika służą do zadawania parametrów jazdy i kontroli parametrów technicznych poszczególnych modułów napędowych 1 i zespołu agregatu hydraulicznego 2.

Korzystnym jest, gdy zespół agregatu hydraulicznego 2 jest zasilany z własnej baterii akumulatorów i przekształtnika, wykonanych podobnie jak bateria akumulatorów 8 i przekształtnik elektroenergetyczny 7 modułu napędowego 1 W takim przypadku, gdy zespół agregatu hydraulicznego 2 jest zasilany z własnej baterii akumulatorów 8, to zasilanie układu 6 sterowania pracą ciągnika, zasilanie reflektorów oraz lamp sygnalizacyjnych ciągnika realizuje się z baterii zespołu agregatu hydraulicznego 2, aby wyeliminować konieczność zastosowania dodatkowych baterii do tego celu. Funkcje sterownicze mogą być realizowane z dowolnej, wybranej kabiny operatora 4 po jej „uprawnieniu”. Układ sterowania 6 realizuje funkcje sterowania i kontroli parametrów pracy i jest on adaptowalny do różnej ilości stosowanych modułów napędowych 1.

Ponadto, dodatkową korzyścią rozwiązania wg wynalazku jest możliwość stosowania pojedynczego modułu napędowego 1 w charakterze ciągnika manewrowego, sterowanego przez operatora idącego obok, za pomocą manipulatora na kablu lub za pomocą bezprzewodowego pilota.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Górniczy ciągnik akumulatorowy kolejki podwieszanej lub spągowej, wyposażony w podzespoły posiadające elementy jezdne przystosowane do współpracy z podwieszaną lub spągową trasą jezdną kolejki, w tym w dwie, usytuowane na krańcach ciągnika kabiny operatora, przeznaczone do obsługi ciągnika w dwu kierunkach jazdy oraz zespół napędowy do generowania siły pociągowej, a ponadto sprężynowo-hydrauliczne układy hamulcowe oraz agregat hydrauliczny do odwodzenia hamulców tych układów, znamienny tym, że składa się z kilku powtarzalnych modułów napędowych (1), stanowiących zespół napędowy do generowania siły pociągowej, które to powtarzalne moduły napędowe (1) oraz agregat hydrauliczny (2) do odwodzenia hamulców są usytuowane pomiędzy kabinami (4) operatora, przy czym kabiny operatora (4), moduły napędowe (1) i agregat hydrauliczny (2) są za pośrednictwem przewodów sterowniczych (5) połączone z układami (6) sterowania pracą ciągnika, usytuowanymi w kabinach operatora (4), a każdy powtarzalny moduł napędowy (1) zawiera baterię akumulatorów (8), co najmniej jeden przekształtnik energoelektroniczny (7), dopasowujący parametry prądu zasilania silników elektrycznych, co najmniej jeden silnik elektryczny (9) połączony z zespołem przekładni (10) powiązanej z wykonawczym zespołem pędnym (11), wyposażonym w dwa cierne koła napędowe, generujące siłę pociągową oraz hamulec awaryjno-postojowy (3), który to jest zasilany z agregatu hydraulicznego (2) przewodem hydraulicznym (13) łączącym moduły napędowe (1) z agregatem hydraulicznym (2).
2. 2. Górniczy ciągnik akumulatorowy według zastrz. 1, znamienny tym, że również agregat hydrauliczny (2) jest wyposażony w własne baterie akumulatorów (8) oraz przekształtnik energoelektroniczny (7) i silnik elektryczny (9).