[其他]机电联控防碰天车

说明书

机电联控防碰天车，是大型钻井机械的安全装置，特别适用于石油钻机。属于矿场机械领域。

现有的钻机上安全装置采用气控式防碰天车（见图1），它是在井架（1）上部横架一条钢丝绳（2），绳（2）的一端固定在井架（1）上，另一端通过滑轮（3）系在钻机气路的截止阀（4）上，当吊钩滑车（5）上升超过安全线后，就托起钢丝绳（2）向上运动（失控信号），从而牵动截止阀（4）打开，气动力使继气器（7）工作，同时操纵两路气路，一路使离合器脱开，断开动力源，另一路使刹车气缸（9）工作，通过刹车机构的摇臂（22）刹车带（23），产生刹车动作，使铰车滚筒（10）紧急停车，从而达到安全停车目的。这种结构在高寒地区的冬季，由于压缩空气中的水蒸汽容易凝结成小冰球堵塞管路，或者将阀门的活动部分冻死，而不能产生动作。导致钻机控制失灵而碰顶，以至造成事故。

本实用新型的任务是设计一种装置，使野外作业的大型钻机。在各种气温环境条件下，一旦失控，能自动关闭柴油机，刹住铰车滚筒达到安全紧急停车，防止发生意外事故。

这种新的装置由机械系统和电气系统构成，机械系统由井架（1）、钢丝绳（2）、锁钩机构、配重支臂机构、刹车推杆机构和刹车机构组成，电气系统由行程开关和切断油路机构组成。正常情况下，该装置不影响钻机的正常工作和正常操作中的手动刹车。一旦失控，钻机的失控信号通过钢丝绳（2），就使机械系统的锁钩机构开锁，配重支臂机构的配重（16）下落，产生持续动力，作用在刹车推杆（19）上，迫使刹车机构工作，铰车滚筒（10）紧急停车；同时，在配重（16）下落瞬间，使电气系统的行程开关（6）闭合，切断油路机构工作，关闭柴油机，这样钻机就安全紧急自动停车。铰车滚筒停转，柴油机关车双重作用，就完全能够防止意外事故的发生。

本实用新型的机电联控防碰天车和现有技术中的气控式防碰天车相比，由于避开了气路控制系统，因而抗低温性能好；采用机械电气联控，可靠性高；机械系统采用配重自由落体式刹车，产生冲击式的压力，刹车速度快，在0.4～0.7秒的时间内，可完成全部动作，刹车力持续性也好；另外结构简单，该装置和柴油机连结仅用简单的导线相接，机械系统不需要专门的动力源，而且在原装置位置改装，改动量小。它在高寒地区使用能显示出独特的优越性。

附图2～4表示了本实用新型的一个具体机电联控防碰天车。

图1：气控式防碰天车

图2：机电联控防碰天车。

图3：锁钩机构

图4：切断油路机构

如图2、图3、图4所示的机电联控防碰天车，由钢丝绳（2）、锁钩机构、配重支臂机构、刹车推杆机构、刹车机构等机械系统和行程开关（6）切断油路机构的电气系统构成。钢丝绳（2）一端固定在井架（1）上，另一端通过滑轮（3）与锁钩机构相连。锁钩机构（见图3）由弹簧（11）、锁钩（12）（12′）、轴（13）、（13′）组成，锁钩（12）一端和钢丝绳（2）、弹簧（11）相连（弹簧（11）固定在主体支架（8）上），另一端和锁钩（12′）搭接，锁钩（12′）另一端可挂住支臂（15）的挂环（14）。配重支臂机构是一连杆钩件，支臂（15）一端有配重（16），中部有挂环（14），另一端弯曲部可绕大轴（18）旋转，端部和刹车推杆机构相连。刹车推杆机构由推杆（19）、滑块（20）组成，滑块（20）在推杆（19）一端的长槽中，并固连在刹车机构的摇臂（22）一端。行程开关（6）安装在主体支架（8）上，打开、闭合由支臂（15）压迫控制，并直接和电磁铁（24）的线圈回路相接。切断油路机构（见图4）由电磁铁（24）、拉筋线（25）和油门滑杆（26）组成。

在正常情况下，锁钩机构的锁钩（12）在钢丝绳（2）和弹簧（11）共同作用下，处于平衡状态，配重支臂（15）通过挂环（14）被锁钩机构的锁钩（12′）、（12）锁在上位，刹车机构处于自由状态，用刹把手动操纵摇臂（22）刹车时，滑块（20）可在推杆（19）的长槽中滑动，对钻机正常运转、操作不产生作用，同时支臂（15）压迫电气行程开关（6）使切断油路机构的电磁铁（24）线圈处于开路状态，对钻机柴油机的正常工作亦不产生影响。一旦钻机失控，吊钩滑车（5）上升超过安全线托起钢丝绳（2）向上运动，就牵动锁钩机构的锁钩（12），破坏弹簧（11）维持的平衡，锁钩（12）绕轴（13）旋转，使锁钩（12）（12′）脱离搭接，锁钩（12′）绕轴（13′）旋转，挂环（14）脱离锁钩（12′）的约束，支臂（15）在配重（16）的作用下绕大轴（18）旋转下落，支臂（15）的另一端迫使刹车推杆（19）推动滑块（20）带动摇臂（22）绕刹车轴（21）旋转，从而刹车机构迅速动作，刹车带（23）对铰车滚筒（10）产生持续刹车力，直至铰车滚筒（10）停止转动。在锁钩机构开锁、支臂（15）旋转的瞬间，同时释放行程开关（6），使切断油路机构工作，电磁铁（24）线圈电路闭合，迅速动作，通过拉筋线（25）拉动柴油机高压油泵上的油门滑杆（26）切断油路，柴油机紧急关车。