阅读说明：本技术 矿井运输工具安全制动器 (Safety brake for mine transport tool ) 是由 D.T.肯尼迪 H.T.拉拉克 M.蒂森 于 2018-04-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及用于控制自由下落运输工具的减速速率的矿井运输工具安全制动器,所述运输工具在竖直、基本竖直或倾斜矿井中的固定罐道内或上操作。所述安全制动器包括启动系统、能操作来用于锁定到一个或更多个罐道上的一个或更多个导件夹具组件、一个或更多个制动组件和附接在所述运输工具上的一个或更多个制动器路径部件。在检测到与所述运输工具的自由下落或受阻状况相关联的运输工具悬吊失效弛绳索条件时,所述启动系统被触发,从而使每个导件夹具组件自锁定到罐道上。在所述运输工具进一步向下行进时,所述制动组件在所述制动器路径部件上向上行进,从而以受控制的方式生成不断增加的制动力,直到所述运输工具达到受控制的停止。所述安全制动器本质上为纯机械的,因为没有涉及电子、电动机械控制或液压系统。(The present invention relates to a mine conveyance safety brake for controlling the rate of deceleration of a free falling conveyance operating in or on a fixed cage guide in a vertical, substantially vertical or inclined mine. The safety brake includes an activation system, one or more leader clamp assemblies operable for locking onto one or more cage guides, one or more brake assemblies, and one or more brake path components attached to the vehicle. Upon detection of a vehicle suspension failure slack rope condition associated with a free fall or blocked condition of the vehicle, the activation system is triggered, causing each leader clamp assembly to self-lock onto a cage guide. As the vehicle travels further downward, the brake assembly travels upward on the brake path component, generating an increasing braking force in a controlled manner until the vehicle reaches a controlled stop. The safety brake is purely mechanical in nature, as no electronic, electromechanical control or hydraulic system is involved.)

矿井运输工具安全制动器

技术领域

本申请总体涉及地下矿井运输工具系统，并且更具体来说，涉及用于控制竖直、大致竖直或具有基本竖直部件的倾斜矿井中的自由下落运输工具的减速速率的安全制动器，所述自由下落的运输工具在固定罐道(shaft guide)内或在固定罐道上操作。

背景技术

在地下竖直、大致上竖直或倾斜的竖井采矿操作中，通过运输工具在地面或其他表面水平与矿井的地下工作区域之间的矿井内运载工人、材料(包括装备、工具和其他采矿材料)、废石和矿石，所述运输工具通过钢缆(钢丝绳)悬吊。工人和材料在通常称为电梯厢的运输工具中被运载到矿井中并运出矿井。废石和矿石在通常也称为吊斗的运输工具中被运出矿井。贯穿本文件，提及的运输工具将指代意欲用来运载人员的运输工具，无论是电梯厢或吊斗/电梯厢组合。

运输工具以类似于缆索操作的乘人电梯的方式通过附接的缆索(钢丝绳)提高和降低。矿井可由若干隔室组成，所述若干隔室中的每一个是用于一个运输工具的专用行进路线。运输工具在矿井隔室内被“引导”，使得它们保持在其相应的隔室内，以避免与其他运输工具或其他障碍物冲突。罐道可具有木料、钢、其他类似硬质材料，或缆索(钢丝绳)结构。木料、钢或其他类似硬质材料的罐道被称为固定导件。在吊斗的情况下，罐道通常具有木料或钢结构，并且通常以符合矿井的构型的大致上竖直构型紧固到矿井壁。

使用竖直、大致上竖直或倾斜升降机的矿井通常可为在地面内两百米至3,000米或更深。因此，在提升缆索(钢丝绳)或其到运输工具的附接的故障的情况下，关键需要“抓住”运输工具以防止其不可控制地降落到竖井底部的装置。这样的降落几乎必然导致对运输工具乘员和/或竖井底部处的坠毁部位附近的其他人员的显著身体伤害，以及严重的资产和装备损坏。另外，在“安全掣子”事件期间防止运输工具乘员的严重损伤需要运输工具以对于人类身体忍受足够安全的速率减速。运输工具的突然停止通常是不可承受的，并且对于乘员可导致严重损伤或甚至死亡。出于这个原因，一些采矿规程已要求在“安全掣子”设备变得从其悬吊装置脱离的情况下，“安全掣子”设备必须以不小于九(9)米每二次方秒并且不大于二十(20)米每二次方秒的速率安全地使运输工具减速到停止。因此，用于“抓住”运输工具的装置必须提供充分的机构，以首先检测运输工具悬吊的不存在，部署紧急运输工具支撑装置，且然后以受控制和/或调节方式使运输工具减速，并且在最小化人员损伤风险的同时安全地将运输工具带到停止。这类装置必须也能够在检测到运输工具悬吊故障条件时在无故意延迟时间的情况下启动。

到目前为止，这类采矿规程已意味着矿井罐道将必须由木料制成，并且“安全掣子”将必须为通常称为“安全卡爪”的东西。用于使用在木料矿井罐道上的安全卡爪是重载木材穿透齿状物，所述重载木材穿透齿状物布置在旋转轴杆上，使得当启动时，齿状物侵略性地旋转到木料中。齿状物穿透到木料中并且由降落的运输工具生成的向下力使它们保持接合木料并且在木料中凿挖凹槽，直到充分的能量被吸收，从而使输工具停止，同时保持由安全卡爪悬吊。这样的安全卡爪型机构很好地用来拦阻自由下落的运输工具，但它们的减速速率性能直接与木料导件的天然性质(细粒、水分含量、结头、裂缝、裂纹等)有关。因为木料导件的天然性质是可广泛变化的，所以自由下落条件下的实际经历的运输工具减速速率倾向于为可变的并且不可预测的。

出于经济和可靠性的原因，采矿公司已强烈希望使用钢罐道，或当适当时，由其他类似硬质材料构造的导件。根据发明人的知识，现今没有可利用于与钢或类似硬质材料导件一起使用的测试过并证实的安全掣子机构，所述硬质材料导件为完全机械的，并且所述硬质材料导件满足连同其他要求一起含有如以上所述那些的规定减速速率的规程。一些最近开发的机构是需要电子控制的复杂电动液压机械系统并且通过液压致动。这类系统在完全不同的并且更不可预测的原理下操作，尤其是在矿井的污浊和困难环境中，其中纯机械系统将固有地倾向于为更可靠的。其他楔型机构被称为类型“W”安全设备，所述楔型机构是简单的机械楔形物，所述机械楔形物接合在钢导件与运输工具之间并且不提供减速的意向调节，从而沿着竖直矿井中的钢导件将自由下落运输工具带到突然停止。然而，那些机构不包括以可预测和受控制的方式管理减速速率的任何装置，使得它们的接合导致极具侵略性的或即刻运输工具拦阻，从而传递超过人类身体可承受的力。因此，根据发明人的知识，既没有根据使用工程和特制制动器系统元件来保证实现以上所述的调节的减速速率的原理来开发电动机械液压致动系统，也没有根据该原理来开发楔型系统。

尽管安全制动器机构存在在许多其他领域中，但是当应用于矿井运输工具领域时，它们通常并未充分好地表现。作为一个实例，用于火车的安全制动器机构通常使用机械夹具，所述机械夹具自动地接合导轨以将其他不受控制的火车带到停止，但是这类夹具当应用于矿井运输工具领域时倾向于不提供制动或夹紧力的充分控制或调节，从而引起运输工具的不希望的停止。用于娱乐场所的载客过山车的安全制动器机构通常使用机械卡钳，所述机械卡钳接合下层轨道以将其他不受控制的过山车轿厢带到受控制的停止。然而，再次，这类机构当应用于矿井运输工具领域中的竖直行进的运输工具时将不提供制动或夹紧力的充分控制或调节。

商业/办公楼载客电梯领域中的安全制动器机构通常利用在提升缆索故障时释放的内置弹簧能量，所述内置弹簧能量启动钢电梯井导轨上的夹具。在那个布置中，允许夹具相对于导轨的滑移，因为夹具通常并未以足够的力卡住以将电梯带到不希望的突然停止。尽管载客电梯领域中的制动沿着导轨顺着电梯的竖直行进路径发生，但这类电梯通常在清洁和受控制的环境中操作并且以显著低于矿井运输工具的速度行进。矿井运输工具通常携带比载客电梯高得多的有效载荷，并且在恶劣得多的环境中操作。因此，使用在载客电梯领域中的类型的夹紧机构将不适合执行较快速行进和较重的矿井运输工具的受控制的安全停止。

因此，需要用于与由合适的硬质材料诸如钢构造的导件一起使用的矿井运输工具安全制动器，所述矿井运输工具安全制动器适合于在自由下落条件下处理矿井运输工具的速度和重量，所述矿井运输工具安全制动器对自由降落距离提供充分的控制并且使所述矿井运输工具以受控制和/或调节的方式减速并安全地将所述矿井运输工具带到停止，同时最小化损害运载的人员的风险。这类装置必须能够在检测到悬吊故障条件时快速启动，并且优选地不将运输工具带到突然停止。这类装置应优选地展现包括对于人员来说的较大安全性、用以适应关于规定的减速速率的现有和未来规程的可调整性和用以致能装备升级的改型可能的特性和性质。这类装置优选地还应为纯机械的和自持式的(self-contained)，容易维修，是可调整的/可扩展的以适合每个应用和调节的要求，不考虑负载而实现调节的减速速率，增强乘客安全并保护资产和装备。还为有利的是这样的系统可适于应用于沿着木料导件引导的矿井运输工具。本文所公开的主题至少部分地满足这个需求。

发明内容

总体来说，本发明的目的在于提供用于与钢或类似导件一起使用的新的和改进的矿井运输工具安全制动器，所述矿井运输工具安全制动器克服现有技术的限制和缺点。这些和其他目的根据本发明通过提供用于控制自由下落运输工具的减速速率的矿井运输工具安全制动器实现，所述运输工具在罐道上操作，所述罐道固定在具有实质竖直分量的矿井内。所述安全制动器包括启动系统，所述启动系统能操作来用于在运输工具在罐道上的正常行进期间支撑运输工具，并且在支撑运输工具时存储启动能量。所述启动系统也能操作来用于检测与运输工具的自由下落或受阻条件相关联的运输工具悬吊失效或松弛绳索状况，并且进一步能操作来用于在检测到运输工具悬吊失效或松弛绳索状况时释放存储的启动能量，以启动安全制动器。

所述安全制动器进一步包括至少一个导件夹具组件，所述至少一个导件夹具组件设置成与所述启动系统连接并且能操作来在由所述启动系统启动时基本自锁定到罐道上；至少一个制动器路径部件，所述至少一个制动器路径部件固定地附接在所述运输工具上；以及至少一个制动组件，所述至少一个制动组件设置成与至少一个导件夹具组件连接并且被设置来用于与至少一个制动器路径部件的行进接合。存储的启动能量通过所述启动系统的释放使每个导件夹具组件被从备用状况被释放并且基本自锁定到罐道上，从而在所述运输工具向下下落时，使每个制动组件在所述至少一个制动器路径部件上向上行进。每个制动组件在每个制动器路径部件上的向上行进由每个制动器路径部件上的每个制动组件以受控制的方式生成不断增加的制动力，借此将所述运输工具带到停止。

附图说明

图1是沿着以与矿井壁的固定关系设置的钢导件行进的矿井运输工具的透视图。

图2是沿着以与矿井壁的固定关系设置的钢导件行进的矿井运输工具，以及本发明的安全制动器的透视图。

图3是根据本发明的与矿井运输工具相关联的类型的安全制动器和相关联启动联动系统的透视图。

图4是根据本发明的安全制动器的侧视图。

图5是展示导件夹具触发器组件、导件夹具组件、一对制动器卡钳组件和制动器路径部件的透视图，包括本发明的安全制动器的一侧。

图6是展示导件夹具触发器组件、导件夹具组件、制动器卡钳组件和制动器路径部件的部分分解图，包括本发明的安全制动器的一侧。

图7是包括处于与运输工具和矿井罐道的相对位置中的本发明的安全制动器的一侧的展示导件夹具触发器组件、导件夹具组件、制动器卡钳组件和制动器路径部件的侧视图。

具体实施方式

根据本发明，提供用于与钢或类似制动器导件一起使用的矿井运输工具安全制动器，所述矿井运输工具安全制动器能够在自由下落条件下处理矿井运输工具的速度和重量。出于这个描述的目的，将使用钢导件作为一个实例。安全制动器是纯机械的和自持式的，并且提供对运输工具的向下行进自由降落距离的充分控制并且使运输工具以受控制的和/或调节的方式减速并安全地将运输工具带到停止，同时最小化损害运载的人员的风险。安全制动器进一步能够在检测到运输工具悬吊失效条件时快速启动并且不将运输工具带到突然停止。其主要部件包括根植于已被时间证明的“安全卡爪”式操作机构中的启动系统、设计来“锁定”到钢或类似罐道上的夹紧机构、机械制动器卡钳和特别工程设计的制动器路径部件。启动系统由拉杆组件组成，所述拉杆组件当携带运输工具的重量时，压缩弹簧以用于存储启动能量的目的。当拉杆不再支撑运输工具的重量时，弹簧中的所存储能量相对于运输工具拉拔机机头(draw head)向下推动所述运输工具。连接到拉杆的联动装置然后启动安全设备，所述安全装置为安全卡爪式设备或本发明。没有涉及电子、电动机械控制或液压系统。

如图1中所示，运输工具10由提升缆索(钢丝绳)12悬吊，并且沿着由钢或类似硬质材料制成的一对大体平行的导件14和16竖直地行进，所述大体平行的导轨通过本领域技术人员已知的紧固装置(未示出)以与矿井壁18的固定关系设置。导件14和16大致上平行于矿井壁18设置，取决于矿井的倾斜度，所述矿井壁可呈大致上竖直的构型。提升缆索(钢丝绳)12端接到本领域中众所周知的类型的常规拉杆(drawbar)(图1中未编号)上。运输工具10在其沿着导件14和16的竖直行进中被引导，并且通过展示为20、22、24、26、28、30、32和34的多个引导辊相对于导件14和16保持居中，所述引导辊以上对置对和下对置对设置并且紧固到运输工具10，所述引导辊接合导件14和16的表面。用于进一步在其竖直行进中引导运输工具10并且相对于导轨14和16保持运输工具10居中的多个滑动件也以上对置对和下对置对设置并且紧固到运输工具10，所述滑动件中的两个在图1中在36和38处可见。在实践中，如果引导辊20、22、24、26、28、30、32和34被适当地紧固，适当地对准并且适当地操作，则诸如在36和38处所示的那些的滑动件很少接触导件14和16。

通常，矿井运输工具可包括一或更多个层，取决于将要运载的人员和材料的量。图1中所示的运输工具10具有两个层，但是应理解，本发明意图应用于携带人员的矿井运输工具的任何构型。

图2展示与图1中所示的相同运输工具布置，其中已出于一致性维持相同附图标号。然而，图2还展示根据本发明的安全制动器，所述安全制动器在40和42处以两个大致上相同组件提供，所述两个大致上相同的组件以紧密接近方式紧固在运输工具10的相反侧上以用于与导件14和16接合。

图3更详细地展示安全制动器40和42的整体结构，但是其中省略了运输工具10的大多数结构，以便于观察安全制动器部件。因此，

图3展示处于安全制动器组件40和42在附接到运输工具10的相对侧的情况下所处的构型和定向的安全制动器组件。图3还展示拉拔机机头结构44的切断半部分，所述拉拔机机头结构形成运输工具10的上部分并且通过其到提升缆索(钢丝绳)12(图3中未示出)的连接而悬吊运输工具，如以下所描述。拉拔机机头结构44通常完全跨于运输工具的上部分延伸，但在图3中仅部分地示出以允许其他部件被观察到。

还如图3中所示，运输工具通过传统的经时间证明的绳索附接系统(未示出)悬吊(通过其到提升缆索(钢丝绳)的连接)，所述传统的时间证明绳索附接系统在孔径50处紧固到拉杆48。安全制动器启动系统(也称为触发器联动系统)46使用拉杆48与拉拔机机头44之间的弹簧联动装置。拉杆48将缆索(钢丝绳)末端负载从运输工具上拉拔机机头结构44传递到提升缆索(钢丝绳)。拉杆系统48包括十字板材(cross plate)52和一对触发器弹簧54和56。十字板材52提供触发器弹簧54和56与拉杆48之间的结构连接。由于它们在十字板材52(所述十字板材在运输工具通过提升缆索(钢丝绳)的悬吊期间通过所述十字板材到拉杆48的附接被向上拉)与上拉拔机机头结构44之间的位置，触发器弹簧54和56在运输工具的正常提高和降低操作期间维持在压缩条件下。因此，只要提升缆索(钢丝绳)附接到拉杆48，运输工具的重量独自压缩触发器弹簧54和56，从而将能量存储在触发器弹簧54和56中。

触发器联动系统46的剩余部件包括一对拉杆联杆(其中仅一个在图3中展示在58处)，所述拉杆联杆(drawbar link)枢轴地附接到拉杆48的相对侧；两对内和外钟形曲柄(bell crank)(其中仅一对在图3中展示在60和62处)，所述内和外钟形曲柄枢轴地附接到拉杆48的相对侧上的拉杆联杆58，所述内和外钟形曲柄使触发负载绕其枢轴销改变方向；以及拉杆48的相对侧上的一对中间联杆(其中仅一个在图3中展示在64处)，所述中间联杆横跨在每一对钟形曲柄(诸如60和62)之间并且将螺丝扣之间的触发负载传输到沿着运输工具的相对侧的位置。一对触发器桨片联杆66和68附接到最外(或末端)相对钟形曲柄(诸如62)，其在启动时变得沿向上方向提高并且进一步携带触发器负载，如以下更详细地所描述。

在运输工具悬吊系统内的任何断离，或在向下行进的运输工具的情况下的松弛绳索状况的瞬间，拉杆48不再由提升缆索(钢丝绳)沿向上方向拉拔，从而使拉杆48由触发器弹簧54和56从它们的先前压缩状况到松驰、未压缩状况而向下推动。触发器弹簧54和56的延伸释放它们先们存储的能量以启动构建到触发器联动系统46中的安全制动器启动响应，所述安全制动器启动响应包括使最内钟形曲柄(诸如在60处)朝着拉杆48旋转，这使中间联杆(诸如在64处)朝着拉杆移动，这使最外(或末端)钟形曲柄(诸如在62处)朝着拉杆48旋转，这继而在平行于运输工具的侧的向上方向上提高触发器桨片联杆66和68。应理解，在触发器弹簧54和56延伸时，这个启动响应沿着设置在运输工具的相反侧上的安全制动器40和42的两个侧大致上同等地并且同时地发生。

如图3至图7中所示，安全制动器包括五个主要部件，所述主要部件沿着运输工具的相对侧提供至两个大致上相同的套组(set)(图3中在40和42处示出)中。第一部件是一对导件夹具触发器组件，所述导件夹具触发器组件在检测到运输工具悬吊失效或松弛绳索条件时启动安全制动器。松弛绳索是这样的状况：提升钢丝绳仍然完整并且连接到运输工具的拉杆；但是，运输工具已变得由一些意外的障碍物悬吊在矿井中。这可通常仅在运输工具正在矿井中向下行进并且变得受阻时发生，从而作为运输工具现在由一些意外的装置悬吊的结果而使绳索末端负载减小或变为零。第二部件是一对导件夹具组件，其为操作来在运输工具悬吊失效或松弛绳索状况下大致上自锁定到矿井装配的导件上的机构。第三部件是两对制动器卡钳组件，其为联接到导件夹具组件并且操作来以受控制的方式生成制动力的移动制动器元件。第四部件是两对制动器路径部件，其为成对地附接到运输工具的每个侧的静止渐缩制动器元件，制动器卡钳组件与所述制动器路径部件相互作用。最后，第五元件是一组制动器末端停止缓冲器，如果制动器卡钳在安全制动事件期间到达可能行程的末端，则所述制动器末端停止缓冲器作用来阻尼拦阻力。制动器末端停止缓冲器向系统提供冗余，使得制动器卡钳或制动器路径部件故障不会阻止运输工具的拦阻。以下更详细地描述这些部件中的每一个。

导件夹具触发器组件包括一对触发器桨片74和76(每个导件夹具触发器组件一个)，所述触发器桨片附接到触发器桨片联杆66和68并且沿着运输工具的相对侧设置。触发器桨片74和76通过它们到触发器组件联动装置66和68的连接从抑制或备用条件致动。触发器桨片具体被构造来部分地抑制或启动导件夹具组件以防止意外的安全制动器启动。包括两对夹具保持销78、80、82和84(每个导件夹具触发器组件一对)，所述夹具保持销是可移除的以允许安全制动器系统的容易重置。夹具保持销78、80、82和84通过导件夹具组件而接合触发器桨片74和76，直到运输工具的脱离或松弛绳索状况发生。当触发器桨片向上移动时，导件夹具组件也与它们一起向上移动，但是同时朝着罐道14和16向内移动。在它们朝着罐道向内移动时，导件夹具组件脱离保持销78、80、82和84，从而允许它们接合并自锁定到罐道上。这同样是用于运输工具悬吊失效和松弛绳索状况的情况。松弛绳索状况以与悬吊失效相同的方式引发安全制动器启动。

导件夹具组件包括两对夹具楔形物(每个组件一对)，所述夹具楔形物中的的三个在图3中在86、88和90处是可见的，并且在图4至图7中仅展示项目86和88。夹具楔形物具有渐缩轮廓，并且因而被构造来在启动时向上且向内行进。附接在夹具楔形物86和88上(在图3中的夹具楔形物90上不可见)的是夹具承座(shoe)92和94，所述夹具承座具有齿状表面轮廓，所述齿状表面轮廓可操作来用于接合导件14和16。导件夹具组件还包括两对夹具滑块96、98、100和102(每个导件夹具组件一对)，所述夹具滑块接合并且引导夹具楔形物并借此将导件夹具组件与制动器卡钳组件连接。夹具楔形物诸如86和88处可见的那些还包括润滑脂配件104和106，所述润滑脂配件允许夹具楔形物与夹具滑块之间的滑动机构的润滑和腐蚀保护。导件夹具组件还包括夹具强制弹簧，其仅在图6中的分解图中在108处示出，所述夹具强制弹簧被设置来在每个夹具楔形物与每个夹具滑块之间提供力，以在安全制动事件期间提供每个夹具承座(诸如在92和94处)与导件14和16的连续接合。

导件夹具组件还包括一对主系板110和112，夹具滑块96、98、100和102成对地连接到所述主系板以形成刚性导件夹具结构，所述刚性导件夹具结构在启动时从相对侧接合导件14和16。另外，如图4至7中所示，夹具滑块96和98(结合夹具滑块100和102也存在但不可见)各自包括上行进止挡114和116以及下行进止挡118和120。上行进止挡114和116防止夹具楔形物86和88在向上方向上行进超过夹具滑块96和98的范围(它们对于夹具滑块100和102也这样，尽管在附图中不可见)，而下行进止挡118和120支撑夹具强制弹簧(诸如108)并且也防止夹具楔形物在向下方向上行进超过夹具滑块96和98的范围(它们对于夹具滑块100和102也这样，尽管在附图中不可见)。

每个制动器卡钳组件包括在图3中的122、124、126和128处示出的制动器卡钳内套管(casing)，其中仅项目122和124在图4至图7中可见。制动器卡钳内套管用来将制动器卡钳组件连接到夹具滑块96、98、100和102。销在图3中的130、132、134、136、138、140、142和144处(其中在图4至图7中示出仅销130、132、134和136)设置在上位置和下位置中，从而连接制动器卡钳内套管和夹具滑块以提供那些部件之间的松动连接，以及用以定位安全制动器的夹紧作用的装置。

制动器卡钳组件还各自包括在图6中的146处示出(并且也存在但在其他组件附图中不可见)的多个制动器压缩弹簧，所述制动器压缩弹簧设置在制动器卡钳内套管122、124、126和128内。制动器压缩弹簧在相反的向外方向上为制动器卡钳组件提供力，使得制动器卡钳组件可执行它们的制动功能。146所示的类型的制动器压缩弹簧通过图6中的148所示的制动器卡钳弹簧壳体(并且也存在但在其他组件附图中不可见)在制动器卡钳内套管内保持在适当位置。上卡钳缩回螺帽150和下卡钳缩回螺帽152与垫圈154和156(再次，也存在但在其他组件附图中不可见)一起将制动器卡钳内套管紧固到制动器卡钳弹簧壳体，同时垫圈154和156提供卡钳缩回螺帽与制动器卡钳内套管之间的支承表面。内制动器衬垫，诸如图6中的158处所示的那个，是摩擦元件，所述摩擦元件连接到每个制动器卡钳弹簧壳体148的外表面，以传递起因于由制动器压缩弹簧146抵靠制动器路径部件经由制动器卡钳弹簧壳体传递的压缩力的第一方向的摩擦制动力，如以下进一步所解释。

制动器卡钳组件还各自包括制动器卡钳外套管，其中三个在图2和3中在160、162和163处可见，并且在图4至图7中示出仅项目160和162。如图6中在162处最好地所示，制动器卡钳外套管各自固定地附接到制动器卡钳内套管122、124、126和128。连接到每个制动器卡钳外套管的内表面的是外制动器衬垫，其中每一个也是摩擦元件，诸如图6中在164处所示的那个，所述外制动器衬垫传递起因于由制动器卡钳弹簧146传递的用于制动器卡钳中的每一个的压缩力的第二方向的摩擦制动力，也如以下进一步所解释。

安全制动器还包括两对制动器路径部件，166、168、170和172处所示，所述制动器路径部件是静止渐缩线性制动器元件，所述静止渐缩线性制动器元件以大致上平行于运输工具沿着导件14和16的行进方向的构型成对地附接到运输工具的每个侧，所述导件可通常呈大致上竖直构型，取决于矿井的倾斜度。如图4中最好地所见，制动器路径部件被工程设计以具有带有其顶部处的较宽轮廓和其底部处的较窄轮廓的渐缩构型，其中渐缩的程度(多个)和/或范围(多个)能够基于每个应用的设计要求在必要时变化。在运输工具的正常操作期间，当安全制动器没有使用时，制动器卡钳组件通过夹具保持销78、80、82和84与邻近制动器路径部件的窄底部末端的触发器桨片74和76的接合保持在静止位置中，这表示用于制动器卡钳组件的正常或静置位置。将理解，用于制动器路径部件的轮廓渐缩的长度、厚度和角度可在需要时被调整来整体地为安全制动器设备提供所需要的制动特性。

制动器路径部件166、168、170和172装配在运输工具的侧上，使得内制动器衬垫，诸如在158处，接合制动器路径部件的内表面(面朝附接在运输工具的相同侧上的另一制动器路径部件)，而外制动器衬垫164接合制动器路径部件的外表面(背离附接在运输工具的相同侧上的另一制动器路径部件)。在这个布置中，制动器卡钳组件以固定方式将制动器衬垫，诸如164，强制地施加在渐缩制动器路径部件168的外表面上。这个制动器衬垫164位于与渐缩制动器路径部件168的(内)侧相反的渐缩制动器路径部件168的(外)侧上，制动器卡钳弹簧壳体148抵靠制动器路径部件将其制动器衬垫158强制地施加在所述渐缩制动器路径部件上。因此，制动器卡钳组件将竖直夹紧力从导件夹具组件，具体地，夹具承座92和94传递到制动器路径部件。

附接到运输工具的是称为制动器停止缓冲器的四个安全设备(运输工具的每个侧上一对)，所述安全设备被设计来在制动器路径部件上的制动器卡钳超行程的情况下吸收过量的系统能量。多个抗剪螺栓(未示出)通过***图3中的三个孔径186、188、190的套组内在制动器路径部件的上末端处附接在制动器路径部件上，但是将理解任何合适的抗剪螺栓可使用在设置在制动器路径部件上的任何合适数目的孔径内。这些抗剪螺栓在制动器超行程的情况下由制动器卡钳组件剪切，从而有助于停止运输工具的向下行进。制动器停止缓冲器在制动器路径部件166、168、170和172的上末端附近附接到运输工具，所述制动器停止缓冲器由合适的缓冲材料制成，所述制动器停止缓冲器中的四个在图3中展示在174、176、178和180处。在制动器卡钳组件一路超行程到制动器路径部件的顶部的情况下，夹具滑块96、98、100和102的顶部表面能够接触并且压缩制动器末端停止缓冲器以进一步吸收过量的系统能量，从而进一步有助于停止运输工具的向下行进。应注意，在安全制动事件下，本发明被设计来在到达制动器卡钳超行程状况之前使运输工具停止，借此使所述抗剪螺栓和制动器末端停止缓冲器为使运输工具停止的冗余装置。

作为额外特征，制动器卡钳组件将还各自包括制动器路径刮板，其中两个在图3和6中展示在182和184处，所述制动器路径刮板清洁污染的渐缩制动器路径部件166、168、170和172的夹紧表面。

如果运输工具10由于以上所描述的类型的任何失效而不再由其提升缆索(钢丝绳)12适当地悬吊，则其将在完全万有引力下开始沿着矿井自由下落，并且随后事件序列此后将立即发生。由提升缆索(钢丝绳)12具体地施加在提升缆索(钢丝绳)12所附接的拉杆48和其孔径50上的向上力的缺乏允许拉杆48和其附接的十字板材52通过触发器弹簧54和56从其先前压缩条件到松驰的未压缩条件的释放沿向下方向推动。因此，从触发器弹簧54和56释放的触发负载变得通过触发器机构46传递到触发器桨片74和76，如以下。拉杆48和其附接的十字板材52的向下行进使拉杆48的相对侧上的一对拉杆联杆(一个在58处示出)被沿向下方向拉动，这使内钟形曲柄(一个在60处示出)朝着拉杆48旋转，这继而朝着拉杆48向内拉动一对中间联杆(一个在64处示出)。这继而使外钟形曲柄(一个在62处示出)朝着拉杆48向内旋转，这继而向上拉动触发器桨片联杆66和68，这继而平行于运输工具的侧向上拉动触发器桨片74和76，借此启动安全制动器40和42的导件夹具触发器组件。

触发器桨片74和76的向上运动朝着罐道14和16向上并且向内推动夹具楔形物(诸如在86、88和90处)，借此使它们从夹具保持销78、80、82和84释放，随后启动导件夹具组件。一旦释放，夹具楔形物通过它们的附接夹具承座92和94大致上锁定到导件14和16上，从而引起自激励效应，借此将下落的运输工具10的能量从导件夹具组件直接传递到制动器卡钳组件。因此，在运输工具继续降落时，作为导件夹具组件抵靠导件14和16的大致锁定接合的结果，沿着渐缩制动器路径向上推动制动器卡钳组件，包括相对制动器衬垫158和164，所述制动器卡钳组件被机械地捕获到工程设计的制动器路径部件166、168、170和172。在制动器卡钳组件在加宽制动器路径部件上向上平移时，制动器衬垫158和164被迫与制动器路径部件166、168、170和172摩擦接触并且在其向上行进期间遭遇越来越宽的制动器路径部件轮廓，所述其向上行进用来成比例地增加制动器路径部件与制动器衬垫之间的制动器卡钳夹紧力。向上移动的制动器卡钳组件遭遇的增宽的制动器路径轮廓通过压缩制动器弹簧146来以受控制的方式增加施加的制动力。增加的夹紧力继而以受控制的方式增加制动器衬垫与制动器路径部件之间的制动或拦阻力，直到下落运输工具的所有动能由所有涉及的元件(包括罐道、制动器卡钳、制动器路径部件和运输工具的结构零件)吸收到各种程度，从而使运输工具达到完全停止。一旦运输工具已经停止，安全制动器将其保持在适当位置中而没有可能进一步下落。

在以上活动到制动器卡钳组件一路向上超行程到制动器路径部件166、168、170和172的顶部时不能将运输工具带到完全停止的情况下，制动器卡钳组件将遭遇抗剪螺栓，所述抗剪螺栓是在制动器路径部件的上末端处附接在所述制动器路径部件上的安全特征，所述安全特征可通过制动器卡钳组件剪切以吸收过量的能量。作为制动器卡钳组件超行程的情况下的另外的安全特征，夹具滑块96、98、100和102的顶部面接触并且压缩制动器末端停止缓冲器174、176、178和180，从而吸收过量的系统能量并且进一步有助于停止运输工具的向下行进。制动器停止末端缓冲器提供最终末端止挡并向制动器系统添加冗余。

为了在安全制动事件之后重置设备，卡钳缩回螺帽150和152用来使148处所示类型的制动器卡钳弹簧壳体缩回到制动器卡钳内套管122、124、126和128中，以使制动器衬垫，诸如158和164，与渐缩制动器路径部件166、168、170和172脱离。

安全制动器机构是单向的。在正常运输工具行进期间，导件夹具系统没有与导件14和16接触，并且超过滑动件36、38(并且其他滑动件在图2中未示出)的面定位，从而防止与导件14和16的无意中接合。由于夹紧部件的楔形设计，导件夹具系统仅可在运输工具10正在向下方向上行进时接合。因此，导件夹具系统在提升(运输工具10的向上行进)期间接合在机械上是不可能的，因为这个行进方向将夹具推动到打开而不是闭合状况。

本发明的安全制动器是具有可接受部件磨损的强健、可扩展、纯机械设计，其在没有液压或电子控制的情况下操作，这对于矿井环境是优选的。导件夹具组件可靠地自锁定到钢导件上，并且也旨在适于与木料导件一起使用，其中这类导件的状况允许。制动器卡钳和工程设计的渐缩制动器路径部件设计以适当和有用的量级生成可管理和可调整的制动力，这提供低“急拉”率并且因此在紧急制动事件期间减少对运输工具乘员的损伤和对运输工具货物的损坏的可能性。本安全制动器减速速率特性在紧急制动事件期间也对运输工具的有效载荷不太敏感，因为能量以不断增加的速率传递到安全制动器中。另外，本安全制动器在行程末端处具有抗剪螺栓和制动器末端停止缓冲器，以在制动器超行程的情况下吸收系统能量。本安全制动器预期符合决定矿井安全的有关规程，并且可根据需要进行调整且适于符合未来规程。本安全制动器还旨在与新的运输工具一起使用，或在运输工具构造和矿井内条件在现有运输工具的升级中必要时在调整和调适的情况下适当时进行改装。

将理解，本发明可利用于具有竖直、大致上竖直或倾斜构型的任何合适的矿井环境中，也就是说，在运输工具在具有在脱离运输工具事件的情况下可引起快速向下行进(即使不完全竖直)的实质竖直分量的方向上行进的情况下。

安全制动器系统针对每个应用进行工程设计、定尺寸并调整，并且通过制动器卡钳弹簧选择和制动器路径部件几何形状实现校准。以这种方式，安全制动器可被校准以根据所需要的特性并且根据每个具体的运输工具应用运转，并且以合意的方式调节制动力。这是目前“安全卡爪”型系统所不具有的安全增强。紧急停止动态所依赖的摩擦表面在本发明中也被更好地控制，从而导致增加的可靠性和可预测性。本安全制动器也已被工程设计以防止无意中的接合，在运输工具从提升缆索(钢丝绳)悬吊时，所述无意中的接合将导致运输工具的拦阻。

另外，本发明的安全制动器的任何部件的机械失效将不使导件夹紧机构接合导件，因为导件夹具接合是从单独触发源引发。导件夹紧机构事实上是单向设备，所述单向设备能够仅在向下行进方向上夹紧，所述向下行进方向本身使无意中的夹具接合的可能性减半。每运输工具有最少四个卡钳和制动器路径组件。如果出于任何原因存在摩擦损失，则制动器路径中的每一个包括行程末端处的机械制动器停止抗剪螺栓布置和缓冲器。当使用四个制动器卡钳时，每运输工具存在八个摩擦元件。每个制动器卡钳被引导并且在与制动器路径组件成一体的通道内含于适当位置。

虽然已参考具体实施方案公开了本主题，但显而易见，本领域中的其他技术人员可在不脱离本文所描述的主题的真实精神和范围的情况下设计其他实施方案和变化。所附权利要求书包括所有这类实施方案和等效变化。