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Machine d'extraction pour charbons et autres minerais.
La présente invention se rapporte à une machine d'extraction pour charbons et autres minerais, au moyen de laquelle la couche de charbon est entaillée et la partie entaillée est complètement détachée de la partie non entaillée au moyen d'un picot détacheur, le charbon détaché étant conduit par un déblayeur au transporteur de la galerie.
Pour l'exécution de l'entaille parallèle à la cou- che de charbon, on utilise une haveuse de construction connue, par exemple une haveuse à chaînes, déplacée le long de la couche de charbon et à laquelle est attelé un autre dispositif, effec- tuant la séparation et le déblayement de la veine de charbon dé- tachée du gisement horizontal, caractérisé en ce que pour la sé- paration de la veine de charbon détachée du gisement, il est fait @ usage d'un picot détacheur, disposé verticalement, introduit dans l'entaille obtenue par la haveuse précédente et enfoncé dans le charbon par un piston percuteur,
le dispositif à percussion et le
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déblayeur y relié étant entraînés par un bras de remorque articulé à la haveuse et guidé dans l'entaille produite par celle-ci proportionnellement à l'avancement de la haveuse.
Suivant l'invention, il est intercalé entre le piston percuteur et le picot détacheur un'tampon effectuant la connexion entre le dit picot et le cylindre percuteur et transmettant la plus grande partie du travail de percussion du piston sur le picot, une partie par contre de ce travail est transmise au carter du dispositif percuteur en présence d'une compression simultanée proportionnelle du tampon ; cette fraction doit être suffisante à avancer automatiquement en position de travail, après enfoncement du picot détacheur par le piston percuteur, le carter en forme de cylindre du dispositif percuteur par suite de la dilatation du tampon s'appuyant contre le picot calé., de sorte que le bras de remorquage articulé à la naveuse ne serve essentiellement qu'au guidage du picot détacheur et du dispositif de déblayement.
En même temps, le bras remorqueur est monté d'une manière pivotable dans le plan de l'entaille sur la haveuse et maintenu dans sa position normale au moyen d'un ressort ou d'un cylindre à pression, tandis que, en présence d'une surcharge éventuelle du picot détacheur, respectivement du déblayeur, une soupape disposée dans la conduite d'amenée du carburant pour le cylindre percuteur respectivement dans la commande du dispositif de déblayement est ouverte, le bras remorqueur étant amené simultanément en position inclinée, et on obtient de cette manière une augmentation du rendement de ce dispositif.
Au dispositif percuteur, servant à détacher la veine de charbon non encore entaillée, est relié en même temps un déblayeur en forme de soc 'de charrue, qui, par suite de son mouvement propre, oscillant ou de va-et-vient, produit un effet supplémentaire sur le charbon détaché, en transportant celui-ci au transporteur de la galerie soit directement, soit au moyen d'un transporteur intermédiaire entraîné par le dispositif total.
On connaît déjà une machine servant à l'extraction du charbon
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et d'autres minerais, qui attaque de front le gisement de char- bon, en entaillant celui-ci, devant ensuite détacher cet Le couche de charbon entaillée en ,bas au moyen d'un picot détacheur disposé verticalement à la veine non encore entaillée, et amenant en même temps le charbon détaché sur un transporteur disposé sur toute la longueur du gisement de charbon. L'avancement de la ma- chine totale est obtenu.au moyen d'un cylindre à pression, trou- vant son aboutissement sur un étrésillon disposé entre la couche supérieure et le gisement.
Il est nécessaire que le cylindre de @ pression, dont le rendement est fonction de la pression de havage et de la force nécessaire au concassage de la couche de charbon séparée du gisement, après consommation de la course disponible, soit amené toujours de nouveau dans la position de départ, c'est- à-dire la position d'attaque par l'avancement successif de l'étré- sillon servant d'aboutissement.
Outre que de cette manière, l'a- vancement de l'abatage ne peut être continu, ainsi qu'il serait à désirer surtout par exemple en considération des égards à prendre vîs-à-vis de la couche supérieure, et que d'autre par-t l'enlève- ment et la remise en place 'de l'étrésillon demande une quantité supplémentaire de travail, une installation de ce genre est désa- vantagée du fait qu'elle s'arrête trop facilement sous l'influen- ce de la charge toujours constante et en repos du cylindre d'avan- cement.
La construction et le fonctionnement de la machine suivant l'invention sont décrits en détail suivant les dessins annexés, représentant plus particulièrement et d'une manière schématique , différentes formes d'exécution : fig.l représente,' vu en plan, le dispositif général de la machine en position de travail, fig.2 est une coupe transversale suivant la droite A-B de la figure 1, ' fig.3 est une coupe suivant la droite C-D de la figure 1, fig.4 est une coupe suivant la droite I-K de la figure 1,
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fig.5 est une coupe suivant la droite E-F de la figure 1, fig.6 est une coupe suivant la droite G-H de la'figure 1, fig.7 est également une vue en plan d'une machine se trouvant en position de travail,
mais en coopération avec un autre transporteur de la galerie que celui représenté en figure 1, fig.8 est une vue de côté du dispositif suivant figure 7, fig.9 représente à plus grande échelle une coupe suivant la droite C-D de la figure 7, fig.10 est une coupe suivant la droite A-B de la figure 7, fig.ll est une coupe suivant la droite C-D de la figure 7, fig.12 est une coupe suivant la droite E-F de la figure 7, fig.13 représente une vue en plan d'une troisième forme d'exécution de la machine, également en position de travail, fig.14 est une coupe A-B de la figure 13, fig.15 représente, à plus grande échelle, une coupe suivant la droite C-D de la figure 13, en relation avec un nouveau détail de la disposition suivant figure 13,
fig.16 représente une coupe transversale de ce détail à plus grande échelle, fig.17 donne, à plus grande échelle,'une vue en plan et une coupe partielle du détail de la disposition suivant figures 1 respectivement 7, fig.18 représente, à plus grande échelle, une coupe longitudinale et une coupe transversale d'une disposition partielle de la machine totale, fig.20 représente une vue en plan d'une autre forme d'exécution d'une machine suivant l'invention dans sa disposition générale en position de travail, tandis que la fig.21 est une coupe suivant la droite A-B de la figure 20, et est une vue de dos de la machine suivant figure 20.
Pour entailler la veine de charbon, on utilise une haveuse 10 de construction connue, dont le bras d'entaillage 11 est in-
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troduit perpendiculairement au sens de marche de la machine dans la veine de charbon 12, produisant de cette manière une entaille parallèle à la dite veine, dont la largeur correspond à la largeur de travée de. la galerie, d' extraction. L'avancement de la haveuse peut être obtenu d'une manière connue en soi au moyen d'un câble tracteur 14, commandé par un treuil 13 de la machine.
Au point 15 du châssis de la haveuse, on a prévu un bras remorqueur 16, articulé d'une manière pivotable dans le plan de l'entaille, disposé directement derrière le bras de havage à chaînes 11 et s'engageant dans l'entaille, exécutée par le dit bras ;la longueur du bras remorqueur 16 correspond approximativement à celle du bras de havage à chaînes 11. A l'extrémité libre du bras remorqueur 16, est attaché à l'aide d'un câble métallique 17 un picot détacheur 18, ayant pour but de détacher la couche de charbon entaillée par la haveuse de la veine de charbon non entaillée.
Le picot détacheur 18 est constitué par une plaque de base 19, s'appuyant sur la surface intérieure de l'entaille et sur laquelle repose le corps de picot proprement dit. ce dernier, de son côté, est muni d'une surface 20, grâce à laquelle il peut .,s'appuyer sur la couche restante de charbon, et une surface 21 disposée à angle aigu par rapport à la surface 20 et faisant face à la couche de charbonà détacher.
La face arrière du picot a la .forme d'une arête 22, montant en biais à partir du point d'attache du câble 17 vers l'arrière. Le corps de picot 18 s'élargissant de même dans sa projection horizontale de l'avant vers l'arrière, la couche de charbon entaillée, par suite de l'enfoncement du picot dans la veine entaillée, .est détachée en direction de la partie libre de la galerie et ceci 'au point de contact de l'entaille avec la partie non entaillée de la veine de charbon.
Le même effet est obtenu si le picot en forme de tranchant sur sa face arrière est disposé en position inclinée sur la plaque de base, de sorte que le côté se trouvant en face de la couche de charbon entaillée forme un angle aigu avec la direction de travail ; le
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guidage du picot par rapport à la veine de charbon non entaillée est obtenu au moyen de la plaque de base s'appuyant au fond de l'entaille, c'est-à-dire contre la couche de charbon non entaillée, voir à ce sujet les formes d'exécution des figures 1 et 7.
Le picot détacheur 18 possède, comme il ressort de la figure .
18, une broche de percussion 23, s'engageant dans le carter d'un cylindre percuteur 24 et contre lequel donne le piston percuteur 25, exécutant un mouvement de va-et-vient à l'intérieur du cylin- dre 24, au moment de la fin de sa course en avant. Plus loin, il sera donné de plus amples détails sar le fonctionnement du dispo- sitif de percussion.
Derrière le picot détacheur 18 est disposé le déblayeur 26, ayant la forme d'un soc de charrue, une de ses extrémités étant fixée immédiatement derrière le picot détacheur etfaisant charnière autour d'un centre de rotation disposé sur le carter 24 du cylindre, l'extrémité opposée étant attaquée par une bielle 27. Celle-ci de son côté est articulée sur la tête de bielle 28 d'un piston 30, monté à l'intérieur du cylindre 29, de sorte que l'axe du piston percuteur 25 soit disposé perpendiculai- rement à l'axe du piston 30, de manière telle qu'au moment de l'admission du piston 30, le déblayeur 26 exécute un mouvement d'oscillation dans le plan de l'entaille, par lequel principale- ment à l'aide de la partie du déblayeur située directement derriè- re le picot, détacheur 18, agissant comme pince à levier,
il est effectué, grâce au bras de levier correspondant à la longueur du dit picot, un effet supplémentaire de concassage sur la couche de charbon détachée par le picot détacheur 18. Par suite du mou- vement du déblayear 26, on obtient d'abord un concassage et en- suite à l' a.ide de l'extrémité libre, l'évacuation complète des quantités de charbons détachés dans la partie libre de la galerie d'exploitation.
La figure 18 représente le cylindre de commande pour le dé- blayeur 26, déplacé de 90 ; l'admission, en l'espèce à l'air com- primé, du piston percuteur 25 et du piston élévatoire30 est effec-
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tuée au moyen d'un dispositif commun de commande 21, disposé dans la partie arrière du carter 24 du cylindre. L'adduction de l'air aux. deux cylindres 24, 29, réunis dans un même carter, a lieu du raccordement 32 ; l'air est conduit à travers un canal 33 prévu dans le bras remorqueur 16 (.voir fig.15), à un tuyau relié à l'extrémité libre du bras remorqueur 16, qui de son côté, en traversant le picot 18, est relié au carter 24 du dispositif percuteur.
Pour protéger la conduite 34 contre des avaries, celleci est entourée d'un chapeau protecteur 35, soudé au corps de picot 18 et à la plaque de base 19 (voir fig.16).
Le cylindre percuteur 24 repose dans un fer U 36 et le cylindre 24 sur toute sa longueur est soudé aux âmes du fer U 36, laissant subsister de cette manière entre le cylindre 24 et les coins intérieurs du fer U des sections libres, servant à l'adduction de l'air jusqu'au dispositif de commande 31. on a prévu un accumulateur 27, enveloppant le dispositif de commande 31, qui est rempli d'abord, de sorte que-l'air puisse passer de toute proximité dans l'espace utile du cylindre sans étranglement et sans perte de pression. Malgré le prélèvement très variable, on obtient de cette manière une adduction d'air toujours constante, tout en choisissant un diamètre relativement faible pour le tuyau 34.
Au moment de son arrivée à l'extrémité arrière de sa course, le piston percuteur 25 donne de sa surface 38 contre une tige de butée 39 du dispositif de commande 31, en renversant celui-ci, de sorte que de'l'air comprimé puisse 'arriver derrière le piston 25, en projetant, celui-ci en avant dans la direction de travail. En même temps, le piston percuteur donne sur la tête de la broche de percussion reliée au picot détacheur 18, enfonçant'de cette manière le picot dans le charbon.
Suivant l'invention, on a prévu sur la broche de percussion 23 un tampon élastique 40, intercalé entre la tête 41 du percuteur et le couvercle avant 42 du cylindre 24. Par suite de l'effet de percussion du piston 25, le tampon, pouvant être constitué en
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l'espèce par des couches alternatives de métal et de caoutchouc, est comprimé en même temps ; cependant, les dispositions sont prises pour que la plus grande partie de la force de choc soit transmise au picot 18 et seulement une partie très minime de cette force à travers le couvercle 42 au carter 24.
Le picot 18 étant calé lors de son enfoncement dans le charbon, le tampon 40, se détendant après le choc du piston 25, s'appuie sur la tête 41 de la broche de percussion du picot 18 et fait avancer le carter du cylindre 24 par dessus le couvercle 42 et en même temps le cylindre 29, ainsi que le déblayeur 26. Cete avance du dispositif de percussion et du déblayeur a lieu après chaque choc et c'est justement cette manière de réalisation qui permet l'avancement automatique du dispositif par suite de l'utilisation du tampon élastique, qui est d'une importance décisive, car par suite de cette réalisation, le bras remorqueur 16 sert presqu'exclusivement de guidage, ce qui, de son côté, permet de supprimer tout préjudice pour la haveuse, de préférence par rapport à son guidage.
Le dispositif de commande 31 est muni d'un régulateur, ainsi qu'il est connu dans les dispositifs de chasses d'eau. Ce régulateur agit de manière que, après un délai déterminé, l'adduction de l'air dans le sens du travail est coupée vers le piston percuteur 25 et que l'écnappement est ouvert, Par suite de 1'admission de la surface avant du piston, celui-ci est ramené dans sa position extrême arrière, ouvrant ainsi de nouveau et de la manière décrite ci-devant l'entrée de l'air dans le sens du travail. Au moyen d'un dispositif de réglage 43, il est possible de fixer d' une manière réglable le moment exact du renversement ainsi que la vigueur et le nombre des chocs, plus particulièrement du piston percuteur 25.
L'admission du piston de commande 30 pour le déblayeur 26 est fonction de l'admission du piston percuteur 25, de manière que, régulièrement après la fin seulement de la course de choc, le piston 30 est soumis à l'admission dans le sens du travail ;
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de cette manière, il est impossible que les deux opérations de mouvement se dérangent mutuellement.
Les pistons 25 et 30 sont construits à gradins, la surface principale de ces pistons sert à produire le rendement utile, tandis que les surfaces annulaires 25' et 30' sont utilisées pour ramener les pistons à leur position initiale, les surfaces annulaires 25' et 30' se trouvent constamment sous l'action de l'air comprimé admis, de sorte que, après la fermeture de l'adduction de l'air comprimé dans l'espace utile des cylindres, ceux-ci sont ramenés immédiatement dans leur position initiale.En vue d'empêcher l'aspiration de la poussière de charbon dans le cylindre 24, l'espace avant 44 du cylindre 24 est relié au canal d'échappement 46 au moyen d'un canal 45.
En dehors de l'obtention de l'avancement automatique du dispositif percuteur, l'emploi d'un tampon élastique pour l'accouplement du picot détacheur au dispositif percuteur 24 présente oncore la possibilité d'admettre, par suite de l'élasticité du tampon, des positions inclinées du picot détacheur 18 par rapport au carter 24 du cylindre dans certaines limites. L'effet compensateur du tampon en caoutchouc peut éventuellement être amélioré encore par l'emploi de surfaces sphériques d'ajustage ; de toute façon, on est certain de cette manière d'obtenir toujours une attaque de la force percutrice dirigée en plein centre du picot détacheur 18.
Dans l'exemple de la forme d'exécution suivant figure 20, il est prévu des mesures spéciales en vue de la maîtrise des forces considérables de propulsion pour le picot détacheur, mais surtout en vue du maintien de la direction prescrite d'avancement, en tant que le cylindre percuteur 24 et le picot détacheur 18 sont appliques à Lui angle algu par rapport a la veine de charbon, Avec cela, on prend soin que, de même que pour le détachement d'un copeau d'une surface d'une pièce métallique au moyen d'un burin plat guidé à la main, l'angle d'incidence ou l'angle de biseau soient choisis de manière que d'un côté on obtienne le meilleur effet tranchant et que d'un autre côté, malgré les coups agissant obli-
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quêtent à la direction du travail du picot,
celui-ci subisse un guidage parf ait. En même temps, il est d'une importance capitale d'amener le tranchant travaillant du picot 18 dans une position inclinée telle par rapport à la direction de base qu'il ne se manifeste pratiquement pas de forces agissant en direction d'un ren- versement éventuel de l'arête de picot 1s;. La plaque de base 19 du picot détacheur est exécutée en une largeur et une hauteur telles qu'elle est guidée dans l'entaille produite par le bras de havage à chaînes 11. La surface limite de la plaque de base, disposée verticalement et faisant face à la couche de charbon non entaillée agit surtout à la manière d'une semelle de rabot en ce sens qu'une déviation du tranchant du picot dans la veine de charbon non entaillée est empêchée.
De cette manière, on obtient une surface de coupe relativement lisse avec garantie du maintien d'une largeur de travée aussi uniforme que possible.
Toutes ces mesures en vue d'un guidage parfait du picot détacheur permettent d'utiliser complètement le pouvoir percuteur du piston 25. En outre, par suite de la décharge du bras remorqueur 16 obtenue par ces mesures, il est créé la possibilité d'utiliser le dit bras comme régulateur entre la haveuse et le dispositif percuteur, respectivement de déblayage. Dans ce but, le bras remorqueur 16 est appuyé contre un ressort fixé au carter de la haveuse au moyen d'un taquet 47, dépassant le point d'articulation 15 et ayant la forme d'un levier à deux bras, et est maintenu dans sa position normale ; d'un autre côté des secousses éventuelles du dispositif percuteur sont supprimées à la haveuse (voir fig.17).
Dans la conduite d'amenée 32 du carburant, on a montré dans le bras remorqueur 16 respectivement dans son prolongement 47, une soupape 49, servant normalement à étrangler l'air conduisant au dispositif percuteur ou da le couper complètement en présence d'une perte de tension du câble 17. Si maintenant des résistances d'une certaine grandeur se manifestent au picot détacheur 18, le
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dispositif percuteur et le déblayeur restent en position de recul par rapport à la haveuse, le bras remorqueur oscillant en arrière ainsi qu'il ressort de la figure 7. En même temps, une broche de butée 50 pousse, la soupape 49 contre une butée 51, prévue au carter de 'la haveuse, ouvrant ainsi la soupape 49 et amenant une plus forte quantité d'air au cylindre percuteur.
Après que la résistance a été vaincue par une augmentation de l'effet percuteur ou encore par l'accroissement du nombre des chocs, le ressort 48 ramène le bras remorqueur dans sa position de départ, ramenant en même temps l'amenée de l'air à sa puissance normale. Au lieu d'augmenter le pouvoir percuteur du picot détacheur 18 en présence de résistances plus grandes, il est encore possible d'étrangler l'amenée de l'air à la haveuse par l'oscillation du bras remorqueur 16. En tout cas, la haveuse à tout moment n'a qu'à effectuer un travail de traction tel qu'il est nécessaire à la tension du ressort 48.
En vue de.garantir en même temps l'introduction libre du bras remorqueur 16 dans l'entaille, le bras remorqueur lui-même, suivant la forme d'exécution de la figure 13, est encore muni d'un dispositif de déblayement, tel qu'une chaîne sans fin munie de racloirs et mise en rotation, en vue d'évacuer de l'entaille le menu charbon accumulé éventuellement entre le bras de halage à chaîne 11 et le bras remorqueur 16. Dans la forme d'exécution suivant figure 18, la soupape 49 pour l'amenée de l'air au cylindre percuteur est réalisée d'une façon quelque peu différente; dans leur fonctionnement par contre, les deux exécutions sont identiques.
Du point de vue del'accouplement du picot détacheur 18 au bras remorqueur 16, la forme d'exécution suivant figure 20 se dis- tingue de celles des figures 1, 7 et 13 en ce que dans la première, le cylindre percuteur 24 est articulé au moyen d'un bras à joints sphériques 52 à l'extrémité libre du bras remorqueur 16, c'est-àdire le joint entre bras remorqueur et dispositif à percussion,
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est cbtenu en évitant le picot 18, de manière telle que celui-ci reste absolument libre dans ses mouvements, dans sa direction longitudinale, donc dans sa direction de travail. Le bras à joints sphérique 52, auquel est suspendu le cylindre percuteur 24, est utilisé avantageusement en même temps pour l'amenée d'air pour le cylindre percuteur.
Les raccords en forme de joints sphériques au bras remorqueur 16 d'un côté et au cylindre percuteur 24 de l'autre côté, peuvent être reliés et rendus étanches au moyen d'un câble raide, traversant la tige 52 en forme de tube, tout en sardant toute son orientabilité. Le déblayeur 26 en forme de soc de cnarrue peut encore être deplacé de manière telle que, au lieu d'osciller autour d'un point, il peut se déplacer dans un mouvement de va-et-vient sur toute sa surface, Pour cela, il suffit ,le donner une forme relativement basse à la partie du déblayeur exécutant ce mouvement de va-et-vient, tandis qu'au-dessus de celle-ci, il est prévu un soc à charrue plus large 53 immobile, par lequel les blocs détachés de charbons sont évacués latéralement pendant l'avancement du dispositif.
Le transport définitif du charbon entaillé par le bras de havage à chaînes 11 et détaché par le picot détacheur 18, respectivement arraché totalement du gisement par le déblayeur, avec concassage simultané, peut être effectué de différentes manières.
Dans la forme d'exécution suivant figure 1, il est prévu en- dessuus de la haveuse 10 un court transporteur 54, disposé en direction du gisement charbonnier, en forme de transporteur à traî- nage par chaîne, et commandé suivant la figure 4 par les roues à chaîne 55, montées sur la haveuse 10, les dites roues étant commandées de leur côté par la haveuse par l'intermédiaire d'une commande à chaine 56. Le bras de havage à chaîne 11 n'entaille pas immédiatement au-dessus du gisement, ainsi qu'il ressort des figures 2 et 5, mais par contre à une hauteur égale à celle du
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effectué au moyen de plaques 57 y articulées. proportionnellement à l'avancement de la haveuse, le transporteur à traînage par chaînes 54 est entraîné simultanément avec son auge de guidage par la haveuse. Si, en présence de charbon solide, le concassage du banc de charbon n'est pas effectué d'une manière satisfaisante par le déblayeur 26, des ouvriers placés latéralement au transporteur 54 peuvent concasser les charbons arrivants au moyen de marteaux de mines.
Le transporteur à traînage par chaînes 54 est disposé de manière qu'il monte dans la direction de son extrémité libre (voir figure 6) et est muni d'une goulotte de sortie perpendiculaire 58, qui amène le charbon au dispositif transporteur de la galerie au moyen de tôles conductrices 60, dispo- sées entre le transporteur auxiliaire 54 et le transporteur principal ou le plan incliné 59 de la galerie. Afin de pouvoir assurer le transport continu du charbon, il est avantageux d'utiliser deux tôles conductrices 60, 60', celles-ci étant avancées alternativement conformément à l'avancement de la haveuse et du transpor- teur.auxiliaire 54.
Après l'extraction du banc de charbon détaché au moyen de la machine, d'extraction, on procède à l'extraction à la main du banc de charbon resté sur le gisement, avant la pose de la construction définitive en bois de la galerie.
Dans la forme d'exécution suivant figure 7, on fait passer, au lieu d'un transporteur auxiliaire 54 suivant figure 1, une bande transporteuse 61, c'est-à-dire le brin inférieur de la ban- de 1 charger, en-dessous de la baveuse. Le transporteur est guidé d'une manière connue a l'entrée et a l'extrémité de la galerie sur des galets de renversement, le brin inférieur de la bande étant porté par des supports de galet 62 placés sur le gisement, le brin supérieur par contre étant porté par des galets 64 montés dans des supports d'appui 62 correspondants.
Lors de l'avancement de la haveuse 10, le brin inférieur de la bande est soulevé devant la haveuse au moyen d'une potence de guidage 65, de sorte que le support de galet 62, se trouvant immédiatement devant la
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machine, soit constamment libre et puisse être enlevé, afin de pouvoir le replacer derrière la haveuse sous le brin inférieur de la bande. Dans les limites de la machine d'extraction, le brin inférieur est supporté suivant figure 9 par une surface de uidae 66 entraînée par la bavense elle-même, de forme d'aube, pour assurer le chargement parfois du bain inférieur de la bande transporteuse.
Le passage aux entailles disposées d'une manière inclinée dans ce cas a de nouveau lieu au moyen de tôles de couverture 67, articulées en 68 à l'auge conductrice 66. Dans les limites du chargement du charbon sur le brin inférieur de la bande transporteuse 61, le brin supérieur est soulevé au moyen de supports à galets 69, se levant presque jusque sous la voûte de la galerie.
De même, dans la forme d'exécution suivant figure 20, on fait emploi d'un transporteur auxiliaire 69, transbordant le charbon au moyen d'une pièce intermédiaire sur le transporteur 'Il de la galerie d'extraction, présentant dans ce cas la forme d'un transporteur à chicane. Les auges conductrices pour le transporteur auxiliaire peuvent être composées de segments séparés, afin de faciliter leur transport sur le lieu de montage. Dans la forme d'exécution suivant la figure 20, les tôles 72, réalisant le passage de l'entaille au transporteur auxiliaire, sont reliées au moyen de tringles au cylindre percuteur, afin de procurer une certaine cohésion entre le transporteur auxiliaire 69 et le cylindre percuteur 24.
Comme transporteur auxiliaire, on peut employer, au lieu d'un transporteur à traînage par chaînes, un transporteur à bande ou un transporteur à secousse ; enfin, suivant les circonstances lo- cales, il est préférable d'employer un transporteur à cuve glisSanie ou un transporteur élévateur en forme d'un cylindre avec piston et plaque à racloir, se déplaçant dans une auge et poussant en avant le charbon à transporter, en le soulevant en même temps, pour le remettre enfin au transporteur principal de la galerie
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d'extraction.
Par suite du rehaussement de la haveuse de la hauteur constructive du transporteur auxiliaire, on obtient un avantage en tant que le menu charbon détaché par le bras de havage @ à chaînes 11, respectivement évacué de l'entaille par le déblayaur à chaîne52 du bras remorqueur 16, trouve son départ naturel, en tombant sur le transporteur auxiliaire disposé plus bas, Ceci est d'autant plus important que,de cette manière, il est produit, avant la chute du banc de charbon proprement dit sur le transporteur auxiliaire, un coussin, par lequel le transporteur auxiliaire, respectivement le transporteur principal suivant les figures 7 et 8, est protégé des avaries causées par les masses de charbon s'écrasant subitement sur le transporteur.,
Dans ces constructions,
les différentes pièces de la machine d'extraction sont reliées entre elles d'une manière facilement détachable., de sorte que la machine entière, après le havage d'un champ, peut être déposée sur les auges conductrices du transporteur auxiliaire, pour être ramenée, en même temps que la baveuse, à l'entrée de la galerie.
REVENDICATIONS.
1. Machine d'extraction pour charbons et autres minéraux, comportant une haveuse de construction connue, servant à produire une entaille dirigée dans le sens longitudinal de la veine de charbon, la dite haveuse entrainant, en utilisant un bras remorqueur y articulé et guidé dans l'entaille obtenue justement, un cylindre percuteur avec picot détacheur, au moyen desquels le banc de charbon entaillé est détaché de la couche non entaillée avec rendement renforcé en comparaison de celui d'un marteau de mine (à air comprimé).
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Extraction machine for coals and other minerals.
The present invention relates to an extraction machine for coals and other ores, by means of which the coal layer is notched and the notched part is completely detached from the non-notched part by means of a detaching pin, the coal detached being driven by a clearer to the gallery transporter.
For the execution of the cut parallel to the coal bed, a shearer of known construction is used, for example a chain shearer, moved along the coal bed and to which another device, effec - killing the separation and the clearing of the coal seam detached from the horizontal deposit, characterized in that for the separation of the coal seam detached from the deposit, use is made of a detaching pin, arranged vertically , introduced into the notch obtained by the previous chopper and driven into the carbon by a striker piston,
the percussion device and the
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mucking machine connected thereto being driven by a trailer arm articulated to the chopper and guided in the notch produced by the latter in proportion to the progress of the chopper.
According to the invention, it is interposed between the striker piston and the detaching pin un'tampon making the connection between said pin and the striker cylinder and transmitting most of the percussion work of the piston on the pin, a part on the other hand of this work is transmitted to the casing of the striker device in the presence of a proportional simultaneous compression of the buffer; this fraction must be sufficient to automatically advance into the working position, after the detaching pin is pushed in by the striker piston, the cylinder-shaped casing of the striker device as a result of the expansion of the buffer resting against the wedged pin., so that the towing arm articulated to the naveuse serves essentially only to guide the detaching pin and the clearing device.
At the same time, the towing arm is mounted in a pivotable manner in the plane of the notch on the cutter and maintained in its normal position by means of a spring or a pressure cylinder, while, in the presence of 'a possible overloading of the detaching pin, respectively of the mulcher, a valve arranged in the fuel supply line for the striker cylinder respectively in the control of the mucking device is opened, the towing arm being brought simultaneously into the inclined position, and we in this way obtains an increase in the efficiency of this device.
To the striker device, serving to detach the not yet notched coal seam, is connected at the same time a plow-shaped mucking device, which, as a result of its own movement, oscillating or back and forth, produces a additional effect on the loose coal, by transporting it to the gallery conveyor either directly or by means of an intermediate conveyor driven by the total device.
We already know a machine for extracting coal
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and other ores, which attack the coal deposit head-on, by notching the latter, then having to detach this The layer of coal notched at the bottom by means of a detaching pin placed vertically in the vein not yet notched , and at the same time bringing the loose coal onto a conveyor arranged over the entire length of the coal deposit. The advancement of the total machine is obtained by means of a pressure cylinder, ending up on a strut disposed between the upper layer and the deposit.
It is necessary that the pressure cylinder, the efficiency of which depends on the cutting pressure and the force necessary for crushing the layer of coal separated from the deposit, after consumption of the available stroke, is always brought back into the tank. starting position, that is to say the starting position by the successive advancement of the strut serving as the end point.
Apart from the fact that in this way the advancement of the felling cannot be continuous, as it would be to be desired especially for example in consideration of the respect to be taken vis-à-vis the upper layer, and that of Otherwise, removing and replacing the strut requires an additional amount of work, an installation of this kind is disadvantaged by the fact that it stops too easily under the influence. that of the always constant and at rest load of the advancing cylinder.
The construction and operation of the machine according to the invention are described in detail according to the accompanying drawings, showing more particularly and in a schematic manner, various embodiments: fig.l shows, 'seen in plan, the general device of the machine in working position, fig.2 is a cross section along line AB in figure 1, 'fig.3 is a section on line CD in figure 1, fig.4 is a cross section on line IK of figure 1,
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fig.5 is a section on the line EF of Figure 1, Fig.6 is a section on the line GH of la'figure 1, Fig.7 is also a plan view of a machine in the working position ,
but in cooperation with another conveyor of the gallery than that shown in Figure 1, Fig.8 is a side view of the device according to Figure 7, Fig.9 shows on a larger scale a section along the line CD of Figure 7, fig.10 is a section along the line AB in FIG. 7, fig.ll is a section along the line CD in FIG. 7, fig.12 is a section along the line EF of FIG. 7, fig.13 represents a plan view of a third embodiment of the machine, also in working position, fig. 14 is a section AB of figure 13, fig. 15 shows, on a larger scale, a section along the line CD of FIG. 13, in relation to a new detail of the arrangement according to FIG. 13,
fig.16 shows a cross section of this detail on a larger scale, fig.17 gives, on a larger scale, 'a plan view and a partial section of the detail of the arrangement according to figures 1 respectively 7, fig.18 shows, on a larger scale, a longitudinal section and a transverse section of a partial arrangement of the total machine, fig. 20 shows a plan view of another embodiment of a machine according to the invention in its general arrangement in the working position, while fig. 21 is a section on the line AB of figure 20, and is a rear view of the machine according to figure 20.
To cut the coal seam, a shear 10 of known construction is used, the scoring arm 11 of which is inserted.
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troduit perpendicular to the direction of travel of the machine in the coal seam 12, thereby producing a notch parallel to said seam, the width of which corresponds to the bay width of. the gallery, extraction. The advancement of the shearer can be obtained in a manner known per se by means of a traction cable 14, controlled by a winch 13 of the machine.
At point 15 of the cutter frame, a towing arm 16 is provided, pivotably articulated in the plane of the notch, arranged directly behind the chain cutting arm 11 and engaging in the notch, executed by the said arm; the length of the towing arm 16 corresponds approximately to that of the chain cutting arm 11. At the free end of the towing arm 16, is attached by means of a metal cable 17 a detaching pin 18 , with the aim of detaching the layer of coal notched by the chopper from the non-notched coal seam.
The detaching pin 18 is formed by a base plate 19, resting on the inner surface of the notch and on which the actual pin body rests. the latter, for its part, is provided with a surface 20, thanks to which it can rest on the remaining layer of carbon, and a surface 21 disposed at an acute angle to the surface 20 and facing the layer of charcoal to be removed.
The rear face of the pin is in the form of a ridge 22, rising at an angle from the point of attachment of the cable 17 towards the rear. As the pin body 18 likewise widens in its horizontal projection from front to back, the notched carbon layer, as a result of the penetration of the pin into the notched vein, is detached towards the part. free of the gallery and this' at the point of contact of the notch with the non-notched part of the coal seam.
The same effect is obtained if the cutting edge-shaped pin on its rear face is disposed in an inclined position on the base plate, so that the side facing the notched carbon layer forms an acute angle with the direction of job ; the
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guidance of the pin with respect to the non-notched coal seam is obtained by means of the base plate resting on the bottom of the notch, i.e. against the non-notched carbon layer, see on this subject the embodiments of Figures 1 and 7.
The detacher pin 18 has, as can be seen from the figure.
18, a percussion pin 23, engaging in the housing of a striker cylinder 24 and against which the striker piston 25 gives, performing a reciprocating movement inside the cylinder 24, at the time from the end of its run forward. Further details will be given later on the operation of the percussion device.
Behind the detaching pin 18 is arranged the mucking device 26, having the shape of a plow share, one of its ends being fixed immediately behind the detaching pin and hinging around a center of rotation arranged on the casing 24 of the cylinder, the 'opposite end being attacked by a connecting rod 27. This in turn is articulated on the connecting rod head 28 of a piston 30, mounted inside the cylinder 29, so that the axis of the striker piston 25 is arranged perpendicular to the axis of the piston 30, so that at the moment of the admission of the piston 30, the clearing device 26 performs an oscillating movement in the plane of the notch, by which mainly to using the part of the mucking device located directly behind the pin, detacher 18, acting as a lever clamp,
thanks to the lever arm corresponding to the length of said pin, an additional crushing effect is effected on the layer of coal detached by the detaching pin 18. As a result of the movement of the clearing 26, we first obtain a crushing and then with the aid of the free end, the complete evacuation of the quantities of coals detached in the free part of the mining gallery.
Fig. 18 shows the control cylinder for muck 26, moved 90; the admission, in this case with compressed air, of the striker piston 25 and of the lifting piston 30 is effected
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killed by means of a common control device 21, arranged in the rear part of the housing 24 of the cylinder. Air supply to. two cylinders 24, 29, united in the same housing, takes place of the connection 32; the air is conducted through a channel 33 provided in the towing arm 16 (see fig. 15), to a pipe connected to the free end of the towing arm 16, which in turn, crossing the pin 18, is connected to the casing 24 of the striker device.
To protect the pipe 34 against damage, it is surrounded by a protective cap 35, welded to the pin body 18 and to the base plate 19 (see fig. 16).
The striker cylinder 24 rests in a U-iron 36 and the cylinder 24 over its entire length is welded to the cores of the U-iron 36, leaving in this way between the cylinder 24 and the inner corners of the U-iron free sections, serving to l air supply to the control device 31. An accumulator 27 is provided, enveloping the control device 31, which is first filled, so that the air can pass from close by into the useful cylinder space without constriction and without loss of pressure. Despite the very variable sampling, in this way an always constant air supply is obtained, while choosing a relatively small diameter for the pipe 34.
When it arrives at the rear end of its stroke, the striker piston 25 strikes its surface 38 against a stop rod 39 of the control device 31, reversing the latter, so that the compressed air can 'arrive behind the piston 25, projecting it forward in the direction of work. At the same time, the striker piston opens onto the head of the percussion pin connected to the detaching pin 18, thereby driving the pin into the carbon.
According to the invention, there is provided on the percussion pin 23 an elastic buffer 40, interposed between the head 41 of the firing pin and the front cover 42 of the cylinder 24. As a result of the percussion effect of the piston 25, the buffer, which can be made up of
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the species by alternating layers of metal and rubber, is compressed at the same time; however, arrangements are made so that most of the impact force is transmitted to the pin 18 and only a very small portion of this force through the cover 42 to the housing 24.
The pin 18 being wedged when it is driven into the carbon, the buffer 40, relaxing after the impact of the piston 25, rests on the head 41 of the percussion pin of the pin 18 and advances the casing of the cylinder 24 by above the cover 42 and at the same time the cylinder 29, as well as the mucking device 26. This advance of the percussion device and of the mucking device takes place after each impact and it is precisely this embodiment that allows the automatic advancement of the device by following the use of the elastic buffer, which is of decisive importance, because as a result of this embodiment, the towing arm 16 serves almost exclusively as a guide, which, in turn, eliminates any damage to the cutter , preferably with respect to its guidance.
The control device 31 is provided with a regulator, as is known in flushing devices. This regulator acts in such a way that, after a fixed delay, the air supply in the working direction is cut off to the striker piston 25 and the scape is opened, as a result of the admission of the front surface of the machine. piston, it is returned to its extreme rear position, thus opening again and in the manner described above the entry of air in the direction of work. By means of an adjustment device 43, it is possible to fix in an adjustable manner the exact moment of the overturning as well as the force and the number of impacts, more particularly of the striker piston 25.
The admission of the control piston 30 for the mucking device 26 is a function of the admission of the striker piston 25, so that, regularly only after the end of the shock stroke, the piston 30 is subjected to the admission in the direction work ;
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in this way, it is impossible for the two motion operations to disturb each other.
The pistons 25 and 30 are constructed in steps, the major surface of these pistons serves to produce the useful output, while the annular surfaces 25 'and 30' are used to return the pistons to their original position, the annular surfaces 25 'and 30 'are constantly under the action of the compressed air admitted, so that, after closing the compressed air supply in the useful space of the cylinders, they are returned immediately to their initial position In order to prevent the suction of coal dust into the cylinder 24, the front space 44 of the cylinder 24 is connected to the exhaust channel 46 by means of a channel 45.
Apart from obtaining the automatic advancement of the striker device, the use of an elastic buffer for coupling the detaching pin to the striker device 24 still presents the possibility of admitting, due to the elasticity of the buffer , inclined positions of the peeler 18 relative to the casing 24 of the cylinder within certain limits. The compensating effect of the rubber buffer can possibly be further improved by the use of spherical fitting surfaces; in any case, one is certain in this way to always obtain an attack of the percussive force directed in the full center of the detaching pin 18.
In the example of the embodiment according to figure 20, special measures are provided for the control of the considerable propulsive forces for the detaching pin, but above all for maintaining the prescribed direction of advance, in as long as the striker cylinder 24 and the detaching pin 18 are applied to it at an angle algu with respect to the coal seam, with this care is taken that, as for the detachment of a chip from a surface of a metal part by means of a flat chisel guided by hand, the angle of incidence or the bevel angle are chosen so that on one side the best cutting effect is obtained and on the other side, despite the blows acting obli-
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seek the direction of the work of the picot,
it undergoes perfect guidance. At the same time, it is of the utmost importance to bring the working cutting edge of the pin 18 in such an inclined position with respect to the basic direction that there is hardly any evidence of forces acting in the direction of a reinforcement. possible installment of the picot edge 1s ;. The base plate 19 of the peeler pin is made in a width and a height such that it is guided in the notch produced by the chain cutting arm 11. The boundary surface of the base plate, arranged vertically and facing to the non-notched charcoal bed acts mainly like a planer sole in that a deflection of the cutting edge of the pin in the non-notched charcoal seam is prevented.
In this way, a relatively smooth cutting surface is obtained with the guarantee of maintaining as uniform a span width as possible.
All these measures with a view to perfect guiding of the detaching pin make it possible to fully use the striking power of the piston 25. In addition, as a result of the discharge of the towing arm 16 obtained by these measures, it is created the possibility of using the said arm as a regulator between the chopper and the striker device, respectively of clearing. For this purpose, the towing arm 16 is pressed against a spring fixed to the shear housing by means of a cleat 47, extending beyond the point of articulation 15 and having the form of a lever with two arms, and is held in its normal position; on the other hand, any jerking of the striker device is suppressed with the chopper (see fig. 17).
In the supply line 32 of the fuel, there has been shown in the towing arm 16 respectively in its extension 47, a valve 49, normally used to throttle the air leading to the striker device or to cut it completely in the presence of a loss. tension of the cable 17. If now resistances of a certain magnitude appear at the detacher pin 18, the
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striker device and the mucking device remain in a backward position relative to the chopper, the towing arm swinging backwards as shown in Figure 7. At the same time, a stop pin 50 pushes, the valve 49 against a stop 51 , provided in the crankcase of the cutter, thus opening the valve 49 and supplying a greater quantity of air to the striker cylinder.
After the resistance has been overcome by an increase in the striker effect or even by the increase in the number of shocks, the spring 48 returns the towing arm to its starting position, at the same time bringing back the air supply. at its normal power. Instead of increasing the stripping power of the detaching pin 18 in the presence of greater resistances, it is still possible to throttle the supply of air to the cutter by the oscillation of the towing arm 16. In any case, the shearer at any time has only to perform such pulling work as is necessary for the tension of the spring 48.
In order to guarantee at the same time the free introduction of the towing arm 16 into the notch, the towing arm itself, according to the embodiment of FIG. 13, is further provided with a clearing device, such as that an endless chain provided with scrapers and set in rotation, with a view to removing from the notch any coal that may have accumulated between the chain hauling arm 11 and the towing arm 16. In the embodiment shown in figure 18, the valve 49 for supplying air to the impact cylinder is made in a somewhat different way; in their operation on the other hand, the two executions are identical.
From the point of view of the coupling of the detaching pin 18 to the towing arm 16, the embodiment according to figure 20 differs from those of figures 1, 7 and 13 in that in the first, the firing cylinder 24 is articulated. by means of an arm with spherical joints 52 at the free end of the towing arm 16, that is to say the joint between the towing arm and the percussion device,
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is cbtenu avoiding the pin 18, so that it remains absolutely free in its movements, in its longitudinal direction, therefore in its direction of work. The ball joint arm 52, from which the impact cylinder 24 is suspended, is advantageously used at the same time for the supply of air for the impact cylinder.
The spherical joint-shaped fittings to the tow arm 16 on one side and the striker cylinder 24 on the other side, can be connected and sealed by means of a stiff cable, passing through the tube-shaped rod 52, while while keeping all its orientability. The mucking device 26 in the form of a ploughshare can still be moved in such a way that, instead of oscillating around a point, it can move in a back and forth movement over its entire surface. it suffices, to give it a relatively low shape to the part of the mucking machine performing this reciprocating movement, while above this there is provided a wider plow 53 stationary, by which the detached blocks of coals are evacuated laterally during the advancement of the device.
The final transport of the coal notched by the chain cutting arm 11 and detached by the detaching pin 18, respectively completely torn from the deposit by the mucking machine, with simultaneous crushing, can be carried out in different ways.
In the embodiment according to FIG. 1, a short conveyor 54 is provided above the cutter 10, arranged in the direction of the coal bed, in the form of a chain-drag conveyor, and controlled according to FIG. 4 by the chain wheels 55, mounted on the chopper 10, said wheels being controlled from their side by the chopper by means of a chain drive 56. The chain chopping arm 11 does not cut immediately above of the deposit, as can be seen from Figures 2 and 5, but on the other hand at a height equal to that of the
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carried out by means of plates 57 articulated therein. in proportion to the advancement of the shearer, the drag chain conveyor 54 is driven simultaneously with its guide trough by the shearer. If, in the presence of solid coal, the crushing of the coal bed is not carried out satisfactorily by the mucking machine 26, workers positioned laterally to the conveyor 54 can crush the incoming coals by means of mining hammers.
The drag chain conveyor 54 is arranged so that it rises in the direction of its free end (see figure 6) and is provided with a perpendicular outlet chute 58, which brings the coal to the conveyor device of the gallery in the tunnel. by means of conductive sheets 60, arranged between the auxiliary conveyor 54 and the main conveyor or the inclined plane 59 of the gallery. In order to be able to ensure the continuous transport of the coal, it is advantageous to use two conductive sheets 60, 60 ', the latter being advanced alternately in accordance with the progress of the shearer and the auxiliary conveyor 54.
After the extraction of the bench of coal detached by means of the extraction machine, one proceeds to the extraction by hand of the bench of coal remained on the deposit, before the installation of the final wooden construction of the gallery.
In the embodiment according to FIG. 7, instead of an auxiliary conveyor 54 according to FIG. 1, a conveyor belt 61, that is to say the lower end of the load belt, is passed through. - below the slobber. The conveyor is guided in a known manner at the entrance and at the end of the gallery on overturning rollers, the lower strand of the belt being carried by roller supports 62 placed on the deposit, the upper strand by against being carried by rollers 64 mounted in corresponding support supports 62.
As the cutter 10 advances, the lower end of the belt is lifted in front of the cutter by means of a guide bracket 65, so that the roller support 62, located immediately in front of the cutter
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machine, is constantly free and can be removed, so that it can be replaced behind the shearer under the lower end of the belt. Within the limits of the extraction machine, the lower strand is supported according to figure 9 by a surface of uidae 66 driven by the bavense itself, in the form of a blade, to ensure the loading sometimes of the lower bath of the conveyor belt. .
The passage to the notches arranged in an inclined manner in this case again takes place by means of cover plates 67, articulated at 68 to the conductive trough 66. Within the limits of the loading of coal on the lower strand of the conveyor belt 61, the upper strand is lifted by means of roller supports 69, rising almost to under the roof of the gallery.
Likewise, in the embodiment according to FIG. 20, use is made of an auxiliary conveyor 69, transferring the coal by means of an intermediate piece onto the conveyor 'II of the extraction gallery, in this case having the form of a baffle conveyor. The conductive troughs for the auxiliary conveyor can be composed of separate segments, in order to facilitate their transport to the place of assembly. In the embodiment according to FIG. 20, the sheets 72, making the passage from the notch to the auxiliary conveyor, are connected by means of rods to the striker cylinder, in order to provide a certain cohesion between the auxiliary conveyor 69 and the cylinder. striker 24.
As an auxiliary conveyor, instead of a drag chain conveyor, a belt conveyor or a shaker conveyor can be employed; finally, depending on local circumstances, it is preferable to use a glisSanie tank conveyor or an elevating conveyor in the form of a cylinder with piston and scraper plate, moving in a trough and pushing forward the coal to be transported. , lifting it at the same time, to finally hand it over to the gallery's main transporter
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extraction.
As a result of the raising of the chopper by the constructive height of the auxiliary conveyor, an advantage is obtained as the small amount of coal detached by the cutting arm @ with chains 11, respectively discharged from the notch by the chain clearing 52 of the towing arm 16, finds its natural departure, falling on the auxiliary conveyor arranged lower, This is all the more important that, in this way, it is produced, before the fall of the coal bank proper on the auxiliary conveyor, a cushion , by which the auxiliary conveyor, respectively the main conveyor according to Figures 7 and 8, is protected from damage caused by masses of coal suddenly crashing into the conveyor.,
In these constructions,
the different parts of the extraction machine are interconnected in an easily detachable manner., so that the whole machine, after cutting a field, can be placed on the conductive troughs of the auxiliary conveyor, to be brought back , at the same time as the slobber, at the entrance of the gallery.
CLAIMS.
1. Extraction machine for coals and other minerals, comprising a shear of known construction, serving to produce a notch directed in the longitudinal direction of the coal seam, the said driving shear, using a towing arm articulated therein and guided in the notch obtained precisely, a firing cylinder with detaching pin, by means of which the notched coal bed is detached from the non-notched layer with increased efficiency compared to that of a mine hammer (compressed air).