BR112020019689B1 - Aparelho de manipulação de material e máquina de mineração - Google Patents

Abstract

A presente invenção se refere a um aparelho para manipulação de material flexível adaptado para ser instalado sobre uma máquina de galeria subterrânea integral, compreendendo um membro de manipulação de material e um membro de ligação acoplado juntamente em uma maneira frontal-cauda por uma conexão conjunta, o membro de ligação na outra extremidade pode ser acoplado para uma estrutura de uma máquina de galeria subterrânea. A integridade de aparelho pode ser retraída para repousar sobre a lateral da estrutura de máquina, e mantida lá por certo recurso de bloqueio. O membro de manipulação de material pode ser girado em torno de dois eixos geométricos verticais separados e ser trazido para o exterior para uma posição frontal oblíqua, onde um ou mais recursos de bloqueio podem ser incluídos para segurar o membro de manipulação de material fixado no lugar relativamente para a estrutura de máquina.

Description

Campo da invenção

[0001] A presente invenção se refere a um aparelho de manipulação de material para recolhimento de material escavado repousando sobre o solo. O aparelho é adaptado para ser disposto sobre a lateral dianteira de uma máquina de galeria subterrânea para corte de minas e de túneis, especialmente em um minerador de broca para escavação de minas de potassa ou de sal.

Antecedentes

[0002] Em indústria de mineração, uma máquina de galeria subterrânea integral implementando método de corte mecânico é amplamente utilizada para desenvolver um túnel em um passe de corte único. O corte de uma tal máquina não requer adicionais movimentações para cima (ascendentes)/ para baixo (descendentes) na medida em que o envoltório rotativo do sistema de ferramenta de corte corresponde para o perfil de corte. Quando utilizando uma máquina de galeria subterrânea integral, um perfil de corte conseguido pelo sistema de corte da máquina possui uma dimensão correspondendo para o tamanho de perfil de túnel esperado. Por considerações econômicas e/ou técnicas, máquinas de corte frequentemente possuem um projeto (design) de largura limitada, enquanto a via (faixa) ou pista de túnel esperada necessita ser muito mais larga. Assim é requerido para a máquina de galeria subterrânea desempenhar múltiplos passes de corte paralelos. Durante o adicional passe de corte, o material cortado pode cair para fora sobre a lateral da máquina para o solo de túnel adjacente. Se o material é deixado sobre o solo sem ser coletado, isto resulta em perdas de material de minério escavado massivas, e apresenta sério impacto negativo sobre eficiência de mineração. De maneira tal a coletar estes materiais de minério, esforços adicionais, por exemplo, adicional operação de coleta em termos de ferramentas de máquina/caminhões extras podem ser necessitada/os.

[0003] A patente norte americana número US 4.363.519 descreve uma máquina de perfuração equipada com braços (26) e placas (31) de sujeira para auxiliar limpeza da sujeira sobre o solo. Referindo-se para a Figura 4, braços de recolhimento (26) são de substancial construção de feixe de caixa e são presos à extensão frontal (25) para movimento de articulação em ambos os planos horizontal e vertical por articulações (27) e (28), respectivamente, acionadas por cilindros hidráulicos (30) e (29). Este documento não dá nenhum ensinamento para uma máquina integral onde usualmente nenhum espaço livre é disponível paralelamente para o sistema de ferramenta de corte para um aparelho de manipulação de material. A estrutura de sujeira não tem capacidade para se retrair para uma posição de estacionamento onde a estrutura de sujeira é completamente escondida atrás do sistema de corte.

[0004] A patente inglesa número GB 2.397.313 também se refere a uma máquina de perfuração. Ela descreve uma pá (7) montada sobre uma montagem retrátil (10) para deslizamento da pá para o corpo (8). Similar para a patente norte americana número US 4.363.519, a máquina não é uma máquina integral, significando que o corpo (8) juntamente com a montagem (10) não funcionam se o sistema de ferramenta de corte possui uma largura correspondendo para a largura de perfil de corte [operação de extensão de pá (7) tem que ser bloqueada pelo sistema de ferramenta de corte].

Sumário

[0005] Para superar o problema acima descrito, uma solução é a de instalar, antes de um segundo ou adicional passe de corte, um recurso de arado temporário que possui uma estrutura fixada sobre a estrutura da máquina, para ajudar recolhimento de material de minério escavado encontrado sobre o solo. Entretanto, quando a máquina começa a cortar uma nova pista, ou começa um corte transversal (por exemplo, para cortar um túnel de conexão), um primeiro passe de corte fresco é para ser desempenhado onde um arado não é requerido, o recurso de arado temporário tem que ser destacado e removido para fora, na medida em que ele se estende para fora além do perfil de corte e obstrui a operação de corte. Para um subsequente segundo passe de corte, o recurso de arado temporário deverá ser reinstalado novamente.

[0006] Tal frequente montagem e desmontagem de um recurso de arado temporário durante operação de corte é pesada (incômoda) e dispendiosa. Na medida em que o recurso de arado é muito pesado e pode pesar várias toneladas, máquinas extras são necessitadas de maneira tal a instalar ou desmontar o arado para a/a partir da máquina. Este processo é consumidor de tempo e resulta em extenso tempo de inatividade da operação de máquina, por consequência, reduz o desempenho de corte da máquina. Em adição, existe um risco de causar dano aos (ferir os) operadores durante exposição da montagem na mina.

[0007] A presente invenção é direcionada em provisão de um aparelho de manipulação de material flexível adaptado para ser instalado sobre uma máquina de galeria subterrânea integral. O aparelho pode ser girado entre uma posição retraída (assim chamada de uma posição de estacionamento) e uma posição estendida (assim chamada de uma posição de trabalho). Na posição de trabalho, o aparelho de manipulação é situado sobre a lateral do sistema de corte e estendido substancialmente ao longo da ou paralelo para a direção longitudinal da máquina. Preferivelmente, ele se estende além da vanguarda do sistema de corte. Quando realocado para a posição de estacionamento, o aparelho é localizado atrás do sistema de corte, isto é, ele não se estende lateralmente ou transversalmente além do perfil de corte do sistema de corte. O aparelho é referido para ser flexível no sentido em que ele é deformável ou móvel entre uma posição de estacionamento e uma posição de trabalho, e ele não é uma estrutura fixada (uma estrutura fixada deveria requerer frequente operação de montagem e desmontagem). O aparelho é móvel entre posições retraídas e estendidas, de maneira tal que não é necessário desmontar o mesmo quando não está em uso. Em consequência disso, tempo de operação valioso é economizado e o tempo de inatividade de máquina é reduzido. Também a força humana e equipamento extra para montagem/desmontagem do aparelho de manipulação de material são, então, não requeridos.

[0008] É um objetivo da presente invenção o de proporcionar um aparelho de manipulação de material que possui um conjunto de posições de trabalho. Este é um requerimento para uma máquina de galeria subterrânea integral que tem capacidade para cortar perfis de corte variáveis - possuindo diferentes larguras e/ou alturas, por exemplo, corte por seções de corte extensíveis sobre o tambor ou rotores de corte. O aparelho de manipulação de material é projetado de maneira tal que pode ser posicionado e bloqueado em uma posição de trabalho seletivamente a partir de um conjunto de posições de trabalho enquanto de manutenção de seu membro de manipulação de material substancialmente paralelo para a direção longitudinal da máquina (ou em um ângulo agudo pré- definido em relação à direção longitudinal da máquina). Isto é conseguido na medida em que o aparelho é configurado como uma deformável e uma flexível estrutura, ao invés de uma estrutura rígida. O membro de ligação serve como uma ligação flexível que permite que o membro de manipulação de material venha a ser posicionado em várias posições de trabalho.

[0009] O objetivo da presente invenção é conseguido por provisão de um aparelho de manipulação de material compreendendo um membro de manipulação de material e um membro de ligação acoplado juntamente de uma maneira frente-cauda por uma conexão conjunta, o membro de ligação na outra extremidade pode ser acoplado a uma estrutura de uma máquina de galeria subterrânea. A integridade de aparelho pode ser retraída para repousar sobre a lateral da estrutura de máquina, e mantida naquela posição por determinados recursos de bloqueio. Em estado (status) retraído, o membro de manipulação de material e o membro de ligação são dobrados juntamente, por consequência, a integridade de aparelho toma (ocupa) menos espaço. Especialmente possuindo largura mais estreita, o aparelho consequentemente não excede ou se estende além de uma largura que corresponde para um perfil de corte ou o perfil de corte mínimo. O membro de manipulação de material pode ser girado ou rotacionado em torno de pelo menos dois eixos geométricos verticais separados e ser trazido para o exterior para uma posição frontal oblíqua, onde ele possui uma orientação primordialmente paralela à direção longitudinal da máquina. Um ou mais recursos de bloqueio podem ser incluídos para segurar o membro de manipulação de material fixado no lugar em relação à estrutura de máquina.

[0010] Em concordância com um aspecto da presente invenção, é proporcionado um aparelho de manipulação de material incluindo: um membro de manipulação de material para recolhimento de material escavado repousando sobre o solo, possuindo uma superfície inferior substancialmente plana e uma altura; um membro de ligação; o membro de manipulação de material acoplado ao membro de ligação na extremidade distal do mesmo por uma primeira conexão conjunta pelo menos possibilitando que o membro de manipulação de material venha a rotacionar em torno de um eixo geométrico de rotação vertical; o membro de ligação em sua extremidade proximal possuindo pelo menos uma parte de uma disposição conjunta para formar uma segunda conexão conjunta com uma estrutura de máquina, a segunda conexão conjunta pelo menos possibilitando que o membro de ligação venha a rotacionar em torno de um eixo geométrico de rotação vertical; um recurso de retenção (segurar) para prevenir uma movimentação do membro de manipulação de material em uma posição de trabalho em relação à estrutura de máquina. O recurso de retenção é configurado para ser acoplado entre o membro de manipulação de material e a estrutura de máquina; alternativamente, o recurso de retenção é configurado para ser acoplado entre o membro de ligação e a estrutura de maquina, e entre o membro de manipulação de material e o membro de ligação.

[0011] Em uma concretização, o recurso de retenção inclui uma montagem de bloqueio disposta sobre o membro de ligação, e/ou um mecanismo de bloqueio sobre o membro de ligação, e/ou um sistema de alavanca sendo disposto sobre extremidades opostas. Ele pode ser um projeto (design) de trava ou de um trinco ou de um de plugue de soquete ou os assemelhados. Ele pode incluir vários elementos para impedir a movimentação entre o membro de manipulação de material, e/ou o membro de ligação e/ou a estrutura de máquina, ou uma combinação dos mesmos.

[0012] Preferivelmente, o aparelho de manipulação de material adicionalmente inclui pelo menos um recurso de tração para acionamento de uma movimentação do membro de manipulação de material em um plano horizontal entre uma posição de estacionamento e uma posição de trabalho; preferivelmente, o pelo menos um recurso de tração também funciona como o recurso de retenção, o que significa dizer, o recurso de retenção e o recurso de tração são integrados em uma unidade idêntica, o recurso de tração na posição de trabalho pode ser utilizado como recurso de retenção para conseguir um efeito de freio e de bloqueio. Preferivelmente, o recurso de tração inclui um cilindro hidráulico, ou um guincho de corrente, ou um motor, ou uma combinação dos mesmos. Um cilindro hidráulico pode ser controlado por um circuito hidráulico possuindo uma válvula solenóide, o controle da qual pode ser facilmente integrado em um sistema automação. Um guincho de corrente pode ser estacionariamente fixado e sua corrente pode ser motoramente enrolada e desenrolada. Um motor pode ser energizado eletricamente/hidraulicamente e preferivelmente inclui um mecanismo de engrenagem para redução da velocidade de rotação, seu eixo rotativo pode ser acoplado ao membro de manipulação de material ou ao membro de ligação.

[0013] Preferivelmente, cada uma da primeira conexão conjunta e da segunda conexão conjunta é uma articulação ou dobradiça de pino possuindo um eixo geométrico de rotação vertical. Neste caso, o membro de manipulação de material pode ser inteiramente suportado e transportado sobre o membro de ligação. Entretanto, é possível utilizar outra espécie de conexão conjunta, tal como junta de esfera ou junta universal, possibilitando movimentação em todas as direções, neste caso, o membro de manipulação de material pode ser equipado com rodas ou rolos sobre sua lateral, para transportar o peso do membro de manipulação de material para o solo.

[0014] Em uma concretização, o recurso de tração incluindo um primeiro e segundo braços articuladamente presos juntamente em uma extremidade de cada braço, a outra extremidade do segundo braço é acoplada ao membro de manipulação de material, a outra extremidade do primeiro braço é configurada para ser articuladamente acoplada à estrutura de máquina em uma posição de base se afastando a partir da segunda conexão conjunta, o recurso de tração incluindo um acionador disposto entre o primeiro e segundo braços para provisão de um deslocamento angular dentre os mesmos. O primeiro e segundo braços são configurados para formar uma estrutura configurada em V deformável que pode ser fechada ou aberta pelo acionador.

[0015] Opcionalmente, o acionador inclui um cilindro hidráulico, com uma extremidade articuladamente presa a um ponto intermediário do segundo braço, com a outra extremidade articuladamente presa ao primeiro braço ou para a posição de base. A utilização de um cilindro único para tracionar o aparelho de manipulação de material torna o controle de movimentação mais fácil.

[0016] Em uma outra concretização, o recuso de tração inclui um primeiro cilindro hidráulico, em que uma extremidade do primeiro cilindro hidráulico é articuladamente acoplada ao membro de ligação em uma posição se afastando a partir da segunda conexão conjunta, a outra extremidade é configurada para ser articuladamente acoplada à estrutura de máquina em uma posição de base se afastando a partir da segunda conexão conjunta; o recurso de tração adicionalmente inclui um segundo cilindro hidráulico, cuja uma extremidade é articuladamente acoplada à extremidade distal do membro de ligação, a outra extremidade é articuladamente acoplada ao membro de manipulação de material em uma posição remota a partir da primeira conexão conjunta.

[0017] Preferivelmente, o membro de manipulação de material inclui uma abraçadeira e um painel de transporte, o painel de transporte é articuladamente preso à abraçadeira por intermédio de uma conexão de articulação possuindo um eixo geométrico de rotação horizontal, a abraçadeira é acoplada ao membro de ligação por uma conexão de articulação possuindo um eixo geométrico de rotação vertical. O painel de transporte pode estar na forma de placa reforçada, sua extremidade distal pode ser livremente elevada ascendentemente quando a placa corre em cima de um solo irregular, ou declive inclinado, ou rampa local, isto possui o benefício de evitação de um dano para o aparelho de manipulação de material por um solavanco (colisão) sobre solo irregular durante um processo de corte, isto é, quando a máquina avança.

[0018] Opcionalmente, o painel de transporte inclui uma parte superior e uma parte inferior que é acoplada de forma móvel à parte superior, e um recurso de acionamento que é adaptado para elevar e abaixar a parte inferior em relação à parte superior. Uma tal configuração (instalação) facilita a realocação do membro de manipulação de material entre as posições de estacionamento e de trabalho. Na posição de trabalho a parte inferior descende para fechar a fenda entre a parte inferior e o solo, em consequência disso para habilitar eficientemente coleta de material sobre o solo; enquanto durante a realocação, a parte inferior que possui peso muito mais leve do que a parte superior é facilmente elevada - sem a necessidade para elevar a integridade de painel pesado, devido para o fato de suficiente espaço sendo presente sob a parte inferior, a realocação é em consequência disso não sendo bloqueada por solo irregular.

[0019] Opcionalmente, o recurso de retenção inclui um membro móvel para bloqueio do membro de ligação na posição de estacionamento ou na posição de trabalho, o membro móvel sendo espaçado separado a partir da segunda conexão conjunta, e possuindo uma contraparte sendo adaptada para se engatar com uma parte complementar de uma extensão da estrutura de máquina de maneira tal que uma movimentação de rotação do membro de ligação é prevenida; preferivelmente o membro móvel é móvel ascendentemente ou descendentemente sobre acionamento por um cilindro hidráulico, preferivelmente o membro móvel é um pino possuindo uma protrusão (protuberância) como a contraparte, e a parte complementar é um recesso.

[0020] O membro móvel funciona como um trinco que pode possuir um recesso de trinco sobre ele, quando o recesso de trinco é alinhado com a extensão da estrutura de máquina, ele possibilita que o membro de ligação venha a rotacionar livremente, de outra forma ele bloqueia a rotação. O deslocamento do membro móvel dentro do membro de ligação pode somente ser possibilitado pela parte complementar ou um recesso da extensão da estrutura de máquina em certas situações, isto é, quando o membro de ligação está na posição de estacionamento ou na posição de trabalho.

[0021] Opcionalmente, o recurso de retenção inclui um membro móvel para bloqueio do membro de manipulação de material em relação ao membro de ligação na posição de estacionamento ou na posição de trabalho, o membro móvel sendo espaçado separado a partir da primeira conexão conjunta, e possuindo uma contraparte sendo adaptada para se engatar com uma parte complementar sobre uma extensão do membro de ligação de maneira tal que uma movimentação de rotação do membro de manipulação de material em relação ao membro de ligação é prevenida; preferivelmente o membro móvel é móvel ascendentemente ou descendentemente sobre acionamento por um cilindro hidráulico, preferivelmente o membro móvel é um pino possuindo uma protrusão (protuberância) como a contraparte, e a parte complementar é um recesso.

[0022] Em concordância com um aspecto adicional da presente invenção, é proporcionada uma máquina de mineração possuindo uma estrutura de máquina e um sistema de ferramenta de corte montado sobre a estrutura, a máquina de mineração adicionalmente incluindo um aparelho de manipulação de material conforme definido em qualquer uma das concretizações precedentes, em que o aparelho é acoplado à estrutura de máquina de maneira tal que, quando posicionado em uma posição de trabalho, o membro de manipulação de material é situado sobre uma lateral do e substancialmente próximo a o sistema de ferramenta de corte, e preferivelmente se projeta a partir da vanguarda do sistema de ferramenta de corte. Preferivelmente, na posição de trabalho o membro de manipulação de material é posicionado substancialmente paralelo para a direção longitudinal de máquina, ele pode ser configurado para apontar ou se inclinar ligeiramente exteriormente ou em uma extensão. Opcionalmente, o sistema de ferramenta de corte ou uma parte do mesmo pode ser montado sobre a estrutura por intermédio de um sistema de engrenagem.

[0023] Em uma concretização, o sistema de ferramenta de corte inclui um tambor de corte de fundo possuindo eixo geométrico de rotação transversal horizontal, o tambor de corte incluindo uma pluralidade de ferramentas de corte dispostas inclinadas ascendentemente e/ou para dentro e/ou em um padrão em espiral sobre a circunferência. As ferramentas de corte sobre o tambor de corte de fundo de rotação auxiliam a trazer material escavado coletado pelo aparelho de manipulação de material para se movimentar em direção da área central de máquina, e adicionalmente a guiar e a alimentar o material em cima de um transportador de correia.

[0024] Em uma outra concretização, o sistema de ferramenta de corte inclui pelo menos um rotor de corte possuindo um eixo geométrico de rotação longitudinal horizontal, cada rotor possuindo pelo menos um braço de rotor e um recurso assemelhado à pá disposto sobre o mesmo. O recurso assemelhado à pá ou a caçamba de carregamento se estendendo para trás (oposta para as brocas de corte), preferivelmente o recurso assemelhado à pá ou a caçamba de carregamento ou uma adicional pá é extensível e retrátil sobre o braço de rotor - por exemplo, disposto/a sobre uma seção de corte extensível. Preferivelmente inclui uma pluralidade de ferramentas de corte inclinadas para dentro dispostas sobre o pelo menos um braço de rotor. Durante operação, os braços de rotor de rotação (o rotor de corte direito rotacionando em direção horária, o rotor de corte esquerdo rotacionado em direção anti-horária, observados a partir da frente, Figura 1A) sob a ajuda de recurso assemelhado à pá trazem material escavado coletado pelo aparelho de manipulação de material para a área central de máquina.

[0025] Enquanto concretizações preferidas da presente invenção tenham sido ilustradas, e descritas, irá ser compreendido que mudanças e modificações podem ser feitas nas mesmas sem afastamento a partir da presente invenção em seus aspectos mais amplos.

Breve descrição dos desenhos

[0026] Uma implementação específica da presente invenção irá agora ser descrita, por intermédio de exemplo unicamente, e com referência para os desenhos acompanhantes nos quais:

[0027] A Figura 1A é uma vista em perspectiva de uma máquina de galeria subterrânea equipada com um aparelho de manipulação de material em concordância com uma implementação específica da presente invenção;

[0028] A Figura 1B é uma vista frontal parcial de uma máquina de galeria subterrânea equipada com um aparelho de manipulação de material em concordância com uma implementação específica da presente invenção;

[0029] A Figura 1C é uma vista de topo parcial de uma máquina de galeria subterrânea equipada com um aparelho de manipulação de material em concordância com uma implementação específica da presente invenção;

[0030] A Figura 2A é uma vista de elevação de um aparelho de manipulação de material em concordância com uma implementação específica da presente invenção;

[0031] A Figura 2B é uma vista plana mostrando o aparelho de manipulação da Figura 2A;

[0032] A Figura 3 é uma vista em perspectiva de um aparelho de manipulação de material em concordância com uma adicional implementação específica da presente invenção;

[0033] A Figura 4 é uma vista em perspectiva parcial mostrando uma seção transversal de um aparelho de manipulação de material em sua posição de estacionamento;

[0034] A Figura 5 é uma vista em perspectiva mostrando uma seção transversal de um membro de ligação; e:

[0035] A Figura 6 é uma vista em perspectiva de um aparelho de manipulação de material em concordância com uma implementação específica da presente invenção, observada a partir da lateral interna da máquina.

Descrição detalhada

[0036] A Figura 1A mostra uma máquina de galeria subterrânea possuindo um sistema de corte que tem capacidade de corte de um perfil de corte retangular. A máquina é equipada com um aparelho de manipulação de material (100) em concordância com uma implementação específica da presente invenção. O aparelho de manipulação de material (100), referido como um arado, está em sua posição retraída, e pode ser girado ao longo de uma direção indicada pela flecha para uma posição de trabalho que é ilustrada pelas linhas tracejadas.

[0037] A máquina de galeria subterrânea inclui um mecanismo de deslocamento de autopropulsão, tal como uma esteira. O mecanismo de deslocamento transporta, por exemplo, por intermédio de um trem de aterragem (um subchassi), uma estrutura de máquina (114) que carrega sobre ele uma lança (longarina) de corte, a lança por sua vez suporta um par de cabeças de perfuração rotativas ou assim chamadas cabeças de corte rotativas (121) e (122) possuindo uma construção similar. A lança de corte pode ser ajustada na direção vertical por um aparelho de ajustamento apropriado, por exemplo, cilindros hidráulicos.

[0038] O par de cabeças de corte (121) e (122) é disposto parcialmente lado a lado sobre a frente da máquina, cada uma possuindo um eixo geométrico de rotação horizontal (125, 126) substancialmente alinhado com a direção longitudinal da máquina. Cada cabeça de corte é um rotor de corte de três braços, cada braço do mesmo pode carregar elementos de corte discretos assegurados sobre o mesmo e incluir uma seção de corte (128) que é extensível e retrátil na direção radial. Cada braço adicionalmente inclui um componente assemelhado à pá ou raspador ou recurso de arado ou uma caçamba de carregamento ou os assemelhados (não mostrados) para direcionamento de material escavado, preferivelmente o componente assemelhado à pá ou os assemelhados é extensível e retrátil juntamente com a seção de corte (128). As duas cabeças de corte (121) e (122) podem ser tracionadas em direções de rotação mutuamente opostas de uma maneira sincronizada.

[0039] Embora cabeças de corte rotativas de três braços (121) e (122) sejam descritas, deveria ser compreendido que cabeças de perfuração possuindo outras configurações poderiam ser utilizadas. Qualquer configuração de cabeça de perfuração rotativa, tal como cabeça de perfuração de dois braços ou de braço único ou as assemelhadas, podem ser utilizadas.

[0040] A máquina de galeria subterrânea adicionalmente inclui um par de tambores de corte (120) e (123) cada um possuindo um eixo geométrico de rotação horizontal (124, 131) que é transversal para a direção longitudinal da máquina. Os tambores de corte são montados, respectivamente, sobre braços de suporte de tambor que são articuláveis em torno de um respectivo eixo geométrico paralelo para o eixo geométrico de rotação dos tambores de corte, tracionados por cilindros hidráulicos, de maneira tal que os tambores de corte possam ser elevados e abaixados em relação à estrutura de máquina (114) ou lança de corte, respectivamente. Cada tambor de corte pode incluir em cada extremidade uma seção de extremidade extensível (127) que é conectada com a porção central do tambor de corte pela ajuda de uma conexão positiva de uma maneira protegida contra rotação, ainda assim deslocável na direção do eixo geométrico de rotação do tambor de corte.

[0041] Uma pluralidade de unidades de corte é montada sobre os tambores de corte (120) e (123), espaçados separados em um padrão específico. Por exemplo, sobre a circunferência dos tambores de corte o padrão pode ser uma espiral ou série de espirais, ou um padrão helicoidal.

[0042] A Figura 1A adicionalmente mostra um dispositivo de reboque (130), por exemplo, um transportador de corrente, que se estende na direção longitudinal da máquina além da extremidade da estrutura de máquina (114) para descarga do material escavado na traseira.

[0043] A Figura 2A mostra uma vista plana de elevação de um arado (100) em concordância com uma concretização da presente invenção, observada a partir da lateral externa da máquina. A Figura 2B é uma vista plana mostrando um arado da Figura 2A. O arado (100) é descoberto em sua posição de trabalho, que inclui um membro de manipulação de material (101) [referido como uma aiveca (mouldboard)] montada em um membro de ligação (102) por intermédio de uma primeira conexão conjunta (103). A primeira conexão conjunta (103) pode ser um pino ou dobradiça de articulação e os assemelhados, a aiveca (101) inclui em sua extremidade proximal um pino ou parafuso que pode ser inserido para um receptáculo de pino descoberto na extremidade distal do membro de ligação (102). O membro de ligação (102) pode ser acoplado à estrutura de máquina (114) em uma conexão conjunta (104) similar para a primeira conexão conjunta (103). A estrutura de máquina (114) pode incluir uma parte de extensão (303) na forma de ressalto ou haste de fundição possuindo um pino ou parafuso que pode ser inserido para um receptáculo de pino descoberto na extremidade proximal do membro de ligação (102).

[0044] A aiveca (101) inclui uma abraçadeira (141) e um painel de transporte (142), a abraçadeira (141) é montada sobre o membro de ligação (102) por intermédio de uma conexão de pino (103), o painel de transporte (142) pode ser uma placa reforçada por nervuras possuindo forma retangular, e é verticalmente orientada ou ligeiramente inclinada (inclinada para o exterior em sua posição de trabalho, ver a Figura 1B), é articuladamente montada sobre a abraçadeira (141) por intermédio de uma conexão de pino (112) possuindo eixo geométrico de rotação horizontal, a parte inferior do painel (142) repousa contra a abraçadeira (141). A conexão de pino (112) possibilita que o painel (142) venha a livremente rolar em sentido anti-horário, quando o painel (142) corre para um solavanco ou inclinação sobre o solo.

[0045] Uma variedade de recursos de retenção pode ser implementada de maneira tal a bloquear a aiveca (101) em uma posição fixada. Quando a máquina avança e empurra o material escavado para frente, o arado (100) deverá suportar uma força contrária em sua posição de trabalho. Esta força pode ser largamente absorvida por recurso de bloqueio, tal como uma alavanca (109), um mecanismo de trava (301) e (305), e um sistema de alavanca (105).

[0046] Como um suporte de retenção, uma alavanca (109) é adicionada para auxiliar a fixar o membro de ligação (102) no lugar, sua uma extremidade é para ser assegurada sobre a estrutura de máquina (114) em um ponto de articulação (115), a outra extremidade (116) é conectada ao membro de ligação (102). De maneira tal a se adaptar para diferentes posições de trabalho da aiveca (101), a alavanca é telescópica ou ajustável em seu comprimento ou simplesmente substituída por uma alavanca de outro comprimento requerido. Ela pode incluir uma fenda para receber um pino do membro de ligação (102) em posição ligeiramente ajustável. A alavanca (109) é para ser montada quando a aiveca (101) alcança sua posição de trabalho, e destacada antes que a aiveca (101) venha a retornar para sua posição de estacionamento.

[0047] Um sist ema de alavanca (105) pode ser implementado para retenção da aiveca (101). Ele inclui um primeiro braço (106) e um segundo braço (107) articulado (dobrado) juntamente em uma maneira frontal-cauda para construir uma estrutura configurada em V deformável. A extremidade proximal do primeiro braço (106) é articuladamente assegurada em cima da estrutura de máquina (114) em um ponto de articulação vertical (110). A extremidade distal do segundo braço (107) é articuladamente conectada à aiveca (101) em um ponto de articulação (111). Adicionalmente, um cilindro hidráulico (108) é disposto para fixação e manutenção da estrutura configurada em V. Sua uma extremidade é articuladamente conectada ao segundo braço (107) em uma posição intermediária, a outra extremidade é articuladamente conectada ao primeiro braço (106) ou no ponto de articulação (110). Para a função de retenção, o cilindro hidráulico (108) necessita ser pressurizado, por exemplo, para ser mantido em uma pressão constante. O cilindro hidráulico (108) pode ser “embutido” dentro dos espaços de abertura do primeiro e segundo braços (106, 107) (Figura 6, Figura 2A).

[0048] A localização do conjunto de pontos de articulação (110) e (111) e (103) pode ser escolhida de maneira tal que na posição de trabalho a primeira conexão de articulação (103) é espaçada separada a partir de uma linha conectando ambas as extremidades (110) e (111) do sistema de alavanca (105). A primeira conexão de articulação (103) é localizada na mesma lateral como o membro de coleta de material (101) em relação à linha. Isto possibilita que a aiveca (101) venha a oscilar para o exterior sobre retração do cilindro (108).

[0049] Um mecanismo de trava (301), e bem como mecanismos de trava (304) e (305) são ilustrados nas Figuras 4 e 5.

[0050] A Figura 4 é uma vista em perspectiva parcial mostrando uma seção transversal horizontal de um arado em sua posição de estacionamento. A Figura 5 é uma vista em perspectiva mostrando uma seção transversal vertical de um membro de ligação. A estrutura de máquina (114) inclui uma parte ou assento ou ressalto de extensão (303) possuindo um pino ou parafuso que pode ser inserido para um receptáculo de pino (321) descoberto em uma extremidade proximal do membro de ligação (102). A parte de extensão (303) possui localmente uma circunferência substancialmente circular que é coaxial com a conexão conjunta (104), a parte de extensão (303) possui um conjunto de recessos (311, 312) sobre a circunferência circular. A abraçadeira (141) possui uma parte de extensão (304) que é coaxialmente rotacionável em torno da conexão conjunta (103). A parte de extensão (304) possui localmente uma circunferência substancialmente circular onde a parte de extensão (304) possui um conjunto de recessos (313, 314).

[0051] Voltando-se para o membro de ligação (102), sua extremidade proximal inclui um par de receptáculos de pino (321) que tem capacidade de recepção de um pino ou parafuso para formar uma conexão de dobradiça com a parte de extensão (303). Similarmente, sua extremidade distal inclui um par de receptáculos de pino (322) que tem capacidade de recepção de um pino a partir da abraçadeira (141) para formar a conexão conjunta (103).

[0052] Um par de feixes de trava paralelos, também referido como membros movíveis (301) e (305) são parte da montagem de bloqueio são incorporados de forma móvel ou deslizável ao membro de ligação (102), com um conjunto de recessos (307) e (309) sobre os mesmos. Os feixes de trava paralelos são conectados para um feixe de conexão comum (310) que é deslocável verticalmente entre um conjunto de posições, acionados por um cilindro hidráulico (302). O cilindro hidráulico (302) é integrado no membro de ligação (102), e é acoplado ao meio do feixe de conexão (310).

[0053] Quando alinhado com a parte de extensão (303), o recesso (309) possibilita que a parte de extensão (303) venha a livremente passar através, por consequência permitindo que o membro de ligação (102) venha a livremente rotacionar em torno da conexão conjunta (104) durante realocação da aiveca (101). Quando o membro de ligação (102) se situa na posição de estacionamento ou uma posição de trabalho, o recesso (311, 312) permite que o feixe de trava (305) venha a se movimentar livremente para baixo, até que uma protrusão (308) sobre o feixe de trava (305) se engata complementarmente com o recesso. Em consequência disso, a rotação do membro de ligação (102) em torno da conexão conjunta (104) é impedida.

[0054] Recurso de retenção similar está presente entre a aiveca (101) e o membro de ligação (102). O recesso (307) sobre o feixe de trava (301) pode possibilitar que a parte de extensão (304) da aiveca (101) venha a passar livremente através, por consequência permitindo que a aiveca (101) venha a rotacionar livremente em torno da conexão conjunta (103) na posição de estacionamento ou em uma posição de trabalho. O recesso (313, 314) permite que o feixe de trava (301) venha a se movimentar livremente para baixo, até que uma protrusão (306) sobre o feixe de trava (301) venha a se engatar complementarmente com o recesso (313, 314), em consequência disso para prevenir a rotação relativa entre a aiveca (101) e o membro de ligação (102) em torno da conexão conjunta (103).

[0055] Uma montagem de bloqueio compreendendo um trinco de bloqueio (113) (Figura 2B) e os membros movíveis (301, 305). A montagem de bloqueio pode ser empregada para cooperação com um conector sobre a ponta da aiveca (101), de maneira tal a assegurar a aiveca (101) fixada contra o membro de ligação (102), quando alcançando uma posição de trabalho. Um travão (117) é adicionado sobre a estrutura de máquina (114) para confinar contra o membro de ligação (102) para limitar sua rotação adicional.

[0056] Para lidar com diferentes larguras de perfil de corte, um adicional sistema de recurso de retenção pode ser facilmente implementado ou adaptado com base sobre uma segunda posição de trabalho, por exemplo, por escolha de uma alavanca telescópica (109) ou simplesmente utilizando uma alavanca possuindo um outro comprimento, ou assegurar que o cilindro hidráulico (108) venha a possuir suficiente comprimento de curso de êmbolo, ou provisão de adicional recesso sobre a parte de extensão (303) da estrutura de máquina e sobre a parte de extensão (304) da aiveca (101). O trinco de bloqueio (113) e travão (117) é ajustável ou móvel em posição, ou um adicional pode ser adicionado.

[0057] Adicionalmente, um prendedor (118) sobre a estrutura de máquina (114) pode seguramente fixar a aiveca na posição de estacionamento.

[0058] Nas concretizações ilustradas acima, a parte de extensão (303) é descrita como uma parte da estrutura de máquina (114), entretanto, ela pode ser implementada como uma parte do membro de ligação (102). Neste caso, a parte de extensão (303) é firmemente montada sobre a estrutura de máquina (114) e inclui ou transporta a segunda conexão conjunta (104), a parte remanescente do membro de ligação (102) é conectada em munhão ou articuladamente acoplada sobre a parte de extensão (303) em torno da segunda conexão conjunta (104).

[0059] Um sistema de alavanca (105) incluindo a alavanca telescópica (109) e um primeiro e segundo cilindro (205, 206) podem ser utilizados para tração da aiveca (101), em adição para sua utilização como um recurso de retenção. O cilindro hidráulico (108) serve para abertura e fechamento da estrutura configurada em V, quando a aiveca (101) está na posição de estacionamento, a estrutura configurada em V está em seu estado fechado, o cilindro hidráulico (108) é não pressurizado; uma vez que o cilindro hidráulico (108) é pressurizado sob o controle de um circuito hidráulico, por exemplo, possuindo uma válvula solenóide, ele abre a estrutura configurada em V, até que a aiveca (101) alcança uma posição de trabalho.

[0060] Referindo-se para a Figura 6, a configuração (o ajuste) da aiveca (101) é mostrada, o painel de transporte (142) inclui uma placa superior (401) e uma placa inferior (402) que é verticalmente deslizavelmente acoplada sobre a placa superior (401), o movimento de deslizamento é guiado por uma borda de cobertura (403), com a ajuda de um cilindro hidráulico (207) (ver a Figura 3). O cilindro (207) é montado sobre a lateral oposta do painel (142) e orientado substancialmente vertical (perpendicular), ele interconecta a placa inferior (402) para a placa superior (401).

[0061] A Figura 3 mostra um arado em concordância com uma adicional implementação específica da presente invenção. A aiveca (101) e o membro de ligação (102) possuem estrutura similar como a da concretização precedente como é ilustrado com base sobre a Figura 2A e a Figura 2B. O arado (100) inclui um primeiro cilindro hidráulico (205) articuladamente acoplado entre um ponto de articulação (208) sobre a estrutura de máquina (114) e um conector intermediário (209) do membro de ligação (102), o cilindro (205) é operável como um recurso de tração para girar o membro de ligação (102), também como um recurso de retenção para bloquear giro do membro de ligação (102) ao ser pressurizado.

[0062] O arado (100) adicionalmente inclui um segundo cilindro hidráulico (206) articuladamente acoplado entre um ressalto articulado (210) do membro de ligação (102) e uma nervura (211) da aiveca (101) que é remota a partir do ressalto (210). Este cilindro (206) é operável como um recurso de tração para ajustar a posição do membro de manipulação (101) em relação ao membro de ligação (102). O cilindro também serve como um recurso de retenção para bloquear o membro de manipulação (101) em relação ao membro de ligação (102) em uma posição de trabalho ao ser pressurizado. O primeiro e o segundo cilindro (205) e (206) são parte do sistema de alavanca.

[0063] A Figura 1B representa uma vista frontal parcial do arado da máquina de galeria subterrânea que foi estendida para sua posição de trabalho. A Figura 1C é uma correspondente vista de topo parcial de uma máquina de galeria subterrânea da Figura 1B onde o número de referência (121) nesta figura indica um traço de um rotor de corte. O arado (100) é posicionado substancialmente paralelo para a direção longitudinal de máquina, situado sobre uma lateral do e substancialmente próximo para o sistema de ferramenta de corte, deixando menos espaço livre entre o painel de transporte (101) e o tambor de fundo (120), a aiveca se estende para frente por cerca de 500 mm além do rotor de corte e é configurada para ligeiramente apontar ou se inclinar exteriormente, estes ajudam coletar e guiar o material cortado pelo rotor de corte (121), os tambores de corte de topo e de fundo.

[0064] Para um primeiro passe de corte, o arado (100) está em seu estado retraído e repousa em sua posição de estacionamento, ele deverá não se projetar além do perfil de corte, até mesmo um mais estreito. Quando um segundo passe de corte, corte de nicho, corte transversal está para ser desempenhado, o recurso de tração (105) é acionado para girar a aiveca (101) em torno de 180 graus para a área frontal da máquina para alcançar uma posição de trabalho.

[0065] No caso de corte de um perfil mais estreito, o membro de ligação (102) se movimenta para uma posição de trabalho formando um ângulo agudo menor em relação à direção longitudinal de máquina, a aiveca (101) está ainda substancialmente alinhada com a e paralela à direção longitudinal de máquina e segurada no lugar por correspondente recurso de retenção. Isto é dependente da largura de perfil de corte requerida, a aiveca (101) pode ser posicionada em diferentes posições de trabalho ajustáveis e ser bloqueada no lugar. Um tamanho similar de espaço livre entre o painel de transporte (101) e o tambor de fundo (120) é, entretanto, mantido preferivelmente mantido em um mínimo.

[0066] Quando a máquina de galeria subterrânea avança, isto é, durante operação de corte, material escavado caindo sobre o solo pode se empilhar e se juntar dentro da região entre o arado (100) e o sistema de ferramenta de corte, o material é extraído próximo e forçado para frente pela movimentação de máquina. Uma pluralidade de ferramentas de corte inclinadas para dentro dispostas sobre o braço de rotor pode transferir material escavado em direção da área central da máquina. Em adição, o braço de rotor rotativo (direção de rotação ver a Figura 1A) incluindo um recurso assemelhado à pá ou raspador ou recurso de arado para direcionar ou varrer material escavado em direção da área central da máquina. Simultaneamente, juntamente com a rotação do tambor de corte de fundo (rotacionando em direção anti-horária, observada a partir da lateral do arado, Figura 1A), uma pluralidade de ferramentas de corte inclinadas ascendentemente e/ou para dentro dispostas em padrão em espiral sobre a circunferência do tambor auxiliam a trazer material escavado em direção da área central da máquina, por outro lado revolvem o material recolhido na área central para o transportador de correia central.

[0067] A máquina de galeria subterrânea pode ser utilizada na indústria de mineração para corte de minas e de túneis, especialmente para aplicação em uma mina de potassa ou em uma mina de sal.

Claims (12)

1. Aparelho (100) para manipulação de material escavado, caracterizado por compreender: - um membro de manipulação de material (101) para recolhimento de material escavado repousando sobre o solo, em que o aparelho é acoplado a uma estrutura de máquina (114); - um membro de ligação (102), o membro de manipulação de material (101) acoplado para o membro de ligação (102) em uma extremidade distal do mesmo por uma primeira conexão de junção (103), o membro de ligação (102) em sua extremidade proximal possuindo pelo menos uma parte de uma disposição conjunta para formar uma segunda conexão conjunta (104) com a estrutura de máquina (114); - um recurso de retenção (105, 109, 113, 205, 206, 301, 304, 305) para prevenir uma movimentação do membro de manipulação de material (101) em uma posição de trabalho em relação à estrutura de máquina (114), o recurso de retenção sendo configurado para ser acoplado entre o membro de manipulação de material (101) e a estrutura de máquina (114), ou entre o membro de manipulação de material (101) e o membro de ligação (102); - pelo menos um recurso de tração (105) para acionamento de uma movimentação do membro de manipulação de material (101) em um plano horizontal entre uma posição de estacionamento e uma posição de trabalho, em que o recurso de tração (105) inclui um primeiro e um segundo braço (106, 107) articuladamente presos juntamente em uma extremidade de cada braço, a outra extremidade do segundo braço (107) é articuladamente acoplada ao membro de manipulação de material (101), a outra extremidade do primeiro braço (106) é configurada para ser articuladamente acoplada à estrutura de máquina (114) em uma posição de base (110) se afastando a partir da segunda conexão conjunta (104), o recurso de tração (105) incluindo um acionador disposto entre o primeiro e segundo braços para provisão de um deslocamento angular dentre os mesmos.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o recurso de retenção inclui uma montagem de bloqueio (113, 301, 305) disposta sobre o membro de ligação (102), e/ou um mecanismo de bloqueio (304) sobre o membro de manipulação de material (101), e/ou um sistema de alavanca (105, 109, 205, 206).

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma da primeira conexão conjunta (103) e da segunda conexão conjunta (104) é uma articulação ou dobradiça de pino possuindo um eixo geométrico de rotação vertical.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o acionador inclui um cilindro hidráulico (108), com uma extremidade articuladamente presa a um ponto intermediário do segundo braço (107), com a outra extremidade articuladamente presa ao primeiro braço (106).

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o recurso de tração inclui um primeiro cilindro hidráulico (205), em que uma extremidade do primeiro cilindro hidráulico (205) é articuladamente acoplada ao membro de ligação (102) em uma posição se afastando para fora a partir da segunda conexão conjunta (104), a outra extremidade é articuladamente acoplável à estrutura de máquina em uma posição de base (208) se afastando a partir da segunda conexão conjunta (104); o recurso de tração adicionalmente incluindo um segundo cilindro hidráulico (206), cuja uma extremidade é articuladamente acoplada à extremidade distal (210) do membro de ligação (102), a outra extremidade é articuladamente acoplada ao membro de manipulação de material (101) em uma posição remota a partir da primeira conexão conjunta (103).

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o membro de manipulação de material (101) inclui uma abraçadeira (141) e um painel de transporte (142), o painel de transporte é articuladamente preso à abraçadeira por intermédio de uma conexão de articulação (112) possuindo um eixo geométrico de rotação horizontal, a abraçadeira é acoplada ao membro de ligação (102) por uma conexão de articulação (103) possuindo um eixo geométrico de rotação vertical.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o painel de transporte (142) inclui uma parte superior (401) e uma parte inferior (402) que é acoplada de forma móvel à parte superior, e um recurso de acionamento (207) que é adaptado para elevar e abaixar a parte inferior em relação à parte superior.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o recurso de retenção inclui um membro móvel (305) para bloqueio do membro de ligação (102) na posição de estacionamento ou na posição de trabalho, o membro móvel (305) sendo espaçado separado a partir da segunda conexão conjunta (104), e possuindo uma contraparte (308) sendo adaptada para se engatar com uma parte complementar (311, 312) de uma extensão da estrutura de máquina (114) de maneira tal que uma movimentação de rotação do membro de ligação (102) é prevenida.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o recurso de retenção inclui um membro móvel (301) para bloqueio do membro de manipulação de material (101) em relação ao membro de ligação (102) na posição de estacionamento ou na posição de trabalho, o membro móvel (301) sendo espaçado separado a partir da primeira conexão conjunta (103), e possuindo uma contraparte (306) sendo adaptada para se engatar com uma parte complementar (313, 314) sobre uma extensão do membro de ligação (102) de maneira tal que uma movimentação de rotação do membro de manipulação de material (101) em relação ao membro de ligação (102) é prevenida.

10. Máquina de mineração caracterizada por compreender: uma estrutura de máquina e um sistema de ferramenta de corte montado sobre a estrutura; e um aparelho conforme definido na reivindicação 1, em que o aparelho é acoplado à estrutura de máquina de maneira tal que, quando posicionado em uma posição de trabalho, o membro de manipulação de material (101) é situado sobre uma lateral de e próximo ao sistema de ferramenta de corte.

11. Máquina de mineração, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o sistema de ferramenta de corte inclui um tambor de corte de fundo (120) possuindo eixo geométrico de rotação transversal horizontal, o tambor de corte incluindo uma pluralidade de ferramentas de corte dispostas inclinadas ascendentemente e/ou para dentro e/ou em um padrão em espiral sobre a circunferência.

12. Máquina de mineração, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o sistema de ferramenta de corte inclui pelo menos um rotor de corte (202) possuindo um eixo geométrico de rotação longitudinal horizontal, cada rotor possuindo pelo menos um braço de rotor.