DE2347862C3 - Kühleinrichtung für Gewinnungsmaschinen des Untertagebergbaus - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für Gewinnungsmaschinen des Untertagebergbaues, insbesondere für Walzenschrämmaschinen, deren von einem geschlossenen Kühlkreislauf durchflossene Rückkühleinrichtung mit zu beiden Seiten des Maschinenkörpers angeordneten Wärmeaustauschern und die Wärmeaustauscher kühlenden Ventilatoren versehen ist.

Beim Abbau von Phosphat- oder Kalilagerstätten verbietet es sich, wegen der Lauge, die beim Absprühen von Wasser entsteht, das Kühlwasser in den Strebraum gelangen zu lassen. Infolgedessen muß hier die in der Gewinnungsmaschine auftretende Wärme direkt an die Luft abgegeben und das dadurch bedingte größere Bauvolumen des Maschinenkörpers und die verringerte Antriebsleistung des Motors in Kauf genommen werden.

Durch das deutsche GM 17 16 375 ist eine Kühleinrichtung für Elektromotoren von Untertagemaschinen bekannt Diese Kühleinrichtung besitzt Rückkühleinrichtungen, die von einem geschlossenen Kühlkreislauf

ίο durchflossen werden und auf den beiden Außenseiten des Antriebsmotors einer Schrämmaschine angeordnet sind. Ferner ist ein Entlüfter für die Bewegung der die Wärme längs des Kühlrohrsystems abführenden Luft vorgesehen.

Ziel der Erfindung ist es, für Gewinnungsmaschinen des Untertagebergbaues eine besonders zweckmäßige Kühleinrichtung zu schaffen, um derartige Maschinen auch in solchen Lagerstätten einsetzen zu können, in denen das zur Kühlung benutzte Wasser nicht in den

Streb- oder Streckenraum versprüht werden darf.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von der eingangs erläuterten Kühleinrichtung aus und schlägt vor, die Kückkühleinrichtung als eine einen Teil des Maschinenkörpers bildende selbstständige Bauein heit auszubilden, deren Seitenwände die Wärmetau scher sind und deren Ventilatoren in Deckenöffüungen der Baueinheit angeordnet und mit einer je nach Lage des Antriebsmotors der Gewinnungsmaschine bzw. deren Winde anbringbaren, in der einen oder in der anderen Stirnfläche der Baueinheit austretenden Antriebswelle getrieblich verbunden sind. Durch diese Maßnahme wird nicht nur das Erfindungsproblem gelöst und damit der Einsatz flüssigkeitsgekühlter Gewinnungsmaschinen für den Untertagebergbau im Salz oder im Phosphat möglich, sondern es lassen sich jetzt auch noch die Abmessungen der diese Maschinen betreibenden elektrischen und hydraulischen Antriebsaggregate reduzieren und diese Aggregate höher belasten, da die mit wachsender Antriebsleistung zunehmende Verlustwärme trotz der kompakteren Bauweise und der dadurch bedingten kleineren Aggregatoberfläche mit Hilfe des Kühlwassers ohne weiteres an die Luft des Streb- oder Streckenraumes abgegeben und das Überschreiten der zulässigen Betriebstempera tür verhindert werden kann.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal sind die Wärmetauscher um je eine zur Seitenwand der Baueinheit parallele Achse schwenkbar oder aus der Baueinheit ausbaubar angeordnet, damit der Innenraum

so der Baueinheit besser zugänglich wird. Faßt man, wie vorgeschlagen, die zur Rückkühlung des Kühlwassers erforderlichen Elemente in einer solchen Baueinheit zusammen, so hat das den Vorteil, daß evtl. auftretende Schaden durch Auswechseln der Einheit, auch unterta ge, rasch behoben werden und normale, beispielsweise in Serie hergestellte Gewinnungs- und Vortriebsmaschinen wahlweise mit einer solchen Baueinheit, erforderlichenfalls auch nachträglich, ausgerüstet werden können. Zweckmäßigerweise ist die Baueinheit mit zwei

eo Ventilatoren ausgerüstet, deren dem Ventilatorflügelrad abgewandte Wellenenden aufeinanderzulaufen und innerhalb der Baueinheit in ein gemeinsames Getriebegehäuse eingreifen, wo sie über je eine Kegelradstufe bzw. mit der Antriebswelle der Baueinheit verbunden sind. Wegen der geneigten Anordnung der beiden Ventilatorwellen lassen sich die Kegelradstufen in einem gemeinsamen Getriebegehäuse innerhalb der Baueinheit anordnen, dessen Abmessungen so klein

sind, daß es den Durchtritt der Kühlluft zu den beiden Vei,iilatorflügelrädern nur unwesentlich einengt

Zur Erleichterung des Ein- und Ausbaues der beiden Ventilatoren, können die die VentUatorwelle tragenden beiden Lager baulich miteinander vereinigt und zusammen mit dem Ventilatorflügelrad durch den Ventilatorkanal besser aus der Baueinheit entfernt oder in die Baueinheit eingesetzt werden.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal empfiehlt es sich, die beide« Ventilatoren so zu betreiben, daß sie innerhalb der Baueinheit einen Unterdruck erzeugen. Es strömt dann ständig Luft durch die beiden Wärmetauscher, die unmittelbar aus dem Streb- oder Streckenraum kommt und dahe- eine niedrige Temperatur und folglich einen großen Kühleffekt besitzt

Um die stoßartigen Belastungen, die auf die Lösewerkzeuge der Gewinnungsmaschine einwirken, von den Kegelradstufen der beiden Ventilatoren fernzuhalten, sind die Ventilatorflügelräder zweckmäßigerweise mit ihren Weiten durch Oberholkupplungen verbunden. Beim plötzlichen Blockieren der Schrämwalzen können sie daher, ohne die Kegelradstufe ihres Getriebes zu belasten, allmählich auslaufen.

Weiterhin empfiehlt es sich, den Kühlwassersammelbehälter auf der Oberseite der Baueinheit zwischen den beiden Ventilatorkanälen anzuordnen. Hier ist er nicht nur gut zugänglich und es sind die ihm zugeordneten Meßeinrichtungen, die Auskunft über die Wassertemperatur geben, gut ablesbar, sondern er ist hier auch dem Wetterstrom ausgesetzt, so daß dadurch eine weitere Rückkühlung des Wassers erwartet werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und im folgenden Teil der Beschreibung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine mit der erfindungsgemäßen Rückkühleinrichtung ausgerüstete Walzenschrämmaschine in Seitenansicht;

Fig.2 den Grundriß dieser Walzenschrämmaschine mit den strichpunktiert eingezeichneten Flüssigkeitsleitungen:

F i g. 3 den Flüssigkeitskreis als Schaltplan;

F i g. 4 die Rückkühleinrichtung in einem Schnitt nach der Linie A-ßder F i g. 2;

F i g. 5 einen Schnitt durch die Rückkühleinrichtung nach der Linie C-Dnach der Fig.4;

F i g. 6 einen Teilschnitt durch die dem Antriebsmotor benachbarte Seite der Rückkühleinrichtung.

Die als Doppelwalzenmaschine ausgebildete Gewinnungsmaschine 1 ist auf dem Strebfördermittel 2 verfahrbar und zieht sich mit Hilfe ihrer Winde 3 und so des versatzseitigen Antriebskettenrades 4 an der über die Streblänge ausgespannten Rundgliederkette 5 entlang (F i g. 1 und 2). Dabei löst sie mit ihren beiden Schrämwalzen 6,6', die an schwenkbaren Tragarmen 7, T drehbar gelagert sind, das Flöz auf seiner ganzen Mächtigkeit und trägt mittels der auf dem Walzenumfang befindlichen, nicht dargestellten schraubenlinienförmig verlaufenden Mitnehmerleisten und dem auf der jeweiligen Rückseite der Schrämwalze 6,6' befindlichen Räumschild 8, 8' das gelöste Haufwerk in das Strebfördermittel 2 aus. Die unter dem Maschinenkörper befindlichen doppeltwirkenden Druckzylinder 9, 9' wirken über den Arm 10,10' auf den Tragarm 7, T ein und bringen ihn und damit die Schrämwalze 6,6' in die gewünschte Höhenlage. Jede der beiden Schrämwalzen 6, 6' ist mit einem eigenen Antriebsmotor 11, 11' ausgestattet, die Teile des aus einzelnen Baueinheiten bestehenden Maschinenkörpers sind. Letzterer liegt auf dem Rahmen 12, der sich mittels Kufen 13,13' auf dem Strebfördermittel 2 abstützt

Sowohl die beiden Antriebsmotoren 11, 11' als auch die hydraulisch arbeitende Winde 3 sine wassergekühlt damit die Betriebstemperaturen dieser Aggregate innerhalb des zulässigen Bereichs bleiben. Die in einem geschlossenen Kreislauf fließende Kühlflüssigkeit durchströmt zunächst in getrennten Zweigen die beiden Antriebsmotoren 11, 11' (Fig.2 und 3) und fließt anschließend über Leitungen 14, 14' der zum Windenkuhler IS führenden Leitung 16 zu. Auf der Austrittsseite des Windenkühlers 15 geht die Leitung 16 in die beiden Leitungen 17, 17' über, die zu je einem Wärmetauscher 18,18' führen, deren Ausgänge über die Leitungen 19, 19' und die Leitung 20 mit dem Sammelbehälter 21 verbunden sind. Zwei Zahnradpumpen 22,22' saugen die rückgekühlte Flüssigkeit über die Leitung 54, aus dem Sammelbehälter 21 und führen sie über die Leitung 23, 23' je einem der beiden Antriebsmotoren 11, W wieder zu. Die Rückkühlung der so geführten Kühlflüssigkeit erfolgt mit Hilfe zweier Ventilatoren 24, 24', die zwischen den beiden Wärmetauschern 18, 18' angeordnet sind, und die Kühlluft in Pfeilrichtung durch die beiden Wärmetauscher 18, 18' hindurch aus dem Strebraum ansaugen.

Die Rückkühleinrichtung bildet wie aus den F i g. 1 und 4 hervorgeht eine in sich geschlossene Baueinheit 25. die zwischen der Winde 3 und dem Antriebsmotor ti' in den Körper der Gewinnungsmaschine 1 eingeordnet ist. Sie ist fest mit der angrenzenden Winde 3 und mit dem angrenzenden Antriebsmotor Il' verschraubt und auch getrieblich mit dem Antriebsmotor 11' und der Winde 3 verbunden. Außerdem sind die Baueinheit 25 und der Antriebsmotor 11' über den Bund 26 miteinander zentriert (Fig.6). Der Abtriebswellenstumpf 27 des Antriebsmotors 11', der mit einem Stirnrad 28 besetzt ist und in die Baueinheil 25, also in die Rückkühleinrichtung, hineinragt, treibt über day Stirnrad 28 das Stirnrad 29 und damit die Antriebswelle 30 an, die sich bis in das Getriebegehäuse 31 der Baueinheit 25 hineinerstreckt und in der gegenüberliegenden Wand dieses Getriebegehäuses drehbar gelagert ist. Ein Rohr 32 umschließt den außerhalb des Getriebegehäuses 31 befindlichen Wellenabschnitt, überbrückt den Zwischenraum zwischen dem Getriebegehäuse und dem Wälzlager 33 der Baueinheit 25 und schließt das Getriebegehäuse an dieser Seite hermetisch ab. Auch innerhalb der Winde 3 ist die Baueinheit 25 mit Hilfe eines Bundes 34 zentriert. Die im Innern der Baueinheit befindlichen beiden Zahnradpumpen 22,22'. die als Doppelpumpe ausgebildet und in einem gemeinsamen Gehäuse 35 untergebracht sind, erhalten ihre Antriebsbewegung von dem nicht dargestellten Wellenstumpf der Winde 3. der in die Baueinheit 25 hineinragt und mit der Doppelpumpe verbunden ist.

Die beiden in der Baueinheit 25 befindlichen Ventilatoren 24, 24' sind in Fahrtrichtung der Gewinnungsmaschine 1 hintereinanderliegend angeordnet. Ihre Wellen 36,36' sind geneigt und laufen in Richtung des Getriebegehäuses 31, in das sie eingreifen, aufeinander zu. Im Innern des Getriebegehäuses 31 befindliche Kegelradpaare 37,38 bzw. 37', 38' stellen die getriebliche Verbindung zwischen der Antriebswelle 30 und den beiden Wellen 36, 36' der Ventilatoren 24, 24' her. Sie sind über einen Deckel 39, der eine öffnung im Gehäuseboden abschließt, von außen zugänglich. Zum Einfüllen des Schmieröls und zur Kontrolle des ölstandes innerhalb des Getriebegehäuses 31 dient das

Rohr 40, das nach oben aus der Baueinheit 25 herausgeführt und durch den Stopfen 41 abgeschlossen ist.

Eine in der Nabe 42, 42' des Ventilatorflügels 43, 43' befindliche, nicht dargestellte Überholkupplung überträgt das Drehmoment der Welle 36, 36' auf den Ventilatorflügel und sorgt beim plötzlichen Blockieren der Schrämwalze 6,6' und der beiden Antriebsmotoren 11,1Γ dafür, daß die Ventilatorflügel 43,43' ungehindert auslaufen können. Auf den Stirnseiten der Ventilatorflügel 43,43' befindliche feststehende Leitschaufeln 44,45 bzw. 44', 45' führen die Kühlluft und tragen die innerhalb des kreisförmigen Ventilatorkanals 46,46' angeordnete Abdeckung 48, 48' bzw. den Einsatz 49, 49' der das Wälzlager 50 für die Wellen 36, 36' in einem Gehäuse 53,53' aufnimmt. Ein Rohr 51, Si', das die Welle 36,36' umschließt, verbindet das Gehäuse 53,53' starr mit dem zugehörigen Deckel 52, 52' des Getriebegehäuses 31. Da das Gehäuse 53,53' nur in die Bohrung des Einsatzes 49, 49' eingeschoben ist, läßt sich nach dem Entfernen der Abdeckung 48,48', die lösbar in dem Ventilatorkanal 46, 46' angeordnet ist, und nach dem Lösen des Deckels 52, 52', der Ventilator 24, 24' als Ganzes, also zusammen mit dem Kegelrad 38 bzw. 38', aus der Baueinheit 25 nach oben herausziehen.

Beide Längsseiten der Baueinheit 25 sind mit Wärmetauschern 18, 18' besetzt. Diese bestehen aus einem oberen und einem unteren mit Flüssigkeitskanälen ausgestatteten Kasten 55,56 bzw. 55', 56', zwischen denen einzelne Rohrbündel 57 angeordnet sind, deren Rohre zur Vergrößerung der Oberfläche mit nicht dargestellten Lamellen besetzt sind. Durch diese Kästen 55, 56 bzw. 55'. 56' und die Rohrbündel 57 fließt das rückzukühlende Wasser und wird von einzelnen Rohrbündeln vom unteren zum oberen Kasten und von anderen Rohrbündeln wieder vom oberen zum unteren Kasten zurückgeführt. Dabei gibt es seine Wärme an die Rohrwandung bzw. die Lamellen ab. Die zwischen den Rohren bzw. Lamellen hindurchströmende Außenluft, die in das Innere der Baueinheit 25 eintritt, da hier von beiden Ventilatoren 24, 24' ständig ein Unterdruck

ίο erzeugt wird, nimmt die Wärme auf und führt sie ab. Beide Wärmetauscher 18, 18' sind, um die Zugänglichkeit des Pumpengehäuses 35 und des Getriebegehäuses 31 zu verbessern, um die Achse 58,58' der Baueinheit 25 schwenkbar gelagert und werden mit Hilfe der Arretierung 59, 59' festgesetzt. Ihnen wird das rückzukühlende Wasser über nicht dargestellte Schläuche, die im Innern der Baueinheit liegen, zugeführt. Auch die abgehende Flüssigkeit wird mit Hilfe nicht dargestellter Schläuche weitergeleitet und fließt den Stutzen 60 bzw. 60' zu, die in die Leitung 20 einmünden, welche das Rohr 40 umschließt und zum Sammelbehälter 21 führt. Wie aus der F i g. 4 hervorgeht, befindet sich der Sammelbehälter 21 zwischen den beiden Ventilatorkanälen 46, 46'. Er ist mit dem Gehäuse 35 der beiden Zahnradpumpen 22, 22' über die Leitung 54 verbunden (F i g. 3). Ober ein Atmungsventil 61 kann stets Flüssigkeit aus dem Behälter 21 austreten, wenn das Flüssigkeitsvolumen des geschlossenen Kreislaufs sich bei steigender Temperatur zu sehr ausdehnt. Ferner ist eine Temperaturmeßeinnchtung 62 vorgesehen, die den jeweiligen Wert der Kühlwassertemperatur einer nicht dargestellten Anzeigevorrichtung zuführt.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Kühleinrichtung für Gewinnungsmaschinen des Umertagebergbaues, insbesondere für Walzen -Schrämmaschinen, deren von einem geschlossenen Kühlkreislauf durchflossen Rückkühleinrichtung mit zu beiden Seiten des Maschinenkörpers angeordneten Wärmetauschern und die Wärmeiau scher kühlenden Ventilatoren versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkühl einrichtung eine einen Teil des Maschinenkörpers bildende selbstständige Baueinheit (25) ist, deren Seitenwände die Wärmetauscher (18, 18') sind und! deren Ventilatoren (24,24') in Deckenöffnungen der Baueinheit (25) angeordnet und mit einer je nach Lage des Antriebsmotors (11,11') der Gewinnungsmaschine (1) bzw. deren Winde (3) anbringbaren, in der einen oder in der anderen Stirnfläche der Baueinheit (25) austretenden Antriebswelle {30} getrieblich verbunden sind.

2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher (18,18') um je eine zur Seitenwand der Baueinheit (25) parallele Achse (58) schwenkbar oder aus der Baueinheit (25) ausbaubar angeordnet sind.

3. Kühleinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (25) mit zwei Ventilatoren (24,24') ausgerüstet ist, deren dem Ventilatoi flügelrad (43, 43') abgewandte Wellenenden (36,36') aufeinander zulaufen und innerhalb der Baueinheit (25) in ein gemeinsames Getriebegehäuse (31) eingreifen, wo sie über je eine Kegelradstufe (37, 38) bzw. (37', 38') mit der Antriebswelle (30) der Baueinheit (25) verbunden sind.

4. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ventilatorwelle (36, 36') tragenden beiden Lager baulich miteinander vereinigt und zusammen mit dem Ventilatorflügelrad (43, 43') durch den Ventilatorkanal aus- und einbaubar sind.

5. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ventilatoren (24, 24') innerhalb der Baueinheit (25) einen Unterdruck erzeugen.

6. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ventilatorflügelräder (43, 43') mit ihren Wellen (36, 36') verbindende Überholkupplungen.

7. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen auf der Oberseite der Baueinheit (25) zwischen den beiden Ventilatorkanälen (46, 46') liegenden Kühlwassersammelbehälter (21).