ES2893534T3

ES2893534T3 - Tambor de corte para barrenador minero

Info

Publication number: ES2893534T3
Application number: ES17784883T
Authority: ES
Inventors: Ralf Grief; Friedrich Pucher; Karl Irregger
Original assignee: Sandvik Intellectual Property AB
Current assignee: Sandvik Intellectual Property AB
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2022-02-09
Anticipated expiration: 2037-09-29
Also published as: CN111148886A; EP3688284A1; PL3688284T3; CA3075427A1; RU2742930C1; EP3688284B1; CN111148886B; WO2019063088A1

Abstract

Un tambor de corte (16) para un barrenador minero (10) que tiene un eje longitudinal (18a) que se extiende transversal o perpendicular a unos ejes de rotación (33a, 33b) de unos rotores de corte primarios más avanzados (15a, 15b) del barrenador minero (10), comprendiendo el tambor (16): un cuerpo principal centrado en el eje longitudinal (18a) y que tiene una cara de tambor orientada hacia fuera (21); una pluralidad de portapicos de corte (22) que se proyectan hacia fuera desde la cara de tambor (21) para montar los respectivos picos de corte (23) en el cuerpo principal; caracterizado por: una pluralidad de palas de transporte de material (25), teniendo cada una de las cuales una respectiva cara de pala orientada hacia fuera (28) que se eleva radialmente desde la cara de tambor (21), extendiéndose cada una de las palas (25) generalmente en sentido longitudinal a lo largo del tambor (16) entre los portapicos (22) y colocadas una al lado de otra en una dirección circunferencial alrededor del tambor (16) para cubrir la cara de tambor (21), estando cada cara (28) alargada en la dirección axial del tambor (16).

Description

DESCRIPCIÓN

Tambor de corte para barrenador minero

Campo de invención

La presente invención se refiere a un tambor de corte para un barrenador minero y, en particular, aunque no exclusivamente, a un tambor de corte inferior configurado para trabajar cooperativamente con los rotores de corte primarios más avanzados de un barrenador minero para cortar y facilitar el transporte hacia atrás del material cortado.

Antecedentes de la técnica

Se han desarrollado máquinas de minería continua para proporcionar minería continua ininterrumpida. Típicamente, el minero continuo tiene un cabezal de minería para raspar el material en el frente de la mina que se recoge y se deposita sobre un transportador que se extiende hacia atrás y que se proyecta desde una región delantera hasta una trasera de la máquina minera.

Los mineros barrenadores pueden ser mineros continuos de cara completa montados sobre orugas, capaces de un avance rápido y poderoso hacia la roca y de ser accionados manualmente o por control remoto. Por lo general, se utiliza un barrenador minero para impulsar entradas y encabezados, salas de mina y extraer pilares tan rápido como el equipo de transporte puede eliminar el material de la región del minero. Normalmente, un barrenador minero incluye un cabezal de corte que tiene uno o más pares de rotores de corte primarios más adelantados con ejes de rotación alineados generalmente en paralelo con una longitud principal de la máquina. Los tambores de corte superior e inferior se colocan en la dirección longitudinal de la máquina inmediatamente detrás y, respectivamente, en las regiones superior e inferior de los rotores primarios. Estos tambores de corte proporcionan una operación doble para cortar o desgastar roca en el frente de la mina que no ha sido tocada por los rotores, además de proporcionar un corte adicional de fragmentos de material ya cortados por los rotores.

Sin embargo, los mineros barrenadores convencionales, si bien son eficaces para el corte rápido hacia adelante, son típicamente ineficaces desde el punto de vista energético, en parte, debido al funcionamiento del tambor de corte inferior. En particular, los tambores inferiores existentes no están adaptados para recoger y limpiar material en la mayoría de las regiones más bajas del minero, lo que da como resultado una masa acumulada de material cortado en las regiones delantera e inferior de la máquina. Este material se vuelve a acoplar periódicamente mediante el tambor de corte inferior y los rotores primarios, y se vuelve a triturar. Por consiguiente, este reafilado y el empuje hacia adelante del material ya cortado en el piso de la mina consume energía adicional e innecesaria. Además, y como se apreciará, el desgaste acelerado de las partes de trabajo de los rotores y tambores es un problema común. Por consiguiente, lo que se requiere es un barrenador minero y un tambor de corte para un barrenador minero que, al menos en parte, resuelva estos problemas.

Los documentos US 3376072 A y US 2010270849 A1 describen cada uno un barrenador minero que tiene un tambor de corte que se extiende transversalmente a los ejes de rotación de los rotores de corte primarios más adelantados, donde el tambor de corte tiene una pluralidad de portapicos de corte que se proyectan hacia fuera desde una cara del tambor que mira hacia el exterior del tambor.

Compendio de la invención

Es un objetivo de la presente invención proporcionar un tambor de corte de barrenador minero y un barrenador minero que ofrecen una recogida mejorada y transporte hacia atrás del material cortado desde el cabezal de corte más adelantado de la máquina. Es un objetivo específico proporcionar un tambor de corte barrenador minero para reducir la demanda de potencia del motor y aumentar la productividad de la máquina minera. Otro objetivo específico es reducir el aplastamiento secundario del barrenador minero y la recolección maximizada y el transporte hacia atrás del material cortado en el frente de la mina.

Los objetivos se logran mediante un tambor de corte para un barrenador minero que se monta inmediatamente detrás y en la región inferior de los rotores de corte primarios más adelantados que tienen una pluralidad de palas de transporte de material que se extienden entre los portapicos de corte (y los picos de corte). Las palas están adaptadas específicamente para proporcionar múltiples modos de operación y función. En un primer modo de funcionamiento, las palas agrupan y retienen temporalmente el material cortado principalmente por el tambor inferior y luego transportan y descargan este material directamente al transportador de transporte trasero del minero. En un segundo modo o función, las palas están adaptadas para recoger, transportar e impulsar el material ya cortado por los rotores primarios (o incluso los tambores de corte) en la trayectoria de los rotores primarios para el suministro indirecto al transportador trasero. Además, el presente tambor inferior mediante las palas de transporte de material está adaptado para recoger material cortado en las regiones más bajas de la mina, siendo específicamente la región inmediatamente debajo de los rotores principales en el piso de la mina. Las placas están adaptadas específicamente para recolectar material cortado y luego para transportar el material (en la dirección de rotación del tambor alrededor del eje longitudinal del tambor) de tal manera que el material cortado se transporte (por rotación) hacia arriba y luego se expulse del tambor hacia la trayectoria de los rotores primarios o directamente sobre el transportador minero. Ventajosamente, las palas están orientadas en el tambor para liberar el material cortado de la rotación alrededor del tambor hacia la trayectoria de los rotores primarios o sobre el transportador de tal manera que el material no se acumule en el tambor y/o sea expulsado del tambor de vuelta a una posición indeseable, es decir, hacia el piso de la mina u otras regiones de la mina o el barrenador minero.

Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un tambor de corte para un barrenador minero que tiene un eje longitudinal para extenderse transversal o perpendicular a los ejes de rotación de los rotores de corte primarios más avanzados del barrenador minero, comprendiendo el tambor: un cuerpo principal centrado en el eje longitudinal y que tiene una cara de tambor orientada hacia el exterior; una pluralidad de portapicos de corte que se proyectan hacia fuera desde la cara del tambor para montar unos respectivos picos de corte en el cuerpo principal; caracterizado por: una pluralidad de palas de transporte de material, cada una con una cara de pala respectiva orientada hacia fuera, que se eleva radialmente desde la cara del tambor, extendiéndose cada una de las palas generalmente a lo largo del tambor entre los portapicos y colocadas una al lado de la otra en una dirección circunferencial alrededor del tambor para cubrir la cara del tambor, con cada cara alargada en la dirección axial del tambor.

Opcionalmente, cada cara de la pala puede ser generalmente plana. Opcionalmente, cada cara de la pala comprende un perfil de forma generalmente rectangular en donde una longitud principal de la pala se extiende a lo largo del tambor y generalmente paralela al eje longitudinal del tambor. Preferiblemente, en un plano de sección transversal perpendicular al eje longitudinal, cada cara de la pala se declina en una dirección circunferencial (de rotación) del tambor de tal modo que un primer lado longitudinal se coloca radialmente más allá de un segundo lado longitudinal opuesto, es decir, con una mayor separación radial desde el eje del tambor. Una configuración de este tipo es ventajosa para recoger y capturar material cortado para una transferencia de rotación parcial alrededor del eje longitudinal del tambor. El ángulo de declive se configura específicamente para proporcionar una distancia deseada y predeterminada de transporte angular a medida que el material es cortado y/o recogido por el tambor, hecho rotar y luego expulsado en la trayectoria de los rotores primarios (involucrando una transferencia de material generalmente hacia arriba y posiblemente hacia delante) o sobre el transportador que se extiende hacia atrás (que implica el transporte hacia arriba y hacia atrás del material alrededor y desde el tambor) con respecto al eje longitudinal del tambor y una longitud principal del minero. Opcionalmente, un ángulo en donde se declina cada cara de la pala con respecto al radio del tambor está en un intervalo de 35 a 85°, 40 a 80°, 45 a 75° o 50 a 70°. Esta orientación en ángulo de la cara de la pala (con respecto a los radios radiales del tambor) proporciona las características de captura, retención y liberación deseadas del tambor y específicamente evita la acumulación de material cortado alrededor del tambor que, de otro modo, rotaría continuamente y, por consiguiente, aumentaría el consumo de energía.

Preferiblemente, las palas se extienden sobre la mayor parte del área de la superficie de la cara del tambor entre los portapicos de corte (y los picos). Esta mayoría puede ser superior al 50%, 60%, 70%, 80%, 90% o 95% del área de la superficie de la cara del tambor, siendo la cara del tambor generalmente cilíndrica y orientada hacia fuera que se extiende en una región central del tambor axialmente entre un par de brazos que montan el tambor en el cabezal de corte del minero. En particular, y preferiblemente, las caras de las palas cubren la mayor parte de la cara del tambor en una dirección tanto axial como circunferencial entre los portapicos. Por lo tanto, el área de la superficie de la cara del tambor descubierta y expuesta se minimiza para evitar la acumulación de material cortado que de otro modo no se transporta a los rotores primarios o al transportador.

Preferiblemente, el tambor comprende además una pluralidad de picos de corte montados en los portapicos, cada uno de los picos tiene una punta de corte, las palas colocadas en el cuerpo principal de tal manera que una distancia de separación radial entre las puntas de corte y una parte radialmente más exterior de las palas están en un intervalo de 20 a 80 mm, 25 a 75 mm, 30 a 70 mm o 35 a 65 mm. Esta distancia de separación entre las puntas de corte y las porciones más exteriores de las palas proporciona un compromiso optimizado entre la tasa de penetración hacia adelante del barrenador y el consumo de energía. Es decir, la distancia de separación proporciona una longitud suficiente de las puntas de corte del pico que se extienden en una dirección radial del tambor para poder penetrar y raspar la roca mientras se evita o minimiza el contacto directo entre las palas y la roca. Por lo tanto, el presente tambor está configurado tanto para el corte/abrasión eficaz de rocas como para recoger y transportar material cortado ya sea en la trayectoria de los rotores primarios o directamente sobre el transportador trasero.

Preferiblemente, las palas están dispuestas en conjuntos en donde cada conjunto comprende una pluralidad de palas colocadas una al lado de la otra en la dirección circunferencial, cada uno de los conjuntos está separado axialmente por una pluralidad de portapicos. La distribución de las palas en conjuntos es ventajosa para maximizar la cobertura del área de la superficie en el tambor entre los portapicos que se proyectan radialmente hacia fuera desde la cara del tambor. Opcionalmente, el tambor comprende un intervalo de 4 a 16, 4 a 14, 4 a 12 u 8 a 12 de los conjuntos. Opcionalmente, al menos algunos de los conjuntos se extienden sobre una distancia angular en el intervalo de 60 a 120°, 70 a 110° u 80 a 100°. Opcionalmente, la longitud de cada pala, o al menos algunas de las palas, dentro de cada conjunto es diferente. Opcionalmente, la longitud de las palas dentro de cada conjunto es la misma. Preferiblemente, el tambor comprende palas de diferentes longitudes para encajar apropiadamente entre los portapicos tanto en la dirección longitudinal como en la circunferencial en la cara del tambor. Opcionalmente, cuando el tambor comprende conjuntos de palas de transporte de material, cada pala puede montarse individualmente dentro de cada conjunto. Opcionalmente, las palas dentro de cada conjunto pueden formarse integralmente de tal manera que cada conjunto pueda cambiarse independientemente en el tambor con respecto a otros conjuntos. Opcionalmente, el número de palas dentro de al menos algunos de los conjuntos es diferente.

Preferiblemente, el tambor, al menos en las secciones axiales seleccionadas del tambor, comprende portapicos dispuestos a lo largo de una única trayectoria helicoidal. Opcionalmente, los portapicos pueden extenderse sobre la cara del tambor siguiendo dos o múltiples trayectorias helicoidales. Se prefiere una única trayectoria helicoidal para maximizar la disposición y distribución de las placas a fin de reducir el consumo de energía motriz, ya que el material cortado se recoge y transporta de manera eficaz y eficiente hacia atrás desde el frente de la mina para eliminar o minimizar el reafilado indeseable.

Opcionalmente, el tambor se puede dividir axialmente para comprender una sección central y unas secciones extremas primera y segunda, en donde las palas están montadas en la sección central. Preferiblemente, las secciones extremas primera y segunda comprenden aletas transportadoras de material respectivas proyectadas radialmente hacia fuera desde la cara del tambor y que se extienden helicoidalmente sobre la cara del tambor alrededor del eje. Preferiblemente, las secciones extremas están desprovistas de las palas de transporte de material. Tal configuración es ventajosa para optimizar la efectividad de las aletas transportadoras de material en las secciones extremas del tambor para transportar material cortado axialmente hacia la sección central del tambor, para su posterior transporte y transferencia a la trayectoria de los rotores primarios y/o al transportador minero.

Opcionalmente, las palas de transporte de material están montadas de forma desmontable en el tambor para representar piezas de desgaste capaces de intercambiarse cómodamente en los intervalos de servicio del barrenador o entre ellos. Opcionalmente, las regiones de las palas de transporte de material que incluyen preferiblemente regiones radialmente exteriores comprenden costuras soldadas, revestimientos o refuerzo para protegerse contra el desgaste acelerado por fricción o el daño por abrasión de la roca.

Según un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un barrenador minero que comprende: una pluralidad de rotores de corte primarios colocados axialmente más hacia adelante en el minero y que tienen respectivos ejes de rotación alineados generalmente en una dirección longitudinal del minero; y un tambor de corte según se reivindica en exteriores la presente memoria colocado de manera que el eje longitudinal del tambor se extienda a lo ancho a través del minero, el tambor montado en una dirección longitudinal del minero detrás y en una región inferior de los rotores de corte.

Preferiblemente, el minero comprende además un tambor de corte superior que tiene un eje longitudinal y montado en el minero de tal manera que dicho eje longitudinal se extiende a lo ancho a través del minero, el tambor de corte superior montado en una dirección longitudinal del minero inmediatamente detrás y en una región superior de los rotores de corte. Preferiblemente, el barrenador minero es un minero continuo de cara completa montado sobre orugas configurado para su uso en entornos exigentes.

Opcionalmente, el minero está configurado para control manual o remoto en el cual el tambor de corte es capaz de control motorizado manual o automático.

Breve descripción de los dibujos

A continuación, se describirá una implementación específica de la presente invención, sólo a modo de ejemplo, y con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

La figura 1 es una vista en perspectiva de un minero continuo del tipo barrenador minero montado sobre orugas que tiene un tambor de corte superior e inferior colocado inmediatamente detrás de un par de rotores de corte primarios más avanzados según una implementación específica de la presente invención;

La figura 2 es una vista en perspectiva del tambor de corte inferior del barrenador minero de la figura 1;

La figura 3 es una vista lateral longitudinal del tambor de corte de la figura 2;

La figura 4 es una vista en sección transversal a través de A-A de la figura 3;

La figura 5 ilustra una sección del tambor de las figuras 2 y 3 en un plano perpendicular al eje longitudinal del tambor según una implementación específica de la presente invención.

Descripción detallada de la realización preferida de la invención

Con referencia a la figura 1, un minero continuo de cara completa de tipo barrenador minero montado sobre orugas 10 comprende un bastidor principal y un chasis 12 que montan unas orugas 13 y un transportador de transporte trasero 14 que se extiende longitudinalmente a lo largo del minero 10 desde una posición delantera hasta una trasera. Un cabezal de corte 11 está posicionado en el extremo delantero del minero 10 y comprende un par de rotores de corte primarios 15a, 15b que tienen respectivos ejes de rotación 33a, 33b alineados en paralelo con una longitud principal del minero 10 y el transportador 14. Un par de tambores de corte alargados 16, 17 están colocados inmediatamente detrás de los rotores 15a, 15b (en una dirección longitudinal) con el primer tambor (inferior) 16 montado en una región inferior del minero 10 y el segundo tambor (superior) 17 montado en una región superior del minero 10. Cada tambor 16, 17 comprende un respectivo eje longitudinal 18a, 18b alineado perpendicularmente con los respectivos ejes de rotación 33a, 33b de los rotores primarios 15a, 15b. Por consiguiente, el tambor de corte 16, 17 se extiende a lo ancho a través del minero 10 en el cabezal 11 para definir un ancho máximo de corte del cabezal 11. Como se apreciará, el minero 10 es efectivo mediante el cabezal de corte 11 para desgastar la roca continuamente a medida que el minero 10 avanza hacia adelante a través de unas orugas 13. Los rotores primarios 15a, 15b proporcionan un corte inicial y primario de la roca y los tambores 16, 17 proporcionan una acción de corte secundaria y complementaria. El minero 10 ^{generalmente está configurado para crear entradas de unidades, encabezados, salas de minas y para extraer}pilares de forma continua con el fin de obtener velocidades de avance rápidas. El corte hacia adelante eficiente se ^{logra mediante el transporte directo hacia atrás del material cortado desde el cabezal de corte}11 ^{hasta una pila de}material en el extremo longitudinal trasero de la máquina 10 a través del transportador de transporte de material 14. En particular, cuando los rotores primarios 15a, 15b giran alrededor de los ejes 33a, 33b en las respectivas direcciones ^{de rotación R}1 ^{y R}2^{, el material se corta y se introduce en el centro axial del cabezal 11. El extremo más adelantado}del transportador 14 emerge en el centro axial del cabezal 11 inmediatamente detrás de los rotores 15a, 15b. El corte ^{y transporte adicional del material cortado al centro axial del cabezal}11 ^{se logra mediante los respectivos tambores}inferior y superior 16, 17 que giran respectivamente alrededor de los ejes 18a, 18b en las respectivas direcciones de ^{rotación R}3 ^{y R}4^{. En particular, el tambor de corte inferior 16 está específicamente adaptado según la presente}invención para facilitar en gran medida la clasificación y el transporte del material cortado al centro axial del cabezal 11 y al extremo más adelantado del transportador 14 para un transporte hacia atrás eficiente y para evitar específicamente el reafilado del material cortado por los rotores 15a, 15b y los tambores 16, 17 como se describe a continuación.

Con referencia a las figuras 2 y 3, el tambor de corte inferior 16 comprende una configuración generalmente alargada centrada en el eje 18a. Una cara 21 de tambor orientada hacia fuera es generalmente cilíndrica alrededor del eje 18a. El tambor 16 está montado en el cabezal de corte 11 mediante un par de monturas del brazo 27 de caja de engranajes (solo se muestra uno en la figura 2 y 3) para mantener el tambor 16 en posición de montaje giratorio en la región inferior del minero 10 e inmediatamente detrás de la región inferior de los rotores 15a, 15b. El tambor 16 está dividido en esta dirección longitudinal para comprender un par de secciones extremas axiales primera y segunda 19 separadas por una sección central axial 20, con las secciones 19, 20 separadas axialmente por los brazos de caja de engranajes 27. Una pluralidad de portapicos de corte 22 están distribuidos en las secciones extrema 19 y central 20 para montar unos respectivos picos de corte 23, teniendo cada pico una respectiva punta de corte 24 configurada para desgastar la roca para el corte avanzado hacia adelante del minero continuo 10 mientras el tambor 16 gira alrededor del eje 18a ^{en la dirección R}3^{. Según la implementación específica, los portapicos 22 se montan y se proyectan desde la cara 21}del tambor para seguir trayectorias helicoidales alrededor del eje 18a. En particular, los portapicos 22 y los picos 23 en las secciones extremas del tambor 19 están dispuestos para seguir dos trayectorias helicoidales separadas y en la sección central 20 para seguir una trayectoria helicoidal única alrededor del eje 18a (desde un primer extremo hasta un segundo extremo de la sección central 20) entre el par de brazos de caja de cambios 27.

Un par de aletas transportadoras alargadas 26 (denominadas alternativamente palas) se proyectan radialmente desde la cara 21 del tambor en cada sección extrema 19. Las aletas transportadoras 26 están dispuestas para seguir trayectorias helicoidales respectivas alineas aproximadamente con los portapicos y los picos helicoidalmente distribuidos 22, 23 en las secciones extremas respectivas 19. Las aletas transportadoras 26 están adaptadas para facilitar el transporte axial del material cortado hacia el centro axial del tambor 16 y en particular la sección central 20. Este transporte axial se logra mediante la trayectoria helicoidal de las aletas 26 en la cara de tambor 21.

La sección central de tambor 20 comprende además una pluralidad de palas de transporte de material 25 que cubren sustancialmente la cara de tambor 21 (en la sección central 20). Cada una de las palas 25, según la implementación específica, comprende una respectiva cara 28 de pala que mira radialmente hacia fuera, siendo cada cara 28 alargada en la dirección axial del tambor 16. En particular, cada cara 28 de pala comprende una longitud principal alineada con el eje de tambor 18a y una anchura correspondiente que se extiende en la dirección circunferencial alrededor del eje 18. Por consiguiente, cada cara 28 de pala está definida por unos respectivos extremos longitudinales primero y segundo 29c, 29d con cada extremo 29c, 29d colocado aproximadamente en respectivos portapicos 22 separados axialmente. Cada cara 28 de pala está definida además por un par de lados 29a, 29b longitudinales opuestos que están separados en la dirección circunferencial alrededor del tambor 16 dentro de la sección central 20. Las palas 25 están montadas en el tambor 16 en una disposición de lado con lado con los lados longitudinales respectivos 29a, 29b de las palas vecinas 25 que son generalmente paralelos entre ellas y en contacto o casi en contacto. Por consiguiente, la cara 21 de tambor que mira hacia fuera está sustancial y generalmente cubierta por los portapicos 22 y las palas 25, con las palas 25 colocadas axialmente y en una dirección circunferencial entre los portapicos 22 que se extienden helicoidalmente (y los picos 23).

Con referencia a la figura 4 en combinación con las figuras 2 y 3, se puede considerar que las palas 25 están divididas en una pluralidad de conjuntos 32a, 32b en la sección central 20 de tambor, estando los conjuntos 32a, 32b definidos por sus diferentes posiciones respectivas en la cara 21 de tambor con respecto a los portapicos 22, los extremos axiales de la sección central 21 y el par de brazos de la caja de cambios 27. Cada conjunto indicado generalmente con la referencia 32a, 32b puede definirse como que comprende una pluralidad de palas 25 con cada una de las palas a lo largo lados 29a, 29b colocados uno al lado del otro con una pala vecina respectiva 25 (del mismo conjunto) de modo que las palas dentro de cada conjunto se extienden sustancialmente de forma continua en una dirección circunferencial alrededor del eje 18a para llenar efectivamente el espacio en el lado externo del tambor 16 entre los portapicos 22. El número de palas 25 dentro de cada uno de los conjuntos 32a, 32b puede ser diferente dependiendo de la posición de cada conjunto respectivo 32a, 32b en la sección central de tambor 20 como se indicó anteriormente.

Por ejemplo, el conjunto 32a está axialmente más cerca de los brazos 27 de la caja de engranajes y comprende tres palas 25, comprendiendo cada pala una cara 28 de pala respectiva definida por extremos 29c, 29d y lados 29a, 29b.

Cada conjunto de palas 32a, 32b se extiende sobre una distancia angular 0. Según la implementación específica, los conjuntos axialmente exteriores 32a (colocados inmediatamente dentro de los brazos 27 de la caja de engranajes) se extienden sobre una distancia angular 0 que es de 80 a 100°. El conjunto 32b axialmente interior que comprende más palas que los conjuntos 32a puede extenderse sobre una distancia angular 0 en un intervalo de 140 a 190°. Opcionalmente, los conjuntos 32a axialmente exteriores pueden comprender tres palas y el conjunto 32b axialmente interior puede comprender cuatro, cinco, seis, siete, ocho o más palas 25.

Cada pala 25 en el tambor 16, según la implementación específica, comprende una nervadura respectiva 30 que tiene una longitud principal que se extiende axialmente sobre la cara 21 de tambor y una anchura que se extiende radialmente en el tambor 16 que se alinea en un radio de tambor respectivo. Por consiguiente, cada nervadura 30 comprende una anchura que se protege radialmente hacia fuera de la cara 21 de tambor y una longitud que se extiende axialmente entre los respectivos portapicos 22 dentro de la trayectoria helicoidal única en la cara 21 de tambor. Cada pala 25 comprende además una placa 29 de pala que tiene una cara de pala respectiva 28 definida por lados longitudinales 29a, 29b y extremos longitudinales 29c, 29d. Cada placa 29 de pala está montada y se extiende en una dirección circunferencial entre nervaduras 30 de pala adyacentes a través de los lados 29a, 29b a lo largo de la placa. Según la implementación específica, las palas 25 están montadas rígidamente en nervaduras vecinas 30 (en la dirección circunferencial) mediante costuras soldadas 31. Las costuras 31 son además ventajosas para reforzar y proporcionar resistencia al desgaste por fricción de las palas 25 contra el desgaste inducido por abrasión. Según la implementación específica, cada placa 29 de pala está montada en una orientación inclinada o declinada en una dirección circunferencial alrededor del eje 18a con respecto a la cara 21 de tambor. En particular, un primer lado longitudinal 29a está separado del eje 18a por una primera distancia de separación radial R' que es mayor que una distancia radial correspondiente R"' de un segundo lado longitudinal respectivo 29b. Como se ilustra en la figura 4, cada placa 28 de pala está declinada con respecto a cada nervadura 30 de pala en un ángulo declinado a. Según la implementación específica a está en un intervalo de 50 a 70°. Por consiguiente, una distancia de separación radial entre los lados primero y segundo 29a, 29b a lo largo de cada placa de pala 28 puede estar en un intervalo de 35 a 65 mm (correspondiente a la diferencia entre R' y R'").

Con referencia a la figura 5, las palas 25 están montadas en el tambor 16 de tal manera que se colocan en una dirección radial completamente hacia el interior de las puntas de corte 24 y los picos de corte 23, o al menos la mayoría de la longitud radial de cada pico 23. Tal configuración se requiere para lograr la penetración deseada de los picos 23 ^{en la roca y para evitar el ensuciamiento de las palas 25 a medida que el tambor 16 gira en la dirección R}3^{. Por}consiguiente, cada punta de pico 24 se coloca a una distancia radial R" que es mayor que la distancia radial R'. En particular, la diferencia de separación radial h entre R" y R' según la implementación específica está en un intervalo de 35 a 65 mm. Tal configuración es ventajosa para lograr una velocidad máxima de penetración hacia adelante deseada del minero 10 mientras se evita el ensuciamiento y el desgaste acelerado por fricción de las palas 25.

^{En uso, cuando el tambor 16 gira en la dirección R}3 ^{se requiere que diferentes secciones a lo largo de la longitud del}tambor 16 proporcionen diferentes funciones de corte y transporte determinadas por sus diferentes posiciones axiales respectivas en el tambor 16 con respecto a los rotores primarios más avanzados 15a, 15b. Es decir, las secciones extremas 19 de tambor se proyectan generalmente hacia fuera más allá de las trayectorias de corte radiales de los rotores 15a, 15b y, a su vez, hacen una contribución significativa al corte de roca fresca a medida que avanza el minero 10. El material cortado por los picos 23 en las secciones extremas 19 se transporta axialmente a lo largo del tambor 16 hasta la sección central 20 a través de las aletas transportadoras helicoidales 26. Se puede considerar que los conjuntos 32a más exteriores axialmente de las palas 25 están colocados inmediatamente detrás de la trayectoria de corte radial de los rotores 15a, 15b para encontrar material ya cortado. Las palas 25 en estas posiciones axiales (inmediata y axialmente hacia el interior de los brazos de caja de engranajes 27) son efectivas para transportar material ^{cortado en una dirección de rotación R}3 ^{alrededor del eje 18a y luego para expulsar el material hacia arriba en la}trayectoria de corte radial de los rotores 15a, 15b. El material expulsado de los conjuntos de palas 32a se transporta luego por los rotores 15a, 15b al centro axial del cabezal 11 y al extremo delantero del transportador 14. Las palas 25 en y hacia el centro axial del tambor 16 (representadas, en parte, por el conjunto de palas 32b) se colocan fuera de la trayectoria de corte radial de los rotores 15a, 15b y, por consiguiente, encuentran una pared de roca sin cortar. El material cortado principalmente por el tambor inferior 16 en la región central axial de la sección 20 de tambor es ^{recogido y transportado por las palas 25 (dentro de los conjuntos 32b) en la dirección de rotación R}3 ^{para ser}transportado hacia arriba y luego expulsado hacia atrás en el centro axial del cabezal 11 y en el extremo delantero del transportador 14 (sin ser entregado a la trayectoria de corte de los rotores 15a, 15b). Por consiguiente, las palas 25 en las diferentes posiciones axiales del tambor 16 proporcionan una función respectiva diferente para el corte, recogida y transporte rotacional de material dependiendo de sus respectivas posiciones axiales con relación, por ejemplo, a las trayectorias de corte rotatorias de los rotores primarios 15a, 15b. Por consiguiente, el ángulo a declinado mediante el cual placa de pala 28 está alineada para extenderse en una dirección circunferencial con respecto a las nervaduras de pala 30 está configurado para retener el material cortado durante un período de tiempo suficiente a medida que se ^{transporta en la dirección de rotación R}3 ^{con la finalidad de que sea capaz de ser expulsado tanto en las trayectorias}de rotación de los rotores 15a, 15b como en la dirección hacia atrás desde el eje 18a hasta el extremo delantero del transportador 14. Las palas 25, que están configuradas para cubrir sustancialmente completamente la cara 21 de tambor, son efectivas para entregar material cortado en las trayectorias de corte de los rotores 15a, 15b y en el transportador 14 y específicamente para minimizar o evitar el reafilado innecesario de material, además de facilitar en gran medida el transporte hacia atrás del material cortado a través del transportador 14.

Haciendo referencia nuevamente a la figura 4, la presente disposición de las palas 25 es además ventajosa para minimizar una distancia de separación S entre las palas 25 y el piso de mina 34. Efectivamente, el volumen libre debajo del tambor inferior 16 se reduce en un volumen radial de las palas 25, que están dispuestas en el tambor 16, para ocupar la mayor parte del, por otra parte, volumen libre entre los picos 23 tanto en la dirección axial como en la circunferencial. Las palas 25 que ocupan este volumen libre son efectivas para recolectar y clasificar el material cortado en el piso de mina 35 con el fin de evitar que se acumule material en la región inferior del cabezal de corte 11. El material acumulado en esta región inferior es indeseable ya que reduce la eficiencia de corte del material y de manera significativa aumenta la demanda de energía del minero 10. Es decir, con los mineros barrenadores convencionales, el material recogido en la región inferior del cabezal de corte 11 se transporta efectivamente hacia adelante con el avance del minero 10 y se introduce periódicamente en la trayectoria de corte de los rotores 15a, 15b y el tambor 16 donde se muele. Las palas 25 minimizan y preferiblemente eliminan el material acumulado debajo del tambor 16, lo que reduce el consumo de energía del cabezal de corte 11 y aumenta la vida útil de los componentes activos del cabezal de corte 11, incluidos los picos 23, los portapicos 22 y los componentes 27 de caja de engranajes. La distancia de separación radial h entre R' y R” representa por consiguiente un compromiso entre las velocidades de penetración hacia adelante y el consumo de energía, representando la presente disposición de palas 25 un compromiso apropiado con un enfoque específico en minimizar el consumo de energía.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un tambor de corte (16) para un barrenador minero (10) que tiene un eje longitudinal (18a) que se extiende transversal o perpendicular a unos ejes de rotación (33a, 33b) de unos rotores de corte primarios más avanzados (15a, 15b) del barrenador minero (10), comprendiendo el tambor (16):

un cuerpo principal centrado en el eje longitudinal (18a) y que tiene una cara de tambor orientada hacia fuera (21);

una pluralidad de portapicos de corte (22) que se proyectan hacia fuera desde la cara de tambor (21) para montar los respectivos picos de corte (23) en el cuerpo principal;

caracterizado por:

una pluralidad de palas de transporte de material (25), teniendo cada una de las cuales una respectiva cara de pala orientada hacia fuera (28) que se eleva radialmente desde la cara de tambor (21), extendiéndose cada una de las palas (25) generalmente en sentido longitudinal a lo largo del tambor (16) entre los portapicos (22) y colocadas una al lado de otra en una dirección circunferencial alrededor del tambor (16) para cubrir la cara de tambor (21), estando cada cara (28) alargada en la dirección axial del tambor (16).

2. El tambor según la reivindicación 1, en el que cada cara de pala (28) es generalmente plana.

3. El tambor según la reivindicación 2, en el que en un plano de sección transversal perpendicular al eje longitudinal (18a), cada cara de pala (28) está inclinada en una dirección circunferencial alrededor del tambor (16) de tal modo que un primer lado longitudinal (29a) está colocado radialmente más allá de un segundo lado longitudinal opuesto (29b).

4. El tambor según la reivindicación 3, en el que un ángulo (a), mediante el cual cada cara de pala (28) está declinada con respecto al radio del tambor (16), está en un intervalo de 35 a 85°, de 40 a 80°, de 45 a 75° o de 50 a 70°.

5. El tambor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las caras de pala (28) cubren la mayor parte de la cara de tambor (21) tanto en una dirección axial como circunferencial entre los portapicos (22).

6. El tambor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pluralidad de picos de corte (23) montados en los portapicos (22), teniendo cada uno de los picos (23) una punta de corte (24), estando las palas (25) colocadas en el cuerpo principal de tal manera que una distancia de separación radial (h) entre las puntas de corte (24) y una parte radialmente más exterior de las palas (25) esté en un intervalo de 20 a 80 mm, 25 a 75 mm, 30 a 70 mm o 35 a 65 mm.

7. El tambor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las palas (25) están dispuestas en conjuntos (32a, 32b) en el que cada conjunto (32a, 32b) comprende una pluralidad de palas (25) colocadas una al lado de la otra en una dirección circunferencial alrededor del tambor, estando separado axialmente cada uno de los conjuntos (32a, 32b) por una pluralidad de portapicos (22).

8. El tambor según la reivindicación 7, que comprende en un intervalo de 4 a 16, de 4 a 14, de 4 a 12 o de 8 a 12 de los conjuntos (32a, 32b).

9. El tambor según las reivindicaciones 7 u 8, en el que al menos algunos de los conjuntos (32a, 32b) se extienden sobre una distancia angular (0) en el intervalo de 60 a 120°, de 70 a 110° o de 80 a 100°.

10. El tambor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los portapicos (22) están distribuidos en la cara del tambor (16) para seguir una trayectoria generalmente helicoidal alrededor del eje longitudinal (18a) desde un primer a un segundo extremo longitudinal del tambor (16).

11. El tambor según la reivindicación 10, en el que los portapicos (22) están dispuestos a lo largo de una única trayectoria helicoidal.

12. El tambor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores dividido axialmente para comprender una sección central (20) y una sección extrema primera y segunda (19), estando montadas las palas en la sección central (20).

13. El tambor según la reivindicación 12, en el que las secciones extremas primera y segunda (19) comprenden unas respectivas aletas transportadoras de material (26) proyectadas radialmente hacia fuera desde la cara de tambor (21) y que se extienden helicoidalmente sobre la cara del tambor (16) alrededor del eje (18a).

14. El tambor según las reivindicaciones 12 o 13, en el que las secciones extremas (19) están desprovistas de las palas de transporte de material (25).

15. Un barrenador minero (10) que comprende:

una pluralidad de rotores de corte primarios (15a, 15b) colocados axialmente más hacia adelante en el minero (10) y que tienen unos respectivos ejes de rotación (33a, 33b) alineados generalmente en una dirección longitudinal del minero (10); y

un tambor de corte (16) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, colocado de tal manera que el ^{eje longitudinal (18a) del tambor (}16^{) se extiende a lo ancho a través del minero (10), el tambor (16) está}montado en una dirección longitudinal del minero (10) detrás y en una región inferior de los rotores de corte (15a, 15b).

16. El minero según la reivindicación 15, que comprende un tambor de corte superior (17) que tiene un eje longitudinal (18b) y está montado en el minero (10) de tal manera que dicho eje longitudinal (18b) se extiende a lo ancho a través del minero (10), el tambor de corte superior (17) está montado en una dirección longitudinal del minero (10) detrás y en una región superior de los rotores de corte (15a, 15b).