PL142441B1 - Apparatus for mining of the rock - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 88 05 16 142441 Int. Cl4 E21C 35/22 E21C 35/18 Twórcy wynalazku: Herwig Wrulich, Otto Schetina, Gottfried Siebenhofer, Wilfried Maier Uprawniony z patentu: VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft, Wieden (Austria) Urzadzenie do urabiania skaly iPnzeJdimiioteim wynalazku jest urzadzenie do ura¬ biania skaly, z wrebiarka o raimieniiu zawieraja¬ cym co najmniej jedna glowice robocza, która jest wyposazona w noze osadzone w uchwytach, pnzesU|Wine osiowo w ograniczonym zakresie. Znane jest urzadzenie do urabiania skaly, posiadajace nóz wprawiany w drgania za pomoca ultradzwie¬ ków, celean polepszenia wydajnosci urabiania i zmniejszenia zuzycia energii. Konstrukcje tego ro¬ dzaju sa jednak stosunkowo zlozone oraz ulegaja wzglednie latwo awariom wskutek duzego obcia¬ zenia mechanicznego generatorów drgan. Znane jest takze osadzenie noza w uchwycie z mozli¬ woscia osiowego przesunijecia w ograniczonym za¬ kresie, przy czyim w tymi przypadku droga prze¬ suniecia noza, gidy tylko zanurzy sie on w ura¬ biana skale, zostala wykorzystana do umozliwie¬ nia sterowania doplywem wody do dysz, skiero¬ wanych na noze lub powierzchnie sciany. W tych znanych rozwiaeanilach tryskanie wody mialo byc umozliwione tylko wltedyi, gdy nóz styka sie rze¬ czywiscie z .urabiana skala.Ceflam wynalazku jest opracowanie takiego urza¬ dzenia do urabiania skaly, którego raimde bedzie posiadalo co najmniej jedna glowice uralbdaijaca wyposazona w noze osadzane w uchwytach prze¬ suwnie w kierunku osiowym o ograniczonym sko¬ ku,, a ponadto nóz beldzie wprawiany zarówno w ruch obrotowy jak i w ruch uderzajacy celem latwiejszego rozbijania skaly. 10 15 20 25 30 Zgodnie z wynalazkiem cel ten osiagnieto dzieki temu, ze trzonki nozy sa funkcjonalnie polaczone z hydraulicznymi lob pneumatycznymi zespolami cylinder—tlok w celu przenoszenia sily przesuwa¬ jacej nóz na zewnatrz wbrew dzialaniu sily skra¬ wania* Przestrzen robocza tych zespolów jest po¬ laczona z odftaczanym zródlem medium cisnienio¬ wego. Cisnienie robocze tego zróldla oraz czynny przekrój poprzeczny tloka wspomnianego zespolu musza miec taka wielkosc, azeby nóz po prze¬ zwyciezeniu skladowej osiowej sily skrawania imógl byc przesuniety w polozenie zewnetrzne rów¬ niez i wttedy, gdy styka sie z urabiana,, wzglednie rozbijana skala.Korzystne jest przyjecie takiego rozwiazania, w którym zespól cylinder—tlok ma postac zaworu o trzonku wspólpracujacym z trzonkiem noza przy zamykaniu zaworu, przestrzen przed gniaz¬ dem zaworu jest polaczona z odlaczanym zródlem imadlLuim cisnieniowego, oraz za tym gniazdem do¬ laczony jest kanal,, laczacy te przestrzen przy otwartym zaworze z otworem wylotowym, w szczególnosci dysza natryskowa. Przy zasilaniu ta¬ kiego zaworu ciecza pod cisnieniem, na przyklad woda, nóz jest przesuwany uderzeniowo w swe polozenie zewnetrzne. Po odlaczeniu zródla me¬ dium cisnieniowego wystarcza nieznaczny wycisk z przestrzem przed gniazdem zaworu, aby umozli¬ wic otwarcie zawonu przez skladowa osiowa saly skrawania, przy czym podczas tego skoku óitwae- 142 441142 441 rania nastepuje wypieranie przez trzonek zaworu cieczy z przestrzeni przed gniazdem zaworu. Ciecz ta moze byc na przyklad1 wyciskana przez dysze natryskowa. Celem ulatwienia ruchu otwierania przez skladowa osioiwa sily skrawania przestrzen przed gniazdem zaworu moze byc polaczona przez zwezke z otworem wylotowym, w szczególnosci dysza natryskowa. Tego rodzaju zwezka ulatwia unoszenie zaworu z gniazda przez skladowa osio¬ wa sily skrawania po odlaczeniu zródla medium cisnieniowego.Celem uzyskania szybkiego ruchu zamykania za¬ woru i tym samym uderzeniowego ruchu noza, korzystne jest prowadzenie trzonka zaworu w obu¬ dowie zaworu w sposób przynajmniej w duzym stopniu szczelny, przy czym iloczyn powierzchni przekroju poprzecznego trzonka zaworu w swietle przez cisnienie robocze zródla medium cisnienio¬ wego plus ewentualnie sila sprezyny dociskajace] zawór w kierunku zamykania musi dawac w su¬ mie sile przewyzszajaca najwieksza sile skrawa¬ nia, jaka dziala w kierunku osi noza.W celu uzyskania przerywanego uderzenia zró¬ dlo medium cisnieniowego musi dac sie dolaczac 1 odlaczac z przerwami. Korzystne jest laczenie zródla w tym ce^u z hydraulicznym silownikiem w sposób przerywany za posrednictwem obroto¬ wego suwaka. Tego rodzaju suwak o przerywa¬ nym dzialaniu mozna w prosty sposób zbudowac tak, ze zródlo medium cisnieniowego jest polaczo¬ ne ze srodkowym otworem osiowym w czesci nie¬ ruchomej wzgledem ramienia wrebiarki i daje sie laczyc przez duza liczbe otworów przelotowych, wychodzacych w zasadzie w kierunku promienio¬ wym, z kanalami w wirujacej czesci glowicy wre- bdarM, które wchodza do przestrzeni roboczej si¬ lownika wzglednie do przestrzeni przed gniazdem zaworu.Tego rodzaju rozwiazania sa zbuidJowane analo- giczniei, jak znane sterowania sektorowe, w któ¬ rych wyplyw wody jest mozliwy tylko na z góry zalozonym kacie srodkowym pelnego obrotu glo¬ wicy* i róznia sie od takiego sterowania sektoro¬ wego duza liczba otworów przelotowych o wylo¬ tach skierowanych w kierunku promieniowym.Z uwagi na przeciekanie zawioru te otwory prze¬ lotowe; moga byc równiez przewiidiziane tylko na z góry zalozonym kacie srodkowym obrotu glowi¬ cy, jednakze nie jest to warunkiem koniecznym, gdyz w przypadku utrzymywania sie cisnienia ro¬ boczego zrócFla medium cisnieniowego nie moze nastepowac wyplyw wody w godnych uwagi roz¬ miarach, poniewaz w tym przypadku zawór jest zamkniety.."Przy zastosowaniu sprezonego powietrza przery¬ wany doplyw medium cisnieniowego moze byc sterowany bezposrednio przez tlok poruszajacy no¬ ze. Do tego celu korzystne jest takie uksztaltowa¬ nie urzadzenia, w którym pneumatyczny zespól cylinder—tlok zawiera tlok prowadzony w cylin¬ drze i majacy srednice zwiekszona w stosunku do czesci polaczonej funkcjonalnie i wspólpracu¬ jacej z nozem. Podczas skoku tloka jego plaszcz przesuwa sie po wylotach dtworu doprowadzenia sprezonego powietrza i otworu odciazajacego, po¬ laczonego z jego komora robocza, przy czym w przypadku zakrycia otworu odciazajacego zostaje otwarty kanal przeplywowy miedzy komora robo¬ cza tloka i pierscieniowa komora od strony noza, 5 z która jest polaczony otwór na sprezone powie¬ trze. Przy takiej konstrukcji o zagleibiendiu noza w skale najpierw przesuwa sie tlok o taki odci¬ nek, ze zostaje otwarty otwór doprowadizenia spre¬ zonego powietrza. 10 W nastepstwie powietrze to odciaza tlok, powo¬ dujac jego skok w kierunku od noza, przy czytm z komory roboczej tloka powietrze moze wyply¬ wac dopóty, dopóki nie zostanie zakryty otwór odciazajacy. Przesterowanie na skok roboczy (ude- 15 rzeniowy) tloka jest zapewnione przez kanal prze¬ plywowy miedzy komora robocza tloka i komora pierscieniowa od strony noza, z która jest pola¬ czony otwór sprezonego powietrza. Celem zapew¬ nienia, ze doplyw sprezonego powietrza jest za- 20 mkniety» gdy nóz nie styka sie ze skala, korzystne jest przyjecie takiego rozwiazania, w którym tlok jest utrzymywany w styku z nozem przez sprezy¬ ne, przy czym sila dzialania tej ostatniej jest mniejsza od skladowej reakcji sily skrawania, a 25 wieksza od sily odpowiadajacej sumie ciezarów noza i tloka.Ptrzedmiot wynaiaizku zostanie dokladniej objas¬ niony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia glowice wrebiarki, w 30 której mozna zamocowac uchwyt noza i nóz, w przekroju poprzecznym; fig. 2 — uchwyt noza z hydraulicznym zespolem cylinder—tlok, majacym postac zaworu, w przekroju poprzecznym; fig. 3 — przekrój wedlug linii III—III z fig. 1 w powiek- 35 szeniu, na którym widac przerywane dolaczanie zródla medium cisnieniowego; oraz fig. 4 — inny przyklad wykonania uchwytu noza powietrzem, w przekroju analogicznym, jak na fig. 2.Na fig. 1 gilowica wrebiarki 1 jest zbudowana 40 z zespawanych ze soba tarcz 2 i osadzona obroto¬ wo na nie pokazanym ramieniu. Ostatni stopien przekladni zwalniajacej, pokazany liniami kresko¬ wymi, oznaczono ogólnie liczba 3. GflowlLoa 1 jest ulozyskowana na wsporniku 4, polaczonym z ra- 45 mieniem za pomoca lozysk tocznych 5.Doplyw wody odbyfara sie najpierw kanalami 6 we wsporniku 4 do komory rozidzielczej 7, z której wodla jest prowadzona odpowiednio uszczelnionym osiowym przewodem doprowadzajajciym 18 oraz 50 przewodami promieniowymi 9 do komór rozdziel¬ czych 10, rozciagajacych sie w kierunku osi glo¬ wicy. Czolowa tarcza 11 glowicy 1 jest {wlaczona srubami z kadlubem glowicy. 2 komór 10 woda przedostaje sie przez w zasadzie promieniowe 55 otwory 12 do dysz wylotowych, które moga byc umieszczone w uchwycie noza.Osiowy przewód 8 ma w swym koncu od strony czola glowicy pewna licizbe promieniowych otwo¬ rów 13, po których wylotach przy obrocie glowicy . 60 przeslizguja sie wyloty promieniowych przewodów 9. W powiekszeniu mozna to zobaczyc na fig. 3.Na fig. 2 przedstawiono uchwyt noza 14. W sto¬ pie tego uchwytu znajduje sie wylot przewodu 12, doprowadzajacego wode pod cisnieniem. W przy- 65 padku pekniecia uchwytu 14 wylot fen mozna142 441 5 S zamknac korkiem 15, celem zapobiezenia nadmier¬ nemu zuzyciu wody. Woda przechodzi z przewodu 12 kanalem 16 w stopie, ucihiwyitu 14 do komory roboczej 17 hydraulicznego zespolu cylinder—itlok, majacego postac zaworu 18. Ten osifcatoi ma trzo¬ nek 19 w postaici tloka, prowaidzony szczelnie w , abuidowde zaworu 20. Obudowa ta zawiera nastep¬ nie gniazdo zaworowe 21, do kltórego grzybek za¬ woru przylega w polozeniu zamknietymi, przed- sta(wdonym na fig. 2. Grzybek wraz z trzonkiem 19 jest dociskany w polozenie zamkniete przez medium cisnieniowe, dochodzace do komory 17, przy czyim* w tym samymi kierunku dziala spre¬ zyna 22. Trzonek 19 wspólpracuje z trzonkiem 23 noza 24. Nóz ten jest przesuwany osiowo w kie¬ runku podwójnej strzalki 26 w tuiei 25, przy czym ruch przesuniecia jest ograniczony szerokoscia, a wtoczenie 27 w trzonku noza. Do ograniczenia skoku noza 24 w kierunku strzalki 26 umieszczo¬ no w tuled pderscden sprezynujacy 28 zabezpiecza¬ jacy jednoczesnie nóz 24 przed wypadnieciem. Tu¬ leja 25 jest zabezpieczona sprezynujacym kolkiem 29 w uchwycie 14. jRrzy zamknietym polozeniu zaworu 18 nóz 24 znajduje sie w polozeniu wypchnietymi na ze- wnaitrz. Dopóki w komorze 17, tj. w pomieszcze¬ niu przed gniazdeim zaworu, znajduje sie medium cisnieniowe, zawór nawet przy zaglebieniu sie no¬ za 24 w skale nie moze zostac otwarty przez sile skrawania. Skladowa osiowa tej. sily oznaczono strzalka 30. Skoro tyilko cisnienie w komorze 17 spadnie, tj. po odlaczeniu zródla medium cisnie¬ niowego, ciecz moze odjplywac z tej komory przez zwezke 31 do dyszy 32, a zawór moze zostac unie¬ siony z gniazda. Skladowa osiowa sily skrawania moze zepchnac zawór w polozenie otwarte, -przy czym objetosc cieczy, wyparta z komory 17, zo¬ staje wycisnieta poprzez gniazdo zaworu i kanal 33 do dyszy 32.Zawór pozostanie teraz dopóty w polozeniu otwartym, a nóz 24 w polozeniu wsunietym, do¬ póki zródlo medium cisnieniowego pozostaje od- # laczone. Gdy zródlo to zostanie ponownie dola¬ czone, zawór zostanie znów docisniety w poloze¬ nie zamkniete wbrew skladowej osiowej sily skra¬ wania, dzialajacej na nóz,, przy czym przez krótki czas woda moze jeszcze o.dplywac przez gniazdo zaworu i kanaly 33 do dyszy 32. Gdy zawór 18 jest znów zamkniety, to dopóity nie nastepuje do¬ strzegalny wytrysk cieczy,, dopóki w komorze 17 jest utrzymane cisnienie. W tej fazie nastepuje jedynie nieznaczny wyciek przez zwezke 31. Przy ponownym spadku cisnienia w komorze 17 ciecz zostaje znowu wycisnieta z niej kanalami 33 do dyszy, przy czym zawór przechodzi ponownie w polozenie otwarte. Przez przerywane powtarzanie tego procesu mozna uzyskac uderzeniowy ruch noza 24 w kierunku przeciwnymi wzgledem kie¬ runku 30 skladowej osiowej sily skrawania.Uklad do przerywanego zasilania komory 17 me¬ dium cisnieniowym jest przedstawiony w po/wiejk- szeniu na fig. 3. Rnzy ruchu obrotowym glowicy wrebiarki dokola nieruchomego osiowego przewo¬ du doprowadzajacego 8 zostaje na wzór suwaka obrotowego na przemian -otwierane lub zamykane polaczenie przez promieniowe otwory 13 zródla medium cisnieniowego z otworami 9 i tym samym komora 17 przed gniazdem zaworu. Na rysunku z fig. 3 pokazano taka konstrukcje, w której pro¬ mieniowe otwory 13 sa przewidziane tylko na czesci obrotu glowicy wrebiarki, w obszarze kata srodkowego okolo 12K)°. Wskutek tego zasilanie komory 17 przed gniazdem zaworu nastepuje w tym obszarze, w którym wchiodKi w gre udarowe urabianie wskutek zaglebiania sie noza 24 w ska¬ le. iNa fig. 4 pokazano wersje poruszana sprezonym powietaem. Nóz, oznaczony tu znów 24, jest prze¬ suwny osiowlo w kierunku strzaM 26 w tulei 25.Ruch przesuwu jest tu znów ograniczony szero¬ koscia wtoczenia 27 w trzonku noza, przy czym w tuilei umieszczono do ograniczania skcfcu noza 24 pierscien sprezynowy 28, zabezpieczony jedno¬ czesnie nóz przed wypadnieciem. TMeja 25 jest tu takze zabezpieczona kolkiem sprezynujacym 29 w uchwycie 14. W kierunku osiowym czescia sa¬ siadujaca jest tlok 34, dociskany sprezyna -35 db styku z trzonkiem inoza. Tlok 34 ma zwezona czesc 36, wspólpracujaca z nozem 24, i w polozeniu po¬ kazanym na fig. 4 zakrywa otwór 37, doprowadza¬ jacy sprezone powietrze. Dzialaniem skladowej re¬ akcji w kierunku strzalki 30 tlok 34 zostaje po zaglebieniu sie noza w skale przesuniety tek da¬ leko, ze otwór 37 zostaje odkryty. Sprezone po¬ wietrze wchodzi teraz tym otworem cfo pierscie¬ niowej komory 38 i oddzialuje na pierscieniowa powierzchnie 39 tloka 34 w kienumku strzalki 40.Dolna krawedz 41 tloka 34 nasuwa sie nastepnie na otwór odciazajacy 42, skutkiem czego w prze¬ strzeni roboczej 43 tloka 34 moze zaczac wizrastac cisnienie. Po zakryciu otworu przeplywowego 44 przez górna krawedz 45 tloka 34 sprezone powie¬ trze z otworu 37 doplywa do komory 43. Ponie¬ waz powierzchnia przekroju poprzecznego tloka 3i, na która dziala cisnienie w kierunku zamyka¬ nia zaworu, jest znacznie wieksza od powierzchni pierscieniowej 38, czynnej przy jego otwieraniu, . wiec tlok 34 zostaje szyibko popchniety do przodu i podczas tego ruchu uderza w nóz 24. Skoro tyl¬ ko przy tym dolna krawedz 41 tlcka 34 ponownie odsloni otwór 42, cisnienie spada,, a sprezone po¬ wietrze, wydostajace sie z ortwo.ru 37, moze znów przesunac tlok 34 w kierunku strzalki 40. iPo wycofaniu z obszaru urabiania nóz jest utrzy¬ mywany sila dzialania sprezyny 35 w swym przed¬ nimi polozeniu, przy którym tlok 34 zamyka otwór 37, wobec czego do pierscieniowej komory 38 nie moze przedostac sie sprezone powietrze. PL PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe 1. .1. Urzadzenie dó urabiania skaly z wrebiarka, której ramie ma co najmniej jedna glowice wypo¬ sazona w noze, osadzone w uchwytach przesuw¬ nie w kierunku wlasnej osi na ograniczonym sko¬ ku,, znamienne tym, ze trzonki nozy (23) sa pola¬ czone z hydraulicznym lub pneumatycznym. silow¬ nikiem, którego komora robocza (17, 43) jest po¬ laczona z odlaczanym zródlem mediom cisnienio¬ wego, przenoszac* sile naciskowa. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60142 441

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze silownik ma postac zaworu (18), którego trzo¬ nek (19) wspólpracuje przy ruchu w kierunku za¬ mykania zaworu z trzonkiem noza (23), ze komora (17) przed gniazdem zaworu jest polaczona z odla¬ czanym zródlem mediuim cisnieniowego, oraz, ze za gniazidem zaworu jest dolaczony kanal (33), la¬ czacy te komore przy otwartym zaworze z otwo¬ rem wylotowym, zwlaszcza dysza natryskowa (32).

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze trzonek zaworu (19) jest prowadzony w obudo¬ wie zaworu (20) przynajmniej w znacznym stopniu szczelnie, przy czym iloczyn powierzchni jego prze¬ kroju poprzecznego w swietle przez cisnienie ro¬ bocze zródla medium cisnieniowego, ewentualnie plus sila dzialania sprezyny (22), dociskajacej za¬ wór (18) w polozenie zamkniete, daja sile wieksza od najwiekszej sily skrawania, dzialajacej w kie¬ runku osi noza.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienne tym, ze komora (17) przed gniazdem zaworu jest polaczona przez zwezke (31) z otworem wyloto¬ wym, w szczególnosci dysza natryskowa (32).

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zródlo medium cisnieniowego jest polaczone okresowo przez obrotowy suwak z hydraulicznym silownikiem. 10 15 20 25

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zródlo medium cisnieniowego jest polaczone z centralnym Otworem osiowym (8) w czesci nieru¬ chomej wzgledem ramienia wrebiarka i jest pola¬ czone poprzez duza liczbe otworów przelotowych (13), skierowanyoh w zasadzie promieniowo, z ka¬ nalami (9) w wirujacej czesci glowicy wrebiarki (1).

7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze pneumatyczny zespól silownika ma tlok (34) prowadzony w cylindrze, o srednicy powiekszonej w stosunku do czesci (36), wspólpracujacej z no¬ zem (24), którego to tloka plaszcz podczas jego skoku przesuwa sie po wylotach otworu (37) do¬ prowadzajacego sprezone powietrze, oraz otwór od¬ ciazajacy (42), polaczony z jego przestrzenia robo¬ cza (43), przy czym przy zakryityim otworze odcia¬ zajacym (42) jest odkryty kanal przeplywowy (44) miedzy przestrzenia robocza (43) tloka (34) i ko¬ mora pierscieniowa (38) od strony noza, z która jest polaczony otwór (37) do sprezonego powie¬ trza.

8. Urzadzenie wedlug zastrz. 7, znamienne tym, ze tlok (34) jest utrzymywany w styku z nozem (24) przez sprezyne (35), przy czym sila dzialania sprezyny (35) jest mniejsza od skladowej reakcji (30) sily skrawania, a wieksza od sily odlpowiada- jacej sumie ciezarów noza (24) i tloka (34). ///tt^yv142 441 35 U 37 FIG. 4 PL PL