PL223539B1 - Kombajn ścianowy bębnowy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy kombajnu ścianowego bębnowego. Kombajny ścianowe bębnowe są najczęściej stosowanymi w górnictwie maszynami wydobywczymi. Konstrukcja tych maszyn i produktów była optymalizowana przez lata. Okazuje się jednak, że powszechna dzisiaj konstrukcja daje się tylko w ograniczonym stopniu zastosować do pokładów grubości poniżej 1,4 m. Fakt, że moc silnika elektrycznego rośnie wraz z wielkością, względnie zmniejsza się wraz z malejącą wielkością, przy identycznej konstrukcji kombajnów ścianowych bębnowych ogranicza drastycznie moce silników będące do dyspozycji w niskich egzemplarzach. Oprócz dostępnej mocy ważnym kryterium konstrukcji m aszyny o dużej mocy jest przede wszystkim charakterystyka ładowania.

Moc całkowita (wydajność) maszyny jest ograniczana przez geometrię. Szczególnie ograniczające są tu w wypadku istniejących maszyn następujące okoliczności: niska moc silników elementów urabiających, niska moc silników napędu posuwu, mała stabilność maszyny (wspinanie się lub podskakiwanie), niedobra charakterystyka ładowania (mały przekrój kanałów transportu węgla w elemencie urabiającym, blokowanie podawania węgla przez ramię), mały rozmiar tunelu pod maszyną, ponieważ maszyny stoją, jako mosty nad przenośnikiem, niska prędkość, z jaką osłony mogą podążać za elementem urabiającym, oraz niska prędkość osiągana przez kombajnistę podczas sterowania maszyny.

Wynalazek dotyczy nowej konstrukcji kombajnu ścianowego bębnowego, w której tunel do transportu węgla oraz charakterystyka ładowania są wyraźnie poprawione.

Przedmiotem wynalazku jest kombajn ścianowy bębnowy do górniczego wydobycia podziemnego posiadający korpus maszyny poruszający się wzdłuż przenośnika oraz co najmniej dwa elementy urabiające, zamocowane każdy na swoim ramieniu nośnym, przy czym korpus maszyny posadowiony jest, na co najmniej czterech elementach umożliwiających przemieszczanie się, z których dwa napędzane elementy poruszają się na zębatce, a dwa kolejne elementy posiadają płozy, które opierają się na spągu, charakteryzujący się tym, że, do co najmniej jednego ramienia nośnego zamocowana jest na sztywno odkładnia, która przestawiana jest w pionie razem z ramieniem nośnym, przy czym odkładnia podnosi strumień urobku węglowego od elementu urabiającego ponad ramię nośne i kieruje na przenośnik.

W korzystnej realizacji wynalazku co najmniej jedno ramię nośne jest odgięte ku dołowi, a k orzystnie posiada odcinek, który nie wystaje albo wystaje tylko nieznacznie ponad sąsiadujący z nim przenośnik.

W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku na elemencie urabiającym umieszczona jest większa ilość noży wzdłuż przebiegających korzystnie równolegle do siebie linii ślimakowych, przy czym k orzystnie styczna do linii spiralnej w obszarze sąsiedniego przenośnika tworzy kąt ostry z kierunkiem jazdy, a w obszarze czoła ściany kąt wynoszący niemalże lub dokładnie 90° z kierunkiem jazdy, przy czym korzystnie każda linia ślimakowa zmienia swój skok.

W następnej korzystnej realizacji wynalazku dno odkładni wznosi się jak rampa i że odkładnia posiada zakrzywioną ściankę kierującą, która przebiega zasadniczo pionowo.

Korzystnie element urabiający znajdujący się z przodu patrząc w kierunku jazdy posiada taki kierunek obrotów, że węgiel w dolnej warstwie calizny jest urabiany z góry na dół i że element urabiający znajdujący się z tyłu patrząc w kierunku jazdy jest tak napędzany, że węgiel w górnej warstwie calizny jest urabiany z dołu do góry.

W korzystnej realizacji wynalazku między tunelem kablowym przenośnika a korpusem maszyny przewidziany jest mostek kablowy poruszający się wraz z tym ostatnim.

W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku kombajn posiada urządzenie napędu posuwu zaopatrzone w dwa napędzane wały, które są połączone z przekładnią planetarną, której każde z kół pierścieniowych ułożyskowane jest przegubowo za pomocą pary siłowników hydraulicznych.

W następnej korzystnej realizacji wynalazku po dwa siłowniki hydrauliczne przekładni planetarnej są połączone ze sobą hydraulicznie poprzez przewód wyrównawczy, przy czym korzystnie oba przewody wyrównawcze można ze sobą połączyć poprzez zawór.

Korzystnie każdy siłownik hydrauliczny posiada zintegrowany czujnik siły/drogi.

W jednej z form realizacji kombajnu ścianowego bębnowego według wynalazku dwie z czterech nóg poruszają się na przenośniku. Za pomocą dwóch kolejnych nóg wyposażonych w płozy korpus maszyny wspiera się na spągu. Ponadto kombajn bębnowy może posiadać jedną lub więcej z następujących cech:

PL 223 539 B1

- Korpus maszyny posiada otwory konserwacyjne od strony przenośnika. Napęd posuwu znajduje się od strony czoła ściany.

- Kombajn ścianowy bębnowy jest utrzymywany w pożądanej pozycji przy czole ściany przez dwie nogi z płozami. Te nogi z płozami są aktywnie regulowane w pionie. Dzięki tej regulacji sterowanie poziome na spągu może być przeprowadzone z mniejszym przestawieniem.

- Kable muszą być poprowadzone tak wysoko jak to jest możliwe, żeby mogły tworzyć nakład ające się na siebie pętle.

- Element urabiający jako elementy obsługi posiada jedynie skrzynię aparaturową przymocowaną do mostka kablowego. Ten mostek kablowy opiera się za pomocą prowadnika ślizgowego na ramie kanału kablowego. Do ramy maszyny ten mostek kablowy jest przymocowany za pomocą przegubu.

Fig. 1 pokazuje schematycznie widok boczny wyrobiska ścianowego z obudową ścianową 10, do której w znany sposób jest przyłączony przenośnik 12. Numerem 14 oznaczony jest korpus maszyny kombajnu ścianowego bębnowego, który na rysunku jest zaznaczony schematycznie jako blok. Kombajn ścianowy bębnowy przesuwa się na dwóch nogach po przenośniku 12. Przy czole ściany kombajn ścianowy bębnowy jest prowadzony przez dwie płozy 16, które są regulowane na wysokość i utrzymywane w swoim położeniu w pionie przez układ sterowania. Numerem 18 zaznaczone są noże elementu urabiającego.

Doprowadzenie energii elektrycznej do korpusu 14 maszyny odbywa się poprzez mostek k ablowy 20, który zamocowany jest do ramy maszyny kombajnu ścianowego bębnowego za pomocą przegubu 22. Po odzawałowej stronie przenośnika 12 mostek kablowy 20 opiera się za pomocą prowadnika ślizgowego na ramie tunelu kablowego 24. Z mostkiem kablowym 20 jest połączona skrzynia aparaturowa 26, za pomocą której obsługiwany jest kombajn.

Fig. 2 ukazuje dwa schematyczne i aksonometryczne widoki korpusu maszyny 14, który po obu stronach czołowych posiada gniazda wychylne 30 dla ramienia nośnego wyposażonego w element (organ) urabiający. Jak ukazuje fig. 2 na prawym widoku, korpus maszyny 14 po stronie czoła ściany posiada dwie płozy 16, 16', z których każdą można regulować w pionie za pomocą oddzielnego siłownika hydraulicznego 17, 17'. Poza tym korpus maszyny 14 jak zaznaczono posiada czujniki, które wykrywają jego pochylenie jak też ruch w każdej z trzech osi przestrzeni.

Po stronie przenośnika 12 korpus maszyny 14 posiada dwa napędzane koła zębate 32 i 34, które wzębiają się w znany ogólnie sposób w zębatkę 35. Przewidziany przy napędowym kole zęb atym 32, 34 prowadnik 36 może przy tym być tak ukształtowany, że dopasowuje się on do pochylenia przenośnika 12.

Każde z kół zębatych 32, 34 napędu posuwu może być zamocowane na wale wyjściowym przekładni planetarnej. Odpowiedni układ ukazuje fig. 3, gdzie ukazane są dwie przekładnie planetarne 40, 42, a na ich wałach wyjściowych 44, 46 zamocowano po jednym napędowym kole zębatym 32, 34. Oba koła pierścieniowe 48, 50 przekładni planetarnych 40 i 42 są z jednej strony przegubowe a z drugiej strony zamocowane do korpusu maszyny 14 poprzez człony nastawcze względnie siłowniki hydrauliczne 54-57.

Jak ukazuje fig. 3, przekładnia planetarna 40 znajdująca się po lewej stronie na fig. 3 posiada na obwodzie zewnętrznym swojego koła pierścieniowego 48 leżące diametralnie naprzeciw siebie przeguby 52, 53, do każdego z których przyłączony jest jeden siłownik hydrauliczny 54, 55, który można nastawiać w pionie. Dla przekładni planetarnej 42 wybrano układ tego samego rodzaju, tak że koło pierścieniowe 50 przekładni planetarnej 42 jest połączone z korpusem maszyny 14 poprzez (lewy) siłownik hydrauliczny 56 oraz prawy siłownik hydrauliczny 57.

Jak ukazuje fig. 3, lewy siłownik hydrauliczny 54 przekładni planetarnej 40 jest połączony p oprzez przewód hydrauliczny 58 z lewym siłownikiem hydraulicznym 56 przekładni planetarnej 42. W taki sam sposób prawy siłownik hydrauliczny 55 przekładni planetarnej 40 poprzez przewód 59 jest połączony z prawym siłownikiem hydraulicznym 57 prawej przekładni planetarnej 42. We wszystkich siłownikach hydraulicznych jest wbudowany zintegrowany czujnik siły/drogi, przy czym wszystkie czujniki są połączone z elektronicznym układem sterowania 60 poprzez (przedstawione linią przerywaną) przewody sterujące. Poprzez ten układ sterowania 60 może być też sterowany zawór sterujący 62, za pomocą którego można dokonać kompensacji między obydwoma przewodami 58 i 59.

Opisany powyżej układ służy do kompensacji błędu podziałki zębatki 35. Poszczególne segmenty napędowe zębatki 35 są zamontowane na rynnie przenośnika 12. Ponieważ poszczególne elementy rynny są wobec siebie ruchome, powstaje błąd podziałki, ponieważ dwie oddalone od siebie

PL 223 539 B1 nogi korpusu maszyny napędzają kombajn równocześnie kołami zębatymi 32 i 34. Podczas napędzania kół zębatych 32 i 34 moment obrotowy w obu kierunkach jest przejmowany przez odpowiednie koło pierścieniowe, a stamtąd przez siłowniki hydrauliczne 54-57. Ponieważ za każdym razem oba siłowniki przejmujące moment obrotowy w tym samym kierunku są połączone hydraulicznie ze sobą, w wypadku różnic momentu obrotowego może następować hydrauliczna kompensacja. Ponieważ napęd pracuje zawsze tylko przez ograniczony czas w jednym kierunku, ewentualne stopniowe przesunięcie może zostać wyrównane przez zawór sterujący 62.

Co się tyczy ukształtowania maszyny, to ramię nośne może być proste albo odgięte. Prosty kształt umożliwia identyczne wykonanie prawego i lewego ramienia nośnego. Jedynie zawieszenie z łożyskiem i ogranicznikiem dla siłownika do nastawiania wysokości wymaga asymetrii. Ramię nośne jest odginane, aby w ten sposób ułatwić przesuw urobku.

Jeżeli element urabiający tnie caliznę od góry ku dołowi i ramię odgięte jest ku górze, urobek jest pchany pod ramieniem nośnym na przenośnik. Powierzchnia, na której urobek jest tu przekazywany, jest jednak niewielka.

W wielu niskich kombajnach pierwszy element urabiający tnie z dołu do góry. Przez to owe elementy urabiające posiadają lepszą stabilność, a charakterystyka ładowania także jest trochę lepsza. Odgięte ramię nośne nie jest tu jednak korzystne.

Większy otwór między czołem ściany a przenośnikiem za pierwszym elementem urabiającym powstaje tylko wówczas, gdy ramię elementu urabiającego może się położyć przed przenośnikiem.

Fig. 4 ukazuje schematycznie widok boczny kombajnu ścianowego bębnowego według wynalazku, który na fig. 4 porusza się ze strony lewej na prawą i urabia caliznę K. Do obu czołowych końców korpusu maszyny 14 są przyłączone nastawnie odpowiednio lewe ramię nośne A i prawe ramię nośne B. Na lewym ramieniu nośnym A znajduje się także silnik Ml a na prawym ramieniu nośnym B silnik M2. Element urabiający W1 przymocowany na lewym ramieniu nośnym A porusza się przeciwnie do kierunku wskazówek zegara, tak że tnie on w górnej części calizny od dołu do góry. Element urabiający W2 położony na prawym ramieniu nośnym B kręci się zgodnie z kierunkiem wskazówek zegara, tak że tnie on w przyspągowej warstwie calizny z góry do dołu. Jak jeszcze dokładniej wyjaśnia się w związku z przedstawieniem na fig. 5 do 8, każde z ramion nośnych A i B posiada odkładnię 70 względnie 72, która jest zamontowana na stałe i nieruchomo do ramienia nośnego i przestawiana jest w pionie razem z ramieniem nośnym. Dzięki temu ramię nośne jest dodatkowo mocniej usztywnione a odkładnia kieruje odprowadzany urobek na przenośnik.

Jak ukazuje fig. 4, element urabiający W1 urabia wyraźnie wyżej górną warstwę calizny. Z elementu urabiającego W1, urabiającego górną warstwę calizny, większa część urobku spada bezpośrednio w dół. Jednak urobek, który spada na odkładnię 70, odkładnia razem ze ślimakami elementu urabiającego Wl może wciskać na przenośnik. W ten sposób przestrzeń nad przenośnikiem zasadniczo pozostaje dla transportu węgla. Jedynie mały mostek, który prowadzi zasilanie elektryczne i wodę zraszającą ponad przenośnikiem, ogranicza tę przestrzeń od góry.

Fig. 5 ukazuje widok z góry na prawe ramię nośne B z fig. 4 wraz z silnikiem M2 umocowanym na ramieniu nośnym B oraz elementem urabiającym W2 napędzanym przez silnik M2. Jak pokazuje fig. 5, patrząc z góry między silnikiem M2 a elementem urabiającym W2 znajduje się odkładnia 72, która ma za zadanie przekierowywać urobek elementu urabiającego poprzecznie do kierunku ruchu, tj. do przenośnika w kierunku strzałki X. Odkładnia 72 jest zamontowana na stałe i nieruchomo do ramienia nośnego B i przestawiana jest w pionie razem z ramieniem nośnym. Przez to, że odkładnia jest połączona z ramieniem nośnym w jeden element konstrukcji, ramię nośne otrzymuje dodatkowe usztywnienie. Odkładnia 72 odchyla strumień urobku, który nadchodzi stycznie od strony elementu urabiającego, o ok. 90° w kierunku przenośnika 12 i podnosi go przy tym ponad ramię nośne B. Jak ukazują fig. 7 i fig. 8, odkładnia 72 posiada patrząc z góry okrągły lub eliptyczny ogranicznik zewnętrzny, który może mieć postać niemalże pionowej ściany 74. Dno 76 odkładni 72 wznosi się na podobieństwo rampy do góry (por. fig. 8) tak że strumień urobku wzdłuż drogi podnoszony jest na tyle, że może on dotrzeć poprzez ramię nośne B do przenośnika 12. Górna krawędź odkładni 72 jest ogr aniczona w ten sposób, że ten sam element urabiający w drodze powrotnej może także urabiać górną warstwę calizny wyraźnie wyżej.

Ramię nośne B (a także A) jest odgięte ku dołowi i ma w ten sposób na górze największy z możliwych otwór dla strumienia urobku. Przez tę swoją postać ramię nośne wykorzystuje wysokość ograniczenia przenośnika. W rzucie na czoło ściany chowa się ono praktycznie za przenośnikiem, przez co dla strumienia urobku pozostaje największy możliwy otwór.

PL 223 539 B1

Jak uwidacznia zwłaszcza fig. 6, na każdym elemencie urabiającym W1 i W2 znajduje się większa ilość noży a-d umiejscowionych wzdłuż linii ślimakowych. Poszczególne noże są w przekroju w przybliżeniu prostokątne i ustawione wzdłuż obwodu elementu urabiającego wzdłuż linii ślimakowej 80 w taki sposób, że kierunek transportu węgla przy czole ściany jest mniej więcej styczny, tj. w kierunku obwodu elementu urabiającego, a blisko przenośnika 12 w przybliżeniu równolegle do osi rotacji elementu urabiającego. Styczna do krawędzi wzdłużnej noży przebiega zatem w przypadku noży a umiejscowionych na fig. 6 skrajnie po prawej stronie w przybliżeniu równolegle do osi obrotu elementu urabiającego a w przypadku noży d umiejscowionych na fig. 6 skrajnie po lewej stronie pod kątem ok. 45° do osi obrotu. Przez to strumień urobku znajdujący się na odkładni 72 jest przesuwany przez ruch obrotowy elementu urabiającego na przenośnik 12.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Kombajn ścianowy bębnowy do górniczego wydobycia podziemnego posiadający korpus maszyny (14) poruszający się wzdłuż przenośnika (12) oraz co najmniej dwa elementy urabiające (W1, W2), zamocowane każdy na swoim ramieniu nośnym (A, B), przy czym korpus maszyny (14) posadowiony jest na co najmniej czterech elementach umożliwiających przemieszczanie się, z których dwa napędzane elementy poruszają się na zębatce (35), a dwa kolejne elementy posiadają płozy (16), które opierają się na spągu, znamienny tym, że do co najmniej jednego ramienia nośnego (A, B) zamocowana jest na sztywno odkładnia (72), która przestawiana jest w pionie razem z ramieniem nośnym, przy czym odkładnia (72) podnosi strumień urobku węglowego od elementu urabiającego ponad ramię nośne i kieruje na przenośnik (12).
2. 2. Kombajn według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że co najmniej jedno ramię nośne (A, B) jest odgięte ku dołowi, a korzystnie posiada odcinek, który nie wystaje albo wystaje tylko nieznacznie ponad sąsiadujący z nim przenośnik.
3. 3. Kombajn według zastrzeżenia 1 albo 2, znamienny tym, że na elemencie urabiającym (W1, W2) umieszczona jest większa ilość noży (a-d) wzdłuż przebiegających korzystnie równolegle do siebie linii ślimakowych (80), przy czym korzystnie styczna do linii spiralnej w obszarze sąsiedniego przenośnika tworzy kąt ostry z kierunkiem jazdy, a w obszarze czoła ściany kąt wynoszący niemalże lub dokładnie 90° z kierunkiem jazdy, przy czym korzystnie każda linia ślimakowa (80) zmienia swój skok.
4. 4. Kombajn według co najmniej jednego z zastrzeżeń od 1 do 3, znamienny tym, że dno (76) odkładni (72) wznosi się jak rampa i że odkładnia (72) posiada zakrzywioną ściankę kierującą (74), która przebiega zasadniczo pionowo.
5. 5. Kombajn według co najmniej jednego z zastrzeżeń od 1 do 4, znamienny tym, że element urabiający (W2) znajdujący się z przodu patrząc w kierunku jazdy posiada taki kierunek obrotów, że węgiel w dolnej warstwie calizny jest urabiany z góry na dół i że element urabiający (W 1) znajdujący się z tyłu patrząc w kierunku jazdy jest tak napędzany, że węgiel w górnej warstwie calizny jest urabiany z dołu do góry.
6. 6. Kombajn według co najmniej jednego z zastrzeżeń od 1 do 5, znamienny tym, że między tunelem kablowym (24) przenośnika (12) a korpusem maszyny (14) przewidziany jest mostek kablowy (20) poruszający się wraz z tym ostatnim.
7. 7. Kombajn według co najmniej jednego z zastrzeżeń od 1 do 6, znamienny tym, że posiada urządzenie napędu posuwu zaopatrzone w dwa napędzane wały (44, 46), które są połączone z przekładnią planetarną (40, 42), której każde z kół pierścieniowych (48, 50) ułożyskowane jest przegubowo za pomocą pary siłowników hydraulicznych (54, 55; 56, 57).
8. 8. Kombajn według zastrzeżenia 7, znamienny tym, że po dwa siłowniki hydrauliczne (54, 56; 55, 57) przekładni planetarnej są połączone ze sobą hydraulicznie poprzez przewód wyrównawczy (58, 59), przy czym korzystnie oba przewody wyrównawcze (58, 59) można ze sobą połączyć poprzez zawór (62).
9. 9. Kombajn według zastrzeżenia 7 albo 8, znamienny tym, że każdy siłownik hydrauliczny posiada zintegrowany czujnik siły/drogi.