PL231113B1 - Zespół urabiającego noża obrotowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół urabiającego noża obrotowego, znajdujący zastosowanie w organach urabiających kombajnów górniczych.

Organy urabiające kombajnów górniczych przystosowane do urabiania skał o znacznej zwięzłości mają na płatach zamocowane nierozłącznie zespoły noży urabiających, z których każdy ma postać uchwytu nożowego wyposażonego w gniazdo do osadzania noża urabiającego. Dla zabezpieczenia przed szybkim zużyciem uchwytu nożowego w jego gnieździe osadza się tuleję osadczą, a dopiero w niej trzonek noża obrotowego, dzięki czemu zużyciu ulega tuleja osadcza, będąca przy tym elementem wymiennym. Tego typu sposób znany jest przykładowo z wynalazku według patentu PL 172259, gdzie dodatkowo uchwyt nożowy ma wydrążone w korpusie kanały wodne służące do doprowadzania wody zraszającej z kanałów korpusu organu urabiającego do dysz zraszających zamocowanych w korpusie uchwytu nożowego nad nożem urabiającym. Zadaniem strumienia wody zraszającej podawanej w rejon ostrza noża urabiającego jest głównie ograniczenie zapylenia powstającego w trakcie skrawania calizny skalnej. Jednocześnie strumień zraszający pozwala na gaszenie iskier powstających w okolicy ostrza noża, oraz przeciwdziała tworzeniu się miejscowych zgromadzeń metanu podatnego na zapłon od iskier wywoływanych ostrzem noża urabiającego. W bruździe calizny skalnej tworzonej przez skrawanie ostrzem noża urabiającego powstaje temperatura przekraczająca 500°C, która jest wystarczająca do zapalenia metanu wydobywającego się z calizny do tej bruzdy. Nóż obrotowy zabezpieczony jest przed wypadnięciem z uchwytu nożowego za pomocą prztyczki u-kształtnej, względnie jak to wynika z opisu patentowego PL 211221 B1 za pośrednictwem dwóch półpierścieni obejmujących końcówkę trzonka noża obrotowego i utrzymującego je pierścienia osadzonego w rowku półpierścieni. Takie rozwiązania nie zabezpieczają przed niepożądanym obracaniem się tulei osadzonej w gnieździe uchwytu nożowego wraz z trzonkiem noża obrotowego, co jak wspomniano wcześniej jest zjawiskiem niekorzystnym.

Znany jest również na przykład z europejskiego zgłoszenia patentowego EP 0198643 A2 uchwyt noża urabiającego, który na czołowej ściance ma obok gniazda na nóż urabiający, rozmieszczone przykładowo cztery dysze zraszające, których strumienie cieczy zraszającej ukierunkowane są na przednią część trzonka noża urabiającego. Ma to na celu m.in. intensywne chłodzenie trzonka noża urabiającego, a przez to również pośrednio kształtki narzędziowej z węglików spiekanych tworzącej ostrze urabiające noża, zwłaszcza lutu mocującego tę kształtkę do trzonka noża urabiającego. Rozwiązanie takie charakteryzuje się koniecznością drążenia w uchwycie urabiającym wielu kanałów doprowadzających ciecz do dysz zraszających, co komplikuje budowę uchwytów i powoduje ich mechaniczne osłabienie.

Ponadto znany jest na przykład ze zgłoszenia patentowego DE 4122967A1 układ noży wrębowych, w którym strumień cieczy wytworzony przez dysze zraszające prowadzony jest na odcinku od wylotu z dyszy do okolic ostrza noża w trójściennym ościankowaniu utworzonym przez trzonek noża stycznego, co ma postać wzdłużnego zagłębienia w trzonku noża. Ma to za zadanie osłonę strumienia cieczy przed negatywnymi zakłóceniami przez czynniki zewnętrzne, oraz zwiększenie wytrzymałości noża stycznego. Niedogodnością tego rozwiązania jest brak możliwości wykorzystania przy nożach obrotowych, a także niemożność regulowania przebiegu osi strumienia cieczy, która zawsze jest zgodna z osią noża stycznego. Nie jest to wówczas rozwiązanie uniwersalne, jako że odnosi się tylko do jednej nietypowej konstrukcji noża urabiającego.

Celem wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji zespołu noża urabiającego, która w pełni zabezpieczy tuleję osadczą przed obracaniem się w gnieździe uchwytu nożowego, a jednocześnie zapewni optymalne zraszanie ostrza noża urabiającego obrotowego przy użyciu tylko dwóch dysz inżektorowych.

Istota wynalazku polega na tym, że wzdłużne zagłębienia, przez które przechodzą strumienie cieczy, wykonane są w powierzchni przedniego kołnierza tulei osadczej, wystającego na zewnątrz z korpusu trzonka noża urabiającego, przed gniazdami, w których zamocowane są dysze inżektorowe, a tylna część tulei osadczej posiada wzdłużne wybranie na wpust osadzany w odpowiadającym temu wybraniu zagłębieniu korpusu uchwytu nożowego, natomiast obydwie dysze inżektorowe mają ustawiany kąt rozproszenia i ukierunkowania strumienia cieczy zraszającej. Osie strumieni cieczy zraszającej wytwarzane przez obydwie dysze inżektorowe są względem siebie tak usytuowane, że w rzucie na płaszczyznę poziomą przechodzą przez oś wzdłużną noża obrotowego krzyżując się na odcinku ostrza tego noża obrotowego, natomiast w rzucie na płaszczyznę pionową przechodzącą przez oś wzdłużną noża obrotowego pokrywają się i przebiegają nad ostrzem noża obrotowego.

PL 231 113 B1

Korzystnym jest, gdy wzdłużne zagłębienia kołnierza tulei osadczej mają powierzchnię zbliżoną do powierzchni walcowej mającej średnicę nie mniejszą od średnicy współosiowych z nimi gniazd, w których osadzone są dysze inżektorowe i długości równej długości kołnierza tulei osadczej wystającej poza korpus uchwytu nożowego dzięki czemu możliwym jest bezproblemowe wkręcanie, wykręcanie i regulowanie kąta rozproszenia strumieni z dysz inżektorowych bez potrzeby demontażu tulei osadczej z uchwytu nożowego.

Zróżnicowanie intensywności zraszania z obydwóch dysz inżektorowych w konkretnych warunkach urabiania można realizować w ten sposób, że strumień cieczy z dyszy inżektorowej zlokalizowanej w korpusie uchwytu nożowego od strony calizny skalnej ma mniejszy kąt rozproszenia niż strumień z drugiej dyszy inżektorowej zlokalizowanej od strony wyrobiska.

Najlepiej jest wówczas, gdy kąt rozproszenia strumienia wytwarzanego przez dyszę zlokalizowaną od strony calizny przyjmuje wartości 5°: 30°, natomiast kąt rozproszenia strumienia wytwarzanego przez drugą dyszę usytuowaną od strony wyrobiska przyjmuje wartości 15°:30°.

Odmiana złącza według wynalazku charakteryzuje się tym, że wzdłużne zagłębienia, przez które przechodzą strumienie cieczy, wykonane są w powierzchni przedniego kołnierza tulei osadczej, wystającego na zewnątrz z korpusu trzonka noża urabiającego, przed gniazdami, w których zamocowane są dysze inżektorowe, a tylna część tulei osadczej posiada wzdłużne wybranie na wpust osadzany w odpowiadającym temu wybraniu zagłębieniu korpusu uchwytu nożowego, natomiast obydwie dysze inżektorowe mają ustawiany kąt rozproszenia i ukierunkowania strumienia cieczy zraszającej. Osie strumieni cieczy zraszającej wytwarzane przez obydwie dysze inżektorowe są względem siebie tak usytuowane, że w rzucie na płaszczyznę poziomą przechodzą przez oś wzdłużną noża obrotowego krzyżując się na odcinku ostrza tego noża obrotowego, natomiast w rzucie na płaszczyznę pionową przechodzącą przez oś wzdłużną noża obrotowego przebiegają względem siebie rozbieżnie, dzięki czemu jeden strumień oddziaływuje na nóż obrotowy od góry, natomiast drugi - od dołu, również w centralnym punkcie.

Również dla tej odmiany konstrukcyjnej celowym jest takie wykonanie, że wzdłużne zagłębienia kołnierza tulei osadczej mają powierzchnię zbliżoną do powierzchni walcowej mającej średnicę nie mniejszą od średnicy współosiowych z nimi gniazd, w których osadzone są dysze inżektorowe i długości równej długości kołnierza tulei osadczej wystającej poza korpus uchwytu nożowego dzięki czemu możliwym jest bezproblemowe wkręcanie, wykręcanie i regulowanie kąta rozproszenia strumieni z dysz inżektorowych bez potrzeby demontażu tulei osadczej z uchwytu nożowego.

Dla takiego usytuowania najlepiej jest, gdy w rzucie na płaszczyznę poziomą przechodzącą przez oś wzdłużną noża obrotowego osie strumieni krzyżują się bez przecinania, w okolicy punktu zlokalizowanego na osi wzdłużnej noża w odległości od czoła korpusu uchwytu nożowego równej 0,9 odległości między czołem korpusu uchwytu nożowego a końcem ostrza noża obrotowego zapewniając zraszanie, schładzanie i gaszenie iskier zarówno nad jak i pod ostrzem, oddziaływując symetrycznie z dołu i z góry na nóż obrotowy.

Przy potrzebie różnicowania intensywności zraszania, chłodzenia i gaszenia iskier w konkretnych warunkach urabiania najlepiej jest, gdy strumień z dyszy inżektorowej zlokalizowanej w korpusie uchwytu nożowego od strony calizny skalnej ma mniejszy kąt rozpraszania niż drugi strumień podawany z drugiej dyszy inżektorowej zlokalizowanej od strony wyrobiska, dzięki czemu następuje zróżnicowana koncentracja stref oddziaływania strumieni płynu zraszającego i mechanizm oddziaływania w każdej ze stref. W takim rozwiązaniu również pożądanym jest taka regulacja strumieni płynu, w której kąt rozproszenia strumienia wytwarzanego przez dyszę inżektorową zlokalizowaną od strony calizny przyjmuje wartości 5°: 30°, natomiast kąt rozproszenia strumienia wytwarzanego przez dyszę usytuowaną w uchwycie po drugiej stronie przyjmuje wartości 15°:30°.

Zasadniczą zaletą rozwiązania według wynalazku jest wykluczenie wyrabiania się gniazda uchwytu nożowego poprzez unieruchomienie tulei osadczej, oraz skierowanie strumieni płynu zraszającego do punktu odpowiadającemu punktowi przyłożenia noża obrotowego do urabianej calizny z jednoczesną możliwością kształtowania tych strumieni bez konieczności demontażu noża obrotowego i tulei osadczej z uchwytu nożowego. Stwarza to możliwość odpowiedniego schładzania ostrza noża w trakcie pracy do temperatury niższej niż 500°, co przeciwdziała zmęczeniu cieplnemu ostrza z węglików spiekanych oraz zainicjowaniu zapłonu metanu od nagrzanego ostrza noża. Równocześnie następuje wiązanie większej ilości powstającego pyłu skalnego, w tym również wybuchowego pyłu węglowego oraz działania bruzdy w caliźnie skalnej i gaszenie w miejscu powstawania ich iskier mogących zainicjować zapłon metanu i pyłu węglowego. Dodatkową zaletą jest prostota środków do realizacji tego rozwiązania.

PL 231 113 B1

Wynalazek został bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie fig. 1a przedstawia zespół urabiającego noża obrotowego w widoku perspektywicznym na czołową stronę korpusu uchwytu nożowego, fig. 1b przedstawia zespół urabiającego noża obrotowego w widoku perspektywicznym na tylną stronę korpusu uchwytu nożowego, fig. 2 - zespół noża obrotowego w przekroju przez oś wzdłużną noża obrotowego, fig. 3 - zespół w widoku od tyłu, fig. 4 - zespół noża obrotowego w schematycznym widoku bocznym z regulacją strumieni zraszających skierowanych na górną powierzchnię ostrza noża obrotowego, fig. 5 - schematyczny widok od góry zespołu przedstawionego na fig. 4, a fig. 6 - zespół noża urabiającego obrotowego w schematycznym widoku bocznym z symulacją strumieni skierowanych na górną i na dolną część ostrza noża obrotowego.

Zespół 1 noża obrotowego 2 (fig. 1a, fig. 1 b) składa się z uchwytu nożowego 3, zamocowanego nierozłącznie do nienarysowanego organu urabiającego osadzonej w jego otworze 5, tulei osadczej 6, oraz z noża obrotowego 2 zamocowanego trzonkiem 7 w tulei osadczej 6. Na czołowej stronie korpusu 8 uchwytu nożowego 3, powyżej przedniego kołnierza 9 tulei osadczej 6 i po obu stronach osi wzdłużnej O noża obrotowego 2 znajdują się gniazda 10 stanowiące wyloty kanałów 11 wydrążonych w korpusie 8, przez które z organu urabiającego doprowadzana jest ciecz zraszająca. W gniazdach 10 wkręcone są dysze inżektorowe 12, 13 o osiach O1, O2 strumieni S1, S2 cieczy zraszającej. W powierzchni 14 przedniego kołnierza 9 tulei osadczej 6, na przedłużeniu gniazd 10 wykonane są wzdłużne zagłębienia o powierzchni zbliżonej do walcowej, których średnica jest nie mniejsza od średnicy d współosiowych do nich gniazd 10, w których osadzone są dysze inżektorowe 12, 13 i wykonane są na długości L przedniego kołnierza 9 tulei osadczej 6, wystającego poza korpus 8 uchwytu nożowego 3. Dla zabezpieczenia tulei osadczej 6 przed obracaniem się w otworze 5 korpusu 8 uchwytu nożowego 3 w jej tylnej części wykonane jest wzdłużne wybranie 17, zgodne z zagłębieniem 18 w korpusie 8 uchwytu nożowego 3, służące do osadzania wpustu 19. Czołowa strona korpusu 8 uchwytu nożowego 3 wyposażona jest w śrubę 20 służącą do zamykania i otwierania rozdzielnicy 21 kanałów 11, w której umieszczony jest filtr 22 cieczy zraszającej (fig. 2, fig. 3). Jak już wcześniej wspomniano, dysze inżektorowe 12, 13 są osadzone tak, że istnieje możliwość regulowania kąta rozproszenia γ strumieni S1, S2. Zasadniczo strumienie S1, S2 cieczy zraszającej podawanej przez dysze inżektorowe 12, 13 w rzucie na płaszczyznę poziomą, przechodzącą przez oś wzdłużną O noża obrotowego 2 (fig. 5) mają taki sam kąt rozproszenia γ i przecinają się na odcinku L1 ostrza 23 noża obrotowego 2, a w rzucie na płaszczyznę pionową przechodzącą przez tę oś wzdłużną O osie O1, O2, a przez to całe strumienie S1, S2 pokrywają się. Punkt 24 przecięcia tych osi O1, O2 strumieni S1, S2 leży więc na odcinku L1 ostrza 23, najlepiej w odległości L2 równej 0,9 odległości L3 między końcem ostrza 23 noża obrotowego 2 a czołem korpusu 8 uchwytu nożowego 3 (fig. 4, fig. 5). Jednakże, jak to pokazano dla odmiany wynalazku przedstawionej na fig. 6, może wystąpić modyfikacja, w której w rzucie na płaszczyznę pionową przechodzącą przez oś wzdłużną O noża obrotowego 2 dysze inżektorowe 12, 13 podawać będą strumienie S1, S2 o osiach O1, O2 przebiegających rozbieżnie, a więc strumień S2 podawany przez dyszę inżektorową 13 będzie miał oś O2 usytuowaną powyżej ostrza 23, natomiast dysza inżektorowa 12 podawać będzie strumień S1 usytuowany osią O1 poniżej ostrza 23 noża obrotowego 2, przy czym w rzucie na płaszczyznę poziomą dla odmiany wynalazku, osie O1, O2 będą się krzyżować, bez przecinania, w rejonie punktu 24, również w odległości L2 równej 0,9 odległości L3 między końcem ostrza 23, a czołem korpusu 8 uchwytu nożowego 3 tak jak dla pierwszego wykonania, co pokazano na fig. 5. Dodatkowo kąt rozproszenia γ1 strumienia S2 wytworzonego przez dyszę inżektorową 13 usytuowaną na organie urabiającym od strony niepokazanej calizny będzie miał wartość z zakresu 5:30°, najlepiej 15°, i będzie mniejszy od kąta rozproszenia γ strumienia S1 przyjmującego wartości z zakresu 15:30°, najlepiej 25°.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zespół urabiającego noża obrotowego, składający się z uchwytu nożowego zamocowanego nierozłącznie do korpusu organu urabiającego, tulei osadczej wchodzącej w otwór uchwytu nożowego, oraz noża urabiającego obrotowego, osadzonego trzonkiem obrotowo w tulei osadczej, w którym to zespole korpus uchwytu nożowego ma wydrążone kanały doprowadzające ciecz zraszającą z korpusu organu urabiającego do wkręconych na ich wylocie dwóch dysz inżektorowych zamocowanych powyżej tulei osadczej, przy czym strumienie cieczy zraszającej przechodzą przez wzdłużne zagłębienia usytuowane na wylotach strumieni z dysz inżektorowych, znamienny tym, że wzdłużne zagłębienia (15) wykonane są w powierzchni

   PL 231 113 B1 (14) przedniego kołnierza (19) tulei osadczej (6) wystającego na zewnątrz z korpusu (8) przed gniazdami (10), w których zamocowane są dysze inżektorowe (12, 13), a tylna część (16) tulei osadczej (6) posiada wzdłużne wybranie (17) na wpust (19) osadzany w zagłębieniu (18) korpusu (8) uchwytu nożowego (3), natomiast obydwie dysze inżektorowe (12, 13) mają ustawiany kąt rozproszenia (γ), a osie (Oi, O2) strumieni (Si, S2) cieczy zraszającej wytwarzane przez obydwie dysze inżektorowe (12, 13) w rzucie na płaszczyznę poziomą przechodzącą przez oś wzdłużną (O) noża obrotowego (2) krzyżują się na odcinku (Li) ostrza (23) noża obrotowego (2), natomiast w rzucie na płaszczyznę pionową przechodzącą przez oś wzdłużną (O) noża obrotowego (2) pokrywają się i przebiegają nad ostrzem (23) noża obrotowego (2).
2. 2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że wzdłużne zagłębienia (15) kołnierza (9) tulei osadczej (6) mają powierzchnię zbliżoną do powierzchni walcowej o średnicy nie mniejszej od średnicy (d) współosiowych z nimi gniazd (10), w których osadzone są dysze inżektorowe (12, 13) i długości równej długości (L) kołnierza (9) tulei osadczej (6) wystającej poza korpus (8) uchwytu nożowego (3).
3. 3. Zespół według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w rzucie na płaszczyznę poziomą osie (Oi, O2) strumieni (Si, S2) płynu zraszającego przecinają się w punkcie (24) zlokalizowanym w odległości (L2) równej 0,9 odległości (L3) między czołem korpusu (8) uchwytu nożowego (3) a końcem ostrza (23) noża obrotowego (2).
4. 4. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że strumień (S2) dyszy inżektorowej (13) zlokalizowanej w korpusie (8) uchwytu nożowego (3) od strony calizny skalnej ma mniejszy kąt rozpraszania (γθ niż strumień (Si) z drugiej dyszy inżektorowej (12) zlokalizowanej od strony wyrobiska.
5. 5. Zespół według zastrz. 4, znamienny tym, że kąt rozproszenia (γθ strumienia (S2) wytwarzanego przez dyszę (13) zlokalizowaną od strony calizny przyjmuje wartości 5°-30°, natomiast kąt rozproszenia (γ) strumienia (Si) wytwarzanego przez dyszę (12) usytuowaną w uchwycie nożowym (3) od strony wyrobiska przyjmuje wartości 15°-30°.
6. 6. Zespół urabiającego noża obrotowego, składający się z uchwytu nożowego zamocowanego nierozłącznie do korpusu organu urabiającego, tulei osadczej wchodzącej w otwór uchwytu nożowego, oraz noża urabiającego obrotowego, osadzonego trzonkiem obrotowo w tulei osadczej, w którym to zespole korpus uchwytu nożowego ma wydrążone kanały doprowadzające ciecz zraszającą z korpusu organu urabiającego do wkręconych na ich wylocie dwóch dysz inżektorowych zamocowanych powyżej tulei osadczej, przy czym strumienie cieczy zraszającej przechodzą przez wzdłużne zagłębienia usytuowane na wylotach strumieni z dysz inżektorowych, znamienny tym, że wzdłużne zagłębienia (15) wykonane są w powierzchni (14) przedniego kołnierza (9) tulei osadczej (6) wystającego na zewnątrz z korpusu (8) przed gniazdami (10), w których zamocowane są dysze inżektorowe (12, 13), a tylna część (16) tulei osadczej (6) posiada wzdłużne wybranie (17) na wpust (19) osadzany w zagłębieniu (18) korpusu (8) uchwytu nożowego (3), natomiast obydwie dysze inżektorowe (12, 13) mają ustawiany kąt rozproszenia (γ), a osie (Oi, O2) strumieni (Si, S2) cieczy zraszającej wytwarzane przez obydwie dysze inżektorowe (12, 13) w rzucie na płaszczyznę poziomą przechodzącą przez oś wzdłużną (O) noża obrotowego (2) krzyżują się na odcinku (Li) ostrza (23) noża obrotowego (2), natomiast w rzucie na płaszczyznę pionową przechodzącą przez oś wzdłużną (O) noża obrotowego (2) przebiegają względem siebie rozbieżnie.
7. 7. Zespół według zastrz. 6, znamienny tym, że wzdłużne zagłębienia (15) kołnierza (9) tulei osadczej (6) mają powierzchnię zbliżoną do powierzchni walcowej o średnicy nie mniejszej od średnicy (d) współosiowych z nimi gniazd (10), w których osadzone są dysze inżektorowe (12, 13) i długości równej długości (L) kołnierza (9) tulei osadczej (6) wystającej poza korpus (8) uchwytu nożowego (3).
8. 8. Zespół według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że w rzucie na płaszczyznę poziomą osie (Oi, O2) strumieni (Si, S2) płynu zraszającego krzyżują się w rejonie ostrza (23) noża obrotowego (2) w okolicy punktu (24) zlokalizowanego w odległości (L2) od czoła korpusu (8) uchwytu nożowego (3) równej 0,9 odległości (L3) między czołem korpusu (8) uchwytu nożowego (3) a końcem ostrza (23) noża obrotowego (2).

   PL231 113 Β1
9. 9. Zespół według zastrz. 6, znamienny tym, że strumień (S2) dyszy inżektorowej (13) zlokalizowanej w korpusie (8) uchwytu nożowego (3) od strony calizny skalnej ma mniejszy kąt rozproszenia (γι) niż strumień (Si) z drugiej dyszy inżektorowej (12) zlokalizowanej od strony wyrobiska.
10. 10. Zespół według zastrz. 9, znamienny tym, że kąt (γ-ι) rozproszenia strumienia (S2) wytwarzanego przez dyszę (13) zlokalizowaną od strony calizny przyjmuje wartości 5°-30°, natomiast kąt rozproszenia (γ) strumienia (Si) wytwarzanego przez dyszę (12) usytuowaną w uchwycie nożowym (3) od strony wyrobiska przyjmuje wartości 15°-30°.