SU1613626A1

SU1613626A1 - Shotcreting nozzle

Info

Publication number: SU1613626A1
Application number: SU884479537A
Authority: SU
Inventors: Леонид Николаевич Прокопишин; Евгений Валентинович Кухарев; Сергей Ефимович Огарков; Николай Анатольевич Денисенко
Original assignee: Институт Геотехнической Механики Ан Усср
Priority date: 1988-09-06
Filing date: 1988-09-06
Publication date: 1990-12-15

Abstract

Изобретение относитс к горнодобывающей промышленности и может быть использовано в процессе креплени выработок набрызг-бетоном. Цель - повышение качества набрызг-бетонной крепи за счет снижени динамических нагрузок от пульсации бетонной смеси. Дл этого корпус сопла 1 снабжен упором 7 и установленным на корпусе с возможностью продольного перемещени коническим насадком 2 с фланцем 3, причем насадок 2 посредством пружины 6 св зан с упором 7. С фланцем 3 посредством шарнира соединены секции секционного защитного экрана 5 с возможностью поворота. Жесткой т гой 8 кажда секци экрана 5 шарнирно св зана с упором 7. Внутри упора 7 выполнена кольцева камера 9 с кольцевой щелью 10, направленной в сторону экрана 5. Водовоздушна смесь подаетс в камеру 9 через патрубок 11, а добавки к набрызг-бетону - через патрубок 12. Насадок 2 воспринимает динамическую нагрузку, перемеща сь от упора 7 в направлении движени струи бетонной смеси. Экран 5 раскрываетс и динамическа нагрузка компенсируетс водовоздушным потоком, истекающим из камеры 9 через щель 10. 3 ил.The invention relates to the mining industry and can be used in the process of fastening workings sprayed with concrete. The goal is to improve the quality of sprayed concrete lining by reducing the dynamic loads from the pulsation of the concrete mix. For this, the nozzle housing 1 is provided with a stop 7 and a conical nozzle 2 with a flange 3 mounted on the housing with the possibility of longitudinal movement, the nozzle 2 being connected to the stop 7 by a spring 6. The sections of the sectional protective screen 5 are rotatably connected by means of a hinge. A rigid, tight 8 each section of the screen 5 is pivotally connected to the stop 7. Inside the stop 7, there is an annular chamber 9 with an annular slot 10 directed toward the screen 5. The air / water mixture is fed into the chamber 9 through the nozzle 11, and the additives to sprayed concrete are through the nozzle 12. Nozzle 2 perceives the dynamic load moving from the stop 7 in the direction of the stream of concrete mix. The screen 5 is opened and the dynamic load is compensated by a water-air flow from chamber 9 through slot 10. 3 sludge.

Description

Изобретение относитс преимущественно к горному делу и может быть использовано при набрызг-бетонировании горных выработок.The invention relates primarily to mining and can be used in the spray-concreting of mine workings.

Целью изобретени вл етс повышение качества . набрызг-бетонной крепи за счет снижени динамических нагрузок от пульсации бетонной смеси.The aim of the invention is to improve the quality. sprayed concrete lining by reducing the dynamic loads from the pulsation of the concrete mix.

На фиг. 1 изображен сборочный чертеж устройства дл нанесени набрызг-бетонной крепи; на фиг. 2 - эпюра сил. действующих в устройстве; на фиг. 3 -.зависимость скорости вылета смеси из сопла от угла.раскрыти экрана.FIG. 1 shows an assembly drawing of an apparatus for applying spray-concrete lining; in fig. 2 - plot of forces. operating in the device; in fig. 3 - dependence of the velocity of the mixture from the nozzle on the angle of the screen.

Устройство состоит из корпуса сопла 1, на котором установлен цилиндрическо-конический насадок 2 с возможностью продольного перемещени относительно оси сопла 1. В нижней части насадка имеетс фланец 3, с которым посредством шарнира 4 соединены секции защитного экрана 5, имеющие форму трапеции с трем пр молинейными сторонами {меньшее основание и две боковые стороны) и большим основанием , изогнутым по радиусу минимального раскрыти экрана в плоскости, перпендикул рной его образующей. Дл обеспечени удержани отскока на своей внутренней поверхности экран {а следовательно и его секции ) должен быть жестким вдоль образующей и упругим в перпендикул рном направлении. Этого можно достигнуть, еслиThe device consists of a nozzle body 1 on which a cylindrical-conical nozzle 2 is installed with the possibility of longitudinal movement relative to the axis of the nozzle 1. In the lower part of the nozzle there is a flange 3 with which, by means of a hinge 4, sections of a protective screen 5 are connected, having the shape of a trapezium with three straight lines the sides (smaller base and two lateral sides) and a large base curved along the radius of the minimum opening of the screen in a plane perpendicular to its shape. In order to maintain the rebound on its inner surface, the screen (and hence its section) must be rigid along the generatrix and resilient in the perpendicular direction. This can be achieved if

оabout

Сл) OsSL) Os

ю оyoo o

выполнить секции экрана из эластичного материала с подкрепл ющим армированием , например сталью. В собранном виде секции экрана перекрываютс одним краем вдоль образующей. В нижней части насадка на фланцах 3 закреплена пружина 6, второй конец которой жестко закреплен в кольцевом упоре 7, расположенном на корпусе сопла 1. В средней части кажда секци экрана шарнирно соединена посредством жесткой т ги 8 с кольцевым упором 7. Внутри упора имеетс кольцева камера 9 с кольцевой щелью 10, направленной в сторону защитного экрана 5.-Камера 9 служит дл формировани водовоздушной завесы вок- |руг сопла. Водовоздушна смесь подаетс в ;камеру через патрубок 11, а добавки к на- |брызг-бетону - через патрубок 12.making screen sections of resilient material with reinforcement, for example steel. When assembled, the screen sections overlap with one edge along the generatrix. In the lower part of the nozzle on the flanges 3 a spring 6 is fixed, the second end of which is rigidly fixed in an annular stop 7 located on the body of the nozzle 1. In the middle part each screen section is pivotally connected by means of a rigid rod 8 to an annular stop 7. Inside the stop there is an annular chamber 9 with an annular slit 10 directed toward the protective screen 5. The chamber 9 serves to form a water-air curtain in the arc of the nozzle. The water / air mixture is supplied to the chamber through the pipe 11, and the additives to spray concrete are fed through the pipe 12.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Устройство с помощью манипул тора подводитс к поверхности выработки на рассто ние 50-100 см от кра защитного экрана через сопло 1. Одновременно с подачей набрызг-бетонной смеси водовоздуш- на смесь впрыскиваетс через патрубок 11 в камеру 9, где формируетс в плоскую конусообразную струю, и, обтека защитный экран 5, перемещаетс к обрабатываемой поверхности. При этом водовоздушна стру параллельна внешней поверхности защитного экрана 5. Готова бетонна смесь поступает через сопло 1 и насадок 2 к обрабатываемой поверхности, предварительно очищенной от отслоившейс поро- ды. Частицы бетонной смеси, отскочившие От поверхности, попадают на защитный эк- ;ран 5, скатываютс по наклонной внутренней поверхности, смешиваютс с основным потоком и вновь направл ютс к обрабаты- ваемой поверхности. Происходит это при помощи перепускных патрубков (не показаны ), соедин ющих нижнюю часть внутренней поверхности экрана и канал сопла, располагающихс между соплом 1 и пружи- ной 6 и состо щих из двух частей, вход щих друг в друга, из которых одна закреплена в нижней части подвижного экрана, а втора - на фланце сопла с выходом в его внутренний канал.The device with the help of a manipulator leads to the surface of the excavation for a distance of 50-100 cm from the edge of the protective screen through the nozzle 1. At the same time as the sprayed concrete mix is supplied, the water-air mixture is injected through the nozzle 11 into the chamber 9, where it is formed into a flat cone-shaped jet, and, around the protective shield 5, moves to the surface to be treated. At the same time, the water-air jet is parallel to the external surface of the protective screen 5. The ready-made concrete mixture flows through the nozzle 1 and nozzles 2 to the treated surface, previously cleaned of delaminated rock. Particles of the concrete mix that bounced off the surface, fall onto the protective shield, roll 5 on the inclined inner surface, mix with the main flow and again go to the surface to be treated. This happens with the help of bypass nozzles (not shown) connecting the lower part of the inner surface of the screen and the nozzle channel, located between the nozzle 1 and the spring 6 and consisting of two parts that are interconnected, one of which is fixed in the lower part parts of the movable screen, and the second - on the flange of the nozzle with access to its internal channel.

При налипании компонентов бетонной смеси в трубопроводе измен етс ее массова скорость (расход) при прохождении через сопло.When sticking to the components of a concrete mix in a pipeline, its mass velocity (flow rate) changes as it passes through the nozzle.

Налипание отдельных зерен смеси на стенки трубопровода приводит к уменьшению его поперечного сечени и увеличению аэродинамического сопротивлени . В месте сужени газоматериальный поток раздел етс , причем частицы бетонной смесиThe accumulation of individual grains of the mixture on the walls of the pipeline leads to a decrease in its cross-section and an increase in aerodynamic drag. At the point of constriction, the gaseous stream is divided, with particles of the concrete mixture

частично оседают, а воздух, ускор сь в сужении , преодолевает его. Таким образом, к соплу подаетс меньшее количество бетонной смеси и массова скорость (расход) ее уменьшаетс . Если учитывать, что плотность бетонной смеси /Эс на три пор дка превышает плотность транспортирующего его воздуха 2000 кг/м, кг/м реактивна сила струи также уменьшаетс , причем существенно, а насадок 2 прит гиваетс пружиной 6, действующей на фланцы 3, к упору 7. При этом защитный экран прикрываетс (складываетс ), а его секции поворачиваютс на шарнирах 4. Присдувании налипших зерен с поверхности трубопровода к соплу поступает газоматериальный поток с повышенным содержанием бетонной смеси и массова скорость вылета ее из сопла 1 увеличиваетс . При этом насадок 2 воспринимает динамическую нагрузку, перемеща сь от упора 7 в направлении движени струи бетонной смеси, При этом защитный экран 3 раскрываетс и динамическа нагрузка компенсируетс водовоз- душным потоком, истекающим из камеры 9 через кольцевую щель 10. Пружина 6 выполн ет роль демпфера при скачкообразном раскрытии и закрытии экрана, а раскрытие экрана 5 в запредельное положение предотвращает жестка т га 8. По мере затухани динамических нагрузок защитный экран 5 прикрываетс и насадок 2 возвращаетс в исходное положение под действием пружи- ны 6.they partially settle, and the air, accelerating in constriction, overcomes it. Thus, a smaller amount of the concrete mix is supplied to the nozzle and its mass velocity (flow rate) decreases. If we consider that the density of the concrete mix / ES is three orders of magnitude greater than the density of the air transporting it 2000 kg / m, kg / m, the jet reactive force also decreases, and significantly, and the nozzles 2 are attracted by the spring 6 acting on the flanges 3 to the stop 7. At the same time, the protective screen is covered (folded), and its sections are rotated on hinges. 4. Adding the adhering grains from the surface of the pipeline to the nozzle enters a gaseous stream with a high content of concrete mix and a massive departure rate from the nozzle 1 mc In this case, the nozzle 2 perceives the dynamic load moving from the stop 7 in the direction of the flow of the concrete mix. The protective screen 3 opens and the dynamic load is compensated by the air flow flowing out of the chamber 9 through the annular gap 10. The spring 6 acts as a damper in case of abrupt opening and closing of the screen, and opening of the screen 5 to the limiting position prevents rigid loads of ha 8. As the dynamic loads are attenuated, the protective screen 5 covers and the nozzles 2 returns to its original position spring under the action of the spring 6.

Из графика (фиГ, 3) следует, что угол раскрыти экрана достаточный дл погашени пульсаций одного пор дка со скоростью истечени бетонной смеси и при нормальных услови х работы составл ет 35-50°. Минимальный угол раскрыти экрана не превышает угла раскрыти водовоздушной смеси и составл ет не более 25°.From the graph (FIG. 3), it follows that the opening angle of the screen sufficient to cancel the pulsations of one order at the rate of expiration of the concrete mix and under normal operating conditions is 35-50 °. The minimum opening angle of the screen does not exceed the opening angle of the air / water mixture and is not more than 25 °.

Claims

Invention Formula

A spray nozzle for applying a sprayed concrete mixture, comprising a housing, a protective screen and nozzles for supplying the water-air mixture and additives, characterized in that, in order to improve the quality of sprayed concrete support by reducing the dynamic loads from the pulsation of the concrete mix, the nozzle housing is provided with an emphasis and a conical nozzle mounted on it with the possibility of longitudinal movement and connected with the body stop by means of a spring, while the lower end of the nozzle is equipped with a flange, and the protective screen is made sectional and each section

mounted on the flange of the nozzle with the ability to rotate and pivotally connected rigidly with the emphasis of the body, inside

which made the annular chamber with an annular gap directed toward the protective screen.

RUN

140

t

100

in

60 40

w

so 40 50 60 70 80 FIG. 3

OL