SU1710762A1 - Способ разработки торф ной залежи и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к операции фрезеровани  торф ной залежи при фрезерном способе добычи торфа. Цель изобретени  - повышение сборов торфа за счет улучшени  условий его сушки в расстиле. В способе срезание торф ной массы производ т с образованием параллельных чередующихс  с несрезанными полосами залежи канавок с желобчатым дном, поверхность залежи в которых покрывают остатками сухого торфа со срезаемых полос. Торф ную массу после отделени  от залежи укладывают на изолирующий слой сухого торфа, а затем дополнительно измельчают. Устройство дл  реализации способа снабжено пассивными полыми барабанами, каждый из которых снабжен расположенными радиально по цилиндрической образующей лопаст ми. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности , а именно к операции фрезеровани  торф ной залежи при фрезерном способе добычи торфа, и может быть использовано при совершенствовании существующих и разработке новых технологических процессов производства. торфа, преимущественно сельскохоз йственного назначени .

Известен примен емый в насто щее врем  способ разработки торф ной залежи, при котором поверхностный слой залежи на глубину до 20 мм размельчаетс  с помощью активных фрез, полученна  при этом торф на  крошка отбрасываетс  режущиМи элементами , и на отфрезерованной поверхности залежи создаетс  расстил из смеси свежефрезерованной крошки VI крошки сухого остатка торфа от предыдущего цикла.

Недостатком способа  вл етс  сушка расстила на влажном основании, что приводит к поступлению влаги залежи в сушимый слой за счет капилл рного подпитывани , и наличие в расстиле большого количества частиц размером менее 1 мм, которые значительно уменьшают средний размер крошки в расстиле и, быстро высыха , преп тствуют поступлению тепла в сушимый слой, как бы закупорива  его.

Отмеченные недостатки привод т к снижению интенсивности полевой сушки и соответственно эффективности добычи торфа .

Известно устройство, выполненное в виде барабанов с жестко ввернутыми штифтами, расположенными р дами параллельно продольной оси барабана с одновременным их расположением по винтовой линии. Вращение барабанов осуществл етс  от вала отбора мощности тракторат гача . Экскаваци  и размельчение поверхностного сло  торф ной залежи производ тс  путем вращени  и поступательного перемещени  заглубленных барабанов .

Недостатками данного устройства  вл ютс  повышенна  энергоемкость процесса экскавации и размельчени , наличие активного привода барабанов, что ограничивает производительность устройства, неравномерность фракционного состава получаемой крошки с значительным преобладанием мелких фракций, ограниченность глубины фрезеровани , не более 20 мм, и формирование расстила непосредственно на образованной при фрезеровании влажной поверхности залежи.

Наиболее близким к предлагаемому способу  вл етс  способ послойной экскавации торф ной залежи, включающий срезание ее верхнего сло  под углом к направлению движени  рабочего органа и отделение получающихс  при этом торф ных полос от залежи с одновременным расстилом их на поле сушки путем поперечного сдвига и перемещени  материала в пределах высоты сло .

Недостатки данного способа заключаютс  в значительном капилл рном подпитывании сушимого сло  влагой из залежи, так как поперечный сдвиг и перемещение торф ной ленты в пределах высоты сло  создают хороший контакт основани  ленты и ровной поверхности влажной залежи; в наличии на верхней поверхности лент остатка сухого торфа от предыдущего цикла, который ,  вл  сь теплоизол тором, снижает интенсивность сушки расстила; в малой, в сравнении с расстилом обычной фрезерной крошки, удельной поверхности сушимого сло .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству  вл етс  устройство, включающее т гач и св занную с ним шарнирную раму, к которой креп тс  секции ротационных дисков, закрепленных на оси, расположенной под углом к направлению движени  т гача.

Во врем  поступательного движени  устройства диски под действием реактивных сопротивлений почвы свободно вращаютс  вокруг своей оси, располагающейс  под углом к направлению движени , при этом каждый диск вырезает в почве пласт (стружку ), который крошитс , частично переворачиваетс  и отодвигаетс  в сторону.

Недостатком данного устройства, при

применении его на экскавации и рыхлении торф ной залежи,  вл етс  преобладающее наличие крупных кусков торфа, измельчить которые до требуемых размеров (10-25 мм) не удаетс  даже при многократных проходах устройства по залежи. Кроме того, при многократных проходах устройства по залежи выстилка экскавируемого торфа производитс  на влажное основание, Отмеченные недостатки удлин ют срок сушки торфа.

Целью изобретени   вл етс  повышение сборов торфа за счет улучшени  условий его сушки в расстиле.

Цель достигаетс  тем, что в способе разработки торф ной залежи, включающем

срезание верхнего сло  залежи под углом к направлению перемещени  экскавирующего органа с образованием полос, расположенных параллельно направлению перемещени  экскавирующего органа, отделение полосы торф ной массы от залежи и расстил торфа на поле сушки, срезание верхнего сло  залежи осуществл ют чередованием полос с несрезанными полосами залежи, при этом при срезании верхнего

сло  залежи образуют канавку с желобчатым дном, покрывают ее остатками сухрго торфа со срезаемых полос, а затем торф ную массу после отделени  от залежи укладывают на изолирующий слой сухого торфа

и измельчают.

Кроме того, устройство дл  разработки торф ной залежи, включающее установленные на св занной ст гачом шарнирной раме секции ротационных дисков, в каждой из

которых диски размещены вдоль оси, расположенной под углом к продольной оси т гача , снабжено механизмом измельчени  торф ной массы, выполненным в виде полых пассивных барабанов, каждый из

которых установлен шарнирно на раме непосредственно за соответствующей секцией ротационных дисков, при этом ось барабана параллельна оси секции ротационных дисков, а плоскость каждого диска

смонтирована под углом 6-25° к продольной оси т гача.

Каждый барабан имеет радиально расположенные по цилиндрической образующей лопасти.

Новым по отношению к известному в предлагаемом способе  вл етс  чередование срезанных и несрезанных участков поверхности залежи, создание из остатков сухого торфа прослойки, преп тствующей поступлению влаги из залежи в сушимый слой и введение операции дополнительного измельчени  торф ной массы.

Применение в устройстве механизма измельчени  торф ной массы, его конструкци  и св зи с известными элементами  вл етс  новым по сравнению с известным.

Исследование известных решений показало , что технического решени  поверхностно-послойной экскавации торф ной залежи с чередованием на ее поверхности полос, с которых происходит срезание верхнего сло  залежи, с полосами, не подвергаемыми воздействию режущих элементов,, не обнаружено,

Не вы влено и технического решени  (как способа, так и устройства) с разделением процесса измельчени  экскавируемой торф ной массы на две стадии - в процессе срезани  торф ной массы и второй ступенью , завершающей формирование расстила:

Также не обнаружено технического решени  создани  изолирующей прослойки без специально дл  этого предназначенного органа.

Положительный эффект достигаетс  совокупностью всех признаков, но причиной достижени  поставленной цели  вл етс  улучшение условий сушки фрезерной крошки за счет снижени  отрицательного вли ни  на сушку влажной залежи и увеличени  среднего размера частиц в сушимом слое.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого способа разработки торф ной залежи; на фиг.2 - устройство дл  его реализации; на фиг.З - механизм измельчени  торф ной массы; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.З; на фиг.5 - график зависимости цикло1вых сборов от углов установки ротационных дисков к продольной оси т гача (углов атаки ).

Пример. Опытна  реализаци  прецлагаемого способа разработки торф ной залежи осуществлена в лабораторных услови х на монолите торф ной залежи 1. Поверхность залежи 2 покрыта слоем сухого торфа 3 толщиной 10 мм, который имитиру ет сухой остаток торфа от предыдущего цикла (фиг.1а).

Диском диаметром 200 мм под углом 15° к направлению перемещени  производ т срезание верхнего сло  монолита залежи на глубину 25-30 мм с образованием в

зоне контакта 4 режущего диска и монолита канавки с желобчатой поверхностью 5 (фиг. 16).

Срезанна  торф на  масса 6, имеюща 

вид плоских кусков, образовавшихс  за счет крошени  материала при срезании в отделении от залежи, после отделени  от монолита укладывают р Дом с канавкой на сухой слой торфа, а затем вручную, дополнительно измельчают до состо ни , когда максимальный размер частиц фрезерной крошки не превышает 50 мм. При выполнении второй и последующих канавок, рассто ние между ос ми перемещени  режущих дисков

5 принимают равным двойной ширине поверху первой канавки из расчета, чтобы ширина несрезаемых полос монолита была примерно равна ширине срезаемых полос. При этом сухой торф 3 на ширине каждой последующей канавки предварительно собирают и помещают в канавку, образованную при предыдущем срезании (фиг.1 в и 1г). Всего выполнено 4 канавки.

Способ разработки торф ной залежи

5 реализуетс  устройством, содержащим т гач 8, секции ротационных дисков 9 и механизм 10 измельчени  торф ной массы, св занных с шарнирной рамой 11, опирающейс  на два катка 12.

0 Ротационные диски 9 имеют сферическую поверхность с режущей кромкой по наружному диаметру.

Механизм 10 измельчени  торф ной массы представл ет собой секции, составленные из полых пассивных барабанов 13, имеющих радиально-расположенные лопасти 14 по цилиндрической образующей (фиг.З). При этом каждый полый пассивный барабан 13 смонтирован шарнирно на раме

0 непосредственно за сооветствующей секцией ротационных дисков 9, причем ось полого пассивного барабана 13 параллельна оси ротационных дисков 9.

Секции ротационных дисков 9 креп тс 

5 шарнирно к боковым опорным )брусь м 15 и среднему опорному брусу 16 и имеют возможность свободно перемещатьс  в вертикальной плоскости.

Боковые опорные брусь  15 одним концом шарнирно опираютс  на боковые стенки шарнирной рамы 11, а другим на каретки 17 с двум  самоустанавливающимис  катками 18.

Боковые опорные брусь  15 имеют возможность поворачиватьс  в горизонтальной плоскости, при этом необходимые углы атаки - углы между плоскост ми вращени  ротационных дисков 9 и полых барабанов 13 и направлением движени  т гача 8 - в пределах 6-25°. Фиксаци  боковых опорных

брусьев 15 в нужном -положении производитс  при помощи телескопических т г 19.

Средний опорный брус 16 шарнирно крепитс  к задней стенке шарнирной рамы 11 и имеет возможность поворачиватьс  в горизонтальной плоскости.

Левым концом средний опорный брус 16 опираетс  на кронштейн 20, имеющий отверсти  дл  фиксации среднего опорного бруса 16, с целью создани  необходимых углов атаки ротационным дискам 9 и полым пассивным барабанам 13, расположенным в средней части устрЬйства.

Подъем в транспортное положение ротационных дисков 9 и прлых пассивных барабанов 13 осуществл етс  механизмом 21 подъема.

В производственных услови х предлагаемый способ и устройство реализованы следующим образом.

По торф ной залежи 1 низинного типа степенью разложени  35-40%, подготовленной к поверхностно-послойной экскавации согласно существующим технологическим нормам, со скоростью 16,0 Км/ч, перемещалось экскавирующее устройство, изображенное на фиг.2.

В процессе перемещени  экскавирующего устройства, расположенные под углом 10° к направлению перемещени  ротационные диски 9 срезали в зоне контакта верхний слой залежи на глубину 35 мм и воздействовали на экскавируемую массу таким образом, что она отрывалась от монолита залежи и в виде отдельных кусков укладывалась в промежутки между режущими элементами, создава  сплошной слой. При этом поверхность залежи 2 приобрела вид параллельных по направлению движени  устройства канавок с желобчатым дном 5, чередующихс  с неподвергнутыми воздействию режущих элементов промежутками между ними поверхности залежи 2 (фиг. 16 и 1г). Имеющий место на поверхности залежи 2 остаток торфа от предыдущего цикла 3 (фиг.1а) под действием сил ротационных дисков 9 отбрасывалс  в сторону канавки , образованной впереди идущим ротационным диском 9 и, частично или полностью , засыпал ее (фиг.1в и 1г). Остаток торфа на несрезанных полосах сохран лс .

На этой стадии процесса экскавируема  торф на  масса крошилась и превращалась в куски, максимальный размер которых составил 70x180 мм.

Движущийс  вслед за ротационными дисками 9 механизм 10 измельчал эти куски, превраща  их во фрезерную крошку 7, средний размер частиц которой составил 7,8 мм и, отбрасыва , распредел л по полю сушки.

формиру  расстил. Подфрезеровывани  оставленных несрезанными полос поверхности залежи 2 в процессе работы механизма измельчени  торф ной массы не наблюдалось .

Способ позвол ет сформировать дл  сушки расстил, в верхней части которой находитс  наиболее влажна  свежесрезанна  торф на  крошка 7, а в нижней - относительно суха  крощка, оставша с  после уборки кондиционного торфа в предыдущем цикле. Этот изолирующими слой преп тствует подпитыванию верхней сушимой зоны расстила влагой из залежи.

5 За счет того, что-влажность поверхности несрезанной в данном цикле залежи ниже влажности поверхности в канавках, уменьшаетс  приток влаги от подфрезеровывани  в процессе проведени  последующих операций технологического цикла - ворошени , валковани  и уборки.

Срезание торф ной массы с образованием параллельных, чередующихс  с несрезанными полосами залежи, канавок с

5 желобчатым дном создает услови  дл  формировани  изолирующей прослойки из остатков сухого торфа от предыдущего цикла и позвол ет снизить приток влаги в сушимый слой за счет подфрезеровывани  залежи в процессе проведени  последующих операций технологического цикла.

Прослойки сухого торфа между свежесрезанной торф ной крошкой и залежью снижают отрицательное воздействие залежи на сушку фрезерного торфа, выражающеес  в капилл рном подпитывании сушимого сло  влагой залежи.

Дополнительное измельчение специальным пассивным органом, экскавирован0 ной с помощью установленных под углом ротационных дисков, торф ной массы позвол ет , не увеличива  содержани  в расстиле фракций меньше 1 мм, добитьс  приемлемого по требовани м качества и

5 близкого к оптимальному, с позиций сушки, среднего размера частиц.

Использование в конструкции устройства пассивных рабочих элементов (экскавирующих и измельчающих позвол ет в 1,5-2

0 раза повысить производительность оборудовани  на операции фрезеровани  торф ной залежи и повысить его надежность по сравнению с базовым объектом (серийные штифтовые барабаны).

5 В процессе полевых испытаний способа и устройства фактические цикловые сборы торфа при угле установки ротационных дисков 9 (угле атаки) 6° составили 16,2т/гаи 18,9т/га(тип торф ной залежи - низинна  и степень разложени  соответственно R 25% - 35%).

При сравнительных испытани х минимальные величины фактических цикловыХ сборов торфа после фрезеровани  залежи барабанами МТФ-14 составили соответственно 13,1 и 18,7 т/га.

При угле атаки устройства менее 6° цикловые сборы торфа с поверхности залежи резко снижаютс . При угле атаки 0° цикловые сборы торфа отсутствуют, так как происходит перекатывание ротационных дисков 9 по залежи 1 без срезани  торф ной стружки.

Максимальный угол атаки ротационных дисков 9 устройства установлен в 25° также, исход  из результатов полевых испытаний способа и устройства. Фактический цикловой сбор торфа при угле атаки ротационнь1Х дисков 9 устройства 20° составил 53,3 т/га (тип торф ной залежи - низинна  и степень разложени  R 30% - 35%), а максимальный цикловой сбор торфа, сфрезерованного барабаном MTCD-14, по результатам сравнительных испытаний составил 26,7 т/га. С учетом гарантированного увеличени  цикловых сборов торфа при работе устройства на различных типах залежи, особенно верховой, целесообразно увеличить максимальный угол атаки еще на 5° и ограничить его величиной 25°.

Дальнейшее повышение угла атаки ведет к увеличению глубины экскавации (фрезеровани ) и толщины расстила, к сплошному срезанию сухого поверхностного сло  залежи, оставшегос  от предыдущего цикла, и к его перемешиванию с более влажными глубинными сло ми залежи.

Все зти факторы отрицательно сказываютс  на процессе сушки торфа (увеличивают период сушки) и снижении сбора торфа в течении сезона его добычи.

Исход  из того, что целью предлагаемого изобретени   вл етс  повышение сборов торфа за счет улучшени  условий его сушки в расстиле, диапазон установки ротационных дисков 9 устройства под углом 6-25° к продольной оси т гача  вл етс  наиболее оптимальным.

Указанный диапазон углов  вл етс  существенным признаком, так как направлен на цель изобретени . Только в этом диапазоне будет достигнута цель изобретени . Вышеизложенное подтверждаетс  графиком (фиг.5) зависимости величин цикловых сборов от углов установки ротационных дисков к продольной оси т гача (углов атаки).

В результате испытаний установлено, что интенсивность сушки без ворошений

дл  расстила, полученного по предлагаемому способу и с применением устройства дл  его реализации, в среднем на 22,2% выше интенсивности сушки расстила из фрезерной крошки, полученной при фрезеровании торф ной залежи серийно выпускаемыми фрезерными барабанами (МТФ-14).

Дл  сушки с двум  ворошени ми получено увеличение интенсивности сушкив среднем на 28,8%. В производственных услови х применение предлагаемого способа позволит увеличить в сравнении с фрезерованием барабаном МТсЬ-14 цикловые сборы низинного торфа средней и высокой степени разложени  в среднем на 41,7% при практически одинаковой, соответствующей нормативу, продолжительности цикла.

Claims (3)

1.Способ разработки торф ной залежи, включающий срезание верхнего сло  залежи под углом к направлению перемещени  экскавирующего органа с образованием полос , расположенных параллельно направлению перемещени  экскавирующего органа, отделение полосы торф ной массы от залежи и расстил торфа на поле сушки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  сборов торфа за счет улучшени  условий его сушки в расстиле срезани  верхнего сло  залежи осуществл ют чередованием полос с несрезанными полосами залежи, при это; i при срезании верхнего сло  залежи образуют канавку с желобчатым дном, покрывают ее остатками сухого торфа со срезаемых полос , а затем торф ную массу после отделени  от залежи укладывают на изолирующий слой сухого торфа и измельчают.

2.Устройство дл  разработки торф ной залежи, включающее установленные на св занной с т гачом шарнирной раме секции ротационных дисков, в каждой из которых диски размещены вдоль оси, расположенной под углом к продольной оси т гача, о тличающеес  тем, что оно снабжено механизмом измельчени  торф ной массы, выполненным в виде полых пассивных барабанов , каждый из которых установлен шарнирно на раме непосредственно за соответствующей секцией ротационных дисков , при этом ось барабана параллельна оси секции ротационных дисков, а плоскость каждого диска смонтирована под углом 6...25° к продольной оси т гача.

3.Устройство по П.2, отличающеес   тем, что каждый барабан имеет радиально расположенные по цилиндрической образующей лопасти.

а

/25 4;

1 7 -7 .2.

/

f2