ПИЛОФРЕЗЕРНЫЙ ПОРОДОЗАБОРНИК Российский патент 1994 года по МПК E02F3/92 

Изобретение относится к гидромеханизации горных работ и подводной добыче полезных ископаемых и предназначено для подводной выемки земснарядами различных россыпных и полускальных пород.

Известны отвальные и плужные фрезерные рыхлители, корпус которых состоит из криволинейных, иногда неполновитковых спиральных корпусов с отвалами, снабженных ножами и зубьями.

Недостатками этих фрез являются необходимость больших усилий для резания россыпных пород, невозможность разрушать полускальные породы на куски, которые проходят через грунтовый насос, сравнительно высокая потребная удельная энергоемкость.

Прототипом изобретения является породозаборник фрезерно-гидравлический с отвальной фрезой, имеющей перфорированные отвалы.

Прототип имеет те же недостатки, кроме того, конструктивно значительно сложнее, но меньше склонен к залипанию.

Целью изобретения является снижение удельной энергоемкости породозаборника и количества его чисток.

Указанная цель достигается тем, что корпус выполнен в виде нескольковитковой пространственной спирали, состоит из двух параллельных боковых стенок в виде широкой и узкой полос, образующие которых под острым углом пересекаются с осью породозаборника, насосных лопаток, расположенных внутри между боковыми стенками, внутреннего и наружного ободьев, башмаков с зубьями, причем башмаки крепятся на наружном ободе.

Снижение удельной энергоемкости достигается тем, что породозаборник, боковые стенки которого выполнены в виде пространственной спирали, имеет несколько витков. Наличие нескольких витков позволяет осуществить пиление, т. к. их края расположены почти параллельно окружной скорости, как у дисковой пыли, и, следовательно, распиливание негабаритных кусков и уменьшить число чисток. Во-вторых, породозаборник выполнен полым, внутри между боковыми стенками установлены насосные лопатки, которые обеспечивают подачу воды под напором к наружному краю корпуса для смазки трущихся о забой наружных поверхностей корпуса и для отламывания стружки гидравлическим давлением. В-третьих, закрепленные башмаки с зубьями на наружной ободе образуют пилу, которая улучшает пиление.

Таким образом, только при использовании совокупности указанных отличительных признаков появляется возможность осуществить снижение удельной энергоемкости и количества чисток.

При проведении патентного поиска не выявлено известных технический решений, имеющих указанные отличительные признаки, поэтому можно считать данные признаки существенными и предлагаемый пилофрезерный породозаборник изобретением.

На фиг. 1 показан породозаборник; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид по стрелке Б на фиг. 2.

Пилофрезерный породозаборник включает в себя всасывающий наконечник 1 и фрезу.

Фреза состоит из опорного кольца 2, спиц 3, начального шнека 4, башмаков 5 с зубьями, образующих пилу по всему наружному краю корпуса, имеющего форму пространственной спирали, закрепленного на спицах 3.

Спиральный корпус имеет параллельные стенки в виде широкой 6 и узкой 7 полос, свернутых в пространственную спираль, образующие которых могут под острым углом пересекать ось породозаборника, расположенные между ними лопатки 8, которые вместе со стенками образуют насосные каналы в спиральном корпусе, внутренний 9 и наружный 10 ободья корпуса, которые обеспечивают требуемое направление потока воды на входе и выходе насосных каналов спирального корпуса.

Фреза может крепиться опорным кольцом 2 к рабочему колесу 11 погружного грунтового насоса, а всасывающий наконечник 1 - к улитке 12 грунтового насоса. Всасывающий наконечник 1 имеет заслонку 13, а насос имеет сцепку 14 и приводится электродвигателем 15.

Породозаборник работает следующим образом.

При вращении высокооборотной фрезы спиральный корпус с лопаткой 8 работает как центробежный насос. Насосные лопатки 8 образуют каналы на всех витках корпуса и обеспечивают напор и расход воды вдоль радиуса в каналах между лопатками.

Наружный обод 10 экранирует каналы, образованные лопатками 8, и разворачивает поток воды вдоль оси фрезы.

Внутренний обод 9 обеспечивает использование насосными каналами спирального корпуса скоростного напора центрального потока, всасываемого грунтовым насосом.

Закрепленные на наружном ободе башмаки 5 с зубьями при контакте с породой работают как пилы. При этом циркуляционным движением при пилении является окружное движение зубьев на башмаках 5, а подача осуществляется в двух следующих направлениях: перемещение всей фрезы перпендикулярно забою и относительное перемещение витков корпуса вдоль забоя, которое обеспечивает спиливание слоя породы с забоя. Поступающая из спирального корпуса вода эжектирует твердые частицы к всасывающему наконечнику 1. Всасывающий наконечник 1 обеспечивает наилучшее направление гидросмеси в колесо 11 насоса, а заслонка 13 преграждает поступление лишней воды из водоема в улитку 12 насоса. Разработка породы осуществляется путем перемещения породозаборника вместе с насосом за сцепку 14. При этом фреза предлагаемого породозаборника спиливает породу своей боковой поверхностью.

По сравнению с прототипом, который является и базовым образцом, изобретение обладает рядом преимуществ. Пиление существенно снижает нагрузки, которые возникают при фрезеровании прочных пород. Это ведет к снижению удельной энергоемкости, обеспечивает распил негабаритных кусков. Кроме того, под действием насосного эффекта создается в пропиле расклинивающее избыточное давление, которое обкатывает выпиленный слой породы и обеспечивает смазку зубьев и трущихся о породу поверхностей фрезы, что еще больше снижает удельную энергоемкость породозабора.

Изобретение позволяет уменьшить энергоемкость породозабора на 50% , потребные усилия в 2 - 3 раза.

Использование: гидромеханизация горных работ и подводная добыча полезных ископаемых россыпных и полускальных пород. Сущность: в пилофрезерном породозаборнике спиральный корпус выполнен из двух несколько витковых спиральных боковых стенок 6 и 7. К стенкам 6 и 7 прикреплены внутренний 9 и внешний 10 ободья. Радиально ободьям 9 и 10 между стенками 6 и 7 установлены лопатки 8 с возможностью образования насосных каналов. Зубья башмаков 5 закреплены на внешнем 10 ободе. 3 ил.

ПИЛОФРЕЗЕРНЫЙ ПОРОДОЗАБОРНИК, содержащий режущий корпус с зубьями, закрепленный к опорному кольцу посредством спиц, отличающийся тем, что, с целью снижения усилий резания, удельной энергоемкости и просоров, корпус выполнен из двух нескольковитковых спиральных боковых стенок, расположенных параллельно одна другой и образующие которых пересекают ось породозаборника, внутреннего и внешнего ободов, радиально к которым между боковыми стенками установлены лопатки с возможностью образования насосных каналов, причем зубья закреплены на внешнем ободе.