УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ АНКЕРНОЙ КРЕПИ Российский патент 2003 года по МПК E21D21/00 

Изобретение относится к горно-шахтному оборудованию, а именно к устройствам для установки анкерной крепи.

Известно устройство для установки анкера с помощью клеящего синтетического материала (DE, OS 3344511, кл. Е 21 D 20/00, опубл. 1985 г.), которое образовано двумя ребрами, проходящими только по части периметра прутка анкера, торцовые стороны которых образуют опорные поверхности, причем последние выполнены на втулке, на одной стороне которой выполнен вырез, предназначенный для приема гайки анкера, а на другой стороне предусмотрены средства для передачи крутящего момента.

Однако данная конструкция создает возможность повреждения опорными поверхностями втулки резьбовой части хвостовика анкера, к тому же опорные поверхности увеличивают трудоемкость изготовления анкера.

Известно устройство для установки анкерных болтов (GB, 2172682, кл. Е 21 D 20/00, 21/00, опубл. 1986 г.), выполняющее функцию вращающегося инструмента, которое представляет собой трубу с несущим поперечным элементом, вставляемым в диаметральную прорезь анкерного болта.

Данное устройство также сопряжено с возможностью повреждения резьбовой части анкерного болта, а необходимость изготовления анкера с диаметральной прорезью на конце приводит к увеличению трудоемкости изготовления анкера.

Известно устройство для установки анкера (авт. св. СССР 1721255, кл. E 21 D 21/00, 1989 г.), которое имеет корпус с цилиндрическим хвостовиком, разъемный замок, подпружиненный со стороны разъема, снабженный внутренней полуцилиндрической резьбовой выемкой и выступом на свободном конце, при этом другим концом шарнирно прикрепленный к корпусу, а также фиксирующую втулку, подпружиненную и установленную на хвостовике с возможностью взаимодействия с выступом разъемного замка.

В вышеописанном устройстве - ненадежная конструкция, а, именно, наличие составной резьбы (из двух половин - одна на корпусе, а вторая - на выемке разъемного замка), необходимость постоянно, перед введением анкера в устройство, прибегать к разъему резьбы, что к тому же обуславливает повышение трудоемкости изготовления и эксплуатации устройства.

Наиболее близким по конструктивным особенностям является устройство для установки анкерной крепи (авт. св. СССР 1456598, кл. Е 21 D 21/00, 1987 г. дополнение к авт. св. 1249167, кл. Е 21 D 21/00, 1985 г.) - прототип. Устройство включает корпус с цилиндрическим хвостовиком, внутри которого установлен поджатый пружиной, надетой на цапфу стакан, на открытом конце корпуса удерживаемый торцевой крышкой. В отверстиях стакана установлены шарики, которые, контактируя с конусной внутренней поверхностью корпуса под действием осевого усилия, прижимают сегменты разрезной муфты, выполненной с внутренней резьбой и установленной внутри стакана, к хвостовику анкера и он заклинивается в устройстве. Освобождение анкера происходит только после приложения осевого усилия, которое приложено в противоположном направлении введения анкера в шпур.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип относится то, что:
- наличие в устройстве разрезной муфты, содержащей сегменты, необходимость удерживания подпружиненного стакана с шариками внутри корпуса торцевой крышкой - все это усложняет конструкцию и повышает трудоемкость изготовления и эксплуатации устройства;
- снятие осевого усилия и освобождение анкера происходит в направлении, противоположном введению его в шпур и требует выдержку во времени до полного затвердевания самотвердеющей массы во избежание нарушения ее монолитности.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задачей изобретения является снижение трудоемкости как при изготовлении, так и при эксплуатации устройства для установки анкерной крепи, повышение производительности проходческих работ, при одновременном условии соблюдения качественных характеристик установки анкерной крепи.

Технический результат - создано упрощенное по конструкции устройство для установки анкерной крепи (адаптер), позволяющее производить его свинчивание с анкера, не дожидаясь окончания затвердевания самотвердеющей массы, без нарушения монолитности и несущей способности анкерной крепи, а следовательно, увеличить производительность проходческих работ.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в предлагаемом устройстве для установки анкерной крепи, включающем корпус с хвостовиком, резьбу, внутренний диаметр которой соответствует наружному диаметру резьбы хвостовика анкера, шарики, расположенные в отверстиях стенок.

Отличительными признаками предлагаемого устройства для установки анкерной крепи от указанного выше известного, наиболее близкого к нему устройства, являются следующие:
- шарики размещены в отверстиях стенок по периметру корпуса и зафиксированы с одной стороны в кольцевой проточке штока, расположенного в корпусе, с другой стороны - подпружиненной обоймой, надетой на корпус, причем пружина закреплена - на наружной, а резьба расположена на внутренней стенке корпуса со стороны открытого его торца;
- наружная поверхность стакана и внутренняя поверхность обоймы выполнены ответно ступенчатыми.

Размещение шариков непосредственно в стенках корпуса, фиксирование их в кольцевой проточке штока с одной стороны и подпружиненной обоймой - с другой стороны, позволяет удерживать шток от осевого перемещения внутри корпуса и подавать анкер, ввинченный в устройство резьбовым хвостовиком в резьбу корпуса до упора в шток, в шпур - с помощью исполнительного механизма. Ликвидация натяга "анкер-устройство" происходит мягко за счет перемещения шариков при движении обоймы вдоль корпуса в направлении введения анкера в шпур, при этом шарики освобождают шток. Обойма при сжатии удерживающей ее пружины перемещается ступенью большего диаметра, на корпус с меньшим диаметром, (что обусловлено ответно ступенчатыми поверхностями: внутренней - у обоймы и наружной - у корпуса), напротив прорези с шариками, позволяет им несколько переместиться радиально и освободить шток.

Таким образом, предложенная конструкция устройства позволила решить выше поставленные задачи и добиться предполагаемого технического результата, а, главное, повысить производительность проходческих работ при одновременном их качестве, снимая устройство с анкера без соответствующей выдержки до затвердевания закрепляющей смеси.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналог, характеризующийся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного изделия отсутствует. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

На чертежах представлено: на фиг.1 изображено устройство для установки анкерной крепи (общий вид); на фиг.2 - разрез А-А.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного результата, заключается в следующем: устройство для установки анкерной крепи состоит из корпуса с хвостовиком 1 (см. фиг.1), имеющего ступенчатую наружную поверхность, отверстия (два и более) в стенке, расположенные по периметру меньшего диаметра корпуса 1, в которых расположены шарики 2. Внутри корпуса 1 вставлен шток 3 с кольцевой проточкой, имеющей коническую поверхность, с которой контактируют шарики 2, вводимые через отверстия, равномерно расположенные по периметру корпуса 1 (см. фиг. 2), и удерживающие шток 3 от осевого перемещения внутри корпуса 1. В свою очередь шарики 2, находящиеся одновременно в кольцевой проточке штока 3 и в отверстиях стенок корпуса 1, снаружи зафиксированы от радиального перемещения обоймой 4 (см. фиг.1), которая имеет ответную корпусу 1 ступенчатую внутреннюю цилиндрическую поверхность и надета на корпус 1. Обойма 4 поджимается пружиной 5, расположенной на наружной стенке корпуса 1, и удерживается шайбой 6 с запорным кольцом 7 со стороны открытого торца корпуса 1, а на внутренней стороне стенки выполнена резьба, внутренний диаметр которой соответствует наружному диаметру хвостовика анкера 8.

Устройство для установки анкерной крепи работает следующим образом: устройство для установки анкерной крепи навинчивается на резьбовой хвостовик анкера 8 до упора в торец штока 3. Хвостовик корпуса 1 вставляется в исполнительный механизм (не показан), который передает хвостовику анкера 8 (следовательно, и самому анкеру) через устройство для установки анкерной крепи крутящий момент, необходимый для введения анкера в заранее подготовленный шпур.

После установки анкера в шпур, не дожидаясь полного затвердевания самотвердеющей массы, производится снятие устройства для установки анкерной крепи с анкера. Для этого, на хвостовик корпуса 1 насаживается ключ (не показан), имеющий на торце цилиндрическую насадку, которая, при приложении к ключу осевого усилия, перемещает обойму 4 вдоль наружной стенки стакана 2 в направлении введения анкера в шпур, при этом обойма 4 сжимает пружину 5, удерживаемую шайбой 6 с запорным кольцом 7, и устанавливается своей внутренней поверхностью большего диаметра над шариками 2, давая им возможность радиально перемещаться в отверстиях стенок корпуса 1. Шарики 2, в свою очередь, освобождают шток 3, который незначительно перемещается вдоль оси в сторону хвостовика устройства 1, ликвидируя натяг в резьбовом соединении "устройство - анкер", а устройство для установки анкерной крепи получает возможность свинчиваться с анкера без усилий.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства для установки анкерной крепи следующей совокупности условий:
- устройство для крепления анкерной крепи, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в горно-шахтном строительстве как оборудование для крепления горных выработок;
- для заявленного устройства для установки анкерной крепи в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность изготовления и применения с помощью известных до даты подачи заявки средств и методов;
- устройство для установки анкерной крепи, воплощающее заявленное изобретение при его применении способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, что подтверждено испытаниями опытного образца на ОАО "ШАХТА ИМЕНИ В.И.ЛЕНИНА" Кемеровской области, которые показали, что при использовании заявляемого устройства для установки анкерной крепи увеличивается производительность проходческих работ при сохранении требований безопасности и высокой несущей способности анкерной крепи. Полученные показатели обусловили решение о постановке данного устройства для установки анкерной крепи на производство и подготовке документации к серийному выпуску.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Изобретение относится к горному делу и может использоваться при креплении горных выработок анкерами. Задачей изобретения является снижение трудоемкости при изготовлении и эксплуатации устройства, повышение производительности проходческих работ при соблюдении качественных характеристик. Устройство для установки анкерной крепи включает корпус с хвостовиком, резьбу, внутренний диаметр которой соответствует наружному диаметру резьбы хвостовика анкера, шарики, расположенные в отверстиях стенок. Шарики размещены в отверстиях стенок по периметру корпуса и зафиксированы с одной стороны в кольцевой проточке штока, расположенного в корпусе, с другой стороны - подпружиненной обоймой, надетой на корпус, причем пружина закреплена на наружной, а резьба расположена на внутренней стенке корпуса со стороны открытого его торца. Наружная поверхность корпуса и внутренняя поверхность обоймы могут быть выполнены ступенчатыми. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

1. Устройство для установки анкерной крепи, включающее корпус с хвостовиком, резьбу, внутренний диаметр которой соответствует наружному диаметру резьбы хвостовика анкера, шарики, расположенные в отверстиях стенок, отличающееся тем, что шарики размещены в отверстиях стенок по периметру корпуса и зафиксированы с одной стороны в кольцевой проточке штока, расположенного в корпусе, с другой стороны подпружиненной обоймой, надетой на корпус, причем пружина закреплена на наружной, а резьба расположена на внутренней стенке корпуса со стороны открытого его торца. 2. Устройство для установки анкерной крепи по п. 1, отличающееся тем, что наружная поверхность корпуса и внутренняя поверхность обоймы выполнены ответно ступенчатыми.