СМЕСИТЕЛЬНО-ЗАРЯДНАЯ МАШИНА Российский патент 2006 года по МПК F42D1/08 

Изобретение относится к области горного дела, в частности к конструкции смесительно-зарядных машин, используемых для механизированного приготовления и заряжания скважин на открытых горных работах.

Из области техники известна смесительно-зарядная машина, включающая транспортную базу, на которой смонтированы емкость для эмульсии, емкости для газогенерирующей добавки и горячей воды для очистки смесителя и транспортной магистрали, насосы для подачи эмульсии, газогенерирующей добавки и горячей воды, статический смеситель эмульсии и газогенерирующей добавки, шланговый барабан с зарядным рукавом и дозаторы компонентов (см., например, патент РФ №1457501, опублик. 15.06.94).

Недостатком известной смесительно-зарядной машины является отсутствие в емкости для эмульсии ВВ приспособлений, обеспечивающих необходимую эксплуатационную безопасность машины.

Наиболее близкой по своей технической сущности к заявляемой смесительно-зарядной машине является смесительно-зарядная машина, включающая транспортную базу, на которой смонтированы емкость для эмульсии с загрузочным люком, закрытым крышкой, емкости для газогенерирующей добавки, нефтепродукта и воды, транспортная магистраль, насосы для подачи эмульсии, газогенерирующей добавки и воды, статический смеситель эмульсии и газогенерирующей добавки, а также дозаторы компонентов (см., например, патент РФ №2232976, M.кл. F 42 D 1/08).

Недостатком известной смесительно-зарядной машины является отсутствие приспособлений, обеспечивающих необходимый уровень безопасности при аварийных ситуациях, например при пожаре, которые могут возникнуть в процессе транспортировки компонентов ВВ и ведения зарядных работ. В частности, при возникновении пожара в ходе эксплуатации машины поднимается температура эмульсии ВВ, находящейся в эмульсионной емкости, давление паров и газов. При повышении давления внутри емкости может произойти самопроизвольный взрыв. Поэтому даже наличие предохранительного клапана, препятствующего утечке эмульсии при опрокидывании, через который резервуар эмульсии сообщается с атмосферой, не обеспечивает необходимого уровня безопасности в аварийных ситуациях.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационной безопасности смесительно-зарядной машины за счет ее оборудования приспособлениями для предотвращения возможности возникновения взрыва при возрастании давления или температуры в ее емкости для эмульсии.

Поставленная задача достигается тем, что в смесительно-зарядной машине, включающей транспортную базу, на которой смонтированы емкость для эмульсии с загрузочным люком, закрытым крышкой, емкости для газогенерирующей добавки, воды и нефтепродукта, транспортная магистраль, насосы-дозаторы для подачи эмульсии, газогенерирующей добавки, воды и нефтепродукта, статический смеситель эмульсии и газогенерирующей добавки, а также дозаторы компонентов, емкость для эмульсии выполнена с, как минимум, одним дополнительным противопожарным люком, который расположен в нижней части емкости для эмульсии и имеет крышку, установленную на корпусе емкости для эмульсии, с возможностью автоматического открытия люка за счет саморазрушения элементов его крышки и/или ее запорного приспособления при нагреве корпуса емкости для эмульсии во время пожара.

Для исключения возможности резкого аварийного повышения давления внутри емкости для эмульсии предусмотрено дополнительное предохранительное приспособление. Крышка загрузочного люка емкости для эмульсии выполнена в виде кольца, установленного с возможностью прижима по кольцевому краю люка, и мембраны, закрывающей центральное осевое отверстие кольца и выполненной с возможностью разрушения под действием предельно допустимого давления паров эмульсии внутри емкости для эмульсии.

Поскольку смесительно-зарядная машина может эксплуатироваться с различными видами эмульсионного ВВ, конкретная величина допустимого избыточного давления в емкости может быть различна. Желательно, чтобы это давление не превышало величину 0,8-0,85 критического давления для данного вида эмульсии ВВ.

Мембрана крышки люка может быть выполнена из различных материалов в зависимости от того, на какое давление она должна быть рассчитана, какой состав эмульсии будет в конкретной композиции ВВ и т.д.

Наиболее оптимально выполнение мембраны из листовой нержавеющей стали. Однако это не исключает применение мембраны из иного металла или композиционного материала.

В случае опрокидывания смесительно-зарядной машины в аварийных ситуациях в конструкции смесительно-зарядной машины предусмотрено защитное приспособление для исключения поломки загрузочного люка и предохранительного клапана - на корпусе перед каждым загрузочным люком смесительно-зарядной машины закреплена предохранительная дуга.

Изобретение поясняется чертежами, на которых представлены:

- фиг.1 - общий вид смесительно-зарядной машины;

- фиг.2 - вид сбоку на блок емкостей смесительно-зарядной машины;

- фиг.3 - противопожарный люк на емкости для эмульсии;

- фиг.4 - крышка загрузочного люка емкости для эмульсии.

Смесительно-зарядная машина (фиг.1) предназначена для транспортирования невзрывчатых компонентов промышленных смесевых эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ), состоящих из эмульсии, газогенерирующей добавки (ГГД), аммиачной селитры (АС) и нефтепродукта (НП) с последующим изготовлением ЭВВ путем смешения указанных выше компонентов и заряжания скважин на открытых горных разработках.

Машина базируется на шасси автомобилей МАЗ-5516 или КамАЗ-6520, подготовленных для перевозки опасных грузов и отвечающих установленным требованиям.

Машина включает транспортную базу, на раме 1 которой смонтированы: блок емкостей 2, смеситель 3, гидравлическая система 4, установка насосов-дозаторов 5, пневмосистема 6, комбинированный питатель 7, в котором аммиачная селитра смешивается с нефтепродуктом. На машине установлена автоматическая система дозирования, в состав которой наряду с другими элементами автоматики входят четыре тензодатчика 8, посредством которых блок емкостей 2 установлен на раме 1.

Емкость для эмульсии 9 (фиг.2) сообщается с атмосферой через клапан 10, препятствующий утечке эмульсии при опрокидывании машины. Для защиты загрузочного люка 11 емкости для эмульсии при опрокидывании машины имеется дуга 12. В нижней части емкости для эмульсии 9 расположен шнек 13, обеспечивающий полную выгрузку эмульсии. Нижняя часть емкости для эмульсии закрыта кожухом (на чертеже не показан), образующим нишу, в которой установлены насосы, запорная арматура и ротаметры. На левой дверце ниши для контроля работы машины снаружи установлены весовой терминал и индикаторы частоты вращения комбинированного питателя и эмульсионного насоса. Также в нижней части корпуса емкости для эмульсии 9 размещены один или два противопожарных люка (фиг.3). Представленный на фиг.3 противопожарный люк выполнен в виде проема в корпусе емкости для эмульсии 9, закрытого крышкой 14 из легкоплавкого материала, например из органического стекла, с температурой плавления 200°С.

В случае возникновения пожара, когда корпус емкости для эмульсии 9 разогревается до температуры плавления легкоплавкого материала, крышка 14 расплавляется и в люке появляется отверстие, через которое из емкости вытекает эмульсия ВВ. Это многократно снижает вероятность взрыва.

Конструктивно противопожарный люк может быть выполнен также и по иной схеме. Из легкоплавкого материала могут быть выполнены части затвора люка. При этом под действием высокой температуры расплавляются только эти части, и люк открывается под действием давления эмульсии, находящейся внутри емкости. Эмульсия вытекает из емкости, что предупреждает ее взрыв.

Представленная на фиг.4 конструкция загрузочного люка включает мембрану 15, которая прижимается к запорной крышке 16, выполненной в виде кольца, установленного с возможностью прижима по периферийной поверхности люка.

В случае возрастания давления внутри емкости для эмульсии выше допустимого должен сработать клапан 10 (фиг.2), но в случае, если этот клапан не сработает, под действием избыточного давления произойдет разрыв мембраны 15 (фиг.4.). Давление в емкости для эмульсии сравняется с атмосферным, и взрыв будет предотвращен. Таким образом, мембрана служит дополнительным средством, повышающим безопасность эксплуатации смесительно-зарядной машины.

Принцип работы машины при зарядке скважины заключается в изготовлении сенсибилизированной пузырьками газа эмульсионной матрицы путем введения в нее раствора нитрита натрия (газогенерирующей добавки) и последующего смешения с предварительно омасленной аммиачной селитрой. В результате образуется эмульсионное взрывчатое вещество.

Работа осуществляется следующим образом. Эмульсия из емкости 9 (фиг.2) насосом подается в турбулизатор, где смешивается с газогенерирующей добавкой (ГГД). ГГД насосом-дозатором через ротаметр нагнетается во всасывающий патрубок эмульсионного насоса. Сенсибилизированная эмульсия поступает либо в смеситель для изготовления одного типа эмульсионного ВВ, или непосредственно в скважину по рукаву при заряжании другим типом эмульсионного ВВ. Аммиачная селитра смешивается с нефтепродуктом - омасливается в комбинированном питателе 7 (фиг.1) и поступает в смеситель, где смешивается с сенсибилизированной эмульсией и выгружается в скважину. Машина имеет систему пожаротушения и промывки, состоящую из насоса, бака технологической воды, кранов и рукава.

Соотношение компонентов поддерживается на заданном уровне системой автоматического дозирования или оператором с помощью гидравлических регуляторов с контролем по ротаметрам и датчикам оборотов - в ручном режиме.

Работа машины складывается из следующих этапов:

1 - загрузка машины компонентами ЭВВ;

2 - транспортирование компонентов;

3 - работа по заряжанию скважин;

4 - возвращение машины под загрузку.

Машина загружается эмульсией, ГГД, технологической водой, нефтепродуктом и аммиачной селитрой и транспортирует компоненты к месту зарядки скважин на блок.

На заряжаемом блоке машину устанавливают таким образом, чтобы ряд заряжаемых скважин находился с левой стороны машины. Смеситель при помощи гидроцилиндра выдвигается на метр за боковой габарит машины. Маневрируя автомобилем, оператор устанавливает разгрузочный патрубок смесителя над устьем скважины и производит зарядку. После подачи в скважину требуемого количества ЭВВ подача его прекращается, машина переезжает к следующей скважине. Управление процессом заряжания осуществляется водителем-оператором из кабины автомобиля или снаружи машины. Взрывник-аппаратчик дозирования может управлять зарядкой скважин только снаружи (в ручном режиме).

Смесительно-зарядная машина относится к области горного дела, в частности к конструкции смесительно-зарядных машин, используемых для механизированного приготовления и заряжания скважин на открытых горных работах. Машина включает транспортную базу, на которой смонтированы емкость для эмульсии с загрузочным люком, закрытым крышкой, емкости для газогенерирующей добавки, воды и нефтепродукта, бункер для аммиачной селитры. Там же расположены транспортная магистраль, насосы-дозаторы для подачи эмульсии, газогенерирующей добавки, воды и нефтепродукта, статический смеситель эмульсии и газогенерирующей добавки, а также питатель аммиачной селитры. Емкость для эмульсии выполнена, как минимум, с одним дополнительным противопожарным люком, который расположен в нижней части емкости для эмульсии и имеет крышку, установленную на корпусе указанной емкости с возможностью автоматического открытия люка за счет саморазрушения элементов его крышки и/или ее запорного приспособления при нагреве корпуса емкости для эмульсии во время пожара. Крышка загрузочного люка выполнена в виде кольца, установленного с возможностью прижима по кольцевому краю люка, и мембраны, закрывающей центральное осевое отверстие кольца. Мембрана выполнена с возможностью разрушения под действием предельно допустимого давления паров внутри бункера для эмульсии в аварийной ситуации. Изобретение позволяет повысить эксплуатационную безопасность смесительно-зарядной машины за счет ее оборудования приспособлениями для предотвращения возможности возникновения взрыва при возрастании давления или температуры в ее емкости для эмульсии. 4 ил.

Смесительно-зарядная машина, включающая транспортную базу, на которой смонтированы бункер для аммиачной селитры, емкость для эмульсии с загрузочным люком, закрытым крышкой, емкости для газогенерирующей добавки, воды и нефтепродукта, транспортная магистраль, насосы-дозаторы для подачи эмульсии, газогенерирующей добавки, воды и нефтепродукта, статический смеситель эмульсии и газогенерирующей добавки, а также дозаторы компонентов, отличающаяся тем, что емкость для эмульсии выполнена, как минимум, с одним дополнительным противопожарным люком, который расположен в нижней части емкости для эмульсии и имеет крышку, установленную на корпусе указанной емкости с возможностью автоматического открытия люка за счет саморазрушения элементов его крышки и/или ее запорного приспособления при нагреве корпуса емкости для эмульсии во время пожара, а крышка загрузочного люка выполнена в виде кольца, установленного с возможностью прижима по кольцевому краю люка, и мембраны, закрывающей центральное осевое отверстие кольца и выполненной с возможностью разрушения под действием предельно допустимого давления паров внутри бункера для эмульсии в аварийной ситуации.