УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПЫЛИ Российский патент 2009 года по МПК E21B7/02 E21B21/07 B01D46/48 

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к способу обработки пыли, образующейся при дроблении скального материала, при котором отсасывают раздробленный скальный материал из скважины и транспортируют его в пылеотделитель; пылеотделителем сепарируют скальный материал и воздух; дозируют отделенный скальный материал порциями с помощью выгружающего устройства и удаляют скальный материал из пылеотделителя вытесняющим дозатором.

Настоящее изобретение далее относится к пылеотделителю, содержащему корпус; по меньшей мере, одно всасывающее устройство для генерирования разрежения в пространстве, определенном корпусом; по меньшей мере, один подающий канал для подачи скального материала и воздуха в пылеотделитель; по меньшей мере, один сепаратор для сепарирования скального материала от воздуха; по меньшей мере, один выпускной канал, по которому воздух, прошедший через сепаратор, выводится из пылеотделителя; по меньшей мере, одно выгружающее устройство, соединенное с выгружающей частью пылеотделителя и выполненное с возможностью удалять сепарированный скальный материал порциями из пылеотделителя.

Настоящее изобретение далее относится к установке для бурения скальных пород, содержащей подвижное транспортное средство; по меньшей мере, одну буровую стрелу, по меньшей мере, с одним буровым устройством, содержащим узел бурения скальных пород; систему удаления пыли, содержащую, по меньшей мере, один пылеотделитель, по меньшей мере, одну всасывающую воронку на буровом узле, и, по меньшей мере, один всасывающий канал для транспортировки вырубленной породы, образовавшейся при бурении, из всасывающей воронки в подающий канал пылеотделителя.

При бурении скальных пород порода дробится инструментом, который генерирует скальную пыль, опасную для здоровья. Установки для бурения скальных пород обычно оснащены системой сбора пыли, с помощью которой скальный материал отсасывают из скважины и фильтруют в пылеотделителях. Сепарированный скальный материал можно извлекать из пылеотделителя с помощью выгружающего устройства. В патенте США № 4406330 раскрывается решение, в котором сепарированный скальный материал транспортируется дозатором в выгружающую камеру на дне пылеотделителя, и там к скальному материалу подмешивают жидкое связующее, используя перемешивающие элементы, после чего смесь можно выталкивать из пылеотделителя. Одной из проблем такого устройства является его медленная работа.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является создание нового и усовершенствованного способа обработки пыли, пылеотделителя и буровой установки для бурения скальных пород. Способ по настоящему изобретению отличается тем, что скальный материал дозируют порциями с помощью вытесняющего дозатора, и подают его, по меньшей мере, в одно пространство для прессования, выполненное с возможностью закрывания; прессуют скальный материал в, по меньшей мере, одном пространстве для прессования, уменьшая его объем, перед тем, как порция скального материала будет выведена из пылеотделителя.

Пылеотделитель по настоящему изобретению отличается тем, что вытесняющий дозатор выполнен с возможностью дозирования сепарированного скального материала порциями и подачи их, по меньшей мере, в одно выполненное с возможностью закрывания пространство для прессования; причем выгружающее устройство содержит средство для прессования порции скального материала для уменьшения его объема, по меньшей мере, в одном закрытом пространстве для прессования.

Буровая установка для бурения скальных пород по настоящему изобретению отличается тем, что содержит пылеотделитель по второму независимому пункту формулы.

Идея настоящего изобретения заключается в том, что пылеотделитель разделяет скальный материал и воздух. Отделенный скальный материал удаляется из пылеотделителя выгружающим устройством, которое содержит вытесняющий дозатор. Вытесняющий дозатор дозирует скальный материал порциями и подает его в закрываемое пространство для прессования, выполненное с возможностью уменьшения своего объема. Выгружающее устройство прессует скальный материал в закрытом пространстве для прессования и делает его более компактным.

Преимуществом настоящего изобретения является то, что выгружающее устройство прессует скальный материал в закрываемом пространстве для прессования, благодаря чему скальный материал уменьшается в объеме и становится твердым. Пыль образует своего рода твердый брикет, из которого пыль по существу не попадает в окружающую среду совсем или, по крайней мере, меньше, чем из свободного скального материала.

Идея варианта настоящего изобретения заключается в том, что скальный материал дозируют порциями в закрываемое пространство для прессования вытесняющего дозатора и, затем, порцию скального материала прессуют в закрытом пространстве для прессования вытесняющего дозатора. Такое решение имеет преимущество в том, что дозирование и прессование могут осуществляться одновременно в вытесняющем дозаторе.

Идея варианта настоящего изобретения заключается в том, что скальный материал дозируют порциями с помощью вытесняющего дозатора в пресс, который содержит, по меньшей мере, одно пространство для прессования и, по меньшей мере, один прессующий элемент. Такое решение позволяет использовать разные вытесняющие дозаторы и прессы в разнообразных комбинациях.

Идея варианта настоящего изобретения заключается в том, что связующее подают среди сепарированного скального материала до его прессования в пространстве для прессования. Связующее можно подавать в пустое пространство для прессования заранее, до подачи в него порции скального материала, или связующее можно подавать одновременно со скальным материалом в закрываемое пространство для прессования. Дополнительно, связующее можно подавать среди скального материала, накопленного в нижней части пылеотделителя, до того как он перемещается в выгружающее устройство. Такой вариант применения является предпочтительным, например, когда время реакции связующего велико.

Идея варианта настоящего изобретения заключается в том, что связующее подают среди скального материала в закрытое пространство для прессования вытесняющего дозатора или пресса после того, как в него будет подана обработанная порция скального материала. Поскольку связующее подается в замкнутое пространство, связывание пыли может осуществляться относительно небольшим количеством связующего. Поскольку подача осуществляется непосредственно перед прессованием, можно использовать связующие с малым временем реакции.

Идея варианта настоящего изобретения заключается в том, что обрабатываемая вырубленная скальная порода подается в пылеотделитель влажной. Промывочная среда, подаваемая в скважину, может содержать воздух и жидкость, благодаря чему вырубленная порода смачивается, или, альтернативно, засасываемый скальный материал может смачиваться отдельно перед фильтрованием. Скальный материал, собираемый в выпускной части пылеотделителя, также остается влажным. Когда влажный скальный материал прессуют в вытесняющем дозаторе или прессе, уменьшая его объем, он хорошо уплотняется. Можно формировать скальный материал в твердые брикеты даже без отдельного связующего. С другой стороны, имеется возможность использовать не жидкое связующее, поскольку влажный скальный материал может увлажнять порошковое или гранулированное связующее, например, при прессовании.

Идея варианта настоящего изобретения заключается в том, что и крупный скальный материал, и мелкий скальный материал сепарируют в одном и том же пылеотделителе. Скальный материал, выходящий из такого интегрированного пылеотделителя, может содержать крупный скальный материал, сепарированный циклоном или подобным устройством, и мелкий скальный материал, сепарированный фильтром тонкой очистки. Когда обрабатываемый скальный материал содержит фракции такого типа с разным размером частиц, можно прессовать их в компактный и прочный твердый брикет.

Идея варианта настоящего изобретения заключается в том, что пылеотделитель имеет очищающее устройство, с помощью которого внутри фильтрующего элемента можно создавать импульс давления, направление которого противоположно направлению нормального фильтрующего всасывания. Импульс давления отсоединяет скальный материал, накопившийся на поверхности фильтрующего элемента, и позволяет ему упасть на дно пылеотделителя, откуда его можно удалить вытесняющим дозатором.

Идея варианта настоящего изобретения заключается в том, что отсутствует прямое открытое соединение между вытесняющим дозатором изнутри пылеотделителя с атмосферой. Поэтому пыль не может выйти в атмосферу во время разгрузки скального материала из пылеотделителя и не представляет угрозу здоровью оператора буровой установки. Преимущество такого варианта еще более увеличивается, когда пылеотделитель оснащен очищающим устройством. Когда конструкция вытесняющего питателя является герметичной, вредная пыль не может выйти наружу из-за импульса давления, создаваемого в пылеотделителе.

Идея варианта настоящего изобретения заключается в том, что вытесняющий дозатор содержит ротор, оснащенный гибкими радиальными лопатками, ось вращения которых расположена эксцентрично в выпускной камере. Между двумя последовательными лопатками ротора и внутренней поверхностью выпускной камеры сформировано пространство для прессования, которое выполнено с возможностью закрытия и уменьшения объема при повороте эксцентрично расположенного ротора от подающего отверстия к выпускному отверстию. При этом скальный материал уплотняется и становится более компактным. Преимущество вытесняющего дозатора, оснащенного вращающимся ротором, заключается в том, что он требует немного пространства сбоку, что позволяет легче установить пылеотделитель на установке для бурения скальных пород. Пылеотделитель, оснащенный вытесняющим дозатором такого типа можно установить на стороне бурения и он не будет мешать работе или закрывать обзор. Далее, вытесняющий питатель, оснащенный вращающимся ротором при необходимости можно использовать непрерывно, а это значит, что он будет иметь высокую производительность, несмотря на малые габариты.

Идея варианта настоящего изобретения заключается в том, что вытесняющий питатель содержит ползун, выполненный с возможностью совершать возвратно-поступательные перемещения между первым пространством для прессования и вторым пространством для прессования. Когда ползун движется в первом направлении, он прессует скальный материал в первом пространстве для прессования, уменьшая его объем, одновременно открывая соединение между подающим отверстием и вторым пространством для прессования так, чтобы новая порция скального материала могла переместиться во второе пространство для прессования. Когда ползун достаточно спрессует скальный материал в первом пространстве для прессования, открывается первый выпускной канал, и спрессованный скальный материал выводится из пылеотделителя. После этого направление движения ползуна меняется, и начинается прессование скального материала во втором пространстве для прессования. Конструкция такого вытесняющего дозатора проста и прочна.

Идея варианта настоящего изобретения заключается в том, что пылеотделитель установлен на буровой стреле установки для бурения скальных пород. Расстояние транспортировки скального материала от скважины до пылеотделителя в этом случае может быть относительно коротким. Пылесборник, оснащенный коротким всасывающим шлангом, может иметь высокую всасывающую способность. Дополнительно, одно из преимуществ заключается в том, что скальный материал не транспортируется за оператора на заднюю сторону буровой установки, как это происходит в известных решениях. Таким образом, имеется возможность избежать рисков, связанных с возможными утечками из всасывающего шланга и других компонентов.

Идея варианта настоящего изобретения заключается в том, что вытесняющий дозатор работает по существу непрерывно во время бурения скальных пород. Работой может управлять управляющее устройство.

Краткое описание чертежей

Далее следует более подробное описание некоторых вариантов настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи, где:

Фиг.1 - схематический вид сбоку установки для бурения скальных пород, оснащенной системой сбора пыли.

Фиг.2 - схематический вид с частичным сечением системы сбора пыли по настоящему изобретению.

Фиг.3 - схематический вид пылеотделителя на Фиг.2 по линии А-А.

Фиг.4 - схематический вид нижней части пылеотделителя и средства для обработки и выгрузки сепарированного скального материала из пылеотделителя.

Фиг.5а-5с - схематические виды альтернативных конструкций для выгрузки сепарированного скального материала из пылеотделителя.

Фиг.6 - схематический вид другой альтернативной системы для сбора пыли.

Фиг.7 - схематический вид дробильного устройства, оснащенного пылеотделителем по настоящему изобретению.

Фиг.8 - схематический вид грохота, оснащенного пылеотделителем по настоящему изобретению.

На чертежах некоторые варианты настоящего изобретении для большей ясности показаны в упрощенном виде. На чертежах одинаковые детали обозначены одними и теми же позициями.

Осуществление изобретения

Установка 1 для бурения скальных пород, показанная на Фиг.1, содержит подвижное шасси 2, которое может иметь одну или более подвижную буровую стрелу 3, прикрепленную к ней. Буровая стрела 3 может иметь буровой станок 4, по меньшей мере, с одной подающей балкой 5 и машиной 6 для бурения скальных пород. Машина 6 для бурения скальных пород во время бурения может перемещаться вместе с подающей балкой 5, а ударный перфоратор машин 6 для бурения скальных пород передает ударные импульсы на бур 7. Буровое долото 8 на удаленном конце бура 7 дробит скальную породу, и бур 7 проникает в скальную породу. Во время бурения образуется раздробленный скальный материал, т.е. вырубленная порода, которую можно удалить из скважины 9, подавая по промывочному каналу 10 воздух, или смесь воздуха и воды или какую-либо другую промывочную среду, сквозь бур 7 на буровое долото 8. Промывочная среда выталкивает вырубленную породу к устью скважины 9, откуда ее можно удалить собирающей системой установки 1 для бурения скальных пород.

Собирающая система содержит одно или более всасывающее устройство 11, которое может создавать соответствующее разрежение для отсасывания вырубленной породы из всасывающей воронки 12, расположенной на устье скважины 9 по всасывающему каналу 13 на пылеотделитель 14. На установке может быть один пылеотделитель 14 или более. Крупный скальный материал можно отделять на сепараторе для отделения крупных частиц, например, в циклонном сепараторе или циклоне, а мелкий скальный материал можно отделять в сепараторе мелких части, например, с помощью сменных фильтрующих элементов. Типично, всасывающим каналом 13 является гибкий шланг. Всасывающая воронка 12 может быть трубчатой деталью, вершина и дно которой открыты так, что бур 7 может проходить сквозь всасывающую воронку. На стороне всасывающей воронки может быть установлена соединительная труба и т.п., к которой присоединен всасывающий канал 13. Далее, на всасывающей воронке 12 может быть установлено транспортирующее средство для перемещения ее относительно подающей балки 5 так, чтобы во время бурения всасывающая воронка 12 могла перемещаться к породе, чтобы предотвратить выход пыли в окружающую среду.

Работой собирающей системы может управлять управляющее устройство 15. Управляющее устройство 15 может быть выполнено с возможностью управления всасывающим устройством 11 и выгружающим устройством 16, расположенным на дне пылеотделителя 14. При наличии выгружающего устройства 16 можно обрабатывать скальный материал, накопленный на дне пылеотделителя 14, и выводить его из пылеотделителя 14. Скальный материал можно прессовать и к нему в выгружающем устройстве 16 можно подмешивать связующее, чтобы скальный материал, выходящий из выгружающего устройства 16 имел твердую связанную форму, т.е. в выгружающем устройстве 16 можно формировать своего рода брикеты 17, из которых скальный материал не выделяется в окружающую среду в форме пыли. Такие твердые брикеты можно выбрасывать из выгружающего устройства на грунт или утилизировать их. Дополнительно, управляющее устройство 15 может управлять очищающим устройством 18, которое может генерировать внутри фильтров пылеотделителя 14 импульс давления, направление которого противоположно направлению нормального всасываемого потока, благодаря чему скальный материал, накопленный на фильтрах, может отделяться от них и падать на дно, т.е. в выпускную часть 14а пылеотделителя 14. В очищающее устройство 18, например, из канала 10 для промывающей среды, может подаваться сжатый воздух.

На Фиг.2 показан пылеотделитель 14, в котором объединены сепаратор крупных частиц и сепаратор мелких частиц. Пылеотделитель 14 содержит корпус 19, который может образовывать закрытый кожух. В нижней части корпуса, т.е. в выпускной части 14а может находиться конический участок 20 для сбора скального материала, отделенного пылеотделителем. Отделяемый скальный материал может подаваться всасывающему каналу 13 в подающий канал 21 пылеотделителя 14, откуда он может подаваться по существу тангенциально в циклонный сепаратор, т.е. циклон 22, который может быть сформирован в пространстве между внутренней поверхностью корпуса 19 и внутренней трубой 23 в верхней части пылеотделителя 14. На крупные частицы скального материала воздействует большая центробежная сила, чем на мелкие частицы скального материала, благодаря чему крупные частицы скального материала бьются о внутреннюю поверхность корпуса 19 и, затем, падают в выпускную часть 14а. Мелкие частицы скального материала в свою очередь засасываются во внутреннюю трубу 23 и подаются на один или более фильтрующий элемент 24, который пропускает воздух, но удерживает твердые частицы. Скальный материал, прикрепившийся к поверхности фильтрующего элемента 24, можно отсоединить, подав на очищающее устройство 18 внутри фильтрующего элемента 24, импульс давления, который заставляет скальный материал 25а упасть в выпускную часть 14а пылеотделителя 14 для дальнейшей переработки. Воздух, проходящий сквозь фильтрующий элемент 24, может подаваться в выпускной воздушный канал 26 и выбрасываться в атмосферу. Всасывающий поток, необходимый для собирающего оборудования, может генерироваться одним или более нагнетателем 27, приводимым в действие двигателем 28. Нагнетатель 27 может быть установлен в выпускном воздушном канале 26, как показано на Фиг.2, или в подающем канале 21 перед пылеотделителем 14.

На дне пылеотделителя 14 может находиться одно или более подающее отверстие 29, через которое скальный материал 25b, накопленный в выпускной части 14а можно перемещать в выпускную камеру 30 выгружающего устройства 16, в которой скальный материал прессуется перед выходом из пылеотделителя 14 через выпускное отверстие 31. Дополнительно, в выгружающее устройство 16 через канал 32 может подаваться связующее. На Фиг.2 также показан привод 33 выгружающего устройства 16.

Пылеотделитель 14 по Фиг.2, содержащий сепараторы крупных и мелких частиц, интегрированных в относительно небольшое пространство, может быть установлен на буровую стрелу 3 установки 1 для бурения скальных пород, как показано на Фиг.1. Пылеотделитель 14 таким образом находится ближе к скважине 9 и скальный материал не приходится далеко транспортировать по всасывающему каналу 13. Далее, оборудование для сбора пыли удалено от кабины 34 управления и оператор не подвергается воздействию пыли.

На Фиг.3 показано сечение по линии А-А пылеотделителя 14 по Фиг.2. На Фиг.3 стрелками показаны фильтруемые потоки в пылеотделителе 14.

На Фиг.4 показана конструкция для удаления отделенного скального материала 25b из выпускной части 14а пылеотделителя. Выгружающее устройство 16 может быть вытесняющим дозатором, который может содержать выпускную камеру 30 и ротор 36, оснащенный множеством гибких радиальных лопаток 35. Ось 37 вращения ротора 36 расположена эксцентрично относительно центральной оси 38 выпускной камеры 30. Ротор вращается в направлении В, благодаря чему между последовательными лопатками и внутренней поверхностью 30а выпускной камеры формируется пространство 39 для прессования, при этом камера выполнена с возможностью закрывания после прохождения лопатками выпускного отверстия 29. Имеется несколько пространств с 39а по 39h для прессования, и их количество зависит от количества лопаток 35. Далее, объем пространства 39 для прессования имеет возможность уменьшения по мере поворота установленного эксцентрично ротора 36 от подающего отверстия 29 к выпускному отверстию 31. Скальный материал в пространстве 39 для прессования прессуется и становится компактным. При таком положении оси 37 вращения ротора 36 можно влиять на порядок уменьшения объема пространства 39 для прессования: чем больше расстояние между осью 37 вращения и центральной осью 38, тем большего изменения объема можно добиться в пространстве 39 для прессования. Выгружающее устройство 16 может содержать регулирующие элементы, с помощью которых можно регулировать положение оси 37 вращения ротора 36 относительно центральной оси 38.

Это позволяет менять силу прессования. Регулирующие элементы могут включать пневмо- или гидроцилиндр или двигатель, или какое-либо другое приводное устройство, выполненное с возможностью перемещать ротор 36 в поперечном направлении относительно оси 37 вращения. Дополнительно, можно гибко поддерживать 37 ось вращения в камере 30 для прессования, благодаря чему сила, например, пружины, непрерывно действует на ось 37 вращения и стремится сместить эту ось вращения к внутренней поверхности 30а камеры прессования на участке между впускным отверстием 29 и выпускным отверстием 31.

Пространство 39 для прессования открывается у выпускного отверстия 31 и брикет 17 пыли, сформированный в пространстве 39, может выпасть из выгружающего устройства 16 в направлении, показанном стрелкой "С". Опорожнению пространства 39 для прессования может способствовать подача с помощью промывающего устройства 40 промывающего агента под давлением, например, сжатого воздуха или воды, через промывающую форсунку 41 в открытое пространство 39d для прессования. Промывающее устройство 40 можно оснастить источником 42 давления и управляющим элементом 43, например клапаном, которым может управлять управляющее устройство 15.

Когда ротор 36 вращается в направлении "В", пространства 39e-39f для прессования движутся пустыми от выпускного отверстия 31 к впускному отверстию 29. Когда пространство 39h подходит к впускному отверстию 29, скальный материал 25b может двигаться в направлении, показанном стрелкой "С" в пространство, открытое у впускного отверстия 29 в таком количестве, которое максимально соответствует объему пространства для прессования. Вращающийся ротор 36, таким образом, дозирует скальный материал 25b из пылеотделителя порциями, который по существу соответствуют объему пространства 39 для прессования.

Гибкие лопатки 35 ротора 36 могут скользить по внутренней поверхности 30а выпускной камеры, благодаря чему участок между впускным отверстием 29 и выпускным отверстием 31 остается постоянно уплотненным. Лопатки 35 ротора могут быть выполнены из гибкого материала, например, полиуретана или какого-либо другого подходящего полимера. Можно использовать другие лопатки 35, выполненные из композитного материала. Далее, лопаткам можно придать гибкость за счет их конструкции, например, создав соответствующие шарнирные соединения, точки изгиба и т.п., между жесткими компонентами.

На Фиг.4 также показано устройство 44 для подачи связующего из контейнера 45 с помощью насоса 46 в канал 32 и через подающую форсунку 47 в пространство 39h для прессования, которое уже закрыто и начало прессовать скальный материал. Работой подающего устройства 44 может управлять управляющее устройство 15. На Фиг.4 также показаны некоторые альтернативные положения для подающих форсунок 47а-47с. Подающая форсунка 47а расположена с возможностью подачи связующего в пустое пространство 39g для прессования до дозирования скального материала 25b. Форсунка 47b расположена с возможностью подачи связующего среди скального материала 25b, накопленного в выпускной части 14а до дозирования и, далее, подающая форсунка 47с расположена с возможностью подачи связующего одновременно со скальным материалом. Можно использовать различные комбинации показанных способов подачи связующего.

На Фиг.5а-5с очень упрощенно показана конструкция и принципы работы другого выгружающего устройства 16. Выгружающее устройство 16 является вытесняющим дозатором, который может содержать ползун 48, выполненный с возможностью совершать возвратно-поступательные перемещения в камере 30 для прессования. Для упрощения приводное средство ползуна 48, например, пневмо- или гидроцилиндр, кривошипно-шатунный механизм и т.п., на Фиг.5а-5с не показано. Когда ползун 48 движется в направлении "Е", он, вместе с внутренней поверхностью 30а камеры 30 для прессования, образует первое пространство 39а для прессования и прессует порцию скального материала, поданного в первое пространство 39 для прессования, уменьшая его объем. Когда ползун 48 сдвинулся, как показано на Фиг.5а, на требуемое расстояние в первом направлении "Е" и выполнил требуемое прессование, можно открыть первую выпускную заслонку 49а, чтобы уплотненный и связанный твердый брикет 17 мог выпасть из пространства 39 для прессования. Удаление брикета 17 можно облегчить, подавая поток промывающего агента или импульс давления из промывающей форсунки 41 в пространство 39а для сжатия. Поскольку брикет 17 имеет большую однородную поверхность, такая промывка эффективно воздействует на брикет. Когда ползун сдвинут к первому пространству 39а для прессования, он одновременно открывает соединение между подающим отверстием 29 и вторым пространством 39b, поэтому вторая порция скального материала 25b может двигаться в направлении, показанном стрелкой "D" во второе пространство 39b для прессования. Вторая выпускная заслонка 49b в это время закрыта, поэтому скальный материал не может выйти из выгружающего устройства 16. Когда первое пространство 39а для прессования опустеет, первая выпускная заслонка 49а закрывается.

В ситуации, показанной на Фиг.5b, направление движения ползуна 48 меняется и он движется в другом направлении "F" к второму пространству 39b для прессования. Ползун 48 затем закрывает подающее отверстие 29 и начинает прессовать скальный материал в закрытом втором пространстве 39b. Связующее может подаваться через форсунку 47 в прессуемый скальный материал.

На Фиг.5с ползун 48 уплотнил скальный материал так, что во втором пространстве 39b для прессования образовался твердый брикет. Теперь можно открыть вторую выпускную заслонку 49b и удалить брикет 17 через второе выпускное отверстие 31b. Удаление брикета можно облегчить путем подачи через промывочную форсунку 41 промывочного агента или импульса давления. Когда ползун 48 переместился во второе пространства 39b для прессования, подающее отверстие 29 открывается и скальный материал 25b может переместиться в направлении по стрелке "D" на противоположную сторону ползуна 48, другими словами, скальный материал одновременно дозируется во второе пространство 39а для прессования. Когда из второго пространства 39b для прессования твердый брикет 17 будет удален, вторая выпускная заслонка 49b закрывается и направление движения ползуна 48 вновь меняется. Эти рабочие циклы могут повторяться под управлением управляющего устройства 15.

Выпускные заслонки 49а, 49b могут быть выполнены так, чтобы они закрывались пружинным элементом или соответствующим средством, создающим силу, превышающую заранее определенный порог. В таком случае, выпускные заслонки 49а, 49b могут открыться, когда прессование порции скального материала находится на завершающей стадии и сила, действующая на поверхности, определяющие пространство 39а, 39b для прессования, становится достаточно большой. Когда брикет 17 выпадает и направление движения ползуна 48 изменяется, выпускная заслонка 49а, 49b закрывается этим пружинным элементом. С другой стороны, можно дать возможность некоторого смещения другой поверхности в пространстве 39а, 39b для сжатия, и в этом случае, регулируя воздействующую на нее силу, можно воздействовать на силу прессования. Такие решения направлены на то, чтобы процесс уплотнения меньше зависел от размера дозируемой порции скального материала и от способности разных скальных материалов уплотняться при прессовании.

Можно также установить вытесняющий дозатор однократного действия, который дозирует за один раз одну порцию скального материала в закрывающееся пространство и прессует скальный материал в закрытом пространстве, уменьшая его объем. После того, как уплотненный брикет будет сформирован и извлечен из пространства для прессования, ползун возвращается в исходное положение и выполняет новый рабочий цикл.

Следует отметить, что настоящее выгружающее устройство 16 также может применяться для пылеотделителей, которые сепарируют только мелкие частицы скального материала или только крупные частицы скального материала.

На Фиг.6 показана одна альтернативная конструкция для удаления скального материала из выпускной части 14а на дне пылеотделителя 14. Выгружающее устройство 16 может содержать вытесняющий дозатор и пресс 50. Вытесняющий дозатор может быть выполнен с возможностью дозирования скального материала порциями в пространство 39а, 39b для прессования пресса 50. Вытесняющий питатель образует по существу уплотненный элемент между выпускной частью 14а пылеотделителя и прессом 50. Вытесняющий дозатор может содержать ротор 36, лопатки 35 которого могут по существу плотно прижиматься к внутренней поверхности 30а выпускной камеры вытесняющего дозатора. Следует отметить, что вытесняющий дозатор также может иметь другую конструкцию. Вытесняющий дозатор принимает порцию скального материала от выпускной части 14а пылеотделителя и перемещает ее на следующий технологический шаг, т.е. для переработки на прессе 50. Пресс 50 может иметь одну или более камер 39а, 39b для прессования, в которые вытесняющий питатель подает порцию скального материала. Далее, пресс 50 может иметь один или более прессующий элемент 51, которым скальный материал в камерах 39а, 39b может прессоваться для уменьшения объема для формирования брикета 17 скального материала. Прессующим элементом 51 может быть совершающий возвратно-поступательные перемещения поршень и т.п., который может быть выполнен с возможностью в первом направлении движения прессовать порцию скального материала в первой камере 39а для прессования и, соответственно, во втором направлении движения прессовать скальный материал во второй камере 39b для прессования. Для облегчения формирования брикета 17 из канала 32 в камеры 39а, 39b может подаваться связующее. Камеры 39а, 39b могут иметь выпускные заслонки 49а, 49b и т.п., выполненные с возможностью закрывания элементом, генерирующим достаточную противодействующую силу, например пружиной, которая поддается при воздействии на нее силы, превышающей заранее определенный порог.

На Фиг.7 показана дробилка 60, которая может содержать шасси 61, подающий транспортер 62, дробильное устройство 63 и выгружающее устройство 64. Обрабатываемый скальный материал R транспортируется подающим транспортером 62 на подающее отверстие 65 дробильного устройства 63, из которого он транспортируется на дробящие элементы 66, которые дробят скальную породу R на частицы меньшего размера. Дробящие элементы 66 могут быть выполнены в форме эксцентрично вращающегося вертикального дробящего конуса и окружающей его дробящей камеры, и обрабатываемый материал падает в клиновидное пространство между конусом и камерой и дробится на частицы меньшего размера. Затем материал падает на выгружающий транспортер 64, расположенный под дробящим устройством 63, который может транспортировать раздробленный скальный материал к соответствующему месту 67 складирования. При дроблении образуется мелкозернистая пыль, которую можно отсосать и переработать в пылеотделителе 14, который имеет вышеописанные средства для сепарирования скального материала и воздуха и выгружающее устройство 16 для прессования скального материала до его извлечения из пылеотделителя. Всасывающий канал 13 пылеотделителя 14 может быть соединен через первый канал 68 и навес 69, который может быть установлен для окружения, по меньшей мере, частично, подающего отверстия 65 дробилки 63 и выходного конца подающего транспортера 62. Дополнительно, всасывающий канал 13 может быть соединен через второй канал 70 с внутренним пространством 71 кожуха, окружающего подающий транспортер 62, благодаря чему пыль, отсоединяющаяся от скального материала R во время транспортировки, может засасываться в пылеотделитель 14. Всасывающий канал 13 также может быть соединен через третий канал 72 с всасывающей воронкой 73 или с подобным устройством, которое может быть установлено на входном конце 74 подающего транспортера 62 для всасывания пыли, образующейся при загрузке. Далее, пыль также можно засасывать в пылеотделитель 14 из других, не перечисленных мест по мере необходимости.

На Фиг.8 показан грохот 80, оснащенный системой сбора пыли, которая отсасывает пыль, выбрасываемую в окружающую среду во время грохочения скального материала, в пылеотделитель 14, где скальный материал и пыль сепарируются и из которого сепарированный скальный материал удаляется вытесняющим дозатором. Кроме того, сепарированный скальный материал прессуется для уменьшения его объема и формирования брикетов скального материала. Пылеотделитель 14 и сопутствующее оборудование могут быть такими же, как и в предыдущих примерах. Грохот 80 может содержать сито 81, грохот, перфорированную плиту и т.п., через пазы или отверстия которого проходит скальный материал R1 малого размера, но не проходит скальный материал R2 большого размера. Грохот 80 может содержать приводное средство 82, например вибратор, с помощью которого сито 81 приводится в движение или встряхивается. Пыль, генерируемая во время переработки скального материала R, может отсасываться через первый канал 83 из приемного конца 74 подающего транспортера 62 в пылеотделитель 14, и через второй канал из выходного конца подающего транспортера 62 в пылеотделитель 14, и, далее, через третий канал 85 от сита 81 в пылеотделитель 14. Грохот 80 может иметь один или более кожух 86, препятствующий распространению пыли. Пространства, определенные кожухами 86, могут быть соединены с системой сбора пыли.

В дополнение к вышеописанным вариантам, скальная пыль также образуется при дроблении скальных пород или бетона при помощи отбойного молотка или дробилки на конце стрелы. Система сбора пыли и пылеотделитель по настоящему изобретению также могут использоваться в этих случаях для предотвращения запыления окружающего пространства.

В некоторых случаях признаки, представленные в настоящей заявке, могут использоваться самостоятельно, независимо от других признаков. С другой стороны, признаки, представленные в настоящей заявке можно комбинировать по мере необходимости для получения других комбинаций.

Чертежи и сопутствующее описание предназначены только для иллюстрации идеи изобретения. Детали изобретения могут меняться в рамках объема, определенного формулой изобретения.

Группа изобретений относится к горному делу, и в частности включает способ обработки пыли при дроблении скальных пород, пылеотделитель и установку для бурения скальных пород. Скальный материал и воздух, засосанные из скважины (9) или из другого оперативного положения, сепарируют друг от друга в пылеотделителе (14). Сепарированный скальный материал падает в выходную часть (14а) пылеотделителя, откуда его можно дозировать порциями в выгружающее устройство (16). Выгружающее устройство содержит закрытое пространство для прессования, в котором порция скального материала прессуется в более компактное состояние, в форме твердого брикета (17), который удаляют из пылеотделителя (14). Повышается эффективность, технологичность, уменьшается загрязнение окружающей среды. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ обработки пыли, возникающей при дроблении скальных пород, при котором
отсасывают раздробленный скальный материал из скважины (9) и транспортируют его в пылеотделитель (14);
сепарируют в пылеотделителе (14) скальный материал (25) и воздух;
дозируют сепарированный скальный материал (25b) порциями в
выгружающем устройстве (16) и удаляют его из пылеотделителя (14); и
удаляют скальный материал из пылеотделителя (14) вытесняющим дозатором,
отличающийся тем, что
дозируют скальный материал (25b) порциями вытесняющим дозатором, по меньшей мере, в одно закрываемое пространство (39) для прессования;
прессуют скальный материал (25b), по меньшей мере, в одном закрытом пространстве (39) для прессования, уменьшая его объем, перед выгрузкой порции скального материала из пылеотделителя (14).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что
дозируют скальный материал (25b) порциями, по меньшей мере, в одно закрываемое пространство (39) для прессования в вытесняющем дозаторе; и
прессуют скальный материал (25b) в закрытом пространстве (39) для прессования в вытесняющем дозаторе, уменьшая его объем, перед выгрузкой порции скального материала из пылеотделителя (14).

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что подают, по меньшей мере, одно связующее среди скального материала (25b) в закрытое пространство (39) для прессования.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что подают, по меньшей мере, одно связующее среди сепарированного скального материала (25b) до начала прессования в пространстве (39) для прессования.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что
в одном и том же пылеотделителе (14) сепарируют крупные частицы скального материала и мелкие частицы скального материала.

6. Пылеотделитель, содержащий
корпус (19);
по меньшей мере, одно всасывающее устройство (11) для генерирования всасывания в пространство, определенное корпусом (19);
по меньшей мере, один подающий канал (21) для направления скального материала и воздуха в пылеотделитель (14);
по меньшей мере, один сепаратор (22, 24) для отделения скального материала от воздуха;
по меньшей мере, один выпускной канал (26), по которому воздух, прошедший через сепаратор (22, 24), выводится из пылеотделителя (14);
по меньшей мере, одно выгружающее устройство (16), соединенное с выходной частью (14а) пылеотделителя и выполненное с возможностью выводить сепарированный скальный материал порциями из пылеотделителя (14),
при этом выгружающее устройство содержит вытесняющий дозатор;
отличающееся тем, что
вытесняющий дозатор выполнен с возможностью дозировать сепарированный скальный материал (25b) порциями, по меньшей мере, в одно закрываемое пространство (39) для прессования; и
выгружающее устройство (16) содержит средство для прессования порции скального материала для уменьшения его объема, по меньшей мере, в одном закрытом пространстве (39) для прессования.

7. Пылеотделитель по п.6, отличающийся тем, что
вытесняющий дозатор выполнен с возможностью прессования порции скального материала для уменьшения его объема в закрытом пространстве (39) для прессования.

8. Пылеотделитель по п.6 или 7, отличающийся тем, что выгружающее устройство (16) содержит, по меньшей мере, одну подающую форсунку (47) для подачи связующего подающим оборудованием (44) в закрытое пространство (39) для прессования.

9. Пылеотделитель по п.6, отличающийся тем, что выгружающее устройство (16) содержит, по меньшей мере, одну промывочную форсунку (41) для подачи промывочной среды из промывочного оборудования (40) в пространство (39) для прессования для извлечения скального материала.

10. Пылеотделитель по п.6, отличающийся тем, что он
содержит, по меньшей мере, один циклон (22) для сепарирования крупных частиц скального материала;
содержит, по меньшей мере, один фильтрующий элемент (24) для сепарирования мелких частиц скального материала;
содержит, по меньшей мере, одно очищающее устройство (18) для генерирования импульса давления внутри фильтрующего элемента (24), посредством которого сепарированный скальный материал (25а), накопленный на поверхности фильтрующего элемента, падает в выпускную часть (14а) пылеотделителя.

11. Пылеотделитель по п.6, отличающийся тем, что
выгружающее устройство (16) содержит, по меньшей мере, одну выпускную камеру (30), имеющую, по меньшей мере, одно подающее отверстие (29), соединенное с выпускной частью (14а) пылеотделителя; и дополнительно имеет, по меньшей мере, одно выпускное отверстие (31), через которое порция спрессованного скального материала удаляется из вытесняющего дозатора;
выгружающее устройство (16) содержит, по меньшей мере, один ротор (36), имеющий множество радиальных лопаток (35);
ротор (36) установлен с возможностью вращения в выпускной камере (30) так, что лопатки (35) плотно прижаты к внутренней поверхности (30а) выпускной камеры;
две следующие одна за другой лопатки (35) ротора (36) и внутренняя поверхность (30а) выпускной камеры расположены для определения между ними пространства (39) для прессования, которое выполнено с возможностью перемещения от подающего отверстия (29) выпускной камеры (30) к выпускному отверстию (31) по мере вращения ротора;
лопатки (35) ротора выполнены гибкими;
ось (27) вращения ротора расположена эксцентрично относительно центральной оси (38) выпускной камеры (30), посредством чего, когда ротор (36) поворачивается от подающего отверстия (29) выпускной камеры к выпускному отверстию (31), объем пространства (39) для прессования выполнен с возможностью уменьшения и уплотнения порции скального материала в камере (39) для уплотнения.

12. Пылеотделитель по п.6, отличающийся тем, что
выгружающее устройство (16) содержит ползун, выполненный с возможностью совершать возвратно-поступательные перемещения между первым пространством (39а) для прессования и вторым пространством (39b) для прессования;
ползун (48) выполнен с возможностью при движении в первом направлении ("Е") прессовать скальный материал в первом пространстве (39а) для прессования, уменьшая его объем, и одновременно открывать соединение между подающим отверстием (29) и вторым пространством (39b) для прессования, в результате чего новая порция скального материала имеет возможность перемещаться во второе пространство (39b) для прессования;
ползун (48) выполнен с возможностью при движении во втором направлении ("F") прессовать скальный материал во втором пространстве (39а) для прессования, уменьшая его объем, и одновременно открывать соединение между подающим отверстием (29) и первым пространством (39а) для прессования, в результате чего новая порция скального материала имеет возможность перемещаться в первое пространство (39а) для прессования;
пространства (39а, 39b) для прессования имеют открывающуюся выпускную заслонку (49а, 49b), через которую порция спрессованного скального материала имеет возможность выйти в конце шага прессования.

13. Пылеотделитель по п.6, отличающийся тем, что
выгружающее устройство (16) содержит вытесняющий дозатор и пресс (50), и
вытесняющий дозатор выполнен с возможностью дозировать скальный материал порциями в пресс (50), имеющий, по меньшей мере, одно пространство (39а, 39b) для прессования и, по меньшей мере, один прессующий элемент (51) для прессования порции скального материала.

14. Установка для бурения скальных пород, содержащая
подвижное шасси (2),
по меньшей мере, одну буровую стрелу (3), по меньшей мере, с одной буровой установкой (4), содержащей машину (6) для бурения скальных пород;
систему отделения пыли, содержащую, по меньшей мере, один сепаратор, по меньшей мере, одну всасывающую воронку (15) у буровой установки (4), по меньшей мере, один подающий канал (21) и, по меньшей мере, один всасывающий канал (12) для транспортировки вырубленной породы, образовавшейся при бурении из всасывающей воронки (15) в подающий канал (21) пылеотделителя (14); и
пылеотделитель, дополнительно содержит
корпус (19);
по меньшей мере, одно всасывающее устройство (11) для генерирования всасывания в пространстве, определенном корпусом (19);
по меньшей мере, один сепаратор (22, 24) для сепарирования скального материала (25) от воздуха;
по меньшей мере, один выпускной канал (26), по которому воздух, прошедший через сепаратор (22, 24), выводится из пылеотделителя (14);
по меньшей мере, одно выгружающее устройство (16), соединенное с выпускной частью (14а) пылеотделителя (14) и выполненное с возможностью выгружать сепарированный скальный материал (25b) порциями из пылеотделителя (14); и
при этом выгружающее устройство (16) содержит вытесняющий дозатор, отличающаяся тем, что
вытесняющий дозатор выполнен с возможностью дозировать сепарированный скальный материал (25b) порциями, по меньшей мере, в одно пространство (39) для прессования; и
выгружающее устройство содержит средство для прессования порции скального материала, уменьшая его объем, по меньшей мере, в одном закрытом пространстве (39) для прессования.

15. Установка по п.14, отличающаяся тем, что
пылеотделитель (14) содержит, по меньшей мере, один циклон (22) для отделения крупных частиц скального материала;
пылеотделитель (14) содержит, по меньшей мере, один фильтрующий элемент для отделения мелких частиц скального материала; и
пылеотделитель (14) расположен на буровой стреле.
Приоритет: 24.11.2005 - пп.1-15.