ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ КОКСА Российский патент 2014 года по МПК C10B33/00 

Изобретение относится к инструменту для измельчения кокса, содержащему:

- корпус, который в рабочем состоянии инструмента закреплен на конце бурильной штанги, выполненной с возможностью приведения во вращательное движение,

- по меньшей мере одно режущее сопло для резания и по меньшей мере одно бурильное сопло для бурения кокса в барабане при помощи водяной струи,

- приточный канал в корпусе для подвода воды, протекающей в рабочем состоянии инструмента под давлением через бурильную штангу в корпус,

- клапанное устройство для распределения воды, подводимой через приточный канал, по проточным каналам, ведущим к режущему соплу и к бурильному соплу,

- управляющее устройство, выполненное с возможностью вращения вокруг продольной оси корпуса, для приведения в действие клапанного устройства,

- при этом в зависимости от углового положения управляющего устройства путь протекания воды к режущему соплу или к бурильному соплу либо открыт, либо перекрыт,

- переключающее устройство для переключения инструмента с режима резания на режим бурения и наоборот при помощи управляющего устройства, и

- приводное устройство для приведения в действие переключающего устройства, при этом

- приводное устройство выполнено с возможностью автоматического приведения в действие в зависимости от изменений давления воды при помощи аккумулятора давления,

- и при этих изменениях рабочее давление воды оказывается уменьшено до давления переключения, а после переключения оно снова оказывается повышено до рабочего давления,

- переключающее устройство расположено в потоке воды из приточного канала, а

- для поворота управляющего устройства на угол переключения оно содержит переключающий элемент, который

- выполнен с возможностью линейного перемещения поперечно к продольной оси корпуса при помощи приводного устройства из неактивного положения в активное положение при давлении переключения воды, и

- выполнен с возможностью обратного перемещения в неактивное положение переключающего устройства при повышении давления воды свыше давления переключения, а также

- соединен со средствами преобразования линейного перемещения во вращательное перемещение управляющего устройства,

- при этом переключающий элемент с целью поворота управляющего устройства выполнен с возможностью приведения в контакт с управляющими элементами управляющего устройства.

Автоматически переключаемый инструмент такого типа известен из DE 102007063329 В3, который основан на переключаемом вручную инструменте согласно WO 2005/105953 А1. Этот переключаемый вручную инструмент содержит в корпусе, снабженном бурильными и режущими соплами, по существу цилиндрический проточный элемент, через который проходят четыре проточных канала, верхние отверстия которых выполнены с возможностью попарного перекрывания при помощи двух дисковых запорных элементов клапанного устройства.

Клапанное устройство расположено в проточном канале, к которому при работе инструмента вода протекает под высоким давлением из бурильной штанги, на которой прикреплен инструмент при помощи фланца, окружающего приточный канал. При работе инструмента вода под высоким рабочим давлением протекает в инструмент и там, в зависимости от положения переключения управляющего устройства, соединяющего переключающее устройство с клапанным устройством, подается либо через проточные каналы и примыкающие к ним удлинения к бурильным соплам, либо через соответствующие проточные каналы к режущим соплам и выпускается там с целью бурения или резания кокса.

Для переключения инструмента с бурения на резание и наоборот управляющее устройство для клапанного устройства содержит направляющее устройство для запорных элементов. При помощи него оба запорных элемента, расположенных диаметрально противоположно друг другу, могут перемещаться по выбору либо на одну пару отверстий в проточном элементе для функционирования бурения, либо на другую пару отверстий для функционирования резания. Если пара, открываемая для функционирования бурения, закрыта запорными элементами, то пара, открываемая для протекания воды с целью резания, открыта и наоборот.

Для переключения с режима бурения на режим резания рабочее давление снижают, и управляющее устройство при помощи передачи, выполненной с возможностью приведения в действие вручную снаружи и предусмотренной в качестве приводного устройства, поворачивают соответственно на 90°. В этом случае передача состоит из конического зубчатого колеса, которое находится в зацеплении с соответствующим коническим зубчатым колесом в верхней части управляющего устройства и с целью переключения инструмента осуществляет поворот управляющего устройства направляющего устройства на 90°.

Этот известный инструмент усовершенствован согласно DE 102007063329 В3, в котором приводное устройство выполнено с возможностью автоматического приведения в действие при помощи аккумулятора давления в зависимости от изменений давления воды, при которых рабочее давление воды уменьшают до давления переключения, а затем снова повышают его до рабочего давления, а управляющее устройство расположено в потоке воды из приточного канала, а также с целью поворота управляющего устройства на угол переключения оно включает в себя переключающий элемент, который выполнен с возможностью линейного перемещения поперечно продольной оси корпуса при помощи приводного устройства из неактивного положения в активное положение при давлении переключения воды, и выполнен с возможностью обратного перемещения в неактивное положение управляющего устройства при повышении давления воды свыше давления переключения, а также соединен со средствами преобразования линейного перемещения во вращательное перемещение управляющего устройства.

Следовательно, поворот управляющего устройства, предусмотренный для переключения инструмента с режима бурения на режим резания и наоборот, на требующийся для переключения угол, производится автоматически, в зависимости от давления воды в инструменте, при помощи переключающего устройства, которое расположено выше области разделения потоков или же клапанного устройства, а именно в потоке воды из приточного канала. Благодаря этому компоненты переключающего устройства открыто расположены в потоке воды и непрерывно очищаются и смазываются. Потребность в пространстве является небольшой. Переключающий элемент соединен со средствами, которые преобразуют его линейное перемещение во вращательное перемещение управляющего устройства.

Для переключения предпочтительным является сильное уменьшение рабочего давления воды примерно с 300 бар до, например, 15 бар, которое ниже обозначено как давление переключения.

Направленное поперечно к продольной оси корпуса перемещение переключающего элемента обеспечивает возможность компактного расположения переключающего устройства, так что удлинение корпуса не требуется. Напротив, могут сохраняться прежняя высота инструмента, а также прежняя конструкция и снабженное запорными элементами клапанное устройство инструмента, что сказывается очень выгодным образом.

Для поворота управляющего устройства переключающий элемент находится в контакте с управляющим элементом, чтобы преобразовывать линейное перемещение переключающего элемента во вращательное перемещение управляющего устройства. При этом управляющий элемент выполнен в виде управляющего профиля, при помощи которого переключающий элемент может приводиться в контакт с приводным устройством переключающего устройства, с целью поворота управляющего устройства.

Перемещение переключающего элемента происходит между активным и неактивным положениями переключающего устройства. Так как при помощи управляющего устройства осуществляется вращательное перемещение клапанного устройства с целью переключения дальнейшего проведения воды, то переход переключающего элемента из неактивного положения в активное происходит при как можно малом давлении переключения воды, чтобы сделать как можно меньшими нагрузки, в частности трение компонентов, непосредственно участвующих в переключении.

На своем свободном концевом участке переключающий элемент содержит переключающее звено, которое при повороте управляющего устройства входит в контакт с управляющим профилем управляющего устройства.

Приводное устройство включает в себя цилиндр и выполненный с возможностью линейного перемещения в цилиндре поршень, соединенный с переключающим элементом, который находится под действием пружины, перемещающей поршень из неактивного положения в активное, если имеет место давление переключения воды. Линейное перемещение переключающего элемента происходит вследствие перемещения поршня в цилиндре. В неактивном положении поршень втянут назад и пружина сжата. Если давление воды с целью переключения инструмента снижают до давления переключения, то пружина распрямляется и перемещает поршень из неактивного положения в активное, так что переключающее звено поршня входит в контакт с управляющим профилем управляющего устройства и осуществляет переключение.

Пружина и поршень удерживают переключающее звено в контакте с управляющим профилем во время переключения управляющего устройства, и они отжимаются назад в неактивное положение посредством подачи давления воды, которое больше давления переключения. Пружина в качестве элемента приводного устройства согласована с силой, действующей на поршень при давлении переключения, таким образом, что переключающее звено остается в контакте с управляющим профилем в течение перемещения переключения управляющего устройства и возвращает поршень в конце перемещения переключения в неактивное положение, если давление переключения снова превышается.

Предусмотрено, что угол переключения управляющего устройства составляет по существу 90°, и управляющий профиль содержит для этого две управляющие кривые, разделенные стенкой и расположенные зеркально симметрично, из которых одна предназначена для переключения потока воды с резания на бурение, а другая - для переключения потока воды с бурения на резание.

Оказалось, что управляющий профиль, содержащий расположенные зеркально симметрично управляющие кривые, в сочетании с выполненной при необходимости с возможностью поворота подпружиненной установкой переключающего звена, которое во время переключения должно удерживаться в контакте с управляющим профилем, подвержен большим изгибающим силам и силам трения, наличие которых требует относительно больших затрат при изготовлении и техническом обслуживании инструмента.

Поэтому имеет место задача предложить для упомянутого выше инструмента надежное переключающее устройство и управляющее устройство с принципиальным сохранением приводного устройства для приведения в действие переключающего устройства.

Эта задача решена посредством того, что:

- управляющее устройство на высоте переключающего элемента имеет четыре концентрически расположенных управляющих элемента, соответственно смещенных на 90°,

- переключающий элемент снабжен головкой и

- управляющее устройство переключающего устройства размещено и выполнено таким образом, что головка при прямом перемещении переключающего элемента из неактивного положения в активное входит в контакт с тем из четырех управляющих элементов, который в конце предыдущего переключения, когда переключающий элемент занял свое неактивное положение, находился в положении готовности перед головкой, и этот управляющий элемент оказывается захвачен посредством линейного перемещения переключающего элемента, так что управляющее устройство оказывается повернутым на 90°.

Согласно изобретению переключение инструмента происходит автоматически, посредством того, что, когда давление воды уменьшают до давления переключения, переключающий элемент выдвигается при помощи приводного устройства, и при этом его головка на переднем конце входит в контакт с управляющим элементом, находящимся в положении готовности перед головкой, так что управляющий элемент при линейном перемещении переключающего элемента захватывается головкой, и управляющее устройство поворачивается таким образом на 90°. Как было описано выше, поворот управляющего устройства на 90° имеет следствием соответствующий поворот клапанного устройства, которое изменяет путь протекания воды, а именно открывает или же перекрывает его либо к режущим соплам, либо к бурильным соплам. При этом важным является то, что перемещение головки переключающего элемента при переключении ограничено линейными прямым и обратным перемещениями. Это обеспечивает возможность надежных выполнения и принципа действия переключающего элемента и управляющих элементов, так как функцией головки является лишь перемещение соответствующего управляющего элемента, находящегося перед головкой, вследствие чего осуществляется поворот управляющего устройства на 90°. Это преобразование прямого перемещения переключающего элемента во вращательное перемещение управляющего устройства и клапанного устройства обеспечивает возможность протекания переключения с относительно малым трением и гарантирует долговечную высокую надежность функционирования.

Таким способом, в конечном итоге обеспечено надежное переключение управляющего устройства и, таким образом, клапанного устройства. В конце, когда переключающий элемент возвращен в свое неактивное положение, следующий управляющий элемент уже находится в положении готовности перед головкой, так что при следующем процессе переключения головка входит в контакт с этим управляющим элементом, и описанная выше последовательность перемещений повторяется. Из этого описания уже следует, что при выполнении переключающего и управляющего устройств согласно изобретению управляющее устройство всегда поворачивается на 90° в одном направлении, а не поворачивается при переключении соответственно в одном и другом направлениях, как в известном инструменте, описанном выше.

Предпочтительно головка переключающего элемента упруго установлена на его переднем конце таким образом, что головка при обратном перемещении переключающего элемента в его неактивное положение упруго перескакивает через управляющий элемент, находящийся в положении готовности. При этом существенным является то, что обратный ход головки, то есть выполнение исключительно линейного перемещения, как и при выдвигании переключающего элемента, происходит лишь тогда, когда переключение клапанного устройства уже произошло и завершено.

Предпочтительно головка прикреплена к переключающему элементу при помощи пластинчатой пружины, и предпочтительно головка имеет на своей задней стороне наклонную поверхность, которая при обратном перемещении переключающего элемента входит в контакт с управляющим элементом, находящимся в положении готовности, и осуществляет подъем головки. Тем самым простым способом достигнуто то, что головка при обратном перемещении управляющего элемента может легко упруго перескакивать через уже находящийся в положении готовности следующий управляющий элемент.

Если для упругого перескакивания через управляющий элемент, приведенный в положение готовности, головка закреплена на переключающем элементе при помощи пластинчатой пружины, то переключающий элемент в области пластинчатой пружины рациональным образом содержит ведущий элемент, который при прямом перемещении переключающего элемента прижимается к головке. Ведущий элемент соединен с головкой не жестко, а прижимается к ней при ее прямом перемещении, чтобы способствовать перемещению соответствующего управляющего элемента.

Предпочтительно управляющее устройство содержит установленный с возможностью вращения над клапанным устройством держатель, на котором расположены четыре управляющих элемента, соответственно смещенные по отношению друг к другу на 90°. Таким образом получается компактная и надежная структура и конструкция управляющего устройства.

Предпочтительно держатель установлен с возможностью вращения на опорном пальце, который проходит по центру вверх от проточного элемента в корпусе.

Предпочтительно каждый управляющий элемент содержит на верхнем конце контактный элемент для взаимодействия с головкой переключающего элемента. Контактный элемент может быть, например, выполнен в форме цилиндра. В каждом случае при этом получается простая и надежная конструкция, обеспечивающая надежный контакт между головкой переключающего элемента и управляющим элементом, соответственно участвующим в переключении.

Предпочтительно на задвижке, закрепленной на передней стороне переключающего элемента, предусмотрена кулиса, содержащая кулачковый профиль, с которым входит в контакт контактный элемент соответствующего управляющего элемента, находящегося в своем положении готовности, когда переключающий элемент выдвинут в активное положение. Таким способом надежно предотвращен дальнейший поворот держателя более чем на 90°, так как управляющий элемент, участвующий в следующем переключении, в своем положении готовности входит в контакт с кулачковым профилем кулисы.

Также обеспечена точная и надежная невозможность переключения управляющего устройства и клапанного устройства в обратном направлении, а именно посредством того, что на держателе предпочтительно предусмотрен по меньшей мере один пружинный стопор обратного хода.

Предпочтительно держатель выполнен в виде управляющего кольца, а управляющие элементы предпочтительно закреплены на внутренней стороне управляющего кольца соответственно при помощи рычагов. На протекание воды через управляющее устройство оказывается лишь незначительное отрицательное воздействие, если управляющие элементы соответственно закреплены на внутренней стороне управляющего кольца при помощи узкого рычага.

Предпочтительно на этом держателе предусмотрены четыре стопора обратного хода с храповыми пружинами, которые соответственно взаимодействуют со стопорным пальцем на переключающем элементе. Таким способом в целом получается простая и надежная конструкция управляющего устройства.

В качестве альтернативы выполнению держателя в виде управляющего кольца, в одном усовершенствовании изобретения предусмотрено, что держатель выполнен в виде поворотного проточного корпуса, содержащего диаметрально расположенную перегородку, которая на обеих сторонах содержит проточные каналы и от которой вверх проходят четыре управляющих элемента. При этом получается компактное и надежное основание четырех управляющих элементов, которые выступают вверх от перегородки.

Предпочтительно четыре управляющих элемента расположены на одной перемычке, которая закреплена на верхней стороне перегородки.

В то время как стопор прямого хода выполнен так же, как в первом альтернативном варианте, стопор обратного хода во втором альтернативном варианте выполнен закрытым, так как предпочтительно стопор обратного хода на верхней стороне перегородки закрыт перемычкой.

Таким образом, для каждого из обоих альтернативных вариантов обеспечено выполнение точного поворота на 90° при прямом и обратном перемещениях переключающего элемента.

Варианты выполнения изобретения подробнее поясняются ниже со ссылками на чертежи. На них изображено;

фиг.1 - изображение известного инструмента для измельчения кокса в продольном разрезе,

фиг.2 - изображение инструмента согласно фиг.1 в поперечном разрезе по линии II-II на фиг.1,

фиг.3 - перспективный вид части инструмента согласно фиг.1 и 2, выполненной согласно изобретению, с расположенным переключающим устройством, приводным устройством и взаимодействующим с управляющим устройством переключающим элементом для приведения в действие клапанного устройства,

фиг.4 - вид сверху части инструмента согласно фиг.3,

фиг.5 - вид в продольном разрезе части инструмента согласно фиг.3 и 4 вдоль линии А-А на фиг.4,

фиг.6 - перспективный вид альтернативного варианта выполнения части инструмента согласно фиг.3-5,

фиг.7 - вид альтернативного варианта выполнения части инструмента согласно фиг.6 в разрезе вдоль линии С-С на фиг.6.

Показанный на фиг.1 и 2 известный инструмент 1 для измельчения кокса в барабане (не показан) включает в себя изготовленный в виде литого изделия корпус 2, на верхней части 3 которого, содержащей режущие сопла 4 (см. фиг.2), закреплена нижняя часть 5, содержащая бурильные сопла 6.

В корпусе 2 расположена полая цилиндрическая вставка 7, содержащая по существу цилиндрический проточный элемент 10, через который проходят проточные каналы 8, 9 (см. также фиг.2), верхние отверстия 13, 14 (см. также фиг.5) которых выполнены с возможностью попарного закрывания при помощи двух дисковых запорных элементов 17, 18 клапанного устройства 12. Клапанное устройство 12 перекрывает проточный канал 19, в который входит приточный канал 20, окруженный на верхнем конце фланцем 21.

При помощи фланца 21 и болтов 22 инструмент 1 при эксплуатации закрепляют на конце бурильной штанги (не показана), через которую при работе инструмента 1 в него подают воду под большим рабочим давлением, например 300 бар. Там в зависимости от положения переключения управляющего устройства 28, которое соединяет переключающее устройство 23 с клапанным устройством 12, вода подается либо через проточные каналы 8 и расширение 11 к бурильным соплам 6, либо через проточные каналы 9 к режущим соплам 4, и там выпускается с целью бурения или резания кокса.

Переключающее устройство 23 проходит, начиная от крышки 24 корпуса, которая при помощи болтов 25 закреплена с возможностью отсоединения на верхней части 3 корпуса 2 (фиг.1) и уплотнена при помощи соответствующих средств, поперечно продольной оси А инструмента 1 в его радиальном направлении в область управляющего устройства 28.

В частности, на фиг.5 видно, что в отверстие 30 крышки 24 корпуса вставлена шлицевая втулка 31 для размещения шлицевого кольца 32 на конце поршня 33, чтобы обеспечить возможность перемещения поршня 33 вдоль поперечной оси В в цилиндре 34 без вращения. Как показано, цилиндр 34 установлен в крышку 24 корпуса и при помощи буртика 35 удерживается и уплотняется при закреплении крышки 24 корпуса в верхней части 3 корпуса 2. Отверстие, расположенное посередине в крышке 24 корпуса, закрыто и уплотнено запорной пробкой 38. Как уже пояснялось, зацепление шлицевых элементов шлицевого кольца 32 с соответствующим профилем шлицевой втулки 31 предотвращает проворачивание поршня 33 при осевом перемещении поршня 33 в цилиндре 34 и в самой шлицевой втулке 31. Направляющие кольца 36, 37, установленные в отверстие цилиндра 34, служат для того, чтобы поршень 33 мог легко скользить в цилиндре 34.

Поршень 33 выполнен в виде полого поршня, открытого на конце в области шлицевого кольца 32, и в его продольном отверстии 40 расположена винтовая пружина 39, служащая в качестве пружины сжатия и аккумулятора энергии или же давления, которая в сочетании с поршнем 33 и цилиндром 34 образует существенную часть приводного устройства 26. Винтовая пружина 39 опирается одним концом на основание 41 продольного отверстия 40, а другим своим концом - на основание 42 отверстия 30 в крышке 24 корпуса.

Показанные в кружке N на фиг.1 переключающее устройство 23 с переключающим элементом 27 и управляющее устройство 28 согласно изобретению заменены на конструкции, показанные на фиг.3-7, которые особо поясняются ниже.

На переднем конце поршня 33, выступающем из цилиндра 34, при помощи болтов 62, 63 закреплена задвижка 51. На передней стороне задвижки 51 сбоку рядом с поперечной осью В закреплен переключающий элемент 27, который проходит параллельно поперечной оси В. Переключающий элемент 27 имеет вверху пластинчатую пружину 45, которая при помощи болтов 64, 65 неподвижно соединена с головкой 44 на переднем конце переключающего элемента 27. Под пластинчатой пружиной 45 на расстоянии от нее на переключающем элементе 27 выступает ведущий элемент 47, который прилегает к задней стороне головки 44. Головка 44 имеет внизу на своей задней стороне наклонную поверхность 46, назначение которой будет описано ниже.

Под приводным устройством 26 и переключающим элементом 27 находится уже упомянутое управляющее устройство 28. Оно содержит четыре концентрически расположенных управляющих элемента 43, соответственно смещенных на 90°, которые согласно первому альтернативному варианту выполнения закреплены на внутренней стороне поворотного держателя 48, выполненного здесь в виде управляющего кольца, соответственно при помощи рычагов 49, и на верхнем конце имеют контактный элемент 50 для взаимодействия с головкой 44 переключающего элемента 27, что будет пояснено ниже.

Приводное устройство 26 в переключающем устройстве 23 выполнено таким образом, что поршень 33 вместе с переключающим элементом 27 на переднем конце перемещается в цилиндре 34 из показанного на фиг.1, 3, 4 неактивного положения, в котором имеет место рабочее давление воды и винтовая пружина в качестве аккумулятора давления и энергии сжата, в активное положение, если рабочее давление падает до давления переключения в размере примерно 15 бар. Давление воды уменьшают до давления переключения, если инструмент 1 должен быть переключен с бурения на резание и наоборот. Обратным образом, поршень 33 перемещается в цилиндре 34 из активного положения снова в неактивное, если давление воды снова повышают с давления переключения до рабочего давления. Таким образом, не требуется ручного воздействия, чтобы осуществить перестановку инструмента 1 с бурения на резание или наоборот, а, как описано выше, требуется лишь соответствующее управление давлением.

При обратном перемещении поршня 33 до упора шлицевого кольца 32 в основание 42 отверстия 30 винтовая пружина 39 в качестве аккумулятора энергии сжимается, и задвижка 51 почти прилегает к передней стороне цилиндра 34. Таким образом, переключающее устройство 23 вместе со своими компонентами, в частности поршнем 33, занимает свое неактивное положение.

Если рабочее давление воды в конце периода работы с целью переключения инструмента 1 с бурения на резание или наоборот снижают и при этом достигается давление переключения, то сила давления воды, действующая на поршень 33, падает ниже возвратного усилия винтовой пружины 39, так что винтовая пружина 39 перемещает поршень 33 из неактивного положения в активное. Это означает, что поршень 33 вместе с переключающим элементом 27 на переднем конце линейно перемещается параллельно поперечной оси В и перпендикулярно продольной оси А, на изображении согласно фиг.5 - налево, а именно из цилиндра 34. При этом прямом перемещении переключающего элемента 27 головка 44 входит в контакт с тем из четырех управляющих элементов 43, который находится в положении готовности перед головкой 44, и головка 44 сдвигает управляющий элемент 43 посредством своего линейного перемещения настолько, что управляющее устройство 28 совершает поворот на 90°, и головка 44 занимает положение, показанное на фиг.5 штриховыми линиями. Во время прямого перемещения переключающего элемента 27 кольцевой держатель 48, как уже было упомянуто, совершает поворот на 90°, при этом контактный элемент 50 соответствующего управляющего элемента 43 входит в контакт с прямым нажимным профилем 66 на нижней стороне головки 44, и там происходит скольжение параллельно вращательному перемещению держателя 48. Ведущий элемент 47 переключающего элемента 27 осуществляет нажим, в основном требующийся для перемещения соответствующего управляющего элемента 43.

При обратном перемещении переключающего элемента 27, когда поршень 34 снова возвращается в свое неактивное положение в цилиндре 34, также соответствующим образом втягивается обратно головка 44.

Если головка 44 сдвинула управляющий элемент 43, так что держатель 48 совершил поворот на 90°, то следующий управляющий элемент 43 уже занял свое положение готовности и, следовательно, находится позади головки 44, и поэтому его контактный элемент 50 расположен на траектории, по которой должна следовать головка 44 при своем обратном перемещении, когда переключающий элемент 27 возвращается обратно в свое неактивное положение. Поэтому в качестве решения предусмотрено, что головка 44 при своем обратном перемещении может упруго перескакивать через управляющий элемент 43, уже находящийся в своем положении готовности, а именно благодаря упругим свойствам пластинчатой пружины 45 в сочетании с наклонной поверхностью 46 на задней стороне головки 44, которая облегчает подъем головки 44, когда она в начале своего обратного перемещения сталкивается с контактным элементом 50 управляющего элемента 43, находящегося в положении готовности.

Управляющее устройство 28 вместе с держателем 48 при каждом процессе переключения поворачивается далее на 90° по часовой стрелке U (фиг.3). Для того чтобы оно не поворачивалось дальше, а точно совершало угол поворота на 90°, на передней стороне задвижки 51 предусмотрена кулиса 52 с кулачковым профилем 53, с которым взаимодействует контактный элемент 50 соответствующего управляющего элемента 43, находящегося в своем положении готовности, когда переключающий элемент 27 выдвинут в активное положение.

Также при переключении предотвращено обратное вращение держателя 48, а именно при помощи четырех пружинных стопоров 54 обратного хода, храповые пружины 55 которых взаимодействуют со стопорным пальцем 56 на переключающем элементе 27 и таким образом предотвращают обратный ход.

Как показано на чертежах, держатель 48 закреплен на опорах 69, которые, в свою очередь, закреплены на направляющем устройстве 70 для клапанного устройства 12. Направляющее устройство 70 включает в себя сегментные открытые снизу камеры 71, 72, между которыми соответственно сформированы отверстия 73. Корпус камер 71, 72 направляющего устройства 70 перекрывает в любом положении дисковые запорные элементы 17, 18 наподобие клетки, так что в показанном на фиг.5 рабочем положении резания запорные элементы 17, 18 закрывают проточные каналы 8, ведущие к бурильным соплам 6. Между камерами 71, 72 и проточными каналами 8, 9 установлена клапанная плита 67 с клапанными вставками 68, на верхней стороне которой находятся отверстия 13, 14 проточных каналов 8, ведущих к бурильным соплам 6.

На верхней стороне проточного корпуса 10 соосно с ним в соответствующее резьбовое отверстие 79 проточного корпуса 10 своим резьбовым участком 78, выполненным на нижнем конце, неподвижно ввинчен опорный палец 77. На опорном пальце 77 установлено с возможностью вращения направляющее устройство 70 вместе с дисковой частью 82, несущей на себе опоры 69. Таким способом любое вызванное переключающим элементом 27 и его головкой 44 перемещение одного из четырех управляющих элементов 43 преобразуется в поворот управляющего устройства 28 вместе с направляющим устройством 70 на 90°, с целью перемещения запорных элементов 17, 18 клапанного устройства 12, чтобы переключить инструмент 1 с резания на бурение и наоборот.

Альтернативный вариант выполнения, показанный на фиг.6-7, основан, как показано на чертежах, на выполнении управляющего устройства 28а, содержащего установленный с возможностью вращения на опорном пальце 77а держатель 48а и адаптированное к нему направляющее устройство 70а, а также на соответствующем клапанном устройстве 12а. Переключающее устройство 23 вместе с переключающим элементом 27 и его взаимодействие с контактными элементами 50, при таком же расположении, как на фиг.3-5, а также выполнение клапанного устройства 12 по существу соответствуют выполнению согласно фиг.3-5. Поэтому последующее описание ограничено отличиями альтернативного варианта выполнения согласно фиг.6-8.

Держатель 48а образован в виде выполненного с возможностью вращения на опорном пальце 77а проточного корпуса 80, содержащего диаметрально расположенную перегородку 81, от которой вверх выступают четыре управляющих элемента 43, расположенных принципиально так же, как в первом варианте выполнения, однако здесь они отходят от общего цокольного элемента, с целью контакта с головкой 44 переключающего элемента 27. По обеим сторонам перегородки 81 находятся проточные каналы 82а.

На верхней стороне 84 перегородки 81 при помощи винтов 83а закреплена перемычка 83 (фиг.6), от которой вверх проходят четыре управляющих элемента 43.

На верхней стороне 84 под перемычкой 83 расположен стопор 54а обратного хода, который предотвращает нежелательное обратное перемещение держателя 48а.

Над головкой 44 проходит отходящий от задвижки 51 предохранительный профиль 57. Стопор прямого хода вместе с кулисой 52 (фиг.7) соответствуют первому варианту выполнения.

Направляющее устройство 70а, а также клапанное устройство 12а (на фиг.5 показана плоскость сечения, смещенная на 90°) на фиг.7 еще раз особо не показаны, так как соответствующее выполнение клапанного устройства 12 согласно фиг.5 безоговорочно может быть перенесено на альтернативный вариант выполнения согласно фиг.6 и 7, и для понимания конструкции достаточно изображения направляющего устройства 70а.

Принцип функционирования этого альтернативного варианта выполнения в остальном соответствует варианту согласно фиг.3-5, с тем отличием, что здесь предусмотрены проточные каналы 82а для подвода воды к направляющему устройству 70 и клапанному устройству 12.

Изобретение относится к инструменту для измельчения кокса. Инструмент для измельчения кокса с целью выгрузки его из коксового барабана в рабочем состоянии закреплен на конце бурильной штанги, выполненной с возможностью приведения во вращательное движение. Воду под давлением подают через бурильную штангу в приточный канал инструмента и оттуда подводят к клапанному устройству, а затем через проточные каналы и режущие и бурильные сопла выпускают ее с целью резания или бурения кокса. При помощи переключающего устройства, выполненного с возможностью переключения при помощи изменений давления воды, осуществляется переключение инструмента с бурения на резание и наоборот. Для этого в переключающем устройстве линейное перемещение переключающего элемента преобразуется во вращательное перемещение управляющего устройства посредством того, что линейно перемещающийся переключающий элемент передвигает концентрически расположенные управляющие элементы, соответственно смещенные на 90°, и посредством этого поворачивает на 90° выполненный с возможностью вращения держатель, соединенный с клапанным устройством, с целью переключения инструмента. Изобретение обеспечивает надежное переключающее устройство и управляющее устройство с сохранением приводного устройства. 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Инструмент для измельчения кокса, содержащий:
- корпус (2), который в рабочем состоянии инструмента (1) закреплен на конце бурильной штанги, выполненной с возможностью приведения во вращательное движение,
- по меньшей мере одно режущее сопло (4) для резания и по меньшей мере одно бурильное сопло (6) для бурения кокса в барабане при помощи водяной струи,
- приточный канал (20) в корпусе (2) для подвода воды, протекающей в рабочем состоянии инструмента (1) под давлением через бурильную штангу в корпус (2),
- клапанное устройство (12) для распределения воды, подводимой через приточный канал (20), по проточным каналам (8, 9), ведущим к режущему соплу (4) и к бурильному соплу (6),
- управляющее устройство (28), выполненное с возможностью вращения вокруг продольной оси (А) корпуса (2), для приведения в действие клапанного устройства (12),
- при этом в зависимости от углового положения управляющего устройства (28) путь протекания воды к режущему соплу (4) или к бурильному соплу (6) либо открыт, либо перекрыт,
- переключающее устройство (23) для переключения инструмента (1) с режима резания на режим бурения и наоборот при помощи управляющего устройства (28), и
- приводное устройство (26) для приведения в действие переключающего устройства (23), при этом
- приводное устройство (26) выполнено с возможностью автоматического приведения в действие в зависимости от изменений давления воды при помощи аккумулятора давления,
- и при этих изменениях рабочее давление воды оказывается уменьшено до давления переключения, а после переключения оно снова оказывается повышено до рабочего давления,
- переключающее устройство (23) расположено в потоке воды из приточного канала (20), а
- для поворота управляющего устройства (28) на угол переключения оно содержит переключающий элемент (27), который
- выполнен с возможностью линейного перемещения поперечно к продольной оси (А) корпуса (2) при помощи приводного устройства (26) из неактивного положения в активное положение при давлении переключения воды, и
- выполнен с возможностью обратного перемещения в неактивное положение переключающего устройства (23) при повышении давления воды свыше давления переключения, а также
- соединен со средствами преобразования линейного перемещения во вращательное перемещение управляющего устройства (28),
- при этом переключающий элемент (27) с целью поворота управляющего устройства (28) выполнен с возможностью приведения в контакт с управляющими элементами управляющего устройства (28),
отличающийся тем, что
- управляющее устройство (28) на высоте переключающего элемента (27) содержит четыре концентрически расположенных управляющих элемента (43), соответственно смещенных на 90°,
- переключающий элемент (27) снабжен головкой (44) и
- управляющее устройство (28) переключающего устройства (23) размещено и выполнено таким образом, что головка (44) при прямом перемещении переключающего элемента (27) из неактивного положения в активное входит в контакт с тем из четырех управляющих элементов (43), который в конце предыдущего переключения, когда переключающий элемент (27) занял свое неактивное положение, находился в положении готовности перед головкой (44), и этот управляющий элемент (43) оказывается захвачен посредством линейного перемещения переключающего элемента (27), так что управляющее устройство (28) оказывается повернутым на 90°.

2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что головка (44) упруго прикреплена на переднем конце переключающего элемента (27) и выполнена с возможностью упругого перескакивания через управляющий элемент (43), находящийся в положении готовности, при обратном перемещении переключающего элемента (27) в свое неактивное положение.

3. Инструмент по п.2, отличающийся тем, что головка (44) прикреплена к переключающему элементу (27) при помощи пластинчатой пружины (45) и на своей задней стороне имеет наклонную поверхность (46), которая при обратном перемещении переключающего элемента (27) входит в контакт с управляющим элементом (43), находящимся в положении готовности, и осуществляет подъем головки (44).

4. Инструмент по п.3, отличающийся тем, что переключающий элемент (27) в области пластинчатой пружины (45) содержит ведущий элемент (47), который при прямом перемещении переключающего элемента (27) оказывается прижат к головке (44).

5. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что управляющее устройство (28) включает в себя установленный с возможностью вращения над клапанным устройством (12) держатель (48, 48а), на котором расположены четыре управляющих элемента (43), соответственно со смещением друг относительно друга на 90°.

6. Инструмент по п.5, отличающийся тем, что держатель (48, 48а) установлен с возможностью вращения на опорном пальце (77, 77а), который проходит вверх по центру от проточного элемента (10) в корпусе (2).

7. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что каждый управляющий элемент (43) на верхнем конце имеет контактный элемент (50) для взаимодействия с головкой (44) переключающего элемента (27).

8. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что на задвижке (51), закрепленной на передней стороне переключающего элемента (27), предусмотрена кулиса (52) с кулачковым профилем (53), с которым взаимодействует контактный элемент (50) соответствующего управляющего элемента (43) в его положении готовности, когда переключающий элемент (27) выдвинут в активное положение.

9. Инструмент по п.5, отличающийся тем, что на держателе (48, 48а) предусмотрен по меньшей мере один пружинный стопор (54, 54а) обратного хода.

10. Инструмент по п.5, отличающийся тем, что держатель (48) выполнен в виде управляющего кольца, а управляющие элементы (43) закреплены на внутренней стороне управляющего кольца соответственно при помощи рычагов (49).

11. Инструмент по п.5, отличающийся тем, что на держателе (48) предусмотрено четыре стопора (54) обратного хода с храповыми пружинами (55), которые соответственно взаимодействуют со стопорным пальцем (56) на переключающем элементе (27).

12. Инструмент по п.5, отличающийся тем, что держатель (48а) образован в виде выполненного с возможностью вращения на опорном пальце (77а) проточного корпуса (80), содержащего диаметрально расположенную перегородку (81), которая на обеих сторонах имеет проточные каналы (82) и от которой вверх проходят четыре управляющих элемента (43).

13. Инструмент по п.12, отличающийся тем, что четыре управляющих элемента (43) расположены на перемычке (83), которая закреплена на верхней стороне (84) перегородки (81).

14. Инструмент по п.12 или 13, отличающийся тем, что на верхней стороне (84) перегородки (81) предусмотрен стопор (54а) обратного хода, который служит для блокирования обратного хода держателя (48а) и закрыт перемычкой (83).