УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНТАЖА КРОВЕЛЬНЫХ ОПОРНЫХ ЩИТОВ, ПОДЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО И ПОДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2016 года по МПК E21D11/40 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Приоритет данной заявки заявляется по дате подачи предварительной заявки на патент США №61/444599, поданной 18 февраля 2011 года, описание которой полностью включено в данный документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Варианты выполнения данного изобретения относятся к устройствам управления сеткой для подземных выработок и крепежных машин.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Крупногабаритные кровельные опорные щиты (например, стальные сетчатые щиты) обычно крепят к вышележащим поверхностям разрабатываемого туннеля (называемым далее «кровлями») для повышения безопасности персонала. Однако громоздкость этих щитов затрудняет их перемещение и позиционирование для выполнения крепления.

[0004] Таким образом, в вариантах выполнения изобретения предложены устройства для монтажа кровельных опорных щитов на кровле выработки. Одно устройство содержит опорную раму, подъемное устройство и подающее устройство. Опорная рама удерживает кровельные опорные щиты, устанавливаемые на кровле выработки. Подъемное устройство обеспечивает подъем по меньшей мере одного из указанных щитов из опорной рамы. Подающее устройство принимает указанный по меньшей мере один из кровельных опорных щитов от подъемного устройства и подает его к монтажному приспособлению для его монтажа на кровле выработки.

[0005] В другом варианте выполнения изобретения предложено подъемное устройство для монтажа кровельных опорных щитов на кровле выработки. Указанное подъемное устройство содержит башмак и по меньшей мере один рычаг. Башмак взаимодействует с кровельным опорным щитом, расположенным в опорной раме. Указанный по меньшей мере один рычаг перемещает башмак с обеспечением его взаимодействия с указанным щитом и после вхождения башмака во взаимодействие со щитом перемещает указанный щит к монтажному приспособлению для монтажа указанного щита на кровле выработки.

[0006] В еще одном варианте выполнения изобретения предложено подающее устройство для монтажа кровельных опорных щитов на кровле выработки. Указанное подающее устройство содержит приводной узел и опору. Приводной узел взаимодействует с кровельным опорным щитом и перемещает его к монтажному приспособлению, а опора поддерживает кровельный опорный щит, перемещаемый приводным узлом.

[0007] Другие аспекты изобретения станут очевидны при изучении подробного описания и сопроводительных чертежей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Фиг.1 изображает вид в аксонометрии крепежной врубовой машины в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения.

[0009] Фиг.2а изображает вид сверху крепежной врубовой машины, показанной на фиг.1, на котором изображены подъемное устройство и подающее устройство в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения.

[0010] Фиг.2b изображает вид сбоку подъемного устройства и подающего устройства, показанных на фиг.2а.

[0011] Фиг.2с изображает разрез подъемного устройства, показанного на фиг.2b, по линии А-А.

[0012] Фиг.2d изображает разрез подающего устройства, показанного на фиг.2b, по линии В-В.

[0013] Фиг.3 изображает вид в аксонометрии подъемного устройства, показанного на фиг.2а.

[0014] Фиг.4а изображает вид сверху подъемного устройства, показанного на фиг.2а.

[0015] Фиг.4b изображает вид сбоку подъемного устройства, показанного на фиг.2а, в поднятом и выдвинутом положении.

[0016] Фиг.5 изображает вид в аксонометрии башмака, входящего в состав подъемного устройства, показанного на фиг.2а, в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения.

[0017] Фиг.6а-6е изображают башмак, показанный на фиг.5, поднимающий кровельный опорный щит в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения.

[0018] Фиг.7а-7е изображают захватное средство, входящее в состав подъемного устройства, показанного на фиг.2а, и поднимающее кровельный опорный щит в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения.

[0019] Фиг.8 и 9а изображают виды в аксонометрии подающего устройства, показанного на фиг.2а, в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения.

[0020] Фиг.9b изображает вид сбоку подающего устройства, показанного на фиг.8, содержащего подставку и шестереночный узел, причем подставка и шестереночный узел показаны в «нижнем» положении в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения.

[0021] Фиг.9с изображает вид сбоку подающего устройства, показанного на фиг.8, причем шестереночный узел показан в «верхнем» положении в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения.

[0022] Фиг.9а изображает вид сбоку подающего устройства, показанного на фиг.8, причем подставка показана в «верхнем» положении в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения.

[0023] Фиг.10а-10е изображают одну шестерню для подающего устройства, показанного на фиг.2а.

[0024] Фиг.11 и 12 изображают шестерни для подающего устройства, показанного на фиг.2а.

[0025] Фиг.13-16 изображают альтернативные подающие устройства в соответствии с различными вариантами выполнения изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0026] Прежде чем рассматривать подробное описание каких-либо вариантов выполнения изобретения, следует понять, что практическое применение изобретения не ограничено только элементами конструкции и вариантами компоновки составных частей, представленными в нижеследующем описании или изображенными на чертежах. Изобретение может иметь другие варианты выполнения и быть реализовано или выполнено различными способами. Кроме того, следует понимать, что формулировки и термины, употребляемые в данном документе, используются с описательной целью и не должны рассматриваться как ограничительные. Термины «включающий», «содержащий» и «имеющий» и производные от них используются в данном документе с точки зрения охвата как нижеперечисленных элементов и их эквивалентов, так и дополнительных элементов. При отсутствии иных указаний и ограничений выражения «установленный», «соединенный», «поддерживаемый» и «связанный», а также их варианты употребляются в широком смысле и охватывают как непосредственные, так и опосредованные крепления, соединения, опоры и связи.

[0027] Кроме того, несмотря на то, что при описании чертежей могут использоваться выражения, указывающие на направление, такие как «выше», «ниже», «вниз», «вверх», «назад», «нижний», «передний», «задний» и т.д., такие указания сделаны относительно чертежей (при их рассмотрении под прямым углом к поверхности чертежа) для удобства. Данные направления не должны пониматься буквально или каким-либо образом ограничивать данное изобретение. Кроме того, такие выражения, как «первый», «второй» и «третий», используются в данном документе в описательных целях, а не для обозначения или предположения сравнительной важности, значимости или порядка, если не указано иначе.

[0028] Как изложено выше, управление крупногабаритными кровельными опорными щитами в подземной выработке может представлять собой сложный процесс и при неправильном его выполнении может создать проблемы, связанные с безопасностью. Соответственно, в вариантах выполнения изобретения предложены устройства и способы для подъема и транспортировки кровельных опорных щитов с обеспечением возможности их позиционирования для выполнения монтажа. Фиг.1 изображает вид в аксонометрии машины 10 в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения. Как показано на фиг.1, машина 10 содержит опорную раму 12, которая имеет первый конец 12а и второй конец 12b. Опорная рама 12 может подниматься и опускаться (например, с помощью одного или более гидравлических устройств). Опорная рама 12 удерживает один или более кровельных опорных щитов 13. Указанные щиты 13 могут представлять собой стальные сеточные щиты или могут быть выполнены из другого металла или другого материала, способного поддерживать кровлю выработки. В некоторых вариантах выполнения кровельные опорные щиты 13 (например, приблизительно 30 щитов) собраны в модуль 14 и помещены внутрь опорной рамы 12. Модуль 14 может содержать контейнер (см., например, фиг.6а), который удерживает щиты 13, что облегчает загрузку щитов 13 в опорную раму 12. Как показано на фиг.1, щиты 13 могут быть расположены на опорной раме 12 в продольном направлении по длине машины 10 (например, параллельно направлению перемещения машины 10 в продольном положении). Расположение щитов 13 в такой ориентации обеспечивает уменьшение ширины машины 10, что создает возможность повышения маневренности машины 10 в пределах выработки.

[0029] Перед вторым концом 12b опорной рамы 12 расположено монтажное приспособление 15, предназначенное для позиционирования щита 13 на кровле выработки и крепления щита 13 к кровле. Монтажное приспособление 15 может содержать позиционирующую раму или платформу 16. Позиционирующая рама 16 может иметь Т-образную форму и может удерживать один или более щитов 13 для выполнения монтажа на кровле выработки. В частности, в некоторых вариантах выполнения позиционирующая рама 16 удерживает в один момент времени один щит 13, расположенный вдоль длины верхней части Т-образной формы (например, перпендикулярно направлению перемещения машины 10 в поперечном положении), при этом позиционирующая рама 16 (или ее части) поднимает и опускает (например, с помощью одного или более гидравлических устройств) щит 13 для обеспечения его позиционирования вдоль кровли выработки. В некоторых вариантах выполнения рама 16 также может перемещаться вперед и назад (например, параллельно направлению перемещения машины 10) для обеспечения надлежащего позиционирования щита 13 вдоль кровли выработки. В некоторых вариантах выполнения рама 16 обеспечивает подъем и позиционирование нового щита 13 таким образом, что край нового щита 13 перекрывает конец ранее прикрепленного щита 13. Как показано на фиг.1, монтажное приспособление 15 также может содержать один или более крепежных механизмов 18, которые крепят щит 13, позиционированный рамой 16, к кровле выработки.

[0030] В процессе работы некоторое количество щитов 13 (или модуль 14) складывают на опорной раме 12. Как показано на фиг.2а и 2b, подъемное устройство 24 затем забирает один или более щитов 13 из опорной рамы 12, а подающее устройство 26 подает поднятый щит (поднятые щиты) 13 в направлении вперед в продольном положении. Затем операторы поворачивают щит(ы) 13 (например, приблизительно на 90°) и располагают его (их) на позиционирующей раме 16 (например, вдоль длины верхней части Т-образной формы в поперечном положении). Затем рама 16 поднимает щит(ы) 13 к кровле, а крепежные механизмы 18 крепят щит(ы) 13 к кровле выработки.

[0031] Как показано на фиг.1, машина 10 также содержит выемочные механизмы 20, например режущую головку 22. Несмотря на то что опорная рама 12, монтажное приспособление 15, подъемное и подающее устройства 24 и 26 и выемочные механизмы 20 показаны на фиг.1 как части одной и той же машины 10, так что крепление и разработка месторождения могут выполняться параллельно, следует понимать, что выемочные механизмы 20 могут входить в состав отдельной установки. Например, в некоторых вариантах выполнения опорная рама 12, монтажное приспособление 15 и подъемное и подающее устройства 24 и 26 могут входить в состав установки, предназначенной для монтажа кровельных опорных щитов 13, а выемочные механизмы 20 могут входить в состав отдельной установки, предназначенной для разработки месторождения.

[0032] Фиг.2с и 2d изображают разрезы соответственно подъемного устройства 24 и подающего устройства 26 согласно одному варианту выполнения изобретения. Как показано на фиг.2с, подъемное устройство 24 содержит пускатель 30 щита. Пускатель 30 применяется для забора щита 13 из опорной рамы 12. Как показано на фиг.2с, в некоторых вариантах выполнения машина 10 также может содержать одну или более подкладок 31 для выравнивания штабеля щитов. Указанные подкладки 31 поддерживают положение опорной рамы 12 и щитов 13 при подъеме пускателем 30 щитов 13 из опорной рамы 12.

[0033] Фиг.3 и 4а изображают более подробно подъемное устройство 24. Как показано на фиг.3, подъемное устройство 24 содержит пускатель 30, который содержит первый рычаг 32, имеющий первый конец 33а и второй конец 33b, и второй рычаг 34, имеющий первый конец 35а и второй конец 35b. Конец 33а рычага 32 содержит кронштейн 36, с помощью которого пускатель 30 прикреплен к машине 10. Как показано на фиг.3, рычаг 32 может содержать одно или более гидравлических устройств 38 (например, гидравлических цилиндров), которые обеспечивают возможность перемещения рычага 32. В частности, первое гидравлическое устройство 38а может использоваться для поворота рычага 32 в направлении от верхней части машины 10 и к ней (например, в вертикальном направлении выше места расположения щитов 13), а второе гидравлическое устройство 38b может использоваться для перемещения рычага 32 вдоль длины машины 10 (например, в боковом направлении вдоль длины щитов 13), например, путем увеличения длины рычага 32 вследствие его выдвижения. Например, фиг.4b изображает подъемное устройство 24, рычаг 32 которого находится в полностью поднятом и выдвинутом положении. Кроме того, в некоторых вариантах выполнения гидравлические устройства 38а, 38b (или отдельное устройство) также обеспечивают перемещение рычага 32 по горизонтали.

[0034] Конец 33b рычага 32 присоединен к концу 35а рычага 34. Как показано на фиг.3, в некоторых вариантах выполнения рычаг 34 расположен приблизительно перпендикулярно рычагу 32. Для присоединения рычага 32 к рычагу 34 могут использоваться различные механические соединители 40, которые в некоторых случаях могут обеспечивать возможность перемещения рычага 34 относительно рычага 32. Например, рычаг 34 может быть присоединен к рычагу 32 с возможностью поворота относительно него.

[0035] К концу 35b рычага 34 присоединен захватывающий башмак 50. Фиг.5 изображает более подробно башмак 50 в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения. Как показано на фиг.5, башмак 50 имеет зубец или крюк 52, который взаимодействует со щитом 13. Например, как показано на фиг.5, щит 13 может быть образован решетками из взаимно перпендикулярных проволок 54, при этом размер и форма зубца 52 могут обеспечивать взаимодействие с проволокой 54 или с соединением между двумя или более проволоками 54 при перемещении башмака 50 по поверхности щита 13. Когда зубец 52 находится во взаимодействии с проволокой 54, рычаги 32 и 34 могут перемещать башмак 50 с обеспечением забора щита 13. Таким образом, в одном варианте выполнения зубец 52 взаимодействует со щитом 13 без необходимости использования гидравлических средств для управления зубцом 52 и его позиционирования (т.е. средств, отличных от рычагов 32 и 34), что обеспечивает более высокую надежность, эффективность и рентабельность подъемного устройства 24.

[0036] Как изложено выше, гидравлические устройства 38 могут использоваться для позиционирования башмака 50 над верхним щитом 13 (например, по горизонтали и вертикали) в опорной раме 12 или модуле 14 и для перемещения башмака 50 с обеспечением взаимодействия зубца 52 с верхним щитом 13. Затем, когда зубец 52 находится во взаимодействии с проволокой 54 щита 13, гидравлические устройства 38 могут использоваться для подъема щита 13 и его направления к подающему устройству 26. Кроме того, когда подъемное устройство 24 не используется, гидравлические устройства 38 могут применяться для позиционирования подъемного устройства 24 с обеспечением сведения к минимуму габаритной высоты машины 10 и повышения компактности машины 10.

[0037] Дополнительно в некоторых вариантах выполнения для обеспечения позиционирования щита 13 под башмаком 50 также может перемещаться опорная рама 12. Например, фиг.6а-6е изображают башмак 50, поднимающий щит 13 в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения. Как показано на фиг.6а, башмак 50 может быть расположен над опорной рамой 12, содержащей модуль 14 со штабелем щитов 13, на фиксированной высоте относительно рамы 12. Затем может выполняться продвижение нижнего конца штабеля щитов 13 вверх (например, с помощью гидравлического устройства) относительно модуля 14 и опорной рамы 12 до тех пор, пока верхний щит 13 в штабеле не войдет во взаимодействие с зубцом 52 на башмаке 50 (см. фиг.6b). Таким образом, поскольку происходит подъем всего штабеля щитов 13, то требуется лишь малое перемещение захватного башмака 50 по вертикали или такое перемещение вообще не требуется, что снижает степень сложности гидравлических устройств 38. Например, фиг.6с изображает верхний щит 13 штабеля, находящийся во взаимодействии с зубцом 52 башмака 50. Когда зубец 52 находится во взаимодействии с верхним щитом 13, башмак 50 может быть перемещен в направлении вперед (например, по горизонтали) для извлечения верхнего щита 13 из штабеля и его перемещения к подающему устройству 26 (см. фиг.6d). В некоторых вариантах выполнения, как показано на фиг.6е, опорная рама 12 содержит концевой ограничитель 60, препятствующий перемещению щитов, отличных от верхнего щита 30, взаимодействующего с зубцом 52, при перемещении башмака 50. Кроме того, как показано на фиг.6е, после извлечения верхнего щита из штабеля указанный штабель может быть опущен и подготовлен к следующему циклу либо может поддерживаться в поднятом положении.

[0038] Как вариант, подъемное устройство 24 может содержать захватное средство, забирающее щит 13 из опорной рамы 12 и перемещающее его к подающему устройству 26. Например, фиг.7а-7е изображают захватное средство 70 в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения. Как показано на фиг.7а, захватное средство 70 содержит башмак 72 с поворотными губками 74. Указанные поворотные губки 74 могут быть открыты и замкнуты (например, с помощью исполнительного устройства) вокруг проволоки 54 или соединения между двумя или более проволоками 54 щита 13. Таким образом, как показано на фиг.7а-7b, при расположении башмака 72 (например, по горизонтали) над верхним щитом 13, находящимся в опорной раме 12, башмак 72 может быть опущен (например, по вертикали) с расположением губок 74 вокруг проволоки 54 щита 13. Затем губки 74 могут быть замкнуты с обеспечением их взаимодействия с проволокой 54, как показано на фиг.7с и 7d. После вхождения губок 54 во взаимодействие с проволокой 54 башмак 72 может быть поднят и перемещен вперед (например, по горизонтали) для извлечения верхнего щита 13 из опорной рамы 12 и перемещения щита 13 в направлении подающего устройства 26. В некоторых вариантах выполнения для перемещения и позиционирования башмака 72 могут использоваться гидравлические устройства 38, описанные выше для башмака 50. Однако поскольку губки 74 поднимаются для освобождения верхнего щита 13 перед их опусканием с расположением вокруг проволоки 54, то может потребоваться перемещение башмака 72 гидравлическими устройствами 38 на высоту, превышающую высоту подъема башмака 50 с зубцом 52. Таким образом, если подъемное устройство 24 содержит захватное средство 70, то могут потребоваться другие гидравлические устройства 38 либо другое управляющее программное обеспечение, аппаратное обеспечение или механизмы. В некоторых вариантах выполнения захватное средство 70 также может использоваться с опорной рамой 12, которая может перемещаться, как описано выше в отношении фиг.6а-6е.

[0039] Следует понимать, что для извлечения щита 13 из опорной рамы 12 и его перемещения в направлении подающего устройства 26 могут использоваться другие конфигурации и конструкции. В частности, для извлечения щита 13 могут использоваться различные комбинации перемещения рычагов 32 и 34, штабеля щитов 13 и опорной рамы 12. Например, в некоторых вариантах выполнения опорная рама 12 (или модуль 14) может перемещаться с обеспечением расположения щита 13 по горизонтали и/или по вертикали относительно подъемного устройства 24. Кроме того, для обеспечения взаимодействия с конкретной конструкцией щита 13 могут использоваться различные формы и конфигурации башмаков 50 и 72, зубца 52 и губок 74.

[0040] Как изложено выше, после вхождения подъемного устройства 24 во взаимодействие со щитом 13 указанное устройство 24 подает щит 13 в направлении монтажного приспособления 15 (например, позиционирующей рамы 16). Кроме того, в некоторых вариантах выполнения подающее устройство 26, прежде чем оно достигает монтажного приспособления 15, используется для транспортировки щитов 13, поднятых подъемным устройством 24. Подающее устройство 26 может содержать приводной узел 75 и опору 76. Как описано ниже более подробно, приводной узел 75 входит во взаимодействие со щитом 13 (например, поднятым с помощью устройства 24) и перемещает указанный щит 13 в направлении монтажного приспособления 15 (например, позиционирующей рамы 16). Опора 76 может содержать подставку, раму или платформу, которая поддерживает щит 13 при перемещении щита приводным узлом 75 (например, до, во время и/или после транспортировки щита 13 приводным узлом 75). Кроме того, в некоторых вариантах выполнения опора 76 может подниматься и опускаться для выведения щита 13 из взаимодействия с приводным узлом 75 после выполнения указанным узлом 75 перемещения и позиционирования щита 13 для осуществления монтажа.

[0041] Фиг.8 и 9а изображают подающее устройство 26 в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения. Как показано на фиг.8, опора 76 содержит подставку 80, а приводной узел 75 содержит шестереночный узел 82. Указанный узел 82 содержит одну или более шестерен 84, каждая из которых имеет зубцы 85. В процессе работы подъемное устройство 24 поднимает щит 13 и перемещает его вперед к точке, в которой щит 13 (например, проволока 54 или соединение между двумя или более проволоками 54) входит во взаимодействие с одним или более зубцами 85 шестерни (шестерен) 84. Шестерня (шестерни) 84 приводится в действие приводным устройством 86. При вращении шестерни (шестерен) 84 выполняется подача щита 13 в направлении вперед с помощью взаимодействующих с ним зубцов 85 до тех пор, пока щит 13 не достигнет заданного положения на подставке 80, в котором операторы могут повернуть щит 13 и расположить его на позиционирующей раме 16. Зубцы 85 могут быть расположены с различными шагами в зависимости от шага щитов 13. Кроме того, возможно использование различных шестереночных конструкций. Например, как показано на фиг.8 и 9a-9d, при надлежащем направлении щита 13 подъемным устройством 24 и другими компонентами может использоваться конструкция с единственной шестерней. Как показано на фиг.10а-10е, указанная конструкция может содержать шестерню 84 с девятью зубцами 85, которые взаимодействуют со щитом 13, имеющим шаг, равный приблизительно 100. Как показано на фиг.9а-9d, щит 13 подается к шестерне 84 с помощью подъемного устройства 26 во время вращения шестерни 84 по часовой стрелке. Во время этого процесса зубцы 85 входят во взаимодействие с проволоками 54 щита 13 и, вращаясь, продвигают щит 13 вперед к подставке 80. В некоторых вариантах выполнения шестерня 84 может быть установлена на подвижном рычаге (например, поднимаемом и опускаемом гидравлическим способом) для содействия подъему щита 13, отделенного от штабеля на опорной раме 12, и снятия нагрузки со щита 13.

[0042] Следует понимать, что хотя на фиг.8-10 показана шестерня 84 с девятью зубцами, возможно использование меньших шестерен, а также шестерен другой формы. Однако при использовании меньших шестерен может увеличиваться вертикальная составляющая усилия, действующего на зубцы шестерни. Данное повышенное усилие может быть скомпенсировано путем использования двух или более шестерен, смещенных относительно друг друга. Кроме того, при использовании двух или более смещенных шестерен 84, установленных на различных осях или на общей оси, как показано на фиг.11 и 12, может быть достигнута повышенная степень выравнивания. Например, шестерни 84, показанные на фиг.11, имеют пять зубцов 85 с шагом, приблизительно равным 50, которые могут использоваться для взаимодействия со щитом 13, имеющим шаг около 150. Аналогичным образом, шестерни 84, показанные на фиг.12, имеют семь зубцов 85 с шагом, приблизительно равным 75, которые могут использоваться для взаимодействия со щитом 13, имеющим шаг около 150. В некоторых вариантах выполнения шестерни 84, показанные на фиг.11 и 12, разнесены приблизительно на 300 мм. Кроме того, использование двух или более шестерен может гарантировать постоянное взаимодействие со щитом 13 по меньшей мере одного зубца для поддержания продвижения щита 13.

[0043] Как отмечено выше, шестерня (шестерни) 84, входящая в состав узла 82, может быть приведена в действие или во вращение приводным устройством 86. Кроме того, как отмечено выше, может быть установлено гидравлическое исполнительное устройство, которое поднимает и опускает шестерню (шестерни) 84 (или весь узел 82) для обеспечения взаимодействия щита 13 с шестерней (шестернями) 84 или выведения щита 13 из указанного взаимодействия. Например, исполнительное устройство может поднимать шестерню (шестерни) 84, когда подъемное устройство 24 перемещает щит 13 к подающему устройству 26, и может опускать шестерню (шестерни) 84 для обеспечения его (их) отсоединения от щита 13 при достижении щитом 13 подставки 80, так что операторы могут выполнить позиционирование щита 13 для его монтажа. Фиг.9b изображает шестерню (шестерни) 84, опущенную до «нижнего» положения, а фиг.9с изображает шестерню (шестерни) 84, поднятую до «верхнего» положения.

[0044] Как изложено выше, подставка 80 поддерживает щит 13, подаваемый шестереночным узлом 82, так что операторы могут перемещать щит 13 в положение для монтажа (например, путем его поворота и размещения на позиционирующей раме 16). Как показано на фиг.9b-9d, подставка 80 также может содержать приводное или поднимающее устройство 88. Поднимающее устройство 88 может использоваться для подъема или опускания подставки 80 в «нижнее» или «верхнее» положение или на любой соответствующий уровень для выполнения операторами ручных операций со щитом 13 и его ручного позиционирования (например, путем поворота и размещения на позиционирующей раме 16). Кроме того, устройство 88 может использоваться для опускания подставки 80 при необходимости обеспечения зазора вокруг машины 10 (например, зазора с кровлей) во время ее перемещения.

[0045] Возможность перемещения шестерни (шестерен) 84 и подставки 80 позволяет размещать подающее устройство 26 в различных положениях. Например, как показано на фиг.9b, когда подставка 80 и шестерня (шестерни) 84 находятся в «нижнем» положении, размер подающего устройства 26 сведен к минимуму. Таким образом, положение, показанное на фиг.9b, может применяться в случае, когда подающее устройство 26 не используется или когда необходимо свести к минимуму размер машины 10 для обеспечения возможности ее перемещения в ограниченном пространстве. Когда шестерня (шестерни) 84 находится в «верхнем» положении, а подставка 80 находится в «нижнем» положении, подающее устройство 26 может занимать положение подачи щита, как показано на фиг.9с. В указанном положении подачи шестерня (шестерни) 84 может захватывать щит 13, поднятый подъемным устройством 24, и подавать его к подставке 80. Аналогичным образом, когда шестерня (шестерни) 84 находится в «нижнем» положении, а подставка 80 находится в «верхнем» положении, подающее устройство 26 может занимать положение поворота щита, как показано на фиг.9с). В указанном положении поворота щит 13 поддерживается подставкой 80 и выводится из взаимодействия с шестерней (шестернями) 84, что дает операторам возможность повернуть щит 13 и расположить его на позиционирующей раме 16.

[0046] Следует понимать, что для захвата щита 13 с его извлечением из подъемного устройства 24 и перемещения щита 13 вперед в положение, где операторы смогут манипулировать им, могут использоваться другие конфигурации и конструкции приводного узла 75 и опоры 76. Например, как показано на фиг.13а и 13b, приводной узел 75 может содержать цепной привод 90. Указанный цепной привод 90 может содержать одну или более шестерен 91а, которые поддерживают конвейерную цепь 91b с роликами 91с, перемещающимися по опорному полотну 91d. Как показано на фиг.13а, шестерня (шестерни) 84 может иметь восемь зубцов, которые могут использоваться для конвейерной цепи 91b с шагом около 75 мм. К конвейерной цепи 91b прикреплены один или более зубцов 92, которые взаимодействуют с проволоками 54 на щите 13 и продвигают щит 13 вперед к опоре 76, содержащей опорную раму 94. Указанная опорная рама 94 может подниматься и опускаться гидравлическим способом для освобождения щита 13 от зубцов 92.

[0047] Аналогичным образом, как показано на фиг.14а и 14b, приводной узел 75 может содержать подвижную раму 100. Указанная рама 100 может содержать рычажный узел 102 с одним или более поворотными зубцами 104. Рычажный узел 102 может приводиться в действие гидравлическим устройством 106 (например, гидравлическим цилиндром) и может быть расположен под щитом 13. Затем зубцы 104 могут быть повернуты в направлении вверх с обеспечением их вхождения во взаимодействие с проволоками 54 в щите 13. После введения зубцов 104 во взаимодействие рычажный узел 102 может быть продвинут вперед, в результате чего также происходит продвижение вперед щита 13. Как показано на фиг.14b, после этого зубцы 104 могут быть повернуты в направлении вниз для их вывода из взаимодействия со щитом 13. После выведения зубцов 104 из взаимодействия рычажный узел 102 может быть перемещен обратным ходом в направлении, противоположном направлению перемещения щита 13, с возвращением указанного узла 102 в исходное положение. Затем находящийся в исходном положении рычажный узел 102 может быть повторно введен во взаимодействие со щитом 13 (или новым щитом 13) для перемещения щита 13 в процессе следующего направленного вперед рабочего хода. Как показано на фиг.14а и 14b, опора 76 может содержать опорную раму 108, которая принимает и поддерживает щиты 13, перемещаемые вперед подвижной рамой 100, причем в некоторых вариантах выполнения опорная рама 108 может подниматься и опускаться гидравлическим способом для освобождения щита 13 от зубцов 104. Как показано на фиг.14а, в некоторых вариантах выполнения могут использоваться две подвижные рамы 100, расположенные на одной линии. При такой конфигурации рамы 100 могут работать с переменными направлениями рабочего хода, что обеспечивает непрерывное перемещение щита 13.

[0048] Кроме того, как показано на фиг.15а и 15b, приводной узел 75 может содержать краевой привод 110. Как показано на фиг.15b, краевой привод 110 может содержать вращающиеся зубчатые колеса 114, приводимые в действие одним или более приводными устройствами 116 (например, гидравлическим двигателем). Как показано на фиг.15b, колеса 114 имеют зубцы 115, взаимодействующие с боковым краем щита 13. В некоторых вариантах выполнения колеса 114 могут перемещаться (например, поворачиваться) с введением их во взаимодействие с краем щита 13 и выведением из указанного взаимодействия (например, при подаче нового щита 13 к краевому приводу 110 или при выходе щита из краевого привода 110). При вращении колес 114 щит 13 продвигается вперед с помощью зубцов 115, взаимодействующих с боковым краем щита 13. Как показано на фиг.15а и 15b, опора 76 может содержать опорную раму 118, расположенную между колесами 114 для поддержания щита 13 при его продвижения вперед. В некоторых вариантах выполнения возможно расположение колеса 114 у каждого угла щита 13. Таким образом, всего для транспортировки щита 13 к местоположению, в котором операторы могут выполнять ручные операции с ним и позиционировать его, могут использоваться четыре колеса 114.

[0049] Более того, как показано на фиг.16а и 16b, приводной узел 75 может содержать качающуюся балку 120. Как показано на фиг.16b, балка 120 может иметь зубцы 122 (например, три зубца). Каждый конец балки 122 может быть присоединен к приводному устройству (например, гидравлическому двигателю). Приводные устройства могут обеспечивать вращение последовательно, так что балка 120 перемещается по круговой траектории под щитом 13. Таким образом, по мере кругового перемещения балки 120 в переднем направлении зубцы 122 перемещаются в направлении вверх и входят во взаимодействие со щитом 13. После этого, когда балка 120 перемещается вперед вследствие ее поворота, щит 13 также продвигается вперед с помощью взаимодействующих с ним зубцов 122. В конце своего кругового перемещения в переднем направлении качающаяся балка 120 поворачивается с перемещением вниз и в сторону от щита 13, что обеспечивает выведение зубцов 122 из взаимодействия со щитом 13. После выхода из взаимодействия со щитом 13 балка 120 приводится в действие с перемещением в обратном направлении (например, в направлении, противоположном направлению перемещению щита 13). После достижения конца своего кругового перемещения в обратном направлении балка 120 снова поворачивается с перемещением в направлении вверх, при этом зубцы 122 вновь входят во взаимодействие с новым участком щита 13 (или новым щитом 13) и, соответственно, продвигают щит 13 вперед при повторном повороте балки 120 в переднем направлении. Как показано на фиг.16b, опора 76 может содержать опорную раму 126, которая расположена после балки 120 для обеспечения поддержания щита 13 при его подаче вперед. В некоторых вариантах выполнения опорная рама 126 может подниматься и опускаться гидравлическим способом для освобождения щита 13 от качающейся балки 120 и обеспечения возможности перемещения щита 13 операторами вручную.

[0050] Следует понимать, что в некоторых вариантах выполнения подъемное устройство 24 и/или подающее устройство 26 также могут поворачивать щит 13, так что он может быть расположен на позиционирующей раме 16. Таким образом, поворот щита 13 может быть выполнен подъемным устройством 24, подающим устройством 26 и/или их комбинацией вместо необходимости использования работы одного или более операторов для поворота щита 13 после его обработки подъемным устройством 24 и подающим устройством 26. Более того, в целом, подъемное устройство 24 и/или подающее устройство 26 могут быть выполнены с возможностью поворота щита в любое требуемое положение в зависимости от местоположения и взаимного расположения операторов, монтажного приспособления 15, кровли выработки или машины 10.

[0051] Таким образом, варианты выполнения изобретения обеспечивают надежные и эффективные способы и устройства для подъема и транспортировки кровельных опорных щитов, устанавливаемых на кровле выработки. Различные особенности и преимущества изобретения изложены в нижеприведенной формуле изобретения.

Изобретение относится к горному делу, в частности к средствам крепления горных выработок. Техническим результатом является простая, надежная и эффективная конструкция средств монтажа кровельных опорных щитов в горной выработке с обеспечением при этом повышения безопасности их работы в подземных условиях. Предложено устройство для монтажа кровельных опорных щитов на кровле выработки, содержащее опорную раму, предназначенную для удерживания кровельных опорных щитов, устанавливаемых на кровле выработки, подъемное устройство, предназначенное для подъема по меньшей мере одного из указанных кровельных опорных щитов из опорной рамы, и подающее устройство, предназначенное для приема указанного по меньшей мере одного из кровельных опорных щитов от подъемного устройства и его подачи к монтажному приспособлению для монтажа на кровле выработки. При этом подъемное устройство содержит башмак и по меньшей мере один рычаг, предназначенный для перемещения башмака с обеспечением его взаимодействия с указанным по меньшей мере одним щитом и перемещения указанного по меньшей мере одного щита. Подающее устройство содержит приводной узел и опору. Причем приводной узел взаимодействует с указанным по меньшей мере одним щитом и перемещает его к монтажному приспособлению, а опора поддерживает указанный по меньшей мере один щит, перемещаемый приводным узлом. 3 н. и 36 з.п. ф-лы, 39 ил.

1. Устройство для монтажа кровельных опорных щитов на кровле выработки, содержащее
опорную раму, предназначенную для удерживания кровельных опорных щитов, устанавливаемых на кровле выработки,
подъемное устройство, предназначенное для подъема по меньшей мере одного из указанных кровельных опорных щитов из опорной рамы, и
подающее устройство, предназначенное для приема указанного по меньшей мере одного из кровельных опорных щитов от подъемного устройства и его подачи к монтажному приспособлению для монтажа на кровле выработки.

2. Устройство по п.1, в котором кровельные опорные щиты представляют собой стальные сетчатые щиты.

3. Устройство по п.1, в котором подъемное устройство содержит по меньшей мере один рычаг и башмак.

4. Устройство по п.3, в котором башмак имеет по меньшей мере один зубец, предназначенный для взаимодействия с указанным по меньшей мере одним из кровельных опорных щитов.

5. Устройство по п.3, в котором башмак содержит поворотные губки, предназначенные для взаимодействия с указанным по меньшей мере одним из кровельных опорных щитов.

6. Устройство по п.3, в котором указанный по меньшей мере один рычаг содержит первый рычаг, предназначенный для перемещения указанного башмака по меньшей мере в одном из следующих направлений: горизонтальном, вертикальном и боковом.

7. Устройство по п.6, в котором указанный по меньшей мере один рычаг содержит второй рычаг, присоединенный к указанному башмаку, расположенный приблизительно перпендикулярно первому рычагу и выполненный с возможностью поворота относительно первого рычага.

8. Устройство по п.3, дополнительно содержащее по меньшей мере одно гидравлическое устройство для перемещения указанного по меньшей мере одного рычага.

9. Устройство по п.3, в котором опорная рама обеспечивает подъем указанных кровельных опорных щитов к башмаку.

10. Устройство по п.1, в котором подающее устройство содержит приводной узел и опору, причем приводной узел взаимодействует с указанным по меньшей мере одним кровельным опорным щитом и перемещает его к указанному монтажному приспособлению, а опора поддерживает указанный по меньшей мере один кровельный опорный щит, перемещаемый приводным узлом.

11. Устройство по п.10, в котором приводной узел содержит шестереночный узел, содержащий по меньшей мере одну шестерню с зубцами, и приводное устройство, предназначенное для приведения в действие указанного шестереночного узла с обеспечением взаимодействия зубцов указанной по меньшей мере одной шестерни с указанным по меньшей мере одним из кровельных опорных щитов и подачи указанного по меньшей мере одного из кровельных опорных щитов к указанной опоре.

12. Устройство по п.10, в котором подающее устройство содержит гидравлическое исполнительное устройство для подъема и опускания указанного приводного узла.

13. Устройство по п.10, в котором подающее устройство содержит поднимающее устройство для подъема и опускания указанной опоры.

14. Устройство по п.10, в котором приводной узел содержит цепной привод, содержащий по меньшей мере одну шестерню, которая поддерживает конвейерную цепь с роликами, перемещающимися по опорному полотну.

15. Устройство по п.10, в котором приводной узел содержит по меньшей мере одну подвижную раму, содержащую рычажный узел, приводимый в действие гидравлическим устройством и имеющий по меньшей мере один поворотный зубец.

16. Устройство по п.10, в котором приводной узел содержит краевой привод, содержащий по меньшей мере одно вращающееся зубчатое колесо, приводимое во вращение приводным устройством и взаимодействующее с боковым краем указанного по меньшей мере одного кровельного опорного щита.

17. Устройство по п.10, в котором приводной узел содержит качающуюся балку, имеющую зубцы, поворачиваемые по круговой траектории под указанным по меньшей мере одним из кровельных опорных щитов.

18. Устройство по п.1, в котором опорная рама, подъемное устройство и подающее устройство установлены на врубовой машине.

19. Подъемное устройство для монтажа кровельных опорных щитов на кровле выработки, содержащее
башмак, предназначенный для взаимодействия с кровельным опорным щитом, расположенным в опорной раме, и
по меньшей мере один рычаг, предназначенный для перемещения указанного башмака с обеспечением его взаимодействия с кровельным опорным щитом и для перемещения указанного щита, после введения башмака во взаимодействие с ним, к монтажному приспособлению для монтажа указанного щита на кровле выработки.

20. Подъемное устройство по п.19, в котором кровельный опорный щит представляет собой стальной сетчатый щит.

21. Подъемное устройство по п.19, в котором башмак имеет по меньшей мере один зубец, предназначенный для взаимодействия с указанным кровельным опорным щитом.

22. Подъемное устройство по п.19, в котором башмак содержит поворотные губки, предназначенные для взаимодействия с указанным кровельным опорным щитом.

23. Подъемное устройство по п.19, в котором указанный по меньшей мере один рычаг содержит первый рычаг, предназначенный для перемещения указанного башмака по меньшей мере в одном из следующих направлений: горизонтальном, вертикальном и боковом.

24. Подъемное устройство по п.23, в котором указанный по меньшей мере один рычаг содержит второй рычаг, присоединенный к указанному башмаку, расположенный приблизительно перпендикулярно первому рычагу и выполненный с возможностью поворота относительно первого рычага.

25. Подъемное устройство по п.19, дополнительно содержащее по меньшей мере одно гидравлическое устройство для перемещения указанного по меньшей мере одного рычага.

26. Подъемное устройство по п.19, дополнительно содержащее гидравлическое устройство для продвижения кровельного опорного щита, расположенного в опорной раме, к указанному башмаку.

27. Подъемное устройство по п.19, дополнительно содержащее концевой ограничитель, расположенный в опорной раме и предназначенный для предотвращения перемещения находящегося в опорной раме второго кровельного опорного щита во время перемещения башмака, взаимодействующего с кровельным опорным щитом, при помощи указанного по меньшей мере одного рычага.

28. Подъемное устройство по п.19, в котором башмак и указанный по меньшей мере один рычаг установлены на врубовой машине.

29. Подающее устройство для монтажа кровельных опорных щитов на кровле выработки, содержащее
приводной узел, предназначенный для взаимодействия с кровельным опорным щитом и перемещения указанного щита к монтажному приспособлению, и
опору, предназначенную для поддержания указанного кровельного опорного щита, перемещаемого приводным узлом.

30. Подающее устройство по п.29, в котором указанный кровельный опорный щит представляет собой стальной сетчатый щит.

31. Подающее устройство по п.29, дополнительно содержащее поднимающее устройство для подъема и опускания указанной опоры относительно приводного узла.

32. Подающее устройство по п.29, в котором приводной узел содержит шестереночный узел, содержащий по меньшей мере одну шестерню с зубцами.

33. Подающее устройство по п.32, в котором приводной узел содержит приводное устройство, предназначенное для приведения в действие указанного шестереночного узла с обеспечением взаимодействия зубцов указанной по меньшей мере одной шестерни с указанным кровельным опорным щитом и подачи указанного щита к монтажному приспособлению.

34. Подающее устройство по п.32, в котором приводной узел содержит гидравлическое исполнительное устройство для подъема и опускания шестереночного узла.

35. Подающее устройство по п.29, в котором приводной узел содержит цепной привод, содержащий по меньшей мере одну шестерню, которая поддерживает конвейерную цепь с роликами, перемещающимися по опорному полотну.

36. Подающее устройство по п.29, в котором приводной узел содержит по меньшей мере одну подвижную раму, содержащую рычажный узел, приводимый в действие гидравлическим устройством и имеющий по меньшей мере один поворотный зубец.

37. Подающее устройство по п.29, в котором приводной узел содержит краевой привод, содержащий по меньшей мере одно вращающееся зубчатое колесо, приводимое во вращение приводным устройством и взаимодействующее с боковым краем указанного кровельного опорного щита.

38. Подающее устройство по п.29, в котором приводной узел содержит качающуюся балку, имеющую зубцы, поворачиваемые по круговой траектории под указанным кровельным опорным щитом.

39. Подающее устройство по п.29, в котором приводной узел и рама установлены на врубовой машине.