Устройство для разрушения горных пород Советский патент 1983 года по МПК E21C37/14 

О2 01 N2

СП Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и предназначено для разрушения горных пород. Известно устройство для разруше ния горных пород, включающее корпу поршень-боек, камеру сгорания, уда ник и рабочий инструмент flJ. Недостатком известного техничес кого решения является невозможност регулировать энергию удара поршнябойка. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для разрушения горных пород, включающее корпус, внутренн полость которого разделена пластин с клапанным отверстием на. камеру сгорания и камеру расширения, за- порный клапан, установленный с воз можностью перекрытия клапанного от верстия пластины, подводящую сжаты газ к запорному клапану напорную трубу, выведенную из корпуса, поршень-боек и ударник с рабочим инструментом С23. Недостатками этого технического решения являются плохая- продувка камеры сгорания и невозможность регулировать энергию удара поршнябойка. Целью изобретения является повы шение эффективности работы за счет обеспечения возможности изменения объема камеры сгорания. Указанная цель достигается тем, что в устройстве.для разрушения горных пород, включающем корпус, внутренняя полость которого разделена пластиной с клапанным отверсти ем на камеру сгорания и камеру расширения, запорный клапан, установленный с возможностью перекрытия клапанного отверстия пластины, подводящую сжатый газ к запорному клапану напорную трубу, выведенную из корпуса, поршень-боек и ударник с рабочим инструментом, пластина выполнена в виде подвижного поршня а напорная труба жестко закреплена на подвижном поршне в виде штока, наружный конец которого снабжен регулируемым ограничителем хода с фик сатором. На фиг. 1 изображено устройство для разрушения горных пород; на фиг. 2 - ограничитель хода пластины с фиксатором; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 установка напорной трубы в пластине на фиг. 5 - схема газораспределения устройства. Устройство для разрушения горных пород включает цилиндрический корпу 1., внутри которого размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения пластина-поршень 2, раз деляющая полость корпуса 1 на камеру сгорания 3 и расширения 4 и поршень-боек 5, разделяющий полость корпуса на камеру расширения 4 и подбойковую полость б, в нижней части которой выполнены радиальные каналы 7. В теле поршня 2 в цилиндрической камере 8 размещен запорный клапан 9 и выполнено клапанное отверстие 10 с клапанным седлом 11 и каналы 12, соединяющие полость каме1ры сгорания 3 с подклапанной полостью 13. Жестко связана с поршнем 2 напорная труба в виде полого штока 14, нижним торцом ограничивающего ход клапана 9 в цилиндрической камере 8, верхний конец которого выведен из камеры сгорания 3 через отверстие в ее крышке и оборудован ограничителем хода 15 поршня 2 с фиксатором 16, В крышку камеры сгорания 17 встроены впускной клапан 18, выхлопной клапан 19 и свеча зажигания 20. Жестко связан с нижним торцом корпуса 1 корпус ударника 21 с коаксиально размещенным в нем ударником 22, соединенным с рабочим инструментом 23 при помощи пальцев 24. Ограничитель хода 15 поршня 2 может иметь несколько вариантов конструкции, один из которых представлен на фиг. 2 и,3. Ограничитель .хода поршня представляет собой диск с направляющими штангами 25, который размещен коаксиально к штоку 14 и имеет возможность возвратно-поступательного перемещения относительно него. Фиксатор 16 представляет собой .пластину с тремя отверстиями: одним центральным и двумя, расположенными по периферии. Последние отверстия разрезные. Центральным, осевым отверстием фиксатор 16 закреплен на штоке 14, например, с помощью резьбового соединения и стопоров 26. В разрезных отверстиях размещены с возможностью возвратнопоступательного перемещения направляющие штанги 25. Для того, чтобы установить необходимый объем камеры сгорания 3, ограничитель хода 15 . пжремещают по трубе 14 и закрепляют на необходимом уровне, стягивая болтами 27 разрезные отверстия, в которых размещены направляющие штанги 25, Крепление трубы 14 к поршню 2, обеспечивающее извлечение клапана 9, может быть выполнено с помощью фланцевого соединения, с помощью прессовой посадки и т.д. На фиг. 4 представлен вариант резьбового соединения штока 14 с поршнем 2. Соединение фиксируется стопором (не показан). Полый шток 14 сообщен через распределитель 28 с ресивером 29 компрессором, соединенным через регулятор давления 30 и дополнительную емкость 31 с отверстиями 7 в корпусе 1. Работа устройства осуществляется следующим образом. Первоначально определяется крепость разрушаемых негабаритов и средний размер куска. По этим данным находят минимально необходимую энергию ударного механизма для раз рушения горных пород. Ограничитель хода поршня 15 с фиксатором 16 уст навливают на штоке 14 таким образо чтобы объем камеры сгорания 3 при перемещении штока 14 до упора огра ничителем хода 15 в крьиику камеры сгорания 17 обеспечивал необходимый уровень энергии. Далее устройство устанавливают рабочим инструментом 23 на разрушаемый негабарит и осуществляют рабочие циклы до его разрушения. В исходном положении поршень- боек 5 и поршень 2 находятся в крайнем верхнем положении под действием сжатого воздуха, поступаемого в подбойковую полость 6 через кангш 7 из ресивера 29. Через впускной клапан 18 осуществляют заполнение камеры сго рания 3 горючей смесью. Давлением горючей смеси поршень 2 со штоком 14 и поршень-боек 5 перемещаются вниз до упора ограничителя хода 15 в крышку камеры сгорания 17. По окончании заполнения камеры сгорания 17 до необходимого давления подается сигнал на свечу зажигания 20 и на клапан, соединяющий через полый шток 14 цилиндрическую камер 8 с атмосферой. Смесь сгорает, давление в KaMiepe сгорания 3 резко повьпиается, и этим давлением запорный клапан 9 откидывается вве так как сжатый воздух, находившийс над запорным клапаном,9, истекает через полый шток 14 в атмосферу и сила, прижимающая запорный клапан к седлу 11, исчезает. Продукты сго рания, истекая по каналам 12 и 10, воздействуют на поршень-боек 5, разгоняя его. В конце хода поршень боек 5, ударяя по ударнику 22, сое диненному с рабочим инструментом 23, воздействует на разрушаемый не габарит. Далее поршень-боек 5 в ре зультате отскока и действия силы сжатого воздуха, находящегося вре вере 29, перемещается вверх и выесняет продукты сгорания из каьюы расширения 4 через каналы 10 и 2 и открывающийся к этому времени ыхлопной клапан 19 в атмосферу. Посе столкновения поршня-бойка 5 с поршнем 2 они движутся вверх вместе и вытесняют продукты сгорания из камеры сгорания 3 через выхлопной клапан 19 в атмосферу. Для снятия ударных нагрузок при столкновении порция-бойка 5 с поршнем 2 их соприкасающиеся поверхности выполнены таким образом, что при соединении они образуют демпфирующую полость. После полной очистки камеры сгорания 3 выхлопной 19 и запорный 9 клапаны закрываются и цикл при необходимости повторяется. Управление работой клапана 9 осуществляется с помощью управляемого воздухораспределителя 28 (фиг. 4 ). Воздухораспределитель 28 соединен с ресивером 29 компрессора и со штоком 14. При закачке камеры сгорания воздухораспределитель 28 открывается и сжатый воздух поступает в шток 14, и клапан 9 перекрывает отверстие 10 (фиг. 1). Одноврег нно с подрывом смеси в камере сгорания 3 воздухораспределитель соединяет полость штока 14 с атмосферой и,клапан 9 открывается. Во время движения поршня-бойка 5 вверх полость штока 14 соединена с атмосферой. Закрытие клапана происходит лишь при следующей закачке. Давление в штоке 14 в несколько раз превьшает давление в подбойковой полости б, которое выбирается минимальным из условия обеспечения подъема поршня-бойка 5. В прототипе это давление составляет, например, 0,5 кг/см (избыточное/. Такое давление устанавливают с помощью регулятора давления 30 (фиг. 5) , через который ресивер компрессора 27 соединен с дополнительной емкостью 31 и отверстиями 7. . Применение предлагаемого устройства цбеспечивает полную продувку камеры сгорания, позволяет регулировать объем камеры сгорания, а значит, и энергию единичного Удара, что повышает эффективность работы .устройства в целом.

,

f5

Ф1п,д

16

27

Л /5

Фт.г

Jlf

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД, включающее корпус внутренняя полость которого разделе-, на пластиной с клапанным отверстием на камеру сгорания и камеру расширения, запорный клапан, установленный с йозможностью перекрытия клапанного отверстия пластины, подводящую сжатый газ к запорному клапану напорную трубу, выведенную из кор-пуса, поршень-боек и ударник с рабочим инструментом, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет обеспечения возможности изменения объема камеры сгорания, пластина выполнена в виде подвижного поршня, а напорная труба жестко закреплена на нем в виде штока, наружный конец которого снабжен регулируемым огра П С ничителем хода -С фиксатором.