Устройство для разрушения горных пород Советский патент 1984 года по МПК E21C37/12 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено как для ведения открытых горных работ, так и для проходки подземных горных выработок.

Известно устройство для разрушения горных пород, включающее цилиндрический корпус, перемещающийся внутри корпуса аккумулирующий блок с бойком, и рабочий инструмент с хвостовиком, расположенным в аккумулирующей камере 1.

Недостаткамии этого устройства являются отсутствие средств пылеподавления при разрушении пород и то, что разрушение пород осуществляется только лишь путем внедрения рабочего инструмента в породу.

Известно также устройство для разрушения горных пород, включающее образующие камеру сгорания цилиндрический корпус и расположенный в нем поршень, подпружиненный относительно корпуса породоразрушающий инструмент, гидронагнетательную полость с перемещающимся в ней штоком и выпускным каналом, выходящим на рабочую поверхность породоразрушающего инструмента, и системы смесеобразования и воспламенения 2.

Недостатком известного устройства является его недостаточная эффективность разрушения пород, объясняемая тем, что в нем энергия, расходуемая на сжатие жидкости в гидронагнетательной полости не используется на разрушение породы.

Целью изобретения является повышение эффективности разрущения пород путем нагнетания жидкости в трещины разрушаемой ударной нагрузкой породы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, включающем образующие камеру сгорания цилиндрический корпус и расположенный в нем поршень, подпружиненный относительно корпуса породоразрушающий инструмент, гидронагнетательную полость с перемещающимся в ней штоком и выпускным каналом, выходящим на рабочую поверхность породоразрушающего инструмента, и системы смесеобразования и воспламенения, гидронагнетательная полость расположена в породоразрушающем инструменте, жестко связанном с поршнем, который выполнен с внутренней цилиндрической полостью, имеюш.ей связанный со штоком плунжер с расположенными вдоль его оси каналами, при этом выпускной канал гидронагнетательной полости выведен на режущую кромку рабочей поверхности породоразрушающего инструмента.

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2.

Устройство для разрушения горных пород содержит корпус , образующий камеру 2 сгорания совместно с поршнем 3, жестко соединенным с породоразрушающиМ инструментом 4, в котором закреплен резец 5 с режущей кромкой 6. Породоразрушаюишй инструмент имеет приливы 7, к которым крепятся иаправляюгцие 8, расположенные в щеках 9, образованных регулировочными болтами 10, ввинчивающимися в приливы 11 на корпусе 1, а крепежны отверстия 12 в щеках 9 выполнены овальными в проущинах 13. Поршень 3 имеет уплотнительные кольца 14, а внутри него выполнена цилиндрическая полость 15, в которой помещен массивный плунжер 16 со штоком 17. Шток 17 входит в гидронагнетательную полость 18, выполненную в породоразрушающем инструменте 4, и соединенную выпускным каналом, расположенным вдоль оси резца 5, с режущей кромкой 6 резца. Гидронагнетательная полость 18 сообщается с выпускным каналом через выпускной обратный клапан 19, а с питающим шлангом 20 - через обратный клапан 21. Кроме того, полость 15

0 имеет сливное отверстие 22, а плунжер 16 имеет сквозные отверстия 23. Камера 2 сгорания имеет выхлопное отверстие 24, сообщающееся с патрубком 25, оборудованным задвижкой 26. В торцовой части камера сгорания оснащена патрубком 27 подачи сжа5 того воздуха, причем внутри патрубка 27 помещена топливная форсунка 28. Патрубок 27 сообщается с внешней сетью сжатого воздуха через крановую задвижку 29, которая оборудована рукояткой 30 для ручного включения и подпружиненным кронштейном 31 для автоматического включения зацепом 32, расположенным на направляющей 8. Корпус 1 устройства имеет соединительный фланец 33, крепящийся к фланцу 34 манипулятора 35. Манипулятор 35 расположен на боковой машине и оборудован подпружиненным фиксатором 36 и топливонасосом 37, связанным с топливной форсункой 28. На направляющей 8 расположен соосно относительно плунжерной головки насоса 37 упорный кулачок 38. Породоразру0 шающий инструмент 4 выполнен с кронщтейнами 39, к которым прикреплены пружины 40, соединенные с фланцами 33 и 34. Клапанные механизмы 19 и 21 имеют одинаковую конструкцию и содержат всасывающий канал 41, канал 42 для подпружинеино го шарика 43 и обводные каналы 44.

Запуск устройства в работу выполняется при закрытом задвижкой 26 выхлопном канале путем впуска через патрубок 27 в камеру сгорания сжатого воздуха. При этом

0 поршень 3 с породоразрушающим инструментом 4 перемещается в крайнее левое положение, растягивая пружины 40, причем зацеп 32 фиксируется подпружиненным фиксатором 36. Затем освобождают зацеп 32

.j от фиксатора 36, чем прекращают подачу сжатого воздуха в камеру сгорания и открывают выхлопной канал. Давление сжатого воздуха в камере 2 сгорания падает. При этом пружины 40 разгоняют поршень 3 и породоразрушающий инструмент вправо. После перекрытия поршнем 3 выхлопного отверстия 24 происходит сжатие воздуха в камере сгорания. При подходе поршня к- торцу цилиндра кулачок 38 ударяет в плунжер топливного насоса 37, и через форсунку 28 топливо впрыскивается в камеру сгорания, распыляется в нагретом от сжатия воздухе и воспламеняется. В дальнейшем давление продуктов сгорания перемещает поршень 3 с породоразрушающим инструментом 4 влево (рабочий ход) до внедрения резца 5 в породу. В момент торможения в породе породоразрушающего инструмента 4 массивный плунжер 6 перемешается по инерции влево в полости 15 и продавливает порцию жидкости штоком 17 из гидронагнетательной полости 18 через осевой канал в резце 5 в трешины массива породы. В этот момент обратный клапан 21 закрыт, а клапан 19 открыт. Во время рабочего хода зацеп 32 входит в зацепление с кронштейном 31 и отрывает на некоторое время подачу сжатого воздуха в камеру сгорания, осуществляя тем самым ее про-Ч

А да f # П 9 VfS wi QiA:--lA Ъ.. -НH. дувку через выхлопное отверстие 24. При обратном движении породообразующего инструмента задвижка 29 автоматически закрывается, происходит сжатие воздуха поршнем 3 в камере сгорания. В этот момент поршень 3 замедляет движение, а плунжер 16 по инерции продолжает движение вправо. При этом шток 17 создает разрежение в полости 18, в результате чего она заполняется жидкостью из питающего шланга 20 через открытый клапан 21. Во время выполнения рабочего и обратного ходов плунжера воздух из одной части полости 15 перетекает в другую часть через отверстия 23 в плунжере 16. При подходе поршня 3 к торцу цилиндра вновь происходит впрыск топлива в камеру сгорания и в дальнейшем рабочий цикл устройства повторяется. Применение устройства для разрушения .горных пород позволяет существенно повысить эффективность разрушения горных пород за счет обеспечения комбинированного воздействия на массив нагрузок, созданных как -внедрением породоразрущающего инструмента, так и впрыскиванием в ejo трещины жидкости под давлением. 1

39

фи(г. 3

Б- Б

13

Фиг. 4

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД, включающее образующие камеру сгорания цилиндрический корпус и расположенный в нем поршень, подпружиненный относительно корпуса поi ii;;::i;)rbu4 родоразрушающнй инструмент, гидронагнетательную полость с перемещающимся в ней штоком и выпускным каналом, выходящим на рабочую поверхность породоразрущающего инструмента, и системы смесеобразования и воспламенения, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности разрушения пород путем нагнетания жидкости в трещины разрушаемой ударной нагрузкой породы, гидронагнетательная полость расположена в породоразрушающем инструменте, жестко связанном с поршнем, который выполнен с внутренней цилиндрической полостью, имеющей связанный со штоком плунжер с расположенными вдоль его оси каналами, при этом выпускной канал гидронагнетательной полости выведен на режуi щую кромку рабочей поверхности породоразрушающего инструмента. (Л CX) о Oi