Устройство для отбойки горных пород Советский патент 1990 года по МПК E21C37/08 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к устройствам для разрушения горных пород и бетонных конструкций.

Целью изобретения является сниже- ние расхода электроэнергии на отбойку горляндой устройств за счет использования потенциальной энергии рабочего тела.

На фиг. 1 изображена гирлянда устройств, общий вид; на фиг. 2 - устройство, разрез-, на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. А - узел крепления патрубка к корпусу устройства; на фиг. 5 - схема электрической сети.

Система для отбойки горных пород содержит устройства 1, соединенные с помощью патрубков 2 в единую гирлянду, требуемой длины. На начальном патрубке 3, завершаемом рукоятью k, размещены установочный механизм 5 и пульт 6 управления с кабелем .

Устройство (фиг. 2 и 3) состоит из цилиндрического корпуса 8, напол- ненного рабочим телом (например, жидкостью) 9 выдвижного поршня 10, крышки 11, зажимного кольца 12, уплотнителей 13, электронагревателя 1А рабочего тела, электролитами 15 подвода электрического тока переключателя 16 и реле 17 давления. Переключатель 16 представляет собой двуплечий рычаг, который закреплен на электрически соединенной с одним из проводов линии 15 оси 18 и может быть законтактирован или с клеммой 19 (фиг. 2) электронагревателя 1 или электроконтактом 20 электролинии

последующего устройства. Переключатель снабжен выступающей из корпуса 8 рукоятью 21 из электроизоляционного материала. Эта рукоять предназна - чена для ручного перевода двуплечего рычага в исходное положение (на контакт с клеммой 19). Для устранения самопроизвольного перемещения двуплечего рычага вокруг оси 18 в корпусе 8 установлена пружина 22.

Таким образом, система реле-переключатель 16 и 17 служат для «поочередной связи с электромагистралью своего электронагревателя до достижения заданной величины параметров рабочего тела в корпусе при нагревании и электронагревателя последующего в горлянде устройства после достижения заданной величины параметров рабочего тела в корпусе.

При необходимости камеру размещения переключателя 16 и пружины 22 герметизируют водонепроницаемой гибкой оболочкой (на чертеже), которая не должна препятствовать перемещению рукояти 21. Последняя является механизмом независимого от величины параметров рабочего тела перевода переключателя в исходное положение.

Возвращение реле 17 в исходное положение не приводит к автоматическому возврату переключателя 16 в исходное положение, так как его соединение с клеммой 20 фиксируется пружиной 22 и в исходное положение переключатель 16 может быть переведен лишь при воздействии на его рукоять 21 внешней силы (перевод осуществляется вручную по аналогии с комнатны51

ми выключателями). Таким образом, пружина 22 является фиксатором второго (последнего) положения переключателя .

В устройстве возможно использоват и иные известные конструкции переключателей. Однако они должны обеспечивать надежную подачу электротока на контакты 19 и 20 в требуемой последовательности и иметь рукоять для их ручного перевода в исходное положение.

В качестве установочного механизма 5 также могут быть использованы любые из известных конструкций, позволяющие закрепить устройство в скважине.

Реле 17 давления может быть выполне

0

5

равления. При этом включаемые в гирлянду устройства должны при работе создавать необходимую для разрушения породы величину давления (что устанавливается предварительными экспериментами) , а диаметр этих элементов должен быть на 0,5-5 мм меньше диаметра пробуренных скважин. В гирлянду включают силовые элементы с одинаковой или различной (при необходимости) величиной создаваемого давления и длиной корпусов силовых элементов, что характеризует их мощность.

Смонтированное устройство с находящимися в нижнем положении поршнями 10 устройств 1 и соединенными с клеммами 19 переключателями 16 (в указанное исходное положение пере

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и предназначено для разшурения горных пород и бетонных конструкций. Сущность: снижение расхода электроэнергии на отбойку гирляндой устройств за счет использования потенциальной энергии рабочего тела. 3 ил.

но в виде стержня, расположенного парал-20 ключатели переводят вручную посредлельно продольной оси корпуса 8 и подпружиненного пружиной 23. Стержень своей хвостовой частью соприкасается с переключателем 16, а головкой 2k введен во внутреннюю полость корпуса 8, Головка снабжена роликом 25, который опирается на наклонную поверхность 26 стенки отверстия 27, образованного в торце поршня 10 со стороны установленного в корпусе реле давления.

Силовые элементы в гирлянду соединены с помощью патрубкрв 2, которые представляют собой куски кабеля с жесткой или эластичной оболочкой, оснащенные на торцах шайбами 28 и соединительными гайками 29.

Узел соединения патрубка с корпусом 8 силового элемента показан на фиг. k.

Посредством электропроводов линии 15, размещенных в патрубках 2 и корпусе 8, электронагреватели всех устройств гирлянды через переключатели 16 соединены в единую электрическую сеть по параллельной схеме (фиг. 5), которая присоединена к пульту 6 управления. В эту же сеть по последовательной схеме включена сигнальная лампа 30.

Устройство работает следующим образом.

В соответствии с конкретными условиями на месте производства отбойки (или в ином месте) из устройств 1 и патрубков 2 монтируют гирлянду необходимой длины, к которой присоединяют начальный патрубок 3 с установочным механизмом 5 и пультом 6 упством рукояти 21) опускают в скважин и закрепляют в ней установочным механизмом 5. Далее кабель 7 соедин - ют с наружной электромагистралью

25 источника электрического тока и

включают пускатель на пульте 6 управ ления.

При включенном пускателе (фиг. 5) электрический ток проходит по провоJQ дам линии 15, зажигает сигнальную лампу 30 и через переключатель 16 и клемму 19 поступает только в электронагреватель }k первого от начала гирлянды устройства, что ведет1к наг реву рабочего тела 9 в его корпусе. Под воздействием нагрева рабочее тело расширяется, но наружное сопротив ление движению поршня 10 может оказаться весьма большим. Поэтому рабочее тело, расширяясь при негреве, оказывает давление на стенки корпуса 8, поршня 10 и головку 2 реле давле ния. Когда указанное давление превышает определенную величину, на которую рассчитана пружина 23, эта пру жуна реле начинает сжиматься, и головка 2k со стержнем перемещаются вдоль корпуса и отсоединяют переключатель 16 от клеммы 19. Это приводит к прекращению подачи электрического тока в сигнальную лампу 30 (она тухнет) и в электронагреватель k первого силового элемента (нагрев рабочего тела прекратится).

Однако при движении стержня реле давления переключатель 16, отсоединившись от клеммы 19, сразу же автоматически соединяется с контактом 20 (чему способствует пружина 22), и

40

45

50

55

ключатели переводят вручную посредством рукояти 21) опускают в скважину и закрепляют в ней установочным механизмом 5. Далее кабель 7 соедин - ют с наружной электромагистралью

источника электрического тока и

включают пускатель на пульте 6 управления.

При включенном пускателе (фиг. 5) электрический ток проходит по проводам линии 15, зажигает сигнальную лампу 30 и через переключатель 16 и клемму 19 поступает только в электронагреватель }k первого от начала гирлянды устройства, что ведет1к нагреву рабочего тела 9 в его корпусе. Под воздействием нагрева рабочее тело расширяется, но наружное сопротивление движению поршня 10 может оказаться весьма большим. Поэтому рабочее тело, расширяясь при негреве, оказывает давление на стенки корпуса 8, поршня 10 и головку 2 реле давления. Когда указанное давление превышает определенную величину, на которую рассчитана пружина 23, эта пру- жуна реле начинает сжиматься, и головка 2k со стержнем перемещаются вдоль корпуса и отсоединяют переключатель 16 от клеммы 19. Это приводит к прекращению подачи электрического тока в сигнальную лампу 30 (она тухнет) и в электронагреватель k первого силового элемента (нагрев рабочего тела прекратится).

Однако при движении стержня реле давления переключатель 16, отсоединившись от клеммы 19, сразу же автоматически соединяется с контактом 20 (чему способствует пружина 22), и

электрический ток вновь зажигает сигнальную лампу 30 и начинает поступать теперь на электронагреватель 1 второго устройства, вызывая в нем разогрев рабочего тела 9. Дальнейший процесс повышения давления внутри корпуса второго устройства, срабатывание в нем реле давления и подсоединения к сети третьего устройства производится также автоматически предлагаемым способом. Аналогичная картина повторяется и при включении в работу всех последующих устройств, включенных в гирлянду.

Нагретое до высокой температуры рабочее тело 9 в корпусе 8 остывает продолжительное время и поэтому все устройства после выключения их электронагревателей оказывают сильное давление на стенки скважины, в результате чего при подключении какс- го-то устройства гирлянды происходит отбойка горных пород секционно или по всей длине скважины. Это разру- шение вызвано воздействием на породу всех п устройств гирлянды. Такое разрушение потребует меньшего расхода энергии по сравнению с одновременной работой всех устройств гир- лянды. Ступенчатое нарастание давления на стенки скважины позволяет такие использовать для отбойки породы эффект цикличного приложения нагрузки .

Если в процессе отбойки около ка- кого-то устройства порода оказывается разрушенной и оказывает малое наружное сопротивление, то поршень 10 этого устройства начинает выдвигаться из корпуса, и давление рабочего тела в корпусе не достигает величины, необходимой для срабатывания рел давления. В этом случае подъем поршня вызывает скольжение ролика 25 по наклонной поверхности 26 отверстия 27 образованного в стенке поршня 10. Скольжение ролика приводит к перемещению головки со сдержнем реле давления вдоль продольной оси устрой

10

15

0

5 ,

40

ства и к срабатыванию переключателя 16.

Таким образом, предлагаемая конструкция устройства обеспечивает автоматическое переключение электротока на последующий электронагреватель даже при меньших критического значения давлениях рабочего тела.

Если при работе предлагаемого устройства сигнальная лампа не загорается продолжительное время, то это указывает, что процесс отбойки породы на данном участке завершился. Тогда пускатель пульта управления выключают, устройство извлекают, осматривают, опускают поршни и переключатели 16 в исходное положение, а затем устанавливают гирлянду в следующую скважину для последующей отбойки породы или разбивают на составные части при прекращении горных работ.

Формула изобретения

Устройство для отбойки горных пород, включающее корпус с выдвижным поршнем, электронагреватель рабочего тела в полости корпуса под поршнем, электролинию подвода электрического токэ, отличающееся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии на отбойку гирляндой устройств за счет использования потенциальной энергии рабочего тела, устройство снабжено реле-переключателем для поочередной связи с электромагистралью своего электронагревателя до достижения заданной величины параметров рабочего тела в корпусе при нагревании и электронагревателя последующего в гирлянде устройства после достижения заданной величины параметров рабочего тела в корпусе, фиксатором последнего положения переключателя и механизмом независимого от величины параметров рабочего тела перевода переключателя в исходное положение.

Ј-гпф

Ы

а

N

«N

UP X

00008 1

/5

Фие.5