Сопло для нанесения набрызг-бетонной смеси Советский патент 1990 года по МПК E21D11/10 

Изобретение относится преимущественно к горному делу и может быть использовано при набрызг-бетонировании горных выработок.

Целью изобретения является повышение качества . набрызг-бетонной крепи за счет снижения динамических нагрузок от пульсации бетонной смеси.

На фиг. 1 изображен сборочный чертеж устройства для нанесения набрызг-бетонной крепи; на фиг. 2 - эпюра сил. действующих в устройстве; на фиг. 3 -.зависимость скорости вылета смеси из сопла от угла.раскрытия экрана.

Устройство состоит из корпуса сопла 1, на котором установлен цилиндрическо-конический насадок 2 с возможностью продольного перемещения относительно оси сопла 1. В нижней части насадка имеется фланец 3, с которым посредством шарнира 4 соединены секции защитного экрана 5, имеющие форму трапеции с тремя прямолинейными сторонами {меньшее основание и две боковые стороны) и большим основанием, изогнутым по радиусу минимального раскрытия экрана в плоскости, перпендикулярной его образующей. Для обеспечения удержания отскока на своей внутренней поверхности экран {а следовательно и его секции) должен быть жестким вдоль образующей и упругим в перпендикулярном направлении. Этого можно достигнуть, если

о

Сл) Os

ю о

выполнить секции экрана из эластичного материала с подкрепляющим армированием, например сталью. В собранном виде секции экрана перекрываются одним краем вдоль образующей. В нижней части насадка на фланцах 3 закреплена пружина 6, второй конец которой жестко закреплен в кольцевом упоре 7, расположенном на корпусе сопла 1. В средней части каждая секция экрана шарнирно соединена посредством жесткой тяги 8 с кольцевым упором 7. Внутри упора имеется кольцевая камера 9 с кольцевой щелью 10, направленной в сторону защитного экрана 5.-Камера 9 служит для формирования водовоздушной завесы вок- |руг сопла. Водовоздушная смесь подается в ;камеру через патрубок 11, а добавки к на- |брызг-бетону - через патрубок 12.

Устройство работает следующим образом.

Устройство с помощью манипулятора подводится к поверхности выработки на расстояние 50-100 см от края защитного экрана через сопло 1. Одновременно с подачей набрызг-бетонной смеси водовоздуш- ная смесь впрыскивается через патрубок 11 в камеру 9, где формируется в плоскую конусообразную струю, и, обтекая защитный экран 5, перемещается к обрабатываемой поверхности. При этом водовоздушная струя параллельна внешней поверхности защитного экрана 5. Готовая бетонная смесь поступает через сопло 1 и насадок 2 к обрабатываемой поверхности, предварительно очищенной от отслоившейся поро- ды. Частицы бетонной смеси, отскочившие От поверхности, попадают на защитный эк- ;ран 5, скатываются по наклонной внутренней поверхности, смешиваются с основным потоком и вновь направляются к обрабаты- ваемой поверхности. Происходит это при помощи перепускных патрубков (не показаны), соединяющих нижнюю часть внутренней поверхности экрана и канал сопла, располагающихся между соплом 1 и пружи- ной 6 и состоящих из двух частей, входящих друг в друга, из которых одна закреплена в нижней части подвижного экрана, а вторая - на фланце сопла с выходом в его внутренний канал.

При налипании компонентов бетонной смеси в трубопроводе изменяется ее массовая скорость (расход) при прохождении через сопло.

Налипание отдельных зерен смеси на стенки трубопровода приводит к уменьшению его поперечного сечения и увеличению аэродинамического сопротивления. В месте сужения газоматериальный поток разделяется, причем частицы бетонной смеси

частично оседают, а воздух, ускоряясь в сужении, преодолевает его. Таким образом, к соплу подается меньшее количество бетонной смеси и массовая скорость (расход) ее уменьшается. Если учитывать, что плотность бетонной смеси /Эс на три порядка превышает плотность транспортирующего его воздуха 2000 кг/м, кг/м реактивная сила струи также уменьшается, причем существенно, а насадок 2 притягивается пружиной 6, действующей на фланцы 3, к упору 7. При этом защитный экран прикрывается (складывается), а его секции поворачиваются на шарнирах 4. Присдувании налипших зерен с поверхности трубопровода к соплу поступает газоматериальный поток с повышенным содержанием бетонной смеси и массовая скорость вылета ее из сопла 1 увеличивается. При этом насадок 2 воспринимает динамическую нагрузку, перемещаясь от упора 7 в направлении движения струи бетонной смеси, При этом защитный экран 3 раскрывается и динамическая нагрузка компенсируется водовоз- душным потоком, истекающим из камеры 9 через кольцевую щель 10. Пружина 6 выполняет роль демпфера при скачкообразном раскрытии и закрытии экрана, а раскрытие экрана 5 в запредельное положение предотвращает жесткая тяга 8. По мере затухания динамических нагрузок защитный экран 5 прикрывается и насадок 2 возвращается в исходное положение под действием пружи- ны 6.

Из графика (фиГ, 3) следует, что угол раскрытия экрана достаточный для погашения пульсаций одного порядка со скоростью истечения бетонной смеси и при нормальных условиях работы составляет 35-50°. Минимальный угол раскрытия экрана не превышает угла раскрытия водовоздушной смеси и составляет не более 25°.

Формула изобретения

Сопло для нанесения набрызг-бетонной смеси, содержащее корпус, защитный экран и патрубки для подачи водовоздушной смеси и добавок, отличающееся тем, что, с целью повышения качества набрызг-бетонной крепи за счет снижения динамических нагрузок от пульсации бетонной смеси, корпус сопла снабжен упором и коническим насадком, установленным на нем с возможностью продольного перемещения и связанным с упором корпуса при помощи пружины, при этом нижний конец насадка оснащен фланцем, а защитный экран выполнен секционным и каждая его секция

установлена на фланце насадка с возможностью поворота и шарнирно связана жесткой тягой с упором корпуса, внутри

которого выполнена кольцевая камера с кольцевой щелью, направленной в сторону защитного экрана.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано в процессе крепления выработок набрызг-бетоном. Цель - повышение качества набрызг-бетонной крепи за счет снижения динамических нагрузок от пульсации бетонной смеси. Для этого корпус сопла 1 снабжен упором 7 и установленным на корпусе с возможностью продольного перемещения коническим насадком 2 с фланцем 3, причем насадок 2 посредством пружины 6 связан с упором 7. С фланцем 3 посредством шарнира соединены секции секционного защитного экрана 5 с возможностью поворота. Жесткой тягой 8 каждая секция экрана 5 шарнирно связана с упором 7. Внутри упора 7 выполнена кольцевая камера 9 с кольцевой щелью 10, направленной в сторону экрана 5. Водовоздушная смесь подается в камеру 9 через патрубок 11, а добавки к набрызг-бетону - через патрубок 12. Насадок 2 воспринимает динамическую нагрузку, перемещаясь от упора 7 в направлении движения струи бетонной смеси. Экран 5 раскрывается и динамическая нагрузка компенсируется водовоздушным потоком, истекающим из камеры 9 через щель 10. 3 ил.

RUN

140

т

100

во

60 40

w

so 40 50 60 70 80 Фиг. 3

OL