Устройство для бурения восстающих шпуров Советский патент 1992 года по МПК E21C5/00 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для бурения шпуров в кровле горных выработок, и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт.св. Ms 1709084.

В основном изобретении по авт.св. № 1709084 описано устройство для бурения восстающих шпуров, используемое в условиях подземного производства для бурения шпуров в кровле горных выработок. Это устройство выполнено в виде соединенных в раму направляющих стоек, с которыми связана с возможностью поступательного перемещения каретка, содержащая установленный в ней привод буровой штанги. Кроме этого, с кареткой связаны силовые гидроузлы, выполненные в виде опорных гидропатронов, плунжеры которых связаны с кареткой, а корпуса помещены с возможностью относительного перемещения в опорные стаканы, связанные посредством хомутов с направляющими стойками, причем на дно опорных стаканов уложены упругие элементы, а рабочие полости опорных гидропатронов имеют возможность сообщения с гидроприводом посредством соос- ных отверстий в корпусах опорных гидропатронов и опорных стаканов При этом опорные стаканы связаны с направляющими стойками посредством гидравлических захватов, а друг с другом - посредством гибкого элемента, подвижно связанного также с кареткой.

В этом устройстве нет системы управления работой гидроузлов, что требует ручных операций для поочередной подачи в них жидкости высокого давления, чем усложняется обслуживание устройства. Кроме этого, использование постороннего источника высокого давления требует большой длины гидрокоммуникации, снижает его компактность и мобильность.

Цель изобретения - повышение компактности и мобильности устройства.

ч

XJ

О

ГО

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве по авт.св. № 1709084 гидропривод выполнен в виде кинематически связанного с приводом вращения штанги гидронасоса и сообщающегося с ним установленного на каретке бачка с жидкостью, а гибкий элемент выполнен с выступами, отстоящими друг от друга на расстоянии, не превышающем хода плунжера опорного гидропатрона. При этом сило- вые гидроузлы гидралически связаны с гидроприводом через распределитель, который имеет рукоять переключения и размещен на каретке с возможностью взаимодействия рукоятки с выступами гиб- кого элемента.

Такое конструктивное решение обеспечивает автоматическое управление подачей каретки и необходимую для мобильности автономность устройства.

На фиг,1 и 2 показаны положения элементов устройства в различные моменты его работы; на фиг.З изображен гидроузел; на фиг.А - гидравлический элемент.

Устройство содержит направляющие стойки 1, каретку 2 с установленным в ней приводом 3, штангу 4, опорные стаканы 5, связанные с направляющими стойками 1 посредством хомутов б и друг с другом посредством гибкого элемента 7, огибающего шкив 8, установленный под кареткой 2. Силовые гидроузлы выполнены в виде опорных гидропатронов. Внутрь стаканов (фиг.З) помещены упругие элементы 9 постоянной жесткости и корпуса 10 опорных гидропат- ронов, плунжеры 11 которых связаны с кареткой 2. Рабочие полости гидропатронов сообщаются с распределителем 12 посредством соосных отверстий 13 в стакане и корпусе гидропатронов. Кроме этого, к рас- пределителю 12 подключены захваты в виде захватных гидропатронов, корпуса 14 которых связаны с хомутами 6, а плунжеры 15 - с упругим полукольцами 16 (фиг.4), охватывающими направляющие стойки 1. Распре- делитель 12 гидравлически связан с гидроприводом, состоящим из бачка 17 и гидронасоса 18, ось которого помещена в шпинделе привода, корпус механически связан с корпусом привода, а на свободном конце оси укреплен конец буровой штанги 4. На гибком элементе 7 выполнены выступы 19, расстояние между которыми не превышает хода плунжера опорного гидропатрона. При этом выступы 19 имеют воз- можность взаимодействия с рукояткой переключателя 20 распределителя.

На фиг.1 показано устройство в момент работы левого гидроузла. Привод 3 вращает ось гидронасоса 18 и укрепленную на ней

штангу 4. При этом штанга производит бурение, а гидронасос подает жидкость под высоким давлением из бачка 17 через распределитель 12 в рабочие полости гидропатронов левого гидроузла. Захватный гидропатрон распирается корпус 14 и плунжером 15 между хомутом 6 и упругим полукольцом 16 (фиг.4), обеспечивая прижатие последнего к стойке с усилием, обеспечивающим необходимую силу трения. Одновременно с этим плунжер 11 опорного гидропатрона производит подачу каретки 2 с приводом 3 по направляющим стойкам 1, При этом правый гидроузел посредством гибкого элемента 7 подтягивается через шкив 8 к каретке, а жидкость, вытесняемая соответствующим плунжером 11 из опорного гидропатрона правого гидроузла, через распределитель 12 попадает в бачок 17. По мере подъема каретки 2 относительно левого гидроузла правый выступ 19 на гибком элементе 7 приближается к рукоятке переключения 20 распределителя 12 и к моменту полного выдвижения плунжера 11 левого опорного гидропатрона выступ 19 взаимодействует с рукояткой 20, происходит переключение распределителя 12, которое приводит к подаче высокого давления от гидронасоса 18 в рабочие полости гидропатронов правого гидроузла и соединению рабочих полостей гидропатронов левого гидроузла с бачком 17. Теперь подачу каретки осуществляет правый гидроузел, а левый подтягивается гибким элементом 7 к каретке, при этом левый выступ 19 на гибком элементе приближается к рукоятке. Устройство в этот момент показано на фиг.2. Далее цикл повторяется. Так как расстояние между выступами 19 не превышаетхода плунжера опорного гидропатрона, подача каретки производится непрерывно.

Во время работы усилие подачи каретки ограничивается упругим элементом 9 (фиг.З), постоянная жесткость которого устанавливается равной максимально возможному по технической характеристике привода усилию, Если прочность пород не обеспечивает необходимой скорости бурения, давление, развиваемое в рабочей полости гидропатрона, приводит к сжатию упругого элемента 9 и смещению корпуса 10, благодаря чему уменьшается пропускная способность канала 13 из-за сдвига соосных отверстий. Тем самым достигается уменьшение притока агента высокого давления в рабочую полость и автоматически устанавливается необходимая скорость подачи при максимально допустимом усилии.

Таким образом производится бурение шпура на необходимую глубину после чего привод отключается, и каретка вместе с гидроузлами под действием собственной массы опускается

Предлагаемое техническое решение позволяет упростить обслуживание и сократить трудозатраты на бурение за счет автоматизации управления гидроузлами, дает возможность производить буровые работы в условиях отсутствия внешнего источника давления, мобильно перемещать устройство на место бурения

Формула изобретения

Устройство для бурения восстающих шпуров по авт ев Мз 1709084, отличаю0

5

щ е е с я тем, что, с целью повышения компактности и мобильности устройства гидропривод выполнен в виде кинематически связанного с приводом вращения штанги гидронасоса и сообщающегося с ним установленного на каретке бачка с жидкостью, а гибкий элемент выполнен с выступами, отстоящими друг от друга на расстоянии, не превышающем ход плунжера опооного гидропатрона, при этом силовые гидроузлы гидравлически связаны с гидроприводом через распределитель, который имеет рукоять переключения и оазмв1- щен Ъа каретке с возможностью взаимодействия рукоятки с выступами гибкого элемента.

Использование: в горной промышленности при бурении шпуров и скважин в кровле горных выработок. Сущность изобретения; устройство для бурения шпуров содержит буровую штангу с приводом в каретке, направляющие стойки, силовые гидроузлы и гидропривод, состоящий из гидронасоса и бачка с жидкостью. Устройство отличается тем, что гидронасос кинематически связан с приводом штанги и вместе с бачком размещен на каретке и гидравлически связан с силовыми гидроузлами через распределитель Ручка распределителя взаимодействует с выступами на гибком элементе, которые расположены на нем на расстоянии, не превышающем хода плунжера опорного гидропатрона. 4 ил.

Фиг 1

Фиг. 2

фаг 4

фиг. 3