Устройство для разрушения горных пород Советский патент 1992 года по МПК E21C25/38 E21C35/22 

Изобретение относится к угольной и горной промышленности и может быть применено, например, в исполнитель- ных органах комбайнов для разрушения горных пород.

Известна породоразрушающая головка с пылеподавлением, состоящая из кулака, закрепленного в кулаке резца и имеющая устройство подачи жидкости для пылеподаеления непосредственно через резец в виде удлиненной втулки и узла уплотнения.

Известно устройство для крепления породного резца, включающее закрепленный на корпусе кулак с установленным в нем резцом и имеющее устройство подвода жидкости для пылеподавле- ния через резец в виде втулки с эластичными уплотнениями.

i.

Известно породоразрушающее устройство, состоящее из кулака, закрепленного в кулаке резца и водоподающее устройство.

Ю Ю

ю

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является породо- разрушающий инструмент, включающий резцедержатель с закрепленным в нем резцом, который выполнен с каналом, внутри которого с зазрром размещено струеформирующее устройство, выполненное в виде полой трубки, один конец которой снабжен насадкой, а другой жестко соединен с водоподводя- щим коллектором„

Недостатками такой конструкции являются: конструктивное выполнение

,5

10

3, представляющий собой тело вращени состоящий из державки b и твердоспла ной вставки 5, в породоразрушающем инструменте 3 выполнен продольный ка нал 6 с диаметром выходного отверсти D.B продольном канале породоразруша щего инструмента 3 с зазором А разме щено струеформирующее приспособление 7, состоящее из трубки 8, на одном конце которого установлен насадок 9 с выходным соплом диаметра d, а другой выполнен в виде штуцере 10 с уп лотнительным кольцом 11 и закреплен

резца, исключающее возможность прово-J5 в корпусе подводящего коллектора 12

с помощью стопора 13. Породоразрушаю щий инструмент 3 от выпадения из ре цедержателя 2 удерживается стопором Величина зазора между внешней

рачивания его в процессе разрушения горных пород, что снижает эо|)фектив- ность разрушения и сокращает срок службы инструмента; в устройстве не

с помощью стопора 13. Породоразрушаю- щий инструмент 3 от выпадения из резцедержателя 2 удерживается стопором Величина зазора между внешней

предусмотрено приспособление для лик-20 стенкой струеформирующего приспособ25

видации заштыбовки каналов для подачи рабочей жидкости, поэтому существует опасность заштыбовки этих каналов и выхода из строя устройства в целом.

Целью изобретения является повышение эффективности его работы за счет повышения долговечности породоразру- рушающего инструмента при одновременном увеличении надежности его работы 30 за счет снижения возможности заштыбовки сопла.

Поставленная цель достигается тем, что продольный канал в резцедержателе и державка породоразрушакщего ин- дп струмента имеют цилиндрическую форму, при этом породоразрушающий инструмент установлен с возможностью вращения относительно резцедержателя и трубки струеформирующего приспособления, a .JJQ продольные оси симметрии сопла в твео рдосплавной вставке и продольного ка4- нала в породоразрушающем инструменте распо. на продольной оси симмет-- рии породоразрушающего инструмента, $5 причем диаметр сопла в твердосплавной вставке не более величины зазора мем- ДУ трубкеи струеформирующего приспособления v. стенкой продольного канала в породоразрушающем инструменте и не менее чем в -Г21 раза превышает диаметр выходного сопла в насадке струеформирующего приспособления.

На чертеже показано устройство для разрушения горных пород.

50

ления 7 и стенкой канала инструмента 6 определяется из соотношения

Аз

Породоразрушающий инструмент 3 по- казан в контакте с забоем 15.

Устройство работает следующим образом.

Находящийся в контакте с разрушаемой породой породора-зрушающий инстг румент 3 перемещается по забою 15. Одновременно через коллектор 12, далее, через трубку 8, через насадок: 9 струеформирующего приспособления 7 в виде высоконапорной струи в выходное отверстие канала 6 породоразрушающего инструмента 3 подается жидкость под высоким давлением (более 100 НПа) непосредственно в зону разрушения. В -процессе резания массива 15, под действием составляющее усилия резания, происходит проворачивание породоразрушающего инструмента 3 вокруг его- оси. Учитывая, что струеформирующее приспособление 7 размещено в продольном канале 6 породоразрушающего инструмента 3 с зазором А, оно не препятствует проворачиванию инструмента 3. В результате проворачивания породоразрушающего инструмента 3 происходит равномерное изнашивание его режущей части, что повышает износостойкость и долговечность инструмента, а следовательно/и эффективность разрушения массива. В свою очередь, так как из- за наличия зазора А между внешней

- г ./ - г- - . .- f г, -СС оа aj Mri л oaovy a п опс-шгтс-к

Устройство представляет собой закреп- йастенкой струеформирующего приспособленный на корпусе 1 резцедержатель 2,ления 7 и стенкой канала 6 инструмен- в отверстие резцедержателя 2 вставлен та 3, инструмент 3 не имеет механи- с зазором породоразрушающий инструментческой связи с; трубкой 8 струеформи

3, представляющий собой тело вращения, состоящий из державки b и твердосплавной вставки 5, в породоразрушающем инструменте 3 выполнен продольный канал 6 с диаметром выходного отверстия D.B продольном канале породоразрушаю- щего инструмента 3 с зазором А размещено струеформирующее приспособление 7, состоящее из трубки 8, на одном конце которого установлен насадок 9 с выходным соплом диаметра d, а другой выполнен в виде штуцере 10 с уп- лотнительным кольцом 11 и закреплен

в корпусе подводящего коллектора 12

с помощью стопора 13. Породоразрушаю- щий инструмент 3 от выпадения из резцедержателя 2 удерживается стопором Величина зазора между внешней

0 стенкой струеформирующего приспособ5

30

дп .JJQ $5

50

ления 7 и стенкой канала инструмента 6 определяется из соотношения

Аз

Породоразрушающий инструмент 3 по- казан в контакте с забоем 15.

Устройство работает следующим образом.

Находящийся в контакте с разрушаемой породой породора-зрушающий инстг румент 3 перемещается по забою 15. Одновременно через коллектор 12, далее, через трубку 8, через насадок: 9 струеформирующего приспособления 7 в виде высоконапорной струи в выходное отверстие канала 6 породоразрушающего инструмента 3 подается жидкость под высоким давлением (более 100 НПа) непосредственно в зону разрушения. В -процессе резания массива 15, под действием составляющее усилия резания, происходит проворачивание породоразрушающего инструмента 3 вокруг его- оси. Учитывая, что струеформирующее приспособление 7 размещено в продольном канале 6 породоразрушающего инструмента 3 с зазором А, оно не препятствует проворачиванию инструмента 3. В результате проворачивания породоразрушающего инструмента 3 происходит равномерное изнашивание его режущей части, что повышает износостойкость и долговечность инструмента, а следовательно/и эффективность разрушения массива. В свою очередь, так как из- за наличия зазора А между внешней

СС оа aj Mri л oaovy a п опс-шгтс-к

йастенкой струеформирующего приспособления 7 и стенкой канала 6 инструмен- та 3, инструмент 3 не имеет механи- ческой связи с; трубкой 8 струеформирующего приспособления 7, то вращение поролоразрушающего инструмента 3, а также воспринимаемые им нагрузки не создают помехи для непрерывной подачи жидкости под высоким давлением через струеформирующее приспособление 7 непосредственно в зону контакта инструмента 3 с массивом 15, что также повышает эффективность процесса разрушения, при этом насадок 9 струеформирующего приспособления 7, размещенного внутри канала 6 инструмента 3, находится в непосредственной близости к зоне разрушения и надежно защищен от воздействия разлетающихся продуктов разрушения, что повышает долговечность устройства, и следовательно его эффективность при работе.

В то же время наличие зазора А между внешней стенкой струеформирующего приспособления 7 и стенкой канала 6 поролоразрушающего инструмента 3 обра зует выход с низким гидравлическим сопротивлением для струи жидкости под давлением, что в случае зашт ыбовки вьход.ного отверстия канала 6 инструмента 3 создает условия для вымывания штыба струей из канала 6 инструмента 3, и вынос его через зазор А. Величина зазора А между внешней стенкой струеформирующего приспособления 7 и стенкой канала 6 инструмента 3 должна быть достаточной для свободного прохода вымываемого штыба, то есть ,

j Экспериментально установлено, что с целью обеспечения оптимального режима передачи энергии струи иидкости под высоким давлением к разрушаемому массиву, диаметром выходного отверстия D канала 6 инструмента 3 и насадка 9 струеформирующего приспо-. собления 7 d, связаны между собой соотношением

Db (ЬПГ,

в случае же меньшей величины I) увеличивается взаимодействие активной части струи со стенками выходного отверстия канала 6 инструмента 3, что приводит к распаду струи и снижению эффективности процесса разрушения. В это же время отсутствие в устройстве подвижных уплотнений для жидкости под высоким давлением повышает надежность всей конструкции.

1778292

0

5

5

Формула изобретения

Устройство для разрушения горных пород, включающее резцедержатель с каналом для размещения державки поро- доразрушающего инструмента, породо - разрушающий инструмент с имеющей форму тела вращения рабочей головкой с закрепленной на рабочей головке твердосплавной вставки с соплом для подачи жидкости в зону контакта породо- разрушающе го инструмента с разрушаемой породой,с державкой и с продольным каналом для размещения трубки ,,, струеформирующего приспособления,стопорное приспособление для удержания поролоразрушающего инструмента в резцедержателе, струеформирующее

0 приспособление в виде расположенной коаксиавьно с зазором в продольном канале поролоразрушающего инструмента трубки, один конец которой жестко соединен с подводящим коллектором, а на свободном конце закреплены расположенный сосоно с соплом в твердосплавной вставке насадок с выходным соплом и подводящий коллектор с каналом для подвода жидкости, который сообщен с внутренней-полостью трубки струеформирующего приспособления, отличающееся Тем, что, с целью повышения эффективности его в работе за счет повышения долговечности породор зрушающего инструмента при одновременном увеличении надежности его в работе за счет снижения возможности заштыбовки сопла, продольный канал в резцедержателе и державка породоразрушающего инструмента имеют цилиндрическую форму, при этом породоразрушающий инструмент установлен с возможностью вращения . относительно резцедержателя и трубки

5 струеформирующего приспособления, а продольные оси симметрии сопла в твердосплавной вставке и продольного канала в породоразрушающем инструменте расположены на продольной реи сим0 метрии породоразрушающего инструмента, рричем диаметр сопла в твердосплавной vвставке не более величины зазора между трубкой струеформирующего приспособления и стенкой продольного канала в породоразрушающем инструменте и не менее чем в iz раза превышает диаметр выходного сопла в насадке струеформирующего приспособления.

0

5

0

5

15

5 9

-Л-Л 4

4

Л ,« з is

Сущность изобретения: устройство содержит резцедержатель, породо- разрушающий инструмент, стопорное приспособление для удержания породо- разрушающего инструмента в резцедер- жателе, струеформирующее приспособ- пёние и подводящий коллектор. Рабо- чая головка породоразрушаюцего приспособления имеет форму тела вращения На рабочей головне закреплена твердосплавная вставка с соплом. Струеформирующее приспособление выполнено в виде расположенной коаксиально с зазором в продольном канале породораз- рушающего инструмента трубки. Один конец трубки жестко соединен с подводящим коллектором. На свободном . конце трубки закреплен соосно с соплом насадок с выходным соплом. Продольный канал в резцедержателе и дер - жавка имеют цилиндрическую Форму. По- родоразрушающий инструмент установлен с возможностью вращения относительно резцедержателя и трубки. Диаметр сопла в твердосплавной вставке не более величины зазора между трубкой и стенкой канала в породораяруша- ющем инструменте и не менее, чем в 4 раза превышает диаметр выходного сопла в насадке. 1 ил.-XI 4