Устройство для выполнения набрызгбетонных работ Советский патент 1993 года по МПК E21D11/10 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сооружении горных выработок.

Известно устройство для возведения набрызгбетонной крепи, включающее на- брызгбет ; нную машину, бетоновод, манипулятор с соплом для набрызга бетонной смеси на стенки выработки, монорельс, взаимодействующий с манипулятором посредством подвижной тележки. Манипулятор снабжен дополнительными соплами и выполнен в виде изогнутого трубопровода, по- вторяющего контур закрепляемой выработки. В период работы манипулятор совершает плоско-параллельное движение вдоль обрабатываемой поверхности, а выбрасываемая из системы сопел бетонная смесь покрывает свод выработки, образуя временную набрызгбетонную крепь. Недостаток указанного устройства заключается в снижении качества возводимого покрытия в выработках, имеющих дефекты (например, вывалы породы) по контуру, особенно, проходимых буровзрывным способом. Это объясняется невозможностью ориентации набрызгбетонной струи оптимальным образом относительно обрабатываемой поверхности. При этом существенно возрастают потери исходной смеси в виде отскока и нарушается равномерность слоя наносимого материала. Кроме того, при наращивании (передвижке) монорельса необходимо использовать ручной труд.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство, включающее базовую машину на колесном шасси, с телескопической стрелой, снабженной гидроцилиндрами подъема и поворота, манипулятор, шарнирно закрепленный на конце стрелы, гидроцилиндры его ориентирования, вращатель сопла и сопло, закрепленное на конце манипулятора и гидросистему. Устройство- прототип характеризуется сложностью ручного ориентирования манипулятора, удерживающего сопло, относительно поверхности выработки, вследствие чего ухудшается качество крепи и возрастают потери исходной смеси в виде отскока. Кроме того, недостатком устройства является ограниченная зона обработки (набрызга) с одной установки машины, вызванная конструктивными особенностями устройства и необходимостью специального контроля за процессом нанесения бетона.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса набрызгбетонирования за счет автоматического ориентирования направляющей штанги с соплом и расширения зоны обработки с одной установки машины.

Поставленная цель достигается тем, что телескопическая стрела снабжена двумя дополнительными гидроцилиндрами, а направляющая штанга манипулятора оснащена механизмом возвратно-поступательного перемещения сопла, при этом дополнительные гидроцилиндры размещены в

0 двух взаимно перпендикулярных плоскостях на противоположной от гидроцилиндров подъема и поворота стороне стрелы под углом, равным углу наклона последних, причем поршневые и штоковые полости гидро5 цилиндров подъема и поворота стрелы соединены с поршневыми и штоковыми полостями дополнительных гидроцилиндров, а с гидросистемой посредством делителей потока рабочей жидкости, при этом направ0 ляющая штанга манипулятора соединена со стрелой посредством вращателя и крестово- шарнирной муфты. Выполнение заявляемого решения с новой совокупностью отличительных признаков, за счет автома5 тической ориентации сопла по нормали к поверхности выработки и возвратно-поступательного перемещения по направляющей штанге, обеспечивает повышение эффективности процесса набрызгбетонирования

0 и расширение зоны обработки с одной уста: новки машины.

На фиг. 1 изображено заявляемое уст- ройствОуОбщий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - принципиальная схема

5 гидросистемы ориентирования.

Устройство состоит из базовой машины 1, на которой шарнирно установлена телескопическая стрела 2, удерживаемая гидроцилиндрами подъема 3 и поворота 4 и

0 несущая гидроцилиндры ориентирования 5 и 6; со стрелой 2 посредством универсального шарнира соединен манипулятор 7, включающий направляющую штангу 8, с установленным на ней механизмом возврат5 но-поступательного перемещения 9 и подвижным соплом 10, соединенным с набрызгбетонной машиной (условно не показанной), бетоноводом 11, а также трубопроводов 12-21, соединяющих гидро0 цилиндры с гидросистемой базовой машины посредством делителей потока 22 и 23. Направляющая штанга 8 манипулятора 7 соединяется со стрелой 2 с помощью вращателя 24 и универсального шарнира 25, и

5

управляется гидроцилиндрами ориентирования 5 и 6 (фиг. 3). Вращатель 24 представляет собой, например, приводимый гидромотором червячный редуктор, на валу которого соосно с ним закреплена направляющая штанга 8. Универсальный шарнир

25 имеет две степени свободы и представляет собой, например, крестово-шарнирную муфту или шарнир КардэнаТука.

Устройство работает следующим образом.

Базовая машина 1 устанавливается по оси выработки, телескопической стрелой 2, с помощью гидравлически объединенных в два блока гидроцилиндров 3,.5 и 4, 6 устанавливают манипулятор 7 вместе со штангой 8 и соплом 10 в исходную точку начала набрызгбетонных работ, так, чтобы расстояние между соплом 10 и поверхностью бетонируемой выработки было оптимальным, что может быть осуществлено с помощью известных конструкций датчиков расстояния. 3 процессе установки направляющей цланги 8 в исходное положение рабочая жидкость из золотников гидросистемы по трубопроводам 12 и 13 через делители потока 22 и 23 и трубопроводы 14, 15, 16 и 17 поступает в поршневые полости гидроцилиндров управления 3, 4 и ориентирования 5, 6 направляющей штанги 8, благодаря чему осуществляется ее автоматическая ориентация параллельно оси выработки и бетонируемой поверхности. Рабочая жидкость из штоковых полостей гидроцилиндров 3, 5 и 4, 6 возвращается в гидросистему по трубопроводам 18, 19, 20 и 21. При изменении направления движения направляющей штанги 8 на противоположное, рабочая жидкость протекает в обратном направлении. При выдвижении штока гидроцилиндра 3 стрела 2 поднимается вверх на угол а, при зтом одновременно автоматически выдвигается шток гидроцилиндра 5, который поворачивает направляющую штангу 8 манипулятора 7 в универсальном шарнире 25 на тот же угол «, сохраняя первоначально заданную ориентацию направляющей штанги 8 в вертикальной плоскости YOZ (фиг. 3). Выдвижение штока гидроцилиндра 4 (фиг. 2 и 3) приводит к повороту стрелы 2 вправо на угол а-, при этом одновременно автоматически выдвигается шток гидроцилиндра 6, который поворачивает направляющую штангу 8 манипулятора 7 влево на тот же угол «, обеспечивая тем самым ее ориентацию в горизонтальной плоскости XOY. При одновременной подаче рабочей жидкости в поршневые полости выдвигаются штоки гидроцилиндров 3, 5 и 4, 6 и происходит поворот стрелы 2 в вертикальной плоскости вверх и в горизонтальной плоскости вправо, а направляющей штанги 8 в противоположном направлении (вниз и влево), благодаря чему положение направляющей штанги 8 останется параллельным первоначальному. Ориентация сопла 10 по нормали к поверхности бетонирования выполняется автоматически с помощью манипулятора 7, кинематически

связанного с гидроцилиндрами ориентации. Приготовленная в набрызгмашине смесь по бетоноводу 11 подается к соплу 10, которое по мере нанесения покрытия перемещается возвратно-поступательно вдоль

направляющей штанги 8 механизмом 8. Ориентация сопла 10 по нормали к поверхности бетонирования вдоль выработки выполняется автоматически с помощью манипулятора 7, управляемого гидроцилиндрами 3, 4, 5, 6, а по периметру выработки - с помощью вращателя 24, после чего с помощью механизма возвратно-поступательного перемещения 9 сопло 10 перемещается вдоль направляющей штанги

8, обеспечивая нанесение набрызгбетоннсг го покрытия на всю длину направляющей штанги 8. При достижении соплом 10 конечных положений на направляющей штанге 8 происходит изменение положения направляющей штанги 8 относительно периметра бетонируемой поверхности выработки и изменение направления перемещения сопла 10 по направляющей штзнге 8 ня противоположное. Направляющая штанга В в сравнении с аналогичными Функциональными узлами прототипа может быть выполнена в 1,5-2,5 раза более длинной (в том же сечении), т.к. несет из себе только сопло, чем в значительной степени расширяется зона

обработки, выполняемая с одной установки машины. Кроме того, в сравнении с прототипом заявляемое устройство позволяет обеспечить автоматическую ориентацию направляющей штанги по оси выработки, а

сопла - по нормали к бетонируемой поверхности, чем обеспечивается оптимальный угол встречи струи с поверхностью. Положительным эффектом этого является повышение экономичности процесса (за счет

уменьшения отскока), а также улучшение качества крепи, за счет сохранения трамбующего эффекта к равномерности нанесения смеси на поверхность горной выработки, кроме того, расширяется зона обработки

поверхности выработки с, одной установки машины.

Формула изобретения

Устройство для выполнения набрызгбетонных работ, включающее базовую машину с установленной на ней телескопической стрелой с гидроцилиндрами подъема и поворота, шарнирно закрепленный на конце стрелы манипулятор с гидроцилиндрами

ориентирования сопла, установленного при помощи вращателя на направляющей штанге, а также гидросистему, соединенную с гидроцилиндрами, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса набрызгбетонирования за счет автоматического ориентирования направляющей штанги с соплом и расширения зоны обработки с одной установки машины, телескопическая стрела снабжена двумя дополнительными гидроцилиндрами ориентирования, а направляющая штанга манипулятора оснащена механизмом возвратно-поступательного перемещения сопла, при этом дополнительные гидро0

5

цилиндры ориентирования размещены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях на противоположной от гидроцилиндров подъема и поворота стороне стрел ы, под углом, равным углу наклона последних, причем поршневые и штоковые полости гидроцилиндров подъема и поворота стрелы соединены с соответствующими поршневыми и штоковыми полостями дополнительных гидроцилиндров ориентирования, а с гидросистемой - посредством делителей потока рабочей жидкости, при этом направляющая штанга манипулятора соединена со стрелой посредством вращателя и крестово- шарнирной муфты.

Использование: для сооружения горных выработок. Сущность изобретения: прикрепленная к базовой машине 1 телескопическая стрела (ТС) 2 снабжена размещенными в двух взаимно перпендикулярных плоскостях на противоположных от у// гидроцилиндров(ГЦ)подъема 3 и поворота 4 стороне ТС 2 под углом, равным углу наклона последних, двумя дополнительными ГЦ 5 и 6 ориентирования. На конце ТС 2 шарнирно закреплен манипулятор 7 с направляющей штангой 8 и вращателем 24 сопла 10. Закрепленная на ТС 2 при помощи вращателя 24 и крестово-шарнирной муфты 25 направляющая штанга 8 оснащена механизмом 9 возвратно-поступательного перемещения сопла 10. Поршневые и штокоаые полости ГЦЗ и 4 соединены соответственно с поршневыми и илокозыми полостями дополнительных ГЦ 5 и 6 ориентирования, а с гидросистемой - посредством делителей 22 и 23 потока рабочей жидкости. Такое конструктивное выполнение гидравлической схемы позволяет расширить зону обработки поверхности горной выработки 6 одного ус- тэнова базовой машины 1 и повысить эффективность процесса набрызгбетонирования. 3 ил. С (Я С 7 У/ ,Ю 8 :vl оэ :Ю vl

Y// //////////////////////// //Л

/// //УЛУ /// /// Ж/У7

Фиг. I

ФЛ.