Устройство для разрушения горных пород Советский патент 1982 года по МПК E21C37/14 

1

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для разрушения горных пород.

Известно устройство для разрушения горных пород, включающее корпус, поршень-боек, камеру сгорания, буферную камеру и рабочий инструмент, укрепленный на штоке р.

Недостатком известного устройства является его низкая эксплуатационная надежность из-за частых перекосов и заклиниваний штока в корпусе. Это вызывается тем, что при работе устройства на рабочий инструмент действуют значительные отжимающие усилия от разрушаемого массива, которые и приводят к перекосу штока, образованию задиров на внутренней поверхности корпуса и заклиниванию штока в корпусе. Для устранения этого явления необходимо -соблюдать соотношение /1)7 6 (где L длина направляющей, D - диаметр штока), а это приводит к значительному увеличению длины всего устройства.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для разрушения горных пород, включающее корпус с камерами сгорания, поршень распределитель, поршень-ударник, рабочий инструмент, установленный в направляющих, топливную систему, амортизатор и пуско10вой механизм Cz.

Однако направляющие, выполненные в виде стержней, не предотвращают полностью заклинивания рабочего инстру15мента, при этом увеличиваются габа ритные размеры устройства и усложняется технология его изготовления за счет высоких требований к соосности и точности направляющих. Это являет20ся существенным недостатком известного устройства.

Цель изобретения - повышение надежности устройства. Указанная цель достигается тем, что рабочий инструмент и направляющие выполнены с П-образными поперечными профилями, при этом рабочий инструмент имеет торцовую стенку, посредством которой замкнут со стороны поршня-ударника его профиль, а амортизатор выполнен из стакана,установленного в корпусе с возможностью/ продольного перемещения и взаимодействия с торцовой стенкой рабочего инструмента, и из расположенного в стакане демпфирующего элемента. Кроме того, демпфирующий элемент выполнен из металлической резины. На фиг. 1 изображено устройство ,дЛя разрушения горных пород; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1; на .фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг.1; |на фиг. - сечение В-В на фиг1. Устройство для разрушения горных пород включает корпус 1, содержащий головку 2 и цилиндр 3, в котором выполнены выпускное окно , продувочно ОКНО 5 и расположен поршень-распреде литель 6, поршень-ударник 7- Рабочий инструмент 8, выполненный с П-образным профилем, установлен в П-образной направляющей 9, выполненной в головке 2. Внутри корпуса 1 расположены ка меры 10 и 11 сгорания, сообщенные с топливной системой 12, выполненной с форсунками 13 и 14 и топливными на сосами 15 и 16. На цилиндре 3 установлен стопор 17 и пусковой механизм 18 и 19. Амортизатор 20 выполнен из стакана 21 и демпфирующего элемента 22, опирающегося на подушку 23, смонтированных в головке корпуса 1 и установленных про тив торцовой стенки 2 рабочего инструмента 8. Головка 2 крепится к цилиндру 3 болтами 25. Рабочий инструмент имеет сменные ударные ножи 26, смонтированные на нем посредством болтов 27. Устройство работает следующим образом. В исходном положении рабочий инструмент 8 с поршнем-ударником 7 под действием внешнего усилия смещен впра во до упора торцовой стенки рабочего инструмента 8 в торец цилиндра 3 корпуса 1. Запуск устройства осуществл Яет.ся при помощи блока управления (не показан) стопора 17 и пусковых механи мов 18 И 19. В камеру 10 от автономного источника через пусковой мехаSНИЗМ.18 подается сжатый воздух, перемещающий поршень-распределитель 6 вправо вплоть до открытия выпускного окна и продувочного окна 5. При этом образуется замкнутый объем в камере 11. В данном положении поршеньраспределитель 6 фиксируется стопором 17. Затем через пусковой механизм 19 от автономного источника в камеру 11 подается сжатый воздух и освобождается защелка стопора 17, после чего поршень-распределитель 6 под действием давления воздуха перемещается влево, перекрывает выпускное окно k и продувочное окно 5 и сжимает воздух в камере .10. При достижении в камере 10 заданной величины давления воздуха срабатывает топливный насос, 15 с газовым приводом, и топливо через форсунку 13 впрыскивается в камеру 10, где образуется топЛивно-воздушная смесь. Поршень-распределитель 6, продолжая смещаться влево, сжимает топливо-воздушную смесь до необходимой степени сжатия, в результате чего происходит самовоспламенение топливо-воздушной смеси. Резковозрастающее давление продуктов, сгорания в камере 10 одновременно воздействует на разрушаемый массив через поршень-ударник 7 и рабочий инструмент 8, а также на поршеньраспределитель 6. этом рабочий инструмент 8 производит работу по разрушению массива горной породы, а поршень-распределитель Б перемещается вправо и открывает продувочное окно 5 и выпускное окно 4 корпуса 1, в результате чего происходит освобождение камеры 10 от продуктов сгорания и -наполнение ее зарядом свежего воздуха. Продолжая перемещаться вправо, поршень-распределитель 6 образует замкнутое пространство в камере 11 и снижает там воздух до давления,при котором насос 16 через форсунку производит впрыскивание топлива в камеру 11, где образуется топливовоздушная смесь. При достижении в камере заданной степени сжатия происходит Самовоспламенение топливовоздушной смеси. Давление продуктов сгорания в камере 11 перемещает поршень-распределитель 6 влево. При этом открываются в ыпускное окно k и продувочное окно 5 корпуса 1 и происходит освобождение камеры 11 от продуктов горения и наполнение ее свежим зарядом воздуха. Далее циклы повторяются и рабочие процессы осуществляют в той же последовательности. Отжимающие усилия, возникающие при разрушении горной породы воспринимаются рабочим инструментом 8 П-образного профиля и передаются направляющей 9, выполненной замкнутой и имеющей большую опорную поверхность при малых габаритах. В том случае, если рабочий инструмент 8 не встречает сопротивления породы, он перемещается влево до соприкосновения его торцовой стенки с торцом стакана 21, в котором размещен демпфирующий элемент 22, предохраняя корпус устройства от ра рушения. Таким образом, силовой пот через демпфирующий элемент 22 и подушку 23 замыкается на корпус 1 уст ройства. Применение устройства с рабочим инструментом П-образного профиля и замкнутой направляющей корпуса позволяет разгрузить поршень-ударник от возникающих при работе отжимающих радиальных усилий и за счет этого устранить перекос и заклинивание ег в корпусе, а большая опорная поверх ность П-образного рабочего инстру.мента с отношением ее длины к каждо lero грани более 6 (шести) позволяет предотвращать заклинивания рабочего инструмента в направляющей 9 корпус 1, причем демпфирующий элемент 22, выполненный из металлической резины представляющий собой клубок упругой проволоки, позволяет при малых габа ритах снизить динамические нагрузки на корпус устройства, а малые хода поршней позволяют достигать высокой частоты рабочих процессов, что ведет к увеличению мощности, производительности и долговечности, надежности устройства. Формула изобретения 1.Устройство для разрушения горных пород, включающее корпус с камерами сгорания, Поршень-распределитель, поршень-ударник, рабочий инструмент, установленный в направляющих, топливную систему, амортизатор и пусковой механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения его надежности , рабочий инструмент и направляющие выполнены с П-образными поперечными профилями, при этом рабочий инструмент имеет торцовую стенку, посредством которой замкнут со стороны поршня-ударника его профиль, а амортизатор выполнен из стакана,установленного в корпусе с возможностью продольного перемещения и взаимодействия с торцовой стенкой рабочего инструмента, и из расположенного в стакане демпфирующего элемента.2.Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что демпфирующий элемент выполнен из металлической резины. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 432291, кл. Е 21 С 37/14, 1973. : 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2608966/22-03, кл. Е 2.1 С 37/1, 1978.

25 Н

f П

«4« IT

и