Способ отделения цилиндрической заготовки от массива горных пород и устройство для его реализации
Владельцы патента RU 2276261:
Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) (RU)
Изобретение относится к области добычи каменных блоков, а именно к способам и устройствам для отделения блоков цилиндрической формы от каменного массива. Техническим результатом является отделение цельного цилиндрического блока и упрощение устройства. Для этого способ включает предварительное выбуривание цилиндрической кольцевой полости с последующим отделением заготовки от массива поворотом режущего инструмента вокруг заготовки. Причем выбуренную цилиндрическую заготовку отделяют от массива вращением гибкого режущего инструмента по наружной поверхности заготовки в горизонтальной плоскости при одновременном вертикальном натяге инструмента вдоль вертикальной наружной стенки заготовки. Устройство для реализации способа содержит колонковый набор для выбуривания цилиндрической кольцевой полости, соединенный с приводом вращения трубчатый корпус, режущий инструмент. При этом режущий инструмент выполнен в виде гибкого режущего инструмента, размещенного в горизонтальном кольцевом пазу и в вертикальной трубе трубчатого корпуса, одетого на цилиндрическую заготовку. Причем горизонтальный кольцевой паз выполнен в виде «ласточкиного хвоста» в нижней части трубчатого корпуса, а гибкий режущий инструмент жестко закреплен одним концом в горизонтальном кольцевом пазу, а другим на подпружиненной обечайке натяжного барабана, установленного на крышке трубчатого корпуса, жестко с ним связанной. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области добычи каменных блоков, а именно к способам и устройствам для отделения блоков цилиндрической формы от каменного массива.
Известен способ отделения от каменного массива блока заданной формы, заключающийся в том, что по контуру отделяемого блока на всю его глубину бурят ряд шпуров или скважин, а затем разбуривают оставшиеся между ними породные перемычки. Подрезку блока снизу осуществляют или с помощью буровзрывных работ, или буровыми машинами (Карасев Ю.Г. Процессы и технология горных работ на карьерах стенового и облицовочного камня. М., 1995-1996, с.44-45, рис.2.8).
Однако известные способы не применимы для добычи блоков цилиндрической формы, используемых в дальнейшем для изготовления валов бумагоделательных машин. Это связано с тем, что к таким блокам предъявляются повышенные требования по трещиноватости камня. Поэтому блоки добывают из центральной зоны участка карьера, где отсутствуют вертикальные плоскости обнажения, позволяющие осуществить подрезку тем или иным способом нижней части блока.
Известен, принятый за прототип, способ и устройство для отделения от каменного массива блока по патенту РФ №2211135, МПК В 24 С 1/00, Е 21 С 37/00, опубл.2003 г., заключающийся в выбуривании оконтуривающей щели колонковым набором с одновременным выбуриванием центральной скважины, а отделение выбуренной цилиндрической заготовки осуществляют воздействием на забой по периметру основания струями аэросмеси, содержащими абразивную фракцию. Устройство для реализации способа содержит колонковый набор для выбуривания оконтуривающей щели и центральной скважины и рабочий орган для отделения блока цилиндрической формы от каменного массива. Рабочий орган выполнен в виде трубы, размещаемой в центральной скважине, для подачи аэросмеси с закрепленной в нижней части сменной насадкой с горизонтально ориентированными тангенциальными панелями. Недостатком способа и устройства является необходимость выполнения центральной скважины, что не всегда желательно, а также сложность устройства.
Техническим результатом предлагаемого способа и устройства является устранение указанного недостатка, а именно отделение цельного цилиндрического блока (заготовки) и упрощение устройства.
Технический результат достигается тем, что в способе отделения цилиндрической заготовки от массива горных пород, заключающемся в предварительном выбуривании цилиндрической кольцевой полости с последующим отделением заготовки от массива поворотом режущего инструмента вокруг заготовки, согласно изобретению выбуренную цилиндрическую заготовку отделяют от массива вращением гибкого режущего инструмента по наружной поверхности заготовки в горизонтальной плоскости при одновременном вертикальном натяге инструмента вдоль вертикальной наружной стенки заготовки.
В части устройства для реализации способа технический результат достигается тем, что устройство для отделения цилиндрической заготовки от массива горных пород содержит колонковый набор для выбуривания кольцевой полости, соединенный с приводом вращения трубчатый корпус, режущий инструмент, согласно изобретению режущий инструмент выполнен в виде гибкого режущего инструмента, размещенного в горизонтальном кольцевом пазу и в вертикальной трубе трубчатого корпуса, надетого на цилиндрическую заготовку, причем горизонтальный кольцевой паз выполнен в виде «ласточкиного хвоста» в нижней части трубчатого корпуса, а гибкий режущий инструмент жестко закреплен одним концом в горизонтальном кольцевом пазу, а другим на подпружиненной обечайке натяжного барабана, установленного на крышке трубчатого корпуса, жестко с ним связанной.
Способ и устройство поясняются чертежами на фиг.1, 2, 3, 4.
На фиг.1 изображен продольный разрез устройства, на фиг.2 выполнен поперечный разрез А-А, проходящий по горизонтальному кольцевому пазу, на фиг.3 показан местный вид I (место перехода гибкого режущего инструмента из горизонтального кольцевого паза в вертикальную трубу), на фиг.4 показано поперечное сечение Б-Б стенки трубчатого корпуса устройства, вертикальной трубы и гибкого режущего инструмента.
Устройство содержит: трубчатый корпус 1, вертикальную трубу 2, гибкий режущий инструмент 3, натяжной барабан 4, вал натяжного барабана 5, спиральную пружину натяжного барабана 6, крышку трубчатого корпуса 7, вал 8, муфту 9, буровой станок 10, горизонтальный кольцевой паз 11.
На фиг.1 показана цилиндрическая кольцевая полость 12 и выбуренная цилиндрическая заготовка 13.
Выбуренная цилиндрическая кольцевая полость 12 (фиг.1) выполняется предварительно колонковым набором (не показан).
Перед началом отделения выбуренной цилиндрической заготовки 13, в горизонтальный кольцевой паз 11 предлагаемого устройства прокладывается гибкий режущий инструмент 3 и одним концом жестко закрепляется в горизонтальном кольцевом пазу 11. Второй конец гибкого режущего инструмента 3 пропускается через вертикальную трубу 2 и закрепляется на обечайке барабана 4, который установлен на крышке 7 трубчатого корпуса 1.
Способ осуществляется следующим образом После завершения работ по выбуриванию цилиндрической заготовки 13 для ее отделения от массива горных пород в кольцевую цилиндрическую полость 12 с помощью бурового станка 10 опускается на необходимую глубину предлагаемое устройство. После этого вращением вала 5 барабана 4 скручивается спиральная пружина 6, которая одним концом закреплена на валу 5, а другим концом на обечайке барабана 4, что обеспечивает наматывание гибкого режущего инструмента 3 на обечайку барабана 4. При этом гибкий режущий инструмент 3 войдет в соприкосновение с наружной поверхностью выбуренной цилиндрической заготовки 13. Дальнейшим вращением вала 5 барабана 4 достигается необходимое натяжение гибкого режущего инструмента 3. Затем вал 5 барабана 4 стопорится (например, храповым механизмом). После завершения этих операций включается буровой станок 10 и через муфту 9 и вал 8 вращает предлагаемое устройство. При вращении устройства гибкий режущий инструмент 3 внедряется в выбуренную цилиндрическую заготовку 13, а гибкий режущий инструмент 3 прижимается к наружной поверхности заготовки 13, т.к. спиральная пружина 6 барабана 4, раскручиваясь, вращает обечайку барабана 4, на которую наматывается гибкий режущий инструмент 3. После полной подрезки выбуренной цилиндрической заготовки 13 гибкий режущий инструмент 3 освобождается от крепления (крепление на фиг.1, 2, 3 и 4 не показано) на обечайке барабана 4 и предлагаемое устройство буровым станком 10 извлекается из кольцевой цилиндрической полости 12, а затем извлекается и подрезанная выбуренная цилиндрическая заготовка 13.
Благодаря предлагаемому способу и устройству упрощается отделение цельной цилиндрической заготовки от массива горных пород и значительно упрощается конструкция устройства.
1. Способ отделения цилиндрической заготовки от массива горных пород, заключающийся в предварительном выбуривании цилиндрической кольцевой полости с последующим отделением заготовки от массива поворотом режущего инструмента вокруг заготовки, отличающийся тем, что выбуренную цилиндрическую заготовку отделяют от массива вращением гибкого режущего инструмента по наружной поверхности заготовки в горизонтальной плоскости при одновременном вертикальном натяге инструмента вдоль вертикальной наружной стенки заготовки.
2. Устройство для отделения цилиндрической заготовки от массива горных пород, содержащее колонковый набор для выбуривания цилиндрической кольцевой полости, соединенный с приводом вращения трубчатый корпус, режущий инструмент, отличающееся тем, что режущий инструмент выполнен в виде гибкого режущего инструмента, размещенного в горизонтальном кольцевом пазу и в вертикальной трубе трубчатого корпуса, надетого на цилиндрическую заготовку, причем горизонтальный кольцевой паз выполнен в виде «ласточкина хвоста» в нижней части трубчатого корпуса, а гибкий режущий инструмент жестко закреплен одним концом в горизонтальном кольцевом пазу, а другим на подпружиненной обечайке натяжного барабана, установленного на крышке трубчатого корпуса, жестко с ним связанной.
