Анкерующий механизм бурильно-анкерующего устройства проходческой машины
Владельцы патента RU 2286454:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)" (RU)
Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к проходческим машинам для гидрошахт, и обеспечивает упрощение конструкции анкерующего механизма. Бурильно-анкерующее устройство содержит буровую штангу с коническим буртом, анкерующий гидроцилиндр одностороннего действия с кольцевым поршнем и анкерующие башмаки. Каждый анкерующий башмак соединен одним концом шарнирно непосредственно с кольцевым поршнем, а другим концом введен в контакт с конической поверхностью бурта, которая обращена в сторону анкерующего гидроцилиндра. 3 ил.
Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к нарезным машинам для гидрошахт.
Известен анкерующий механизм бурильно-анкерующего устройства проходческой машины, описанный в заявке на "Способ удержания горной машины в заданном положении и устройство для его осуществления" (Заявка на изобретение RU №93014499/03 от 19.03.1993, дата публикации 10.03.1995). Здесь удержание проходческой машины в заданном положении выполняется бурением скважин в почву выработки и последующим анкерованием машины в стенки этих скважин имеющимся на буровой штанге пружинно-поршневым анкерующим устройством без извлечения штанги из скважины. При этом поршень пружинно-поршневого анкерующего механизма приводится в движение энергией напорной воды, подаваемой через полость штанги к гидромотору-вращателю режущей коронки и на цели эвакуации разрушенной горной массы из скважины. Единый энергоноситель для бурения, анкерования и гидроподъема угля по скважине - это преимущество аналога. Но подверженность проточного тракта механической системы заштыбовке угольной мелочью является его недостатком.
Известен анкерующий механизм, описанный в заявке на "Бурильно-анкеровальное устройство" (Заявка на изобретение RU 93031395, А 6 Е 21 С 25/60, от 08.06.1993, дата публикации 10.04.1996) - прототип.
В прототипе для приведения в силовое движение поршня пружинно-поршневого анкерующего механизма используется энергия маслопотока, чем устраняется недостаток первого аналога, т.е повышается надежность работы устройства. Недостатком прототипа является сложность конструкции анкерующего механизма из-за наличия дополнительных деталей (поз.40 по фиг.7 указанной заявки) или из-за специального профилирования основных деталей (поз.5, 28, 29 по фиг.3 там же).
Техническим результатом изобретения является устранение указанного недостатка, т.е. упрощение конструкции анкерующего механизма.
Этот результат достигается тем, что в анкерующем механизме бурильно-анкерующего устройства проходческой машины, содержащем буровую штангу с коническим буртом, анкерующий гидроцилиндр одностороннего действия с кольцевым поршнем и анкерующие башмаки, каждый анкерующий башмак соединен одним концом шарнирно непосредственно с кольцевым поршнем, а другим - введен в контакт с конической поверхностью бурта, которая обращена в сторону анкеруюшего гидроцилиндра.
Такое усовершенствование механизма-прототипа позволяет упростить его конструкцию.
Сравнение заявляемых признаков технического решения с прототипом дозволило установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".
Заявляемый механизм поясняется чертежами, где:
на фиг.1 показано схематично бурильно-анкерующее устройство проходческой машины во время бурения скважины;
на фиг.2 дан анкерующий механизм - узел М на фиг-1 в положении "бурение";
на фиг.3 показан анкерующий механизм - узел М на фиг.1 в положении "анкерование".
На фиг.1-3 изображены: 1 - режущая коронка буро-анкера, 2 - вращатель, 3 - полость буровой штанги, 4 - буровая штанга, 5 - жесткие элементы конструкции машины, 6 - подающий гидроцилиндр, 7 - распределитель подающего гидроцилиндра, 8 - распределитель подачи воды, 9 - гидролиния подачи воды, 10 - гидролиния подачи масла, 11 - маслостанция, 12 - распределитель анкерующего гидроцилиндра, 13 - стопорное кольцо, 14 - бурт с конической поверхностью, 15 - анкерующий башмак, 16 - пружина, 17 - ось шарнира, 18 - поршень кольцевой, 19 - трубка масляной гидролинии, 20 - стенка скважины, 21 - скважина.
Вода использована для промывки скважины и для питания вращателя 2, корпус которого жестко соединен с буровой штангой 4, вал - с режущей коронкой 1. Штанга 4 не вращается, будучи зафиксированной от поворота через подающий гидроцилиндр 6 и элементы 5 проходческой машины.
Состав бурильно-анкерующей установки (БАУ): режущая коронка 1, вращатель 2, один или несколько анкерующих механизмов М (фиг.1), буровая штанга 4, подающий гидроцилиндр 6. Штанга имеет полость 3, гидравлически сообщенную с водяной гидролинией 9 через распределитель 8. Подающий гидроцилиндр 6 управляется распределителем 7: положение А соответствует процессу бурения скважины (см. также фиг.2), положение Б - извлечению буро-анкера; масло подводится от МНС 11 по гидролинии 10 и трубке 19, проведенной через полость 3 штанги 4.
Анкерующий механизм М (фиг.1) включает несколько анкерующих башмаков 15 (фиг.2, 3), выполненных в форме качающейся педали. Каждый башмак с одного конца соединен шарнирно с помощью оси 17 непосредственно с кольцевым поршнем 18, а с другой стороны оперт на коническую поверхность бурта 14, который выполнен в форме усеченного конуса, надет на штангу 4 и зафиксирован разрезным стопорным кольцом 13 от осевого смещения относительно штанги. Механизм М может также включать пружину 16. Здесь количество деталей уменьшено, а специальное профилирование исключено, в связи с чем устройство упрощено.
Анкерующий механизм, подобный узлу М, может быть повторен по высоте буровой штанги 4.
Управление анкерованием осуществляется через распределитель 12 (фиг.1); положение А соответствует анкерованию машины (см. также фиг.3), положение Б - извлечению штанги. Вращатель 2 конструктивно не раскрыт, т.к.: 1) его конструкция известна, например, из а.с. СССР 1523705, Б.И. за 1989 г. №43; 2) предмет изобретения эта конструкция дополнительно не характеризует.
Работа бурильно-анкерующей установки БАУ с анкерующим механизмом М.
После бурения скважины 21 на заданную глубину буро-анкер (БА) в составе штанги 4 с режущей коронкой 1, вращателем 2 и анкерующим устройством (узел М) остается в скважине (фиг.1). Распределитель подачи 7 - в нейтральном положении, распределитель 12 - в положении Б, распределитель воды 8 закрыт; МНС 11 работает. Пружиной 16 поршень 18 отведен вниз, излишки масла по трубке 19 через распределитель 12 вытеснены на слив; башмаки 15 выведены из контакта со стенками 20 скважины 21.
Переводят распределитель 12 в положение А - давлением масла поршень 18 перемещается вверх, башмаки 15 скользят по конической поверхности бурта 14, поворачиваясь на осях 17, принадлежащих поршню 18, и расклиниваются между буртом 14 и стенкой 20 скважины 21 - происходит анкерование машины. Переводят распределитель подачи 7 в положение А - проходческая машина притягивается через ее элементы 5 к почве.
По окончании работы машины по проведению выработки на заданный шаг необходимо машину передвинуть вперед, для этого следует извлечь из скважины 21 буро-анкер. Переводят распределитель 12 в положение Б - усилие расклинки башмаков 15 снимается, а буро-анкер извлекается, т.к. гидроцилиндр 6 предыдущими действиями включен на такое извлечение.
Временное анкерование проходческой машины в почву выработки без извлечения буровой штанги позволяет существенно снизить массу машины и сделать ее быстроразбираемой на транспортабельные части, что важно для проведения подэтажных штреков на пластах крутого падения при гидродобыче. Динамические нагрузки от рабочего органа машины передаются через ее несущую конструкцию на БА; при этом даже легкая машина не теряет устойчивость, как и в прототипе, но в отличие от последнего - при более простой конструкции анкерующего механизма.
Анкерующий механизм бурильно-анкерующего устройства проходческой машины, содержащий буровую штангу с коническим буртом, анкерующий гидроцилиндр одностороннего действия с кольцевым поршнем и анкерующие башмаки, отличающийся тем, что каждый анкерующий башмак соединен одним концом шарнирно непосредственно с кольцевым поршнем, а другим концом введен в контакт с конической поверхностью бурта, которая обращена в сторону анкерующего гидроцилиндра.
