Устройство для разрушения горных пород

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД, включающее корпус внутренняя полость которого разделе-, на пластиной с клапанным отверстием на камеру сгорания и камеру расширения , запорный клапан, установленный с йозможностью перекрытия клапанного отверстия пластины, подводящую сжатый газ к запорному клапану напорную трубу, выведенную из кор-пуса , поршень-боек и ударник с рабочим инструментом, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет обеспечения возможности изменения объема камеры сгорания, пластина выполнена в виде подвижного поршня, а напорная труба жестко закреплена на нем в виде штока, наружный конец которого снабжен регулируемым огра П С ничителем хода -С фиксатором.

3(59 E 21 C 37/14 госудюротвенный комитет ооа во дклАм изовреткний и отн ъпий!. *

У

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:—

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3385893/22-03 (22) 27.01.82 (46) 15.08.83. Бюл. Р 30 (72) Е.Г. Фонберштейн, С.П. Экомасов, А,А. Лебедев, О.В. Подмарков и В.Л. Травин (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 622.233.059:622.235(088.8) (56) 1. Взрывоимпульсное разрушение горных пород. N., "Наука", 1979, с. 101, рис. 6.13.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 804834, кл. Е 21 С 37/14, 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШВНИЯ

ГОРНЫХ ПОРОД, включающее корпус, внутренняя полость которого разделена пластиной с клапанным отверстием на камеру сгорания и камеру расши- рения, запорный клапан, установленный с возможностью перекрытия клапанного отверстия пластины, подводящую сжатый газ к запорному клапану напорную трубу, выведенную из корпуса, поршень-боек и ударник с рабочим инструментом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ïîâûшения эффективности работы за счет обеспечения возможности изменения объема камеры сгорания, пластина выполнена в виде подвижного поршня, а напорная труба жестко закреплена на нем в виде штока, наружный конец Я которого снабжен регулируемым ограничителем хода .с фиксатором.

1035215

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и предназначено для разрушения горных пород.

Известно устройство для разруше-, ния горных пород, включающее корпус, поршень-боек, камеру сгорания, ударник и рабочий инструмент (1 j.

Недостатком известного технического решения является невозможность регулировать энергию удара поршнябойка.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для- разрушения горных пород, включающее корпус, внутренняя полость которого разделена пластиной с клапанным отверстием на. камеру сгорания и камеру расширения, запорный клапан, установленный с возможностью перекрытия клапанного отверстия пластины, подводящую сжатый газ к запорному клапану напорную трубу, выведенную иэ корпуса, поршень-боек и уцарник с рабочим инструментом 2 .

Недостатками этого технического решения являются плохая- продувка камеры сгорания и невозможность регулировать энергию удара поршнябойка.

Целью изобретения является повышение эффективности работы за счет обеспечения возможности изменения объема камеры сгорания. укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для разрушения горных пород, включающем корпус, внутренняя полость которого разделена пластиной с клапанным отверстием на камеру сгорания и камеру расширения, запорный клапан, УСтановленный с возможностью перекрытия клапанного отверстия пластины, подводящую сжатый газ к запорному клапану напорную трубу, выведенную из корпуса, поршень-боек и ударник с рабочим инструментом, пластина выполнена в виде подвижного поршня, а напорная труба жестко закреплена на подвижном поршне в виде штока, наружный конец которого снабжен регулируемым ограничителем хода с фиксатором.

На фиг. 1 изображено устройство для разрушения горных пород; на фиг. 2 — ограничитель хода пластины с фиксатором; на фиг. 3 — сечение A-А на фиг. 2р на фиг. 4 установка напорной трубы в пластине; на фиг. 5 — схема газораспределения устройства.

Устройство для разрушения горных пород включает цилиндрический корпус

1, внутри которого размещены с воэможностью возвратно-поступательного перемещения пластина-поршень 2, разделяющая полость корпуса 1 на камелен на фиг. 2 и 3.

35 с®

60 б5 ру сгорания 3 и расширения 4 и поршень-боек 5, разделяющий полость корпуса на камеру расширения 4 и подбойковую полость 6, в нижней части которой выполнены радиальные каналы 7. В теле поршня 2 в цилиндрической камере 8 размещен запорный клапан 9 и выполнено клапанное отверстие 10 с клапанным седлом 11 и каналы 12, соединяющие полость камеры сгорания 3 с подклапанной полостью

13, Жестко связана с поршнем 2 напорная труба в виде полого штока 14, нижним торцом ограничивающего ход клапана 9 в цилиндрической камере

8, верхний конец которого выведен иэ камеры сгорания 3 через отверстие в ее крышке и оборудован ограничителем хода 15 поршня 2 с фиксатором 16.

В крышку камеры сгорания 17 встроены впускной клапан 18, выхлопной клапан

19 и свеча зажигания 20. Жестко связан с нижним торцом корпуса 1 корпус ударника 21 с коаксиально размещенным в нем ударником 22, соединенным с рабочим инструментом

23 при помощи пальцев 24.

Ограничитель хода 15 поршня 2 может иметь несколько вариантов конструкции, один иэ которых представ-.

Ограничитель .хода поршня представ ляет собой диск с направляющими штангами 25, который размещен коаксиально к штоку 14 и имеет воэможность возвратно-поступательного перемещения относительно него. Фиксатор

16 представляет собой .пластину с тремя отверстиями: одним центральным и двумя, расположенными по периферии.

Последние отверстия разреэные. Центральным, осевым отверстием фиксатор

16 закреплен на штоке 14, например, с помощью резьбового соединения и стопоров 26. В разреэных отверстиях размещены с воэможностью возвратнопоступательного перемещения направляющие штанги 25. Для того, чтобы установить необходимый объем камеры сгорания 3, ограничитель хода 15 перемещают по трубе 14 и закрепляют на необходимом уровне, стягивая болтами 27 разреэные отверстия, в которых размещены направляющие штанги 25. Крепление трубы 14 к поршню

2, обеспечивающее извлечение клапана 9, может быть выполнено с помощью фланцевого соединения, с помощью прессовой посадки и т.д.

На фиг. 4 представлен вариант реэьбового соединения штока 14 с поршнем 2. Соединение фиксируется стопором (не показан . Полый шток 14 сообщен через распределитель 28 с ресивером 29 компрессором, соединенным через регулятор давления

30 и дополнительную емкость 31 с отверстиями 7 в корпусе

1035215

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Первоначально определяется крепость разрушаемых негабаритов и средний размер куска. По этим данным находят минимально необходимую энергию ударного механизма для разрушения горных пород. Ограничитель

° хода поршня 15 с фиксатором 16 устанавливают на штоке 14 таким образом, чтобы объем камеры сгорания 3 при 10 перемещении штока 14 до упора ограничителем хода 15 в крышку камеры сгорания 17 обеспечивал необходимый уровень энергии. Далее устройство устанавливают рабочим инстру- 15 ментом 23 на разрушаемый негабарит и осуществляют рабочие циклы до его разрушения. B исходном положении поршень-боек 5 и поршень 2 находятся s крайнем верхнем положе- нии под действием сжатого воздуха, поступаемого в подбойковую полость б через канал 7 из ресивера 29. Через впускной клапан 18 осуществляют заполнение камеры сгорания 3 горючей смесью. Давлением горючей смеси поршень 2 со штоком

14 и поршень-боек 5 перемещаются вниз до упора ограничителя хода 15 в крышку камеры сгорания 17. По окончании заполнения камеры сгора- 30 ния 17 до необходимого давления подается сигнал на свечу зажигания

20 и на клапан, соединяющий через полый шток 14 цилиндрическую камеру

8 с атмосферой. Смесь сгорает, давление в камере сгорания 3 резко повышается, и этим давлением запорный клапан 9 откидывается вверх, так как сжатый воздух, находившийся над запорным клапаном 9, истекает 40 через полый шток 14 в атмосферу и сила, прижимающая запорный клапан 9 к седлу 11, исчезает. Продукты сгорания, истекая по каналам 12 и 10, воздействуют на поршень-боек 5, разгоняя его. В конце хода поршень- 45 боек 5, ударяя по ударнику 22, соединенному с рабочим инструментом

23, воздействует на разрушаемый негабарит. Далее поршень-боек 5 в результате отскока и действия силы ° 50 сжатого воздуха, находящегося в ресивере 29, перемещается вверх и вытесняет продукты сгорания иэ камеры расширения 4 через каналы 10 и

12 и открывающийся к этому времени выхлопной клапан 19 в атмосферу. Пос.ле столкновения поршня-бойка 5 с поршнем 2 они движутся вверх вместе и вытесняют продукты сгорания иэ камеры сгорания 3 через выхлопной клапан 19 в атмосферу,,Для снятия ударных нагрузок при столкновении поршня-бойка 5 с поршнем 2 их соприкасающиеся поверхности выполнены таким образом, что при соединении они образуют демпфирующую полость. После полной очистки камеры сгорания

3 выхлопной 19 и запорный 9 клапаны закрываются и цикл при необходимости повторяется.

Управление работой клапана 9 осуществляется с помощью управляемого воздухораспределителя 28 (фиг. 4 ).

Воэдухораспределитель 28 соединен с ресивером 29 компрессора и со штоком 14. При закачке камеры сгорания воздухораспределитель 28 открывается и сжатый воздух поступает в шток

14, и клапан 9 перекрывает отверстие

10 (фиг. 1). Одновременно с подрывом смеси в камере сгорания 3 воздухораспределитель соединяет полость штока 14 с атмосферой и, клапан 9 открывается. Во время движения поршня-бойка 5 вверх полость штока 14 соединена с атмосферой. Закрытие клапана происходит лишь при следующей закачке.

Давление в штоке 14 в несколько раз превышает давление в подбойковой полости б, которое выбирается минимальным из условия обеспечения подъема поршня-бойка 5. В прототипе это давление составляет., например, 0,5 кг/см (избыточное ). Такое давление устанавливают с помощью регулятора давления 30 (фиг. 5), через который ресивер компрессора

27 соединен с дополнительной емкостью 31 и отверстиями 7.

Применение предлагаемого устройства обеспечивает полную продувку камеры. сгорания, позволяет регулировать объем камеры сгорания, а значит, и энергию единичного удара, что повышает эффективность работы устройства в целом. 1 Q з Р (>

6 Х

V)

4$ — Л (4) "f

l1035215 г. Ужгород, ул. Проектная, 4