Устройство для подачи зарядного шланга в скважину

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для механизации взрывных работ при заряжании скважин рассыпными и патронированными ВВ. Цель изобретения - снижение износа зарядного шланга и уменьшение массы и габаритов устройства. На полых валах 2 устройства установлена пара подающих роликов (ПР) 1. Каждый из ПР 1 состоит из корпуса 4 и приспособления 5 для вращения ПР 1 с магистралью 6 подвода к нему сжатого воздуха. Выполнено приспособление 5 в виде пневмокамер (ПК) 7, равномерно расположенных по окружностям ПР 1, и пневмораспределителей 8 последовательного подвода сжатого воздуха в группы ПК 7, встречно расположенных на обращенных друг к другу участках окружностей ПР 1 в начале четвертей этих окружностей, начиная от диаметральной линии, проходящей через оси обоих ПР 1, и сброса из них сжатого воздуха после выхода из этих участков. Пневмораспределители 8 в виде цилиндров 9 с радиальным каналом (К) 10 подвода сжатого воздуха и с радиальными выступами 11 по обе стороны К 10 расположены во внутренней полости 13 валов 2 в виде полых труб 14. На обращенных друг к другу поверхностях трубы 14 имеют сквозные прорези 15 по дугам окружностей. Цилиндры 9 расположены с возможностью ограниченного поворота до упора выступов 11 в края прорези 15, которая сообщена с ПК 7 подводящими К 16. К 10 через продольный К сообщен со штуцером 18 подачи сжатого воздуха. Между ПР 1 вставляют зарядный шланг 19. Рычагом 22 через пневмораспределитель 8 определяют направление движения шланга 19. Воздух через к 10, продольный К 17 и прорезь 15 поступает в ПК 7, которые, раздуваясь, поворачивают ПР 1. Поворачиваясь, ПР 1 толкает шланг 19. При этом запитываются через прорези 15 другие ПК 7. Защитный слой ткани - эластичный обод 23, общий для всех ПК 7, перераспределяет нагрузку и обеспечивает плавность хода. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для механизации взрывных работ при заряжании скважин рассыпными и патронированными ВВ. Цель изобретения снижение износа зарядного шланга и уменьшение массы и габаритов устройства. На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 расчетная схема; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 3. Устройство для подачи зарядного шланга в скважину включает пару подающих роликов 1 с вогнутой фрикционной поверхностью, установленных с помощью полых валов 2 на крепежных элементах 3. Каждый из подающих роликов 1 состоит из корпуса 4 и приспособления 5 для вращения роликов 1 с магистралью 6 подвода к нему сжатого воздуха. Приспособление 5 выполнено в виде пневмокамер 7, равномерно расположенных по окружностям роликов 1, и пневмораспределителей 8 последовательного подвода сжатого воздуха в группы пневмокамер 7, встречно расположенных на обращенных друг к другу участках окружностей роликов 1 в начале четвертей этих окружностей, начиная от диаметральной линии, проходящей через оси обоих роликов 1, и сброса из них сжатого воздуха после выхода из этих участков. Пневмораспределители 8 выполнены в виде цилиндров 9 с радиальным каналом 10 подвода сжатого воздуха и с радиальными выступами 11 на наружной поверхности 12 по обе стороны от радиального канала 10. Цилиндры 9 пневмораспределителей 8 расположены во внутренней полости 13 валов 2, а последние выполнены в виде полых труб 14, имеющих на обращенных друг к другу поверхностях сквозные прорези 15 по дугам окружностей труб 14. Цилиндры 9 расположены с возможностью ограниченного поворота до упора радиальных выступов 11 в края кольцевой прорези 15. Прорезь 15 сообщена подводящими каналами 16 с пневмокамерами 7. Радиальный канал 10 сообщен через продольный канал 17 со штуцером 18 подачи сжатого воздуха. Прорезь 15 выполнена такой величины, чтобы пневмораспределитель 8 мог иметь различные положения. Расположение пневмораспределителя 8 симметрично относительно центральной плоскости роликов 1 и соответствует нейтральному положению. Смещением пневмораспределителя 8 выбирается направление вращения роликов 1 (направление подачи зарядного шланга 19). Между роликами 1 вставляется зарядный шланг 19, который фиксируется в прямолинейном положении с помощью направляющих 20 и счищается от грязи с помощью щеток 21. Поворот пневмораспределителя 8 осуществляется с помощью рычага 22. Пневмокамеры 7 покрыты эластичными ободами 23, охватывающими по окружности ролики 1. Пневмораспределители 8 могут быть выполнены и другим образом. Радиальные каналы 10 могут быть сообщены с плоской стороной ролика 1, и пневмораспределители 8 могут быть установлены вне роликов 1. Устройство работает следующим образом. Зарядный шланг 19 устанавливают в направляющих 20 между роликами 1. Через штуцер 18 на пневмораспределитель 8 подают сжатый воздух. Пневмораспределители 8 с помощью рычага 22 устанавливают в заданное положение (см. фиг. 1). Воздух через каналы 17 и 10 попадает в прорезь 15 и связанные с ней пневмокамеры 7. Если пневмораспределитель 8 смещен относительно центральной плоскости, то соответствующие пневмокамеры 7 под действием сжатого воздуха создают усилие, действующее на зарядный шланг 19 и на ролики 1, создавая на роликах 1 вращающий момент. Проворачиваясь, ролик 1 толкает шланг 19 вверх или вниз и при этом запитывает другие пневмокамеры 7, каналы которой совместились с прорезью 15. При нейтральном расположении пневмораспределителя 8 запитываются пневмокамеры 7, симметрично расположенные относительно центральной плоскости. В этом состоянии усилие верхних и нижних пневмокамер 7 компенсируется, вращательный момент отсутствует. Устанавливая пневмораспределитель 8 в любое положение от максимально верхнего до максимально нижнего, можно менять скорость движения шланга 19 и направление движения. Обжимая шланг 19 по поверхности пневмокамеры 7, не нарушая поверхности его, обеспечивают надежное сцепление. При этом усилие подачи пропорционально усилию, развиваемому пневмокамерами 7. Защитный слой ткани эластичных ободов 23, общий для всех пневмокамер 7, обеспечивает плавность работы, так как перераспределяет нагрузку между пневмокамерами 7 и защищает их от загрязнений и механических воздействий. Заклинивание зарядного шланга 19 при перекосах исключается за счет направляющих 20, установленных до и после роликов 1. Шланг 19 очищается щетками 21, установленными на направляющих 20. Эти щетки могут быть выполнены из эластичного материала, например резины или материала типа фетр. Направляющие 20 могут быть выполнены из полиэтилена или полихлорвинила. Усилие подачи, развиваемое на роликах 1 (тяговое усилие), определяется из зависимости Q n ˙ M/R. (1), где Q усилие подачи, кгс; М момент вращения, кгс ˙ м; R радиус ролика от оси до шланга; n количество роликов. Для устройства с двумя роликами выражение имеет вид Q 2M/R (2) Вращательный момент на роликах зависит от величины контакта пневмокамеры со шлангом (т. е. от диаметра шланга), давления сжатого воздуха и диаметра ролика. При условии, если пневмокамеры обеспечивают силовой контакт со шлангом на величину h, считая эту высоту от плоскости, проходящей через оси роликов, зависимость для активной составляющей силы (проекция суммы сил на плоскость роликов) будет иметь вид g p ˙ h ˙ D_э ˙ К˙ К_ф, (3) где g сила, действующая на шланг, кгс; р давление сжатого воздуха, кгс/см²; h высота, по которой работают пневмокамеры, м;
D_э эффективный диаметр шланга (диаметр, на котором работают силы от пневмокамер), м;
К коэффициент полезного действия пневмоприводов, К 0,8-0,85;
К_ф коэффициент формы, учитывающий ненагруженную часть шланга, зависящий от формы приводов, К_ф 0,75. Момент вращения на ролике М, если принять, что силы от пневмокамер распределены равномерно и начало действия сил от плоскости, проходящей через оси роликов, будет определяться из зависимости
M gh
(4) подставив выражение g, получим
M h²·p·D_э·K·K_ф
(5)
Подставив значение М в выражение (1), получим зависимость тягового усилия (усилия подачи) на устройстве, состоящем из двух роликов
Q n
(6)
П р и м е р. Количество роликов n 2; высота активной части h 0,4 м; давление сжатого воздуха р 5 кгс/см² 5 ˙ 10⁴ кгс/м; эффективный диаметр шланга Dэ 0,04 м; коэффициент полезного действия приводов К 0,8; коэффициент формы К_ф 0,75 и радиус ролика R 0,05 м. Подставив эти значения в выражение (6), получим
Q 38,4 кгс
В случае, когда задается тяговое усилие, параметры роликов подбираются конструктивно с использованием зависимости (6).

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ЗАРЯДНОГО ШЛАНГА В СКВАЖИНУ, включающее пару подающих роликов на валах, приспособление для вращения роликов с магистралью подвода к нему сжатого воздуха, отличающееся тем, что, с целью снижения износа зарядного шланга и уменьшения массы и габаритов устройства, приспособление для вращения роликов выполнено в виде пневмокамер, равномерно расположенных по окружности роликов, и пневмораспределителей последовательного подвода сжатого воздуха в группы пневмокамер, встречно расположенных на обращенных друг к другу участках окружностей роликов в начале четвертей этих окружностей, начиная от диаметральной линии, проходящей через оси обоих роликов, и сброса из них сжатого воздуха после выхода из этих участков. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что валы выполнены в виде полых труб, имеющих на обращенных друг к другу поверхностях сквозные прорези по дугам окружностей труб, а пневмораспределитель выполнен в виде цилиндров с радиальным каналом подвода сжатого воздуха и радиальными выступами по наружной поверхности по обе стороны от радиального канала, при этом цилиндры пневмораспределителей расположены во внутренней полости валов с возможностью ограниченного поворота до упора радиальных выступов в края кольцевой прорези. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено эластичными ободами, охватывающими по окружности ролики с пневмокамерами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---