Сопло для нанесения набрызг-бетонной смеси

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано в процессе крепления выработок набрызг-бетоном. Цель - повышение качества набрызг-бетонной крепи за счет снижения динамических нагрузок от пульсации бетонной смеси. Для этого корпус сопла 1 снабжен упором 7 и установленным на корпусе с возможностью продольного перемещения коническим насадком 2 с фланцем 3, причем насадок 2 посредством пружины 6 связан с упором 7. С фланцем 3 посредством шарнира соединены секции секционного защитного экрана 5 с возможностью поворота. Жесткой тягой 8 каждая секция экрана 5 шарнирно связана с упором 7. Внутри упора 7 выполнена кольцевая камера 9 с кольцевой щелью 10, направленной в сторону экрана 5. Водовоздушная смесь подается в камеру 9 через патрубок 11, а добавки к набрызг-бетону - через патрубок 12. Насадок 2 воспринимает динамическую нагрузку, перемещаясь от упора 7 в направлении движения струи бетонной смеси. Экран 5 раскрывается и динамическая нагрузка компенсируется водовоздушным потоком, истекающим из камеры 9 через щель 10. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 О 11/10

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

llPY. ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4479537/23-03 (22) 06.09.88 (46) 15.12.90, Бюл. ¹ 46 (71) Институт геотехнической механики

АН УССР (72) Л, Н.П рокопишин, E. В, Кухарев, С.Е,Огарков и Н.А.Денисенко (53) 622.285.9(088.8) (56) Стрельцов Е.В.. Казакевич 3.В., Пономаренко Д.И. Крепление горных выработок .шахт набрызг-бетоном, M. Недра, 1978, Авторское свидетельство СССР

¹ 1472696. (54) СОПЛО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ НАБРЫЗГБЕТОННОЙ СМЕСИ (57) Изобретение относится к горнодобывающей пром-сти и может быть использовано в процессе крепления выработок набрыэгбетоном. Цель — повышение качества набрызг-бетонной крепи за счет снижения динамических нагрузок от пульсации бетонИзобретение относится преимущественно к горному делу и может быть использовано при набрызг-бетонировании горных выработок.

Целью изобретения является повышение качества набрызг-бетонной крепи эа счет снижения динамических нагрузок от пульсации бетонной смеси.

На фиг. 1 изображен сборочный чертеж устройства для нанесения набрызг-бетонной крепи; на фиг. 2 — эпюра сил. действующих в устройстве; на фиг. 3 — зависимость скорости вылета смеси из сопла от угла.раскрытия экрана.

Устройство состоит из корпуса сопла 1. на котором установлен цилиндрическо-ко„„5U„„1613626 А1 ной смеси. Для этого корпус сопла 1 снабжен упором 7 и установленным на корпусе с возможностью продольного перемещения коническим насадкам 2 с фланцем 3. Причем насадок 2 посредством пружины 6 связан с упором 7. С фланцем 3 посредством шарнира соединены секции секционного защитного экрана 5 с возможностью поворота.

Жесткой тягой 8 каждая секция экрана 5 шарнирно связана с упором 7, Внутри упора

7 выполнена кольцевая камера 9 с кольцевой щелью 10, направленной в сторону экрана 5. Водовоздушная смесь подается в камеру 9 через патрубок 11, а добавки к набрызг-бетону — через патрубок 12. Насадок 2 воспринимает динамическую нагрузку, перемещаясь от упора 7 в направлении движения струи бетонной смеси. Экран 5 раскрывается и динамическая нагрузка компенсируется водовоздушным потоком, истекающим из камеры 9 через щель 10. 3 ил. нический насадок 2 с возможностью продольного перемещения относительно оси сопла 1. В нижней части. насадка имеется фланец 3, с которым посредством шарнира

4 соединены секции защитного экрана 5, имеющие форму трапеции с тремя прямолинейными сторонами (меньшее основание и две боковые стороны} и большим основанием, изогнутым по радиусу минимального в раскрытия экрана в плоскости, перпендику- I лярной его образующей. Для обеспечения удержания отскока на своей внутренней поверхности экран (а следовательно и его секции) должен быть жестким вдоль образующей и упругим в перпендикулярном направлении. Этого можно достигнуть, если

1613626 выполнить секции экрана из эластичного материала с подкрепляющим армированием, например сталью. В собранном виде секции экрана перекрываются одним краем вдоль образующей. В нижней части насадка на фланцах 3 закреплена пружина 6, второй конец которой жестко закреплен в кольцевом упоре 7, расположенном на корпусе сопла 1. В средней части каждая секция экрана шарнирно соединена посредством жесткой тяги 8 с кольцевым упором 7. Внутри упора имеется кольцевая камера 9 с кольцевой щелью 10, нап ра влен ной в сторону защитного экрана 5, Камера 9 служит для формирования водовоздушной завесы вокруг сопла. Водовоздушная смесь подается в камеру через патрубок 11, а добавки к набрызг-бетону — через патрубок 12.

Устройство работает следующим образом.

Устройство с помощью манипулятора подводится к поверхности выработки на расстояние 50 — 100 см от края защитного экрана через сопло 1, Одновременно с подачей набрызг-бетонной смеси водовоздушная смесь впрыскивается через патрубок 11 в камеру 9, где формируется в плоскую конусообразную струю, и, обтекая защитный экран 5, перемещается к обрабатываемой поверхности. При этом водовоздушная струя параллельна внешней поверхности защитного экрана 5. Готовая бетонная смесь поступает через сопло 1 и насадок 2 к обрабатываемой поверхности, предварительно очищенной от отслоившейся породы. Частицы бетонной смеси, отскочившие от поверхности, попадают на защитный эк..ран 5, скатываются по наклонной внутренней поверхности, смешиваются с основным потоком и вновь направляются к обрабатываемой поверхности. Происходит это при помощи перепускных патрубков (не показаны), соединяющих нижнюю часть внутренней поверхности экрана и канал сопла, располагающихся между соплом 1 и пружиной 6 и состоящих из двух частей, входящих друг в друга, из которых одна закреплена в нижней части подвижного экрана, а вторая — на фланце сопла с выходом в его внутренний канал.

При налипании компонентов бетонной смеси в трубопроводе изменяется ее массовая скорость (расход) при прохождении через сопло, Налипание отдельных зерен смеси на стенки трубопровода приводит к уменьшению его поперечного сечения и увеличению аэродинамического сопротивления. В месте сужения газоматериальный поток разделяется, причем частицы бетонной смеси

Формула изобретения

Сопло для нанесения набрызг-бетонной смеси, содержащее корпус. защитный экран и патрубки для подачи водовоздушной смеси и добавок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества набрызг-бетонной крепи за счет снижения динамических нагрузок от пульсации бетонной смеси, корпус сопла снабжен у ором и коническим насадком, установленным на нем с возможностью продольного перемещения и связанным с упором корпуса при помощи пружины, при этом нижний конец насадка оснащен фланцем, а защитный экран выполнен секционным и каждая его секция частично оседают, а воздух, ускоряясь в сужении, преодолевает его. Таким образом, к соплу подается меньшее количество бетонной смеси и массовая скорость (расход) ее

5 уменьшается. Если учитывать, что плотность бетонной смеси р< на три порядка превышает плотность транспортирующего его воздуха р (p =2000 кг/м, р — -1 кг/мз), реактивная сила струи также уменьшается, 10 причем существенно, а насадок 2 притягивается пружиной 6, действующей на фланцы

3, к упору 7. При этом защитный экран прикрывается (складывается), а его секции поворачиваются на шарнирах 4, При сдувании

15 налипших зерен с поверхности трубопровода к соплу поступает газоматериальный llo ток с повышенным содержанием бетонной смеси и массовая скорость вылета ее из сопла 1 увеличивается. При этом насадок 2

20 воспринимает динамическую нагрузку, перемещаясь от упора 7 в направлении движения струи бетонной смеси, При этом защитный экран 3 раскрывается и динамическая нагрузка компенсируется водовоз25 душным потоком, истекающим из камеры 9 через кольцевую щель 10. Пружина 6 выполняет роль демпфера при скачкообразном раскрытии и закрытии экрана, а раскрытие экрана 5 в запредельное положение предот30 вращает жесткая тяга 8. По мере затухания динамических нагрузок защитный экран 5 прикрывается и насадок 2 возвращается в исходное положение под действием пружины 6.

35 Из графика (фиг, 3) следует, что угол раскрытия экрана достаточный для погашения пульсаций одного порядка со скоростью истечения бетонной смеси и при нормальных условиях работы составляет 35 — 50 . Ми40 нимальный угол раскрытия экрана не превышает угла раскрытия водовоздушной смеси и составляет не более 25 .

1613626 установлена на фланце насадка с возможностью поворота и шарнирно связана жесткой тягой с упором корпуса, внутри которого выполнена кольцевая камера с кольцевой щелью, направленной в сторону защитного экрана.

1613626

Я 40 50 бО Е 80

Фиг. 5

Редактор Н. Горват

Заказ 3874 Тираж 384 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Ю

QO

О

4Р

Составитель Л, Березкина

Техред M,ÌoðãåHòàë Корректор А. Обручар