Устройство для удаления шлама

 

Изобретение относится к мобильным механизмам для удаления шламов из водосборных штреков и выработок. Устройство для удаления шлама включает механизм передвижения и смонтированный на нем загрузочный ковш, в котором установлен шнековый конвейер. Со стороны задней стенки ковша введена всасывающая труба поршневого насоса высокого давления, а сам насос установлен на рычаге подвески ковша. Помимо рычага и подвеску ковша входят канаты и регулирующие их длину натяжные замки. Задняя стенка ковша выполнена криволинейной и образует полость, в которой размещен шнековый конвейер. В ковше также смонтированы Трамбовки, установленные на валу типа коленчатого вала, трубопровод с насадками для регулирования консистенции шламовой пульпы. Загрузочная щель ковша по передней кромке снабжена клиновидным порогом с криволинейной задней стенкой, примыкающей к шнеку конвейера , шнеки которого имеют до середины его длины встречную навивку. При работе устройства загрузочный ковш перемещается по почве выработки и шлам поступает в ковш по всей его длине. Трамбовка обеспечивает разрушение корки поступающего шлама и удаление излишней влаги, а шнековый конвейер перемещает шлам к центру ковша и к всасывающему устройству. Далее шлам по всасывающим и напорному трубопроводам транспортируется насосом к вагонетке или иному месту разгрузки. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТ8ЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ » (21) 4356782/03 (22) 20.10.88 (86) РСТ/ДЕ 88/00077 (17.02.88) (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (31) P 3705598.4 (32) 21.02.87 (33) ОЕ (71) Саарбергверке АГ (OE) (72) Йоханнес Клеер, Клас Тен Хове и Вильхельм Бейер (ОЕ) (56) Рурколе Акциенгезельшафт 2/85 (BAG

Нижний Рейн) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ШЛАМА (57) Изобретение относится к мобильным механизмам для удаления шламов из водосборных штреков и выработок. Устройство для удаления шлама включает механизм передвижения и смонтированный на нем загрузочный ковш, в котором установлен шнековый конвейер. Со стороны задней стенки ковша введена всасывающая труба поршневого насоса высокого давления, а сам насос установлен на рычаге подвески

Изобретение касается устройства для удаления шлама, в частности, для очистки водосборных штреков подземных горных выработок, то есть, для поднятйя шлама с почвы и промежуточной транспортировки под землей, с передвижным устройством со сгребающим щитом и насосом, который соединен с подающим трубопроводом, Возникающие в шахте сточные воды, так называемая сточная шахтная вода, собирается в водосборном штреке. Такие водо„„Sg(„) 1782258 АЗ (si)s Е 02 F 3/92; Е 21 F 13/00 ковша. Помимо рычага в подвеску ковша входят канаты и регулирующие их длину натяжные замки. Задняя стенка ковша выполнена криволинейной и образует полость. в которой размещен шнековый конвейер. В ковше также смонтированы трамбовки, установленные на валу типа коленчатого вала, трубопровод с насадками для регулирования консистенции шламовой пульпы. Загрузочная щель ковша по передней кромке снабжена клиновидным порогом с криволинейной задней стенкой, примыкающей к шнеку конвейера, шнеки которого имеют до середины

его длины встречную навивку. При работе устройства загрузочный ковш перемещается по почве выработки и шлам поступает в ковш по всей его длине. Трамбовка обеспечивает разрушение корки поступающего шлама и удаление излишней влаги, а шнековый конвейер перемещает шлам к центру ковша и к всасывающему устройству. Далее шлам по всасывающим и напорному трубопроводам транспортируется насосом к вагонетке или иному месту разгрузки. 9 з.п. ф-лы, 4 ил, сборные штреки создаются в наиболее глубокой выработке, или под ней и служат только для сбора шахтной воды, которая оттуда выкачивается на поверхность с помощью насосов. В водосборном штреке или штреках собираются тяжелые частицы, TO есть шлам, на почве выработки, так что после откачивания такого штрека остающийся шлам с почвы выработки обезвощивается и затем, как правило, поднимается в вагонетках на поверхность.

1782258 ся отверстие всасывающей трубы насоса, . выполненного в виде поршневого насоса

" " высокого давлейия, йри этом над шнековым конвейером расположен трамбовочный механизм, имеющий трамбовки, воздействую щие на шлам в шнеке.

Подобная насосная установка, или устройство может разносторонне использо. ваться, поскольку является передвижной, и

" может работать как в предусмотренном во40

45 досборном" штреке, так и в других водо50 сборных "штреках, йлй"a ".другйх местах. Поднимающийся и опускающийся загрузочный ковй дает возможность надежйЬ поднять" Шл"ам с" поч в:ы" выработки и направленно йереместить-его с помощью шнековЬ о конвейера, расположенного на :" : задней стейке ковша, к поршйевому йасосу" -"о высокого давления с управляемыми"клaйа- "--- нами по которым "шлам через подающий трубопровод перекачивается nðÿìî â øàõò- " -"

Известно устройство, с помощью которого шлам сжимается под водой и затем выкачйвается. Уборочйый щит расположен на подвижном транспортно-овальном мосту с возможностью поворота, причем перед 5 уборочным щитом висит "эксцентрикбвый винтовой насос, который выкачивает весь собранный шлам в большую шахтную вагонетку, йоднимаемую на поверхность для дальнейшей обработки, то есть для обезво- 10 живания; например центрифугирбвайием, Недостатком этого известнбго устройства являетСя прежде всего то, что оно устанавливается в таком водосборном штреке стационарно и не может быть использовано 15 для других работ, например в другом водосборном штреке. Его недостатком являются также крупные затраты на оборудование, причем вследствие относительно жидкого материала становится необходимым под- 20 ключение винтовой центрифуги со сплош- ным барабаном. Только обработка o""э-т ой центрифуге делает возможнйй - трансйортировку в открытой ватонетке.

В основе изобретения лежит задача со- 25 адать передвижное устройство для подъема с почвы выработки и транспортировки шлама, целью которого является повышение мобильности устройства и концентрации твердого в транспортируемой;. шламовой 30 пульпе.

Задача решается в соответствии с изобретением таким образом, что устройство выполнено в виде передвижной установки, которая снабжена поднимающимся и опу- 35 скающимся загрузочным ковшом на задней стейке которого, с внутренней стороны, расположен поперечный шнековый конвейер, конечным пунктом подачи которого являетную вагонетку, Трамбовочный механизм обеспечивает оптимальное соотношение в шламе воды и твердых частиц и препятствует образованию пробок шлама. Таким путем шлам с высоким содержанием твердых час тиц поступает в поршневой насос высокого давления, или непОсредственно в вагонетку. В результате высокой концентрации твердых веществ густой шлам можно надежно травмировать даже ленточным конвейером. Шнековый конвейер, впрочем, обеспечивает" ра вномврное поступление шлама в поршневой насос высокого давления, так что сохраняется непрерывный и достаточный по объему поток и тем самым равномерная нагрузка на насос. Управляемые клапаны поршневого насоса высокого давления способствуют высокой производительности и равномерной работе. По сравнению с описанным существующим уровнем техники это устройство обладает преимуществом компактности, что позволяет использовать его в водосборных штреках различного размера. Кроме того, такое устройство можно использовать, например, и на поверхности земли для перемещения шлама в отстойниках. Как правило, разжижение шлама при этом не требуется;"подведенный к насосу материал в обязательном порядке перекачивается.

Хорошая возможность манипулирования обеспечивается за счет того, что загру зочный ковш расположен на свободном конце рычага, с возмо>кностью вращения, который, в свою очередь, расположен на передвижном устройстве с возможностью поворота. ТаКим образом загрузочный ковш может быть приведен в такое положение, когда он обязательно поднимает лежащий шлам, независимо от толщины его слоя.

Поднятие шлама производится равномерно и, с другой стороны, очень надежно, так как согласно изобретению, загрузочный ковш удерживается направляющим механизмом, образованным рычагом и канатами, причем канаты загрузочного ковша укреплены так, что варьируемый наклон ковша создается натяжными замками, При опускании рычага с загрузочным ковшом, острие загрузочного ковша автоматически заглубляется в почву штрека и затем посредством движения вперед передвижного устройства слой шлама перемещается в ковш. Поскольку загрузочный ковш висит на канатах, он может отклоняться при увеличении сопротивленйя, то есть работать на неровной почве, Загрузочный ковш"при этом удерживается направляющим передаточным механиЗмом оптимальным образом, чтобы шлам неизбежно поднимался и дви1782258

1 гался к шнековому конвейеру, захватывался им и транспортировался дальше, Направляющий передаточный механизм образует шарнирный четйрехугольник, причем канаты проходят над рычагом и 5 соответственно над его осями поворота и укрепляются на передвижном устройстве и на загрузочном ковше. Этим загрузочный ковш, с одной стороны, и с другой стороны фиксатор расстояния между осями поворО- 10 та, которые расположены на передвижном устройстве, образуют вместе с рычагом и канатами четырехзвенник, который является устойчивым и точно устанавливаемым.

Согласно дальнейшему развитию изо- 15 бретения канаты соединены с передвижным устройством через неподвижные плоские проушины. По всей вероятности, они могут при колебаниях и изменении наклона принимать на себя возникающие 20

"удары".

Шнековый конвейер с высокой производительностью создан благодаря тому, что задняя стенка загрузочного ковша и его загрузочная поверхность образуют криволи- 25 нейную полость, вмещающую шнековый конвейер, причем эта полость имеет выполненное широким к открытой стороне загрузочного ковша продольное окно, Через продольное окно шлам поступает в полость, 30 в шнековый конвейер, захватывается им и транспортируется дальше, причем посредством отдельных трамбовок трамбовочного механизма обеспечивается оптимальное перемешивание воды с твердыми частица- 35 ми и одновременно высокая степень запол-" нения шнекового конвейера.

В зоне всасывающего отверстия продольное окно прерывается, То есть полость здесь закрыта, чтобы не мешать всасываю- 40 щей способности: насоса, По этой же причине шнековый конвейер в этой зоне не имеет спирали.

Особая форма огибания шнекового конвейера достигается, во-первых, выполнени- 45 ем задней стенки, и, во-вторых, тем, что на загрузочной поверхности перед шнековым конвейером расположена клинообразная насадка; задняя стен ка которой изогнута соответственно шйековому конвейеру. 50

Выгодный короткий путь перемещения в шнековом конвейере достигается тем, что всасывающая труба со своим отверстием размещается посредине загрузочного ковша и что шнековый конвейер соответствен- 55 но, смотря по обстоятельствам, оснащен двумя спиралями, расположенными на противоположных половинках шнека. При этом шнековый конвейер приводится в действйе приводом, расположенным на одной стороне. Благодаря движению шнекового конвейера шлам перемешивается и делается текучим, так что может дальше транспортироваться насосом.

Чтобы достичь заданной высокой концентрации твердых веществ при оптимальном смешивании воды и твердых веществ, как уже упоминалось выше, по всей длине шнекового конвейера раздельно расположены трамбовки. Изогнутые по форме полукруга, они расположены на валу, выполненном в виде коленчатого вала со штангой, который проходит над задней стенкбй, при этом ножка трамбовки достает глубоко через продольное окно шнековый конвейер, При известных условиях преимущество достйгается, когда вал соединен с приводом шнекового конвейера преимущественно через второй отвод.

Чтобы избежать черезмерной концентрации твердых веществ, и этим избежать последующих помех в подаче шлама, согласно изобретению предусмотрено, что шнековый конвейер снабжен дополнительными соплами в форме трубы с отверстиями и соплами, которая проходит над продольным окном. Это делает возможность делать шлам более жидким, так чтобы он поступал в насос примерно при 75 процентной концентрации.

Устройство согласно изобретению обретает необходимую мобильность особенно при наличии гусеничного ходового механизма. Аналогично подвижным и не связанным с одним местом передвижное. устройство является тогда, когда оно образовано транспортной тележкой, передвигающейся по рельсам, причем в обоих случаях именно на передвижное устройствб возлагается подъем шлама с почвы и его дальнейшая транспортировка. В случае гусеничного ходового механизма, передвижное устройство свободно перемещается по штреку и может быть использовано в любом другом месте, в то время как в случае тележки, передвигающейся по рельсам, следует иметь ввиду такие штреки, где имеются, или могут быть проложены соответствующие рельсы. За счет своей мобильности, как уже упоминалось, устройство можно использовать не только под землей; но и на поверхности земли.

Одно из отличий изобретения состоит в том, что создано устройство, которым можно собирающийся в водосборных штреках шлам надежно поднимать с почвы, перемещать к насосу с высокой концентрацией твердых веществ и хорошо перемешанным доставйть от этого насоса к шахтной вагонетке, или к стволу шахты, откуда шлам

1782258 транспортируется дальше в шахтной вагонетке. Особым преимуществом является то, что водосборный штрек таким устройством, без дальнейшей обработки, может быть убран и очищен в кратчайшее время, LIJnaM имеет, при этом, содержание твердых веществ до 75, так что в конечном итоге шлам становится транспортабельным даже для ленточных конвейеров.

На фиг.1 изображена насосная установка, вид сбоку; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг.3 — загрузочный ковш, вид сбоку; на фиг.4 — расположение трамбовок.

Насосная установка 1 состоит из рамы

2 с механизмом йередвижения, например с гусеничным ходовым механизмом 3, который соединен с подающим трубопроводом

4 сзади передвижного устройства, например, выводится наверх к проло>кенному по кровле жесткому подающему трубопроводу и там закрепляется штуцером. Подающий трубопровод 4 сам может быть, например, гибким шлангом. Насосная установка 1 устанавливается на почве 5 выработки.

При помощи рычага 6 с гусеничным ходовым механизмом 3, или с рамой 2 связан загрузочный ковш 7, причем на рычаге 6 одновременно установлен насос 8, которым собранный в загрузочном ковше материал всасывается через всасывающую трубу 9 и затем перемещается в подающий трубопровод 4. Этим материалом является шлам с частицами твердых веществ различной величиньг.:

Всасывающая труба 9 оканчивается в зоне шнекового конвейера 10, который, находясь в загрузочном ковше 7, расположен по его продольной оси. В конечном пункте подачи 11 расположен конец всасывающей трубы 9 с входным отверстием, так что пере. мещенный сюда шнековым конвейером 10 . перемешанный материал поступает в насос

- 8, выполненный как поршневой насос высокого давления. В результате равномерной подачи смеси осуществляется равномерное транспортирование.

Шнековый конвейер 10 вращается посредством привода 12, причем шнековый конвейер 10 вращается в криволинейной полости 13, образованной задней стенкой

14 и загрузочной поверхностью 15 загрузочного ковша 7. Эта полость 13 имеет продольное окно 16, через которое шлам попадает в полость 13, чтобы затем перемещенным вперед шнековым конвейером 10 в направлении конечного пункта подачи 11, т.е. к всасывающей трубе 9. В продольном окне 16 действует трамбовочный механизм, который снабжен несколькими распределенными по всей длине загрузочного ковша

7 трамбовками с ножками 17. Эти трамбовки, имеющие возможность поступательного движения, соединены с валом 18, .образованным как коленчатый вал 19 толкателем

20, который расположен продольно над задней стенкой 14, Через ведомый элемент передачи 21 вал 18 может быть.так соединен с приводом 12, что трамбовки поочередно поднимаются и опускаются. При высокой концентрации твердых веществ, таким образом создается оптимальное перемешивание воды. с твердыми веществами .

Одновременно предотвращается образование уплотнений и пробок из шлама по длине

10 шнекового конвейера, для чего отдельные

15 трамбовки имеют расширенную плиту 22, что особенно хорошо видно на фиг,2, Эта плита трамбовки образует с ножкой соседней трамбовки частичное перекрытие продольного окна 16 в полости 13, или

20 в огибающей стенке шнекового конвейера 10.

В случае, если потребуется регулировка концентрации твердых веществ, могут быть подключены дополнительные сопла 23; кф

25 торые расположены над продольным окнО у

16 в водяной трубе, в которой образованц не показанные на чертеже отверстия с се плами. криволинейной задней стенки 14 и клинообразного порога 24, на загрузочной поверхности 15, благодаря ее изогнутой задней . стенки 25, создана криволинейная огибающая полость 13 для шнекового конвейера 10, Клино35 образный порог 24 может незначительно сдвигаться на загрузочной поверхности 15, так что количество перемещаемого шнековым конвейером 10 шлама может быть незначительно изменено в зависимости от концентрации в нем твердых веществ. Также производится изменение числа оборотов шнекового конвейера.

Наклон загрузочного ковша 7 может быть изменен простым и целесообразным способом через канаты 26, 27, или через размещенные на них натяжные замки. Эти канаты проходят, в основном, параллельно рычагу 6 и гибко укреплены на передвижном

50 устройстве 3 и загрузочном ковше 7. Они образуют вместе с загрузочным ковшом, с одной стороны, и передвижным устройством, с другой стороны, шарнирный четырехзвенник, которым создается весьма стабильный зажим загрузочного ковша (7) 55

Оси поворотов 28 канатов 26, 27 находятся над осями поворотов 29 или 30, рычага 6, причем на гусеничном ходовом механизме

3, или раме 2 предусмотрены плоские проушины 31, 32, за которые прикрепляются

30 На фиг.З показано, что посредством

1782258

10 своими концами канаты 26, 27. Наклон загрузочного ковша 7 может изменяться под воздействием натяжных замков. На фиг.1 разъясняется (показано пунктиром), какое положение занимает загрузочный ковш 7 при плавающем контакте с почвой штрека 5, Рычаг 6 отклоняется, или одновременно также поддерживается посредством гидравлического цилиндра 33, который укреплен, с возможностью отклонения, как на

10 гусеничном ходовом механизме, так и на несущем рычаге 6.

На фиг,2.стрелками показан путь шлама, захваченного загрузочным ковшом 7.

Далее на фиг.2 показано размещение различных трамбовок с одинаково образованными плитами трамбовок 22. Из чертежа видно, что плиты трамбовок 2 все вместе перекрывают продольное окно 16, или могут

20 воздействовать, чтобы предупредить образование пробок иэ шлама. Во всасывающей трубе 9 перед насосом 8 предусмотрен запорный вентиль 34 и вентиль свежей воды

35. Они соответственно обозначены на

25 фиг,1. При закрытом запорном вентиле 34, насос 8 и подающий трубопровод могут промываться свежей водой и очищаться. Полезно также перед запуском насоса заново наполнять его свежей водой, чтобы облег30 чить работу насоса 8

Формула изобретения

1. Устройство для удаления шлама, в частности, для очистки водосборных штреков горных выработок, включающее раму с

35 механизмом передвижения, шарнирно присоединенным к раме рычагом со щитовым шламосгребающим элементом, подвижно установленными на рычаге механизмами приема и промежуточного транспортирования, закрепленные на раме механизмы подъема и опускания ножа, насоса, соединенного с пульповодом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения мобильности устройства и концентрации твердого в низм передвижения выполнен гусеничным, а шламосгребающий элемент выполнен в виде загрузочного ковша с проушинами, шарнирно присоединенного проушинами к

50 рычагу и механизмам подъема и опускания и. снабженного фронтально установленным с внутренней стороны задней стенки ковша шнековым конвейером, трамбовочным механизмом с рычагами трамбовок шлама в шнеке и валом, установленным выше шнека, и соединенной с высоконапорным порштранспортируемой шламовой пульпе, меха- 45 невым насосом всасывающей трубой с входным отверстием, расположенным в ковше в зоне подачи шлама шнеком.

2. Устройство по и. 1 о тл ич а ю щ е ес я тем, что рычаг выполнен с кронштейном и проушинами, а механизм его подъема и опускания выполнен в виде гидроцилиндра.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что механизм подъема и опускания ковша выполнен в виде канатов, шарнирно присоединенных к проушинам ковша и проушинам кронштейна рычага и снабженных натяжными замками, 4. Устройство по п.3, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что канаты механизма подъема и опускания ковша закреплены выше рычага и шарниров его крепления на раме и ковше.

5. Устройство по и, 1 отл и ч а ю щ е ес я тем, что ковш выполнен с криволинейной полостью для шнека, образованной между задней и передней стенками ковша, причемвходное окно полости имеет одинаковую с ковшом ширину и обращено в сторону загрузочного отверстия ковша.

6. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е-: с я тем, что, на передней стенке ковша установлен клинообразный порог, задняя стенка которого, обращенная к шнеку, . выполнена криволинейной.

7. Устройство по пп.1 и 6, о т л и ч а ющ е е с я тем, что входное отверстие всасывающей трубы размещено по центру ковша, а шнек имеет спирали со встречной навив-. кой до половины общей длины шнека.

8. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, рычаги трамбовок выполнены дугообразными, снабжены плитами и установлены с возможностью возвратно-поступательного движения, при этом концы рычагов трамбовок соединены посредством шатуна с валом, выполненным коленчатым и установленным выше задней стенки ковша, причем плиты рычагов трамбовок установлены с возможностью касания шнека.

9, Устройство по п.8, отл и ча ю щеес я тем, что коленчатый вал соединен с приводом шнека посредством дополнительной клиноременной передачи.

10. Устройство по пп. 1 и 5, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, ковш снабжен дополнительным трубопроводом для подачи воды, выполненным в виде перфорированной трубы с насадками, присоединенной к внутрен-ней стороне задней стенки ковша выше входного окна.

1782258

/Р

jI

82

Ю

1782258

18 8

Puz4

Составитель В.Бритарев

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор 0.Кравцова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 4289 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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