Устройство для направленного разрушения монолитных объектов

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для отбойки пород отрывом от массива. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения отрыва части монолита без упоров в дно скважины. Устройство содержит силовой цилиндр (Ц) 1 с поршнем 3. Сквозь Ц 1 и поршень 3 пропущен шток (Ш) 2 с буртом для упора в поршень 3 и клиновой распорный конец (К) 4. Цанга 5 связана с Ц 1 и охватывает К 4. На Ц 1 жестко закреплен узел нанесения удара по концу Ш 2, оппозитному К 4. Между упором Ш 2 и цангой 5 расположен узел радиального распора в виде расположенных вокруг Ш 2 и упруго связанных между собой сегментов 7 со скосами на внутренних поверхностях для взаимодействия с К 4. После ввода цанги 5 в скважину и подачи рабочего тела в рабочую полость Ц 1 поршень 3 вдавливает К 4 в цангу 5, раздвигая ее лепестки, которые внедряются клиновыми выступами в стенку породы. Наносится удар по Ш 2, затем К 4 взаимодействует с сегментами 7, которые расширяются в стенки скважины, и усилие идет на отрыв породы в сторону устья. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Е 21 С 37/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ юр //

/!

/ юй ! ) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4730200/03 (22) 14.08.89 (46) 15.08.91, Бюл. М 30 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) Г.С.Мурзин и Ю.Г,Мурзин (53) 622.232 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1346782, кл, Е 21 С 37/04, 1986, Авторское свидетельство СССР

М 1488476, кл. Е 21 С 37/02, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО

РАЗРУШЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ ОБЬЕКТОВ (57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для отбойки пород отрывом от массива. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения отрыва части монолита без упоров в дно скважины, Устройство содержит силовой цилиндр (Ц) 1

5U 1670121 А1 с поршнем 3. Сквозь Ц 1 и поршень 3 пропущен шток (Ш) 2 с буртом для упора в поршень 3 и клиновой распорный конец (К)

4. Цанга 5 связана с Ц 1 и охватывает К 4. На

Ц 1 жестко закреплен узел нанесения удара по концу Ш 2, оппозитному К 4. Между упором Ш 2 и цангой 5 расположен узел радиального распора в виде расположенных вокруг Ш 2 и упругосвяэанных между собой сегментов 7 со скосами на внутренних поверхностях для взаимодействия с К 4. После ввода цанги 5 в скважину и подачи рабочего тела в рабочую полость Ц 1 поршень 3 вдавливает К 4 к цангу 5, раздвигая ее лепестки, которые внедряются клиновыми выступами в стенку породы. Наносится удар по Ш 2, затем К 4 взаимодействует с сегментами 7, которые расширяются в стенки скважины, и усилие идет на отрыв породы в сторону устья. 1 э,n.ф-лы, 1 ил.

1670121

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для разрушения горных пород, и может быть использовано при невзрывной отбойке горной массы в проходческих и очистных забоях, при раздельной отработке тонких жил драгоценных металлов и т,д.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства эа счет обеспечения отрыва части монолита беэ упора в дно скважины.

На чертеже показано устройство в скважине до включения в работу, продольный разрез, Устройство включает силовой цилиндр

1 со штоком 2 и поршнем 3. На штоке 2 выполнен буртик, который размещен в полости поршня 3. Оба конца штока 2 пропущены через торцовые крышки силового цилиндра 1. Распорный клиновой конец 4 штока пропущен через цангу 5, жестко соединенную с торцом силового цилиндра 1, На этом конце штока вокруг него между цангой 5 и торцовым упором 6 размещен узел радиального распора, состоящий из упругосвязанных между собой сегментов 7, поджатых к цанге 5 пружиной 8. С наружной

I поверхности сегменты 7 снабжены попереч;ыми 9 инденторами (или фрикционным материалом. например резиной), обеспечивающими их сцепление со стенками скважины 10. Внутренние поверхности

11 сегментов 7 выполнены со скосами с возможностью взаимодействия с клиновым концом 4 штока 2. Цилиндрический участок

12 штока 2 размещен в полости 13 корпуса

14 узла нанесения ударов. Корпус 14 этого узла соосно и жестко соединен с си lopblM цилиндром 1. B полости 13 корпуса 14 размещен ступенчатый поршень-боек 15 с каналами 16, соединяющими полость 13 с полостью 17, Задняя крышка 18 корпуса 14 выполнена с возможностью осевого перемещения. В корпусе 14 выполнены каналы

19, соединяющие полость 13 с атмосферой.

Механизм перекрытия каналов 19 на чертеже не показан. В крышке 18 имеется канал

20, соединяющий полость 17 с источником питания. Каналы 21 и 22 соединяют полости прямого 23 и обратного 24 хода силового цилиндра 1 с источником питания.

Устройство работает следующим образом.

Цанга 5 вводится в скважину 10. В полость 23 прямого хода силового цилиндра 1 через канал 22 подается рабочая среда (сжатый воздух, жидкость), под воздействием которой поршень 3 упирается в буртик штока 2 и выталкивает шток 2 через цангу 5. При этом клиновой конец 4 штока 2 взаимодействует с лепестками цанги 5 и прижимает их к стенкам скважины 10, Этому способствует усилие пружины 8 и избыточное давление в полости 13, действуя на торец цилиндрического участка 12 штока 2, 3а счет этих усилий в стенках скважины 10 в плоскости касания клиновых выступов лепестков цанги возникает круговая область концентрации напряжений, Избыточное давление в полости 13 создается при закрытом канале

19, поскольку сжатый воздух от источника питания через канал 20 крышки 18 поступает в полость 17 и через каналы 16 в полость

13. При одинаковом давлении в полостях 13 и 17 поршень-боек 15 за счет разности площадей поперечного сечения перемещается в крайнее правое положение, При резком открывании канала 19 давление в полости

13 сравнивается с атмосферным и поршеньбоек 15 за счет избыточного давления в полости 17 разгоняется в корпусе 14 и наносит удар по торцу цилиндрического участка 12 штока 2. Для получения наибольшей энергии удара (за счет уменьшения величины падения давления в полости 17 при перемещении поршня-бойка 15) поршень-боек 15 и крышка 18 выполнены пустотелыми. Изменение хода поршня-бойка 15 достигается эа счет осевого перемещения крышки 18, Ударный импульс через шток 2 и цангу

5 передается на стенки скважины 10, вызывает возникновение поперечнои трещины в плоскости клиновых выступов. В передаче импульса поршень 3 не участвует, так как буртик штока 2 свободно перемещается в сторону цанги 5. Дальнейшее перемещение

LU t0KB под ста тическим давлением вызывает внедрение клиновы выступов цанги 5 в трещину и ее развитие вглубь массива. После выхода иэ цанги 5 .линовой участок 4 штока 2 взаимодействует со скошенными поверхностями 11 сегментов 7, вызывая радиальные перемещения последних. 3а счет индент0роB 9 сегменты 7 сцепляются со стенками скважины 10 и распираются в ней, создавая упор для штока 2. При его дальнейшем проталкивании через цангу 5 происходит приложение растягивающих усилий к берегам поперечной трещины и ее развитие до выхода на свободную поверхность без упора в дно скважины, После о гделения блока от массива в полость 24 через канал 21 подается рабочая среда и поршень 3 возвращает шток 2 в крайнее правое положение. При этом сегменты 7 эа счет упругих связей перемещаются радиально к оси штока 2 и выходят из контакта со стенками скважины 10. Подача

1610121

Размещение в корпусе ударного узла только цилиндрического участка штока, жесткое соединение корпусом ударного узла и силового цилиндра, а также выполнение задней крышки ударного узла с воэможностью осевого перемещения позволяет увеличить величину статического и динамического воздействия на шток.

Составитель 0.Попов

Редактор М,Бандура Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинвц

Заказ 2724 Тираж 287 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 сжатого воздуха через канал 20 при закрытых каналах 19 вызывает перемещение поршня-бойка 15 в крайнее правое положение и на этом завершается подготовка устройства к последующему размещению в скважине и отделению блока горных пород от массива.

Таким образом, наличие между торцовым упором и цангой подпружиненного распорного узла, выполненного иэ упругосвяэанных сегментов, радиально перемещающихся при взаимодействии с клиновым концом штока, обеспечивает своевременное приложение растягивающих усилий к берегам поперечной трещины без упора торца штока в дно скважины, что значительно сокращает временные затраты при эксплуатации устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для направленного разрушения монолитных объектов, включающее силовой цилиндр с поршнем, шток с распор5 ным клиновым концом, пропущенным через силовой цилиндр, и поршень, установленный с возможностью продольного перемещения и имеющий буртик для упора в него поршня, цангу, охватывающую распорный

10 клиновой конец штока и связанную с силовым цилиндром, упор на торце клинового конца штока и узел нанесения ударов по выходящему иэ силового цилиндра концу штока, оппоэитному клиновому концу, о т л и15 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства эа счет обеспечения отрыва части монолита без упора в дно скважины, устройство снабжено узлом радиального распора, выпол20 ненным в виде упругосвязанных между собой сегментов, расположенных вокруг штока между упором и цангой и имеющих скосы на внутренних поверхностях для взаимодействия с клиновым концом штока.

25 2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что сегменты выполнены с поперечными инденторами на наружных поверхностях,