Система для транспортирования суспензии от выемочной машины

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

„„с!ОЗВЗО (6I ) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 22. 04. 75 (21) 2127954/22 03 (5!) М. Кл. (32) 23. 04, 74 по и. 2

15. 05. 74 по и. (31) 463222 (33) США

470068

Опубликовано 30.01 83. Бюллетень J% 4

Е 21 С 45/00 в 65 а 53/30 (23) Приоритет—

Гесударствеллый кемитет

СССР ло делам нэвбретеккй и открытий (В3) УДК 622. 243 (088. 8) Дата опубликования описания 30. О1 83

Иностранцы

Рональд Вильям Амфрей и Дэвид Лоуре (72) Авторы изобретения

«Мэзккейн

" ( (США) б

Иностранная фирма

"Континентал Ойл Компани" (США) (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СУСПЕНЗИИ

ОТ ВЫЕМОЧНОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для транспортирования суспензии от выемочной машины при разработке месторождений полезных ископаемых.

Известна система для транспортирования суспензии по гидравлическим трубопроводам, включающая колесные тележки, расположенные на расстоянии друг от друга и соединенные посредством тяг, на которые уложен шланг, закрепленный одним концом к суспензионному бункеру 1.1 3

Недостатком данной системы является низкая надежность поддержания

15 шлангов.

Известная система для транспортирования суспензии от выемочной машины, включающая гибкие шланги, поддерживаемые колесными тележками гибкие соединения, связывающие тележки между собой и подвижным транспортером, колено шланга, изогнутое на 180О, и направляющее на транспортере для обеспечения поворота шланга на 180о (2 ).

Недостатком известного устройства является то, что оно не может обеспечить поворота гибких шлангов на угол, отличающийся .от 180О.

Цель изобретения - обеспечение поворота гибких шлангов на угол, отличный от 180

Поставленная цель достигается тем, что криволинейная траектория включает первый участок с постоянным радиусом кривизны, второй участок, представляющий собой эластичный сегмент, имеющий радиус .кривизны для обеспечения упомянутой криволинейной траектории и расположенный между ними третий изогнутый участок, также представляющий собой эллиптический сегмент.

Отношение между большой и малой осями эллипсов первого и второго участков элекптических сегментов составляет 3:2.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства для транспортирова-. ния суспенэин; на фиг. 2 — вариант выполнения устройства для транспорти993830 рования суспензии в аксонометрии; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - вариант выполнения устройства для транспортирования суспензии, вид сверху; на фиг. 6 - то же, вид сбоку; на фиг. 7 - то же, вид спереди; на фиг. 8разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг. 9 - схема, иллюстрирующая геометрию устройства; на фиг. 10 — схематичное изобра-1в жение монтируемого на колесных тележках гибкого трубопровода, совершающего повороты вокруг нескольких углов, имеющих различные углы поворота.

Устройство состоит из горной машины 1, осуществляющей выемку горной массы, которая подается транспортером 2 на дробилку 3, откуда горная масса сбрасывается или транспортируется в бункер 4,.в который залита во- 2О да. Средство 5 управления уровнем воды выдает непрерывный сигнал через линию 6 на вентиль 7, которым заканчивается шланг 8. Шланг 9 подачи воды соединен с вентилем 7 и через посредство большого количества щелей (не показано) сообщается с внутренней полостью бункера.

Насос 10 подачи пульпы своим впускным отверстием присоединен к выходному отверстию из бункера 4 и служит для подачи пулЬпы s пульпрово) (шланг)

11. Другой шланг 12 соединен с шлангом 9 подачи воды. Оба шланга опираются на систему транспортировки, которая включает тележки 13, соединен35 ные между собой шарнирным устройством

14. Различные звенья шарнирного устройства 14 соединены между собой шарнирно со свободой движения в горизон40 тальной плоскости. В вертикальной плоскости шарнирное соединение действует в качестве упора. Транспортер 15 управляет движением тележек соединительного устройства и шлангов через

45 посредство бухты 16, заключающей в себе поворот на 180о. Шланги оканчиваются около неподвижного удаленного терминала 17. Поверхностный сепаратор

18 может быть соединен с терминалом

17 через посредство любой известной системы 19, такой, например,как трубопровод (шланг}.

Устройство работает следующим образом.

Продукт, извлеченный горной машиной 1, пропускается через дробилку 3, а образованные таким образом мелкие частицы оседают в бункере 4. Насос 10 подает пульпу из бункера в пульпопровод 11, по которому она подается на терминал 17. С терминала пульпа гидронасосом подается на поверхность и отделяется с помощью сепаратора 18.

Поскольку горная машина работает, врезаясь в пласты угля и выходя из них, то шланги 11 и 12 должны повторять эти движения. Для того, чтобы облегчить такое движение, часть бухты 16 гибких шлангов (трубопроводов) между транспортером 15 и терминалом 17 функционирует в качестве резервной или запасной секции. По мере того, как возникает необходимость в дополнительном шланге (трубопроводе) в соответствии с движением горной машины, транспортер 15 начинает двигаться по направлению стрелки 20, сокращая запасной отрезок шлангов (трубопроводов) и, создавая дополнительный трубопровод, который может двигаться в горную выработку шахты сразу же эа продвигающейся вперед горной машиной. Осуществляя такой переход и эффективное укорачивание или сокращение бухты шлангов (трубопроводов), расположенных вокруг транспортера 15, некоторые тележки 13 и соединительные звенья 14, которые соединяют их между собой, а также шланги (трубопроводы) 11 и 12, которые на них опираются, должны совершить поворот на 180 из позиции запаса на удаленной или обращенной в сторону терминала стороне поворота в активную (рабочую) позицию на той стороне поворота, где находится горная машина. Транспортер 15 облегчает это движение тележек соединительного устройства и трубопроводов, поднимая тележки и одновременно с этим управ-, ляя соединительными устройствами и трубопроводами, которые на них опираются при одновременном движении транспортера в направлении стрелки 20.

Те же самые функции транспортер выполняет в противоположном направлении когда он движется в направлении стрелки 21, где размер бухты трубопроводов должен быть увеличен и где возрастает величина каждого находящегося в запасной позиции трубопровода (шланга).

Варианты выполнения устройства для транспортировки суспензии показано на фиг. 2-4 и 5-8. Согласно фиг. 2-4, транспортер l5 состоит из секции 22 центральной платформы, из секции 23 первой боковой платформы и иэ секции

24 второй боковой платформы. Секции

993830 платформ соединены между собой с помощью шарнирных соединений 25, благодаря чему образуется единая несущая конструкция. На каждой секции 22-24 платформы монтируют некоторое количество колес, которые обеспечивают подвижность и поднимают транспортер над подошвой горной выработки. К секции 22 платформы прикрепляют трактор

26 с помощью тяг 27 и 28. 0

В задней стороне секций 23 и 24 в непосредственной близости к внешним краям этих секций присоединяют погрузочные площадки (пандусы) 29, а также монтируют конструкцию, предназначенную для подъема тележек 13 с подошвы горной выработки при подготовке к совершению поворота на 180о. Каждый из пандусов 29 включает канал 30, несущий на себе большое. количество роликов 31, вращающихся вокруг своих горизонтальных осей и выступающих над верхней поверхностью канала. Каждый пандус 29 опирается на несущие ролики 32 и 33, расположенные таким обра- 25 зом, чтобы во время вращения соприкасаться с подошвой горной выработки.

Кроме того, каждый пандус 29 несет на себе большое количество монтируемых .на кронштейнах внешних направляю- 30 щих роликов 34, предназначенных для вращения вокруг, в основном, вертикальных осей, а также большое количество монтируемых на кронштейнах внутренних направляющих роликов 35 подобным образом на противоположных сторонах канала каждого пандуса 29.

На верхней стороне секций 22-24 платформы монтируют большое количество вертикально расположенных кронштей- 0 нов 36, несущих на себе внутренние направляющие ролики 37. Кронштейны

36 и направляющие ролики 37 располагают на секциях 22-24 платформы в виде правильного геометрического ряда, 45 который может быть описан, как сегмент круга (описанного постоянным радиусом), имеющий пару эллиптических сегментов с возрастающим радиусом кривизны, примыкающих к концам сег50 мента круга. Ниже дается более подробное описание этого геометрического ряда направляющих роликов 37.

Для того, чтобы обеспечить вертикальную опору для системы сегментов (трубопроводов) во время прохождения ею поворота на 180, на верхней стороне секций 22-24 платформы монтируют .большое количество расположенных на некотором расстоянии друг от друга горизонтальных роликовых конструкций

38 в виде тележек, каждая из которых включает расположенные на некотором расстоянии друг от друга стойки 39, на которых шарнирно смонтированы кронштейны 40, несущие на себе монтируе мую со свободой вращения пару расположенных на некотором расстоянии друг от друга роликов 41 тележки. Каждая из этих стоек 39, расположенных на внешней -стороне поворота, кроме того, несет выступающую вверх направляющую плиту 42, которая помогает направ-. лять узел трубопроводов через поворот так, как будет показано ниже. Кроме того, на противоположных сторонах несущей конструкции, образованной секциями 22-24 платформы, имеется пара выступающих вверх несущих стоек 43, которые несут расположенные на их верхних концевых частях пару внешних ролико вых ходовых конструкций 44. Каждая из таких конструкций содержит кронштейн

45, шарнирно монтируемый на стойке 43 со свободой вращения вокруг вертикальной оси, и пару расположенных на некотором расстоянии aovr от aovra ооликов 46, монтируемых со свободой воащения вокруг веотикальной оси в крон штейне.

Рассмотрим теперь несущую и транспортирующую шланги систему, предназначенную для того, чтобы нести на себе шланги и облегчать перемещение транспортера, где некоторые из расположенных на некотором расстоянии одна от другой во всю длину трубопроводов тележки могут быть силовыми для того, чтобы облегчить движение шлангов, при этом другие тележки силовых установок не имеют. Так, например, как показано на фиг. 3, тегежки 47 и 48, изображенные там, являются силовыми тележками с приводом от электромоторов 49, монтируемых на тележках и приводящих тележки в движение через посредство гидравлической системы.

Как тележки, снабженные двигателями, так и тележки, не оборудованные двигателями, несут на себе захваты 50 шлангов, предназначенные для жесткого закрепления шлангов в определеннсй позиции над тележками. Шарнирное соединение 14, которое соединяют между собой тележки 13 и, кроме того, служит дополнительной опорой для шлангов

11 и 12, содержит несколько относительно коротких, шарнирно соединенных

Имеющий в основном корытообраэную форму пандус 62 монтируют на верхней стороне подрамника 52. Пандус 62 содержит пару продолговатых по сущест1 45 ау параллельных ножек 63 и 64, соединенных между собой криволинейной частью пандуса, которая, как это будет показано ниже, содержит пару секторов эллипса (с измененным радиусом кри50 виэны), расположенных на противоположных сторонах части, с постоянным радиусом кривизны, образующей сегмент круга. Пандус 62 опирается на боковые стрелы 60 и 61 в районе их внешних концевых частеи, а кроме того, на

55 стойки 65 и 66, которые отходят от него вниз до плечей раздвоенного элемента центральной рамы 56 конструкции.

7 9938 между собой звеньев 51. Предпочтительно, чтобы звенья 51 имели длину меньше 22 дюймов, а лучше всего, если они имеют длину около 19 дюймов (соответCTBeHHO: 55,9 и 48,3 CM). S

На фиг., 2-8 показано другое воплощение транспортера 15, которое содержит подрамник 52, имеющий переднюю, поперечно расположенную платформу 53, которая проходит между парой управля- 10 емых передних колес 54 и 55. Платформа 53 через посредство наиболее подходящего дышла или тягово-сцепного устройства (не показано) соединена с трактором или синхронно управляемой системой блоков или шкивов (не показано) для облегчения возвратно-поступательного движения транспортера.

Кроме того, подрамник 52 содержит раздвоенный элемент центральной рамы

56, который идет от платформы 53 назад. Балка 57 у своей задней свободной концевой части опирается на пару колес 58 и 59, а своей передней концевой частью крепится к верхней стороне центральной рамы 56. Колеса 58 и 59 катятся по подошве горной выработки, но колесный узел и задний конец балки 57 предпочтительно должны быть нагружены или каким-то образом S0 ограничены или должны удерживаться от бокового смещения в направлении, перпендикуг.ярном оси балки 57. Кроме того, подрамник 52 содержит пару по существу параллельных боковых стрел 60 и 61, которые отходят от платформы 53 на противоположной стороне относительно центральной рамы конструкции и направлены в заднюю сторону. 40

30 8

Предпочтительно, чтобы пандус 62 представлял собой трубчатый элемент прямоугольного поперечного сечения с ножками 63 и 64, которые у своих свободных задних концевых частей опираются на пару роликов 67 и 68, либо на выбор - на салазки. Свободные задние концевые части ножек 63 и 64 пандуса расположены в вертикальной плоскости на некотором уровне над подошвой горной выработки, который (уровень) ниже вертикального клиренса шасси нескольких тележек 13, монтируемых в системе трубопровода таким образом, что эти тележки могут вкатываться и передвигаться по ножкам 63 и 64 во время движения к пандусу или от него.

Верхняя часть пандуса 62 имеет вырезы, идущие в горизонтальной плоскости вдоль пандуса на некотором расстоянии один от другого и предназначенные для размещения несущих роликов

69, которые смонтированы в пандусе со свободой вращения и служат в качестве опоры для соединительного устройства 14. Кроме того, на противоположных сторонах ножек 63 и 64 пандуса 62 имеются боковые направляющие ролики 70 и 71, которые укладывают и направляют соединительное устройство

14 по мере того, как система шлангов вкатывается на пандус 62.

На противоположных сторонах пандуса 62 монтируют группы направляющих роликов, которые служат для направления и управления системой шлангов для прохождения поворота, образованного транспортером. Направляющие ролики включают внутренние ролики 72, монтируемые на соответствующих кронштейнах 73 на внутренней или вогнутой стороне пандуса 62, и две пары внешних роликов 74 и 75, монтируемых на соответствующих кронштейнах 76 и расположенных у входа на эллиптические секторы, образующие первую часть криволинейной части пути. На внешней стороне изогнутой части пандуса монтируют расположенные на некотором расстоянии друг от друга фиксирующие плиты

77, которые выступают вверх до уровня, расположенного под уровнем внешней поверхности пандуса. На верхней стороне пандуса на некотором расстоянии друг от друга вокруг криволинейной части пандуса монтируют дополнительные несущие ролики 78. Для того, чтобы не допустить движения шланга вверх и назад с дорожки, образован993

830 10 между большей и меньшей осями эллипса составляет предпочтительно 3:2.

Далее в системе большая ось эллипса имеет длину предпочтительно в 162 дюйма, а меньшая ось — 108 дюймов (соответственно: 408,94 и 274,32 см) . Тот сегмент окружности, который пересекает .два сегмента эллипса, имеет радиус равный 51,029 дюйма (127,7 см). Центр кривизны сегмента круга смещен на

19,75 дюйма (50,16 см) относительно центра эллипса, содержащего два сегмента на входе на поворот на 180 и на входе с поворота. Геометрическая фигура с указанием предпочтительных размеров и формы вышеописанного типа проиллюстрирована на фиг. 9.

В предпочтительном варианте выполнение изобретения каждый из шлангов

11 и 12 имеет внешний диаметр, равный приблизительно одному футу (30,48 см) Каждый из шлангов выполнен из резины армированной сталью и эта конструкция в определенной степени ограничивает гибкость шлангов (трубопроводов).

Шланги нельзя сгибать, поскольку при этом происходит их порча. Предпочтительно, чтобы минимальный радиус кривизны, при которой шланги могут быть мерно пяти футов при измерении по внешним сторонам изгибаемых трубопроводов. Трубопроводы более поздних типов допускают некоторое сокращение этого минимального радиуса кривизны.,Вышеописанная геометрия ряда направляющих роликов не нарушает этого огра ничения, а исп льзование относительно коротких звеньев 51 соединительного устройства 14 вместе с захватывающими устройствами 50, расположенных через каждые три фута вдоль всего шланга, обеспечивает достаточную опору для шлангов и,их удержание в арке, которая соответствует радиусу поворота, допускаемого внутренними направляюцими роликами 37.

В непрерывных схемах добычи камен ного угля необходимы также и угловые повороты узлов шлангов, величина которых (углов) меньше 180, а иногда и больше 180 . Для осуществления тао ких поворотов используют узлы модульного типа. Так, рассмотрим, в частности фиг. 9, где показана система, несущая гибкий шланг 81 и включающая большое количество колес 82, расположенных на определенном расстоянии ной пандусом 62, на передней части подрамника 52 в таком месте, где фик= сирующая плита проходит концентрично относительно закругленной .части пандуса 62,-с помощью стоек 79 монтиру- ют аркообразнуа прижимную плиту 80.

Последняя действует в качестве стопорного или ограничивающего движеиыеэлемента, который ограничивает движение вверх внешних колес, которые опираются на тележки 13 по мере того, как эти .тележки проходят закругленную часть пандуса.

Вариант, изображенный на фиг. 5-8, .действует по существу идентично варианту, изображенному на фиг. 1-4, описанных выше. Так, бухта или петли сис-. темы шлангов перемещается по транспортеру 15 и управляется им. Система шлангов перемещается относительно. транспортера, а транспортер может совершать возвратно-поступательное движение в соответствии с изменениями размера бухты системы шлангов, т.е. для того, чтобы выдавать или принимать на себя часть системы шлангов, в зависимости от того, что может потребоваться при движении горной машины. По мере движения шлангов шарнирное соединение 14 .входит в соприкос- ЗВ согнуты, не должен быть меньше приновение с пандусом 62, в результате чего вес шлангов на транспортере приходится на различные несущие ролики

62 и 78.

Поскольку время от времени могут M возникать очень большие нагрузки, воздействующие на шланги в направлении укоротить бухту и вытолкнуть шланги, соединительные устройства и связанные с ними тележки из транспортера в ав результате воздействия на них направленной вверх составляющей силы, то имеется прижимная плита 80, предназначенная для воздействия на верхнюю часть внешних колес одной или несколь-45 ких тележек 13.

В предпочтительной форме внутренние направляющие ролики 72 смонтированы в ряд на несущих секциях платформы по кривой, которая образует направ. ляющую дорожку для системы шлангов, причем упомянутая дорожка содержит сегмент окружности, который своими концами пересекает сегменты эллипса.

B каждой точке пересечения сегментом

S5 окружности сегмента эллипса, эллипс и окружность имеют общую касательную.

При формировании поворота на 180О вышеопиСанной геометрии соотношение.

9938

11 вдоль гибкого шланга 83. Как было сказано выше в отношении устройств пре>ннего тйпа, система, несущая гибкий шланг 8 1, содержит расположенные на некотором расстоянии друг от друга колеса 82, большое количество соединительных звеньев и шланг 83, который фактически может представлять собой несколько шлангов. Эти составзаны, поскольку гибкий шланг 83, как показано на фиг. 9, способен шарнирно изгибаться вдоль подошвы 84 ходовой выработки 85, которая на схеме делает несколько поворотов в горной выработке 86.

Поскольку опирающийся на колеса шланг 83 движется в направлении стрелки 87 или в противоположном направлении (стрелка 88), то совершенно очевидно, что шланг был бы не в состоянии обойти see углы ходовой выработки 85, не имея средства, предлагаемого изобретением.

На фиг. 9 показан угол 89, где ве- личина поворота равна 60,в позиции о

90 угол поворота составляет 120, в позиции 91 угол поворота равен 90о.

Эти углы поворота были показаны для того, чтобы проиллюстрировать то по- 3ц ложение, что от шланга 83 мощет потребоваться выполнение широкого диапазона пово,>отов на различные углы.

Фиг. 10 представляет собой вид сверху на узел транспортера 92, кото-з рый является пролетом аркообразного транспортера с углом поворота на 90о.

Узел транспортера 92 содержит раму 93, которая имеет большое количество проушин 94 в точках, расположенных на некотором расстоянии друг от друга вдоль краев рамы, к этим проушинам крепят проволочные оттяжки 95, которые своими противоположными концами крепятся к неподвижному рыму 96.

Обычные проволочные оттяжки 95 и рым

96 служат в качестве крепежных устные части на чертеже детально не пока.

30 12 ройств, с помощью которых узел транспортера 92 крепится в неподвижном состоянии относительно горной выработки 85.

Таким образом, предлагаемая система для транспортирования суспензии от выемочной машины позволяет обеспечить поворот гибких шлангов на угол, отличный от 180, с одновременным повышением их износостойкости.

Формула изобретения

1. Система для транспортирования суспензии от выемочной машины, включающая гибкие шланги, псддерживаемые колесными тележками, гибкие соединения, связывающие тележки между собой и подвижным транспортером, колено шланга, изогнутое на 180, и направо ляющие на транспортере для обеспечения поворота шланга на 180, о т л ио ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения поворота гибких шлангов на угол, отличный от 180, криволинейная траектория включает первый участок с постоянным радиусом кривизны, второй участок, представляющий собой эллиптический сегмент, имеющий радиус кривизны для обеспечения упомянутой криволинейной траектории, и расположенный между ними третий изогнутый участок, также представляющий собой эллиптический сегмент.

2. Система по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что отношение между большой и малой осями эллипсов первого и второго участков эллиптических сегментов составляет 3:2.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Н 3233850, кл. 24(- 19, опублик. 1961.

2. Патент США Ю 3260548, кл. 299- 18, опублик. 1966 (прототип).

993830

Тираж 601 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1747 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель В. Баранов

Редактор В, Пилипенко Техред Ж.Кастелевич Корректор " . немчик