Система для транспортирования суспензии от выемочной машины

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик с 19 З 8 ЗО(23) Приоритет -Гесударствеллый кемитет СССР ло делам нэвбретеккй и открытийДата опубликования описания 30.01.83 ИностранцыРональд Вильям Амфрей и Дэвид Лоуре(72) Авторы изобретения Мэзккейн ( .(54) СИСТЕМА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СУСПЕНЗИИ ОТ ВЫЕМОЧНОЙ МАШИНЫИзобретение относится к горнойпромышленности и может быть использовано для транспортирования суспензииот выемочной машины при разработкеместорождений полезных ископаемых.Известна система для транспортирования суспензии по гидравлическим трубопроводам, включающая колесные тележки, расположенные на расстоянии другот друга и соединенные посредствомтяг, на которые уложен шланг, закрепленный одним концом к суспензионномубункеру 1.1 3Недостатком данной системы является низкая надежность поддержания15шлангов,Известная система для транспортирования суспензии от выемочной машины, включающая гибкие шланги, поддерживаемые колесными тележками гибкиесоединения, связывающие тележки между собой и подвижным транспортером,колено шланга, изогнутое на 180 О, инаправляющее на транспортере для обеспечения поворота шланга на 180 о 21. Недостатком известного устройства является то, что оно не может обеспечить поворота гибких шлангов на угол, отличающийся .от 180 О.Цель изобретения - обеспечение поворота гибких шлангов на угол, отличный от 180Поставленная 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 транспорти 993830993830 Щ Тираж 601 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5рования суспензии в аксонометрии; нафиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - вариант выполнения устройства для транспортирования суспензии, вид сверху;на Фиг, 6 - то же, вид сбоку; наФиг. 7 - то же, вид спереди; на фиг. 8 разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг. 9 - схема, иллюстрирующая геометрию устрой"ства; на фиг, 10 - схематичное изобраожение монтируемого на колесных тележках гибкого трубопровода, совершающего повороты вокруг нескольких углов,имеющих различные углы поворота,Устройство состоит из горной машины 1, осуществляющей выемку горноймассы, которая подается транспортером 2 на дробилку 3, откуда горнаямасса сбрасывается или транспортируется в бункер 4, в который залита во Ода. Средство 5 управления уровнем воды выдает непрерывный сигнал черезлинию 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 внутреннейполостью бункера.Насос 10 подачи пульпы своим впускным отверстием присоединен к выходному отверстию из бункера 4 и служитдля подачи пулЬпы в пульпровод (шланг)11, Другой шланг 12 соединен с шлангом 9 подачи воды. Оба шланга опираются на систему транспортировки, которая включает тележки 13, соединен 35ные между собой шарнирным устройством14, Различные звенья шарнирного устройства 14 соединены между собой шарнирно со свободой движения в горизон 40тальной плоскости. В вертикальнойплоскости шарнирное соединение действует в качестве упора, Транспортер 15управляет движением тележек соединительного устройства и шлангов через45посредство бухты 16, заключающей всебе поворот на 180 о. Шланги оканчиваются около неподвижного удаленноготерминала 17. Поверхностный сепаратор18 может быть соединен с терминалом17 через посредство любой известнойсистемы 19, такой, например,как трубопровод (шланг) .Устройство работает следующим образом,Продукт, извлеченный горной машиной 1, пропускается через дробилку 3,а образованные таким образом мелкиечастицы 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 направлениикогда он движется в направлении стрелки 21, где размер бухты трубопроводов должен быть увеличен и где возрастаетвеличина 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 15 состоит из секции 22 центральной платформы, из секции 23 первой боковой платформы и иэ секции 24 второй боковой платформы. Секцииплатформ соединены между собой с помощью шарнирных соединений 25, благодаря чему образуется единая несущая конструкция, На каждой секции 22-24 платформы монтируют некоторое коли чество колес, которые обеспечивают подвижность и поднимают транспортер над подошвой горной выработки. К секции 22 платформы прикрепляют трактор 26 с помощью тяг 27 и 28.1 ОВ 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 180 о. Каждый из пандусов 29 включает канал 30, несущий на себе большое количество роли- О ков 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 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- ЗО 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-о 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,ф 45 который может быть описан, как сегмент круга (описанного постоянным радиусом), имеющий пару эллиптических сегментов с возрастающим радиусом кривизны, примыкающих к концам сег 50 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 другагоризонтальных роликовых конструкций38 в виде тележек, каждая из которыхвключает расположенные на некоторомрасстоянии друг от друга стойки 39,на которых шарнирно смонтированы кронштейны 40, несущие на себе монтируемую со свободой вращения пару расположенных на некотором расстоянии другот друга роликов 41 тележки. Каждаяиз этих стоек 39, расположенных навнешней стороне поворота, кроме того,несет выступающую вверх направляющуюплиту 42, которая помогает направлять узел трубопроводов через повороттак, как будет показано ниже, Крометого, на противоположных сторонах несущей конструкции, образованной секциями 22-24 платформы, имеется пара выступающих вверх несущих стоек 43, которые несут расположенные на их верхнихконцевых частях пару внешних роликовых ходовых конструкций 44. Каждая изтаких конструкций содержит кронштейн45, шарнирно монтируемый на стойке 43со свободой вращения вокруг вертикальной оси, и пару расположенных на некотором расстоянии доуг от друга ооликов 46, монтируемых со свободой воащения вокруг вертикальной оси в кронштейне,Рассмотрим теперь несущую и транспортирующую шланги систему, предназначенную для того, чтобы нести на себешланги и облегчать перемещение транспортера, где некоторые из расположенных на некотором расстоянии одна отдругой во всю длину трубопроводов тележки могут быть силовыми для того,чтобы облегчить движение шлангов, приэтом другие тележки силовых установокне имеют. Так, например, как показанона фиг, 3, тегежки 47 и 48, изображенные там, являются силовыми тележкамис приводом от электромоторов 49, монтируемых на тележках и приводящих тележки в движение через посредство гидравлической системы,Как тележки, снабженные двигателями, так и тележки, не оборудованныедвигателями, несут на себе захваты 50шлангов, предназначенные для жесткогозакрепления шлангов в определеннсйпозиции над тележками. Шарнирное соединение 14, которое соединяют междусобой тележки 13 и, кроме того, служит дополнительной опорой для шлангов11 и 12, содержит несколько относительно коротких, шарнирно соединенныхИмеющий в основном корытообраэную Форму пандус 62 монтируют на верхней стороне подрамника 52. Пандус 62 содержит пару продолговатых по сущест 1 45 ву параллельных ножек 63 и 61, соединенных между собой криволинейной цастью пандуса, которая, как этобудет показано ниже, содержит пару секторов эллипса (с измененным радиусом кри 50 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, на55 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 (соответственно: 55,9 и 18,3 см). 5На Фиг., 2-8 показано другое воплощение транспортера 15, которое содержит подрамник 52, имеющий переднюю, поперецно расположенную платформу 53, которая проходит между парой управля емых передних колес 5 ч 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 10 56, который идет от платформы 53 на зад. Балка 57 у своей задней свободной концевой части опирается на пару колес 58 и 59 а своей передней концевой частью крепится к верхней сто роне 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 Зо ограничены или должны удерживаться от бокового смещения в направлении, перпендикулярном 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 8Предпочтительно, чтобы пандус 62представлял собой трубчатый элементпрямоугольного поперечного сечения сножками 63 и бй, которые у своих свободных задних концевых частей опираются на пару роликов 67 и 68, либона выбор - на салазки, Свободные задние концевые части ножек 63 и 61 пандуса расположены в вертикальной плоскости на некотором уровне над подошвой горной выработки, который (уровень) ниже вертикального клиренса шасси нескольких тележек 13, монтируемыхв системе трубопровода таким образом,что эти тележки могут вкатываться ипередвигаться по ножкам 63 и 64 вовремя 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 предназначеннь 1 е для размещения несущих роликов69, которые смонтированы в пандусесо свободой вращения и служат в качестве опоры для соединительного устройства 11, Кроме того, на противоположных сторонах ножек 63 и бч пандуса 62 имеются боковые направляющие ролики 70 и 71, которые укладывают и направляют соединительное устройство11 по мере того, как система шланговвкатывается на пандус 62,На противоположных сторонах пандуса 62 монтируют группы направляющихроликов, которые служат для направления и управления системой шлангов дляпрохождения поворота, образованноготранспортером, Направляющие роликивклюцают внутренние ролики 72, монтируемые на соответствующих кронштейнах 73 на внутренней или вогнутой стороне пандуса 62, и две пары внешнихроликов 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 плиты77, которые выступают вверх до уровня, расположенного под уровнем внешней поверхности пандуса. На верхнейстороне пандуса на некотором расстоянии друг от друга вокруг криволинейной части пандуса монтируют дополнительные несущие ролики 78, Для того,чтобы не допустить движения шлангавверх и назад с дорожки, образованмежду большей и меньшей осями эллипса составляет предпочтительно 3:2.Далее в системе большая ось эллипсаимеет длину предпочтительно в 162 дюйма, а меньшая ось - 108 дюймов (соответственно: ч 08,94 и 271,32 см), Тотсегмент окружности, который пересекает .два сегмента эллипса, имеет радиус равный 51,029 дюйма (127,7 см). Центр кривизны сегмента круга смещен на19,75 дюйма (50,16 см) относительноцентра эллипса, содержащего два сегмента на входе на поворот на 180 ф 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,Ь 8 см) Каждый из шлангов выполнен из резиныармированной сталью и эта конструкцияв определенной степени ограничиваетгибкость шлангов (трубопроводов). Шланги нельзя сгибать, поскольку при этом происходит их порча, Предпочтительно, цтобь 1 минимальный радиус кривизны, при которой шланги могут быть мерно пяти Футов при измерении повнешним сторонам изгибаемых трубопроводов. Трубопроводы более поздних типов допускают некоторое сокращениеэтого минимального радиуса кривизны. Вышеописанная геометрия ряда направляющих роликов не нарушает этого ограничения, а использование относительнокоротких звеньев 51 соединительногоустройства 14 вместе с захватывающимиустройствами 50, расположенных черезкаждые три Фута вдоль всего шланга,обеспечивает достаточную опору дляшлангов 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 таоких 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 частиподрамника 52 в таком месте, где фиксирующая плита проходит концентричноотносительно 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 закругленнуючасть пандуса.Вариант, изображенный на фиг, 5-8,.действует по существу идентично варианту, изображенному на фиг. 1-4, описаиных выше. Так, бухта или петли сис-.темы шлангов перемещается по транспортеру 15 и управляется им. Системашлангов перемещается относительно 2 Отранспортера, а транспортер может совершать возвратно-поступательное движение в соответствии с изменениямиразмера бухты системы шлангов, т,е,для того, чтобы выдавать или принимать на себя часть системы шлангов,в зависимости от того, цто может потребоваться при движении горной машины. По иере движения шлангов шарнирное соединение 11 .входит в соприкос- ЗО согнуты, не должен быть меньше приновение с пандусом 62, в результатечего вес шлангов на транспортере приходится на различные несущие ролики62 и 78Поскольку время от времени могут З 5возникать очень большие нагрузки, воздействующие на шланги в направленииукоротить бухту и вытолкнуть шланги,соединительные устройства и связанные с ними тележки из транспортера в ерезультате воздействия на них направленной вверх составляющей силы, тоимеется прижимная плита 80, предназначенная для воздействия на верхнюючасть внешних колес одной или несколь 45ких тележек 13.В предпочтительной Форме внутренние направляющие ролики 72 смонтированы в ряд на несущих секциях платформы по кривой, которая образует направ 5 Оляющую дорожку для системы шлангов,причем упомянутая дорожка содержитсегмент окружности, который своимиконцами пересекает сегменты эллипса.В каждой точке пересечения сегментом55окружности сегмента эллипса, эллипси окружность имеют общую касательную.При формировании поворота на 1800 вышеопиСанной геометрии соотношение9938 11вдоль гибкого шланга 83. Как было сказано выше в отношении устройств прежнего типа, 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 все углы ходовой выработки 85, не имея средства, предлагаемого изобретением.На Фиг 9 показан угол 89, где ве- личина поворота равна 60 ,в позициио90 угол поворота составляет 120 , в позиции 91 угол поворота равен 90 о.Эти углы поворота были показаны для того, чтобы проиллюстрировать то по- Зц 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 90 о,Узел транспортера 92 содержит раму 93, которая имеет большое количество проушин 94 в точках, расположенных нанекотором расстоянии друг от другавдоль краев рамы, к этим проушинамкрепят проволочные оттяжки 95, которые своими противоположными концамикрепятся к неподвижному рыму 96.Обычные проволочные оттяжки 95 и рым96 служат в качестве крепежных устные части на чертеже детально не пока ф 30 12ройств, 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 изобретения1. 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 направоляющие на транспортере для обеспечения поворота шланга на 180 , о т л иоч 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 экспертизе1. Патент США Н 3233850,кл. 24-19опублик. 1961.2, Патент США М 3260548,кл. 299- 18, опублик. 1966 прототип).