Устройство для разрушения горных пород

14 пЕ 21 н, С.П. Экомасоводмарков госуддротвенный комитет оово делАм изовреткний и отн(71) Московский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (53) б 22.233.059:б 22.235(088.8) (56) 1. Взрывоимпульсное разрушени горных пород. М., "Наука", 1979, с. 101, рис, 6.13.2. Авторское свидетельство СССР Р 804834, кл. Е 21 С 37/14, 1978 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД) включающее корпус,внутренняя полость которого разделена пластиной с клапанным отверстиемна камеру сгорания и камеру расши-рения, запорный клапан, установленный с возможностью перекрытия клапанного отверстия пластины, подводящую сжатый газ к запорному клапану напорную трубу, выведенную из корпуса, поршень-боек и ударник с рабочим инструментом, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью повышения эФфективности работы за счетобеспечения возможности измененияобъема камеры сгорания, пластинавыполнена в виде подвижного поршня,а напорная труба жестко закрепленана нем в виде штока, наружный конецкоторого снабжен регулируемым огра"ничителем хода .с Фиксатором.5 30 15 20 25 лен на фиг, 2 и 3. Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и предназначено для разрушения горныхпород.Известно устройство для разруше-,ния горных пород, включающее корпус,поршень-боек, камеру сгорания, ударник и рабочий инструмент 1 .Недостатком известного технического решения является невозможностьрегулировать энергию удара поршнябойка.Наиболее близким техническимрешением к изобретению являетсяустройство для разрушения горныхпород, включающее корпус, внутренняяполость которого разделена пластинойс клапанным отверстием на, камерусгорания и камеру расширения, запорный клапан, установленный с возможностью перекрытия клапанного отверстия пластины, подводящую сжатыйгаз к запорному клапану напорнуютрубу, выведенную иэ корпуса, поршень-боек и уцарник с рабочим инструментом 2 .Недостатками этого техническогорешения являются плохая продувкакамеры сгорания и невозможностьрегулировать энергию удара поршнябойка.Целью изобретения является повышение эффективности работы за счетобеспечения возможности измененияобъема камеры сгорания.укаэанная цель достигается тем,что в устройстве для разрушениягорных пород, включающем корпус,внутренняя полость которого разделена пластиной с клапанным отверстием на камеру сгорания и камерурасширения, запорный клапан, УСтановленный с возможностью перекрытияклапанного отверстия пластины, подводящую сжатый газ к запорному клапану напорную трубу, выведенную изкорпуса, поршень-боек и ударникс рабочим инструментом, пластинавыполнена в виде подвижного поршня,а напорная труба жестко закрепленана подвижном поршне в виде штока,наружный конец которого снабжен регулируемым ограничителем хода с фиксатором.На фиг. 1 изображено устройстводля разрушения горных пород; нафиг. 2 - ограничитель хода пластины с фиксатором; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг, 2 р на фиг. 4установка напорной трубы в пластине;на фиг. 5 - схема газораспределения устройства. Устройство для разрушения горных пород включает цилиндрический корпус 1, внутри которого размещены с воэможностью возвратно-поступательного перемещения пластина-поршень 2, разделяющая полость корпуса 1 на каме 35 Я 45 50 55 60 б 5 ру сгорания 3 и расширения 4 и поршень-боек 5, разделяющий полость корпуса на камеру расширения 4 и подбойковую полость 6, в нижней части которой выполнены радиальные каналы 7. В теле поршня 2 в цилиндрической камере 8 размещен запорный клапан 9 и выполнено клапанное отверстие 10 с клапанным седлом 11 и каналы 12, соединяющие полость камеры сгорания 3 с подклапанной полостью 13, Жестко связана с поршнем 2 напорная труба в виде полого штока 14, нижним торцом ограничивающего ход клапана 9 в цилиндрической камере 8, верхний конец которого выведен иэ камеры сгорания 3 через отверстие в ее крышке и оборудован ограничите" лем хода 15 поршня 2 с фиксатором 16. В крышку камеры сгорания 17 встроены впускной клапан 18, выхлопной клапан 19 и свеча зажигания 20. Жестко связан с нижним торцом корпуса 1корпус ударника 21 с коаксиально размещенным в нем ударником 22, соединенным с рабочим инструментом 23 при помощи пальцев 24.Ограничитель хода 15 поршня 2 может иметь несколько вариантов конструкции, один иэ которых представ-. Ограничитель .хода поршня представляет собой диск с направляющими штангами 25, который размещен коаксиально к штоку 14 и имеет воэможность возвратно-поступательного перемещения относительно него. Фиксатор16 представляет собой пластину стремя отверстиями: одним центральными двумя, расположенными по периферии.Последние отверстия разреэные. Центральным, осевым отверстием фиксатор16 закреплен на штоке 14, например,с помощью резьбового соединения истопоров 26. В разреэных отверстияхразмещены с воэможностью возвратнопоступательного перемещения направляющие штанги 25. Для того, чтобыустановить необходимый объем камерысгорания 3, ограничитель хода 15перемещают по трубе 14 и закрепляютна необходимом уровне, стягивая болтами 27 разреэные отверстия, в которых размещены направляющие штанги 25, Крепление трубы 14 к поршню2, обеспечивающее извлечение клапана 9, может быть выполнено с помощью фланцевого соединения, с помощью прессовой посадки и т.д.На фиг, 4 представлен вариант реэьбового соединения штока 14 с поршнем 2. Соединение фиксируется стопором (не показан . Полый шток 14сообщен через распределитель 28с ресивером 29 компрессором, соединенным через регулятор давления30 и дополнительную емкость 31 сотверстиями 7 в корпусе35 Работа устройства осуществляется следующим образом,Первоначально определяется крепость разрушаемых негабаритов исредний размер куска, По этим данным находят минимально необходимуюэнергию ударного механизма для разрушения горных пород, Ограничительхода поршня 15 с фиксатором 16 устанавливают на штоке 14 таким образом,чтобы объем камеры сгорания 3 при 10перемещении штока 14 до упора ограничителем хода 15 в крышку камерысгорания 17 обеспечивал необходимый уровень энергии. Далее устройство устанавливают рабочим инструментом 23 на разрушаемый негабарити осуществляют рабочие циклы доего разрушения. В исходном положении поршень-боек 5 и поршень 2 находятся в крайнем верхнем положе-нии под действием сжатого воздуха, поступаемого в подбойковую полость б через канал 7 из ресивера 29. Через впускной клапан 18осуществляют заполнение камеры сгорания 3 горючей смесью, Давлениемгорючей смеси поршень 2 со штоком14 и поршень-боек 5 перемещаютсявниз до упора ограничителя хода 15в крышку камеры сгорания 17. Поокончании заполнения камеры сгорания 17 до необходимого давленияподается сигнал на свечу зажигания20 и на клапан, соединяющий черезполый шток 14 цилиндрическую камеру8 с атмосферой. Смесь сгорает,давление в камере сгорания 3 резко повышается, и этим давлениемзапорный клапан 9 откидывается вверх,так как сжатый воздух, находившийсянад запорным клапаном 9, истекает 40через полый шток 14 в атмосферу исила, прижимающая запорный клапан 9к седлу 11, исчезает, Продукты сгорания, истекая по каналам 12 и 10,воздействуют на поршень-боек 5,разгоняя его. в конце хода поршеньбоек 5, ударяя по ударнику 22, соединенному с рабочим инструментом23, воздействует на разрушаемый негабарит. Далее поршень-боек 5 в результате отскока и действия силы50сжатого воздуха, находящегося в ресивере 29, перемещается вверх и вытесняет продукты сгорания иэ камеры расширения 4 через каналы 10 и12 и открывающийся к этому временивыхлопной клапан 19 в атмосферу. После столкновения поршня-бойка 5 споршнем 2 они движутся вверх вместеи вытесняют продукты сгорания иэкамеры сгорания 3 через выхлопнойклапан 19 в атмосферу, Для снятияударных нагрузок при столкновениипоршня-бойка 5 с поршнем 2 их соприкасающиеся поверхности выполнены таким образом, что при соединении ониобразуют демпфирующую полость, После полной очистки камеры сгорания3 выхлопной 19 и запорный 9 клапанызакрываются и цикл при необходимости повторяется.Управление работой клапана 9 осуществляется с помощью управляемоговоздухораспределителя 28 (фиг, 4 ).Воэдухораспределитель 28 соединен сресивером 29 компрессора и со штоком 14. При закачке камеры сгораниявоздухораспределитель 28 открывается и сжатый воздух поступает в шток14, и клапан 9 перекрывает отверстие10 фиг. 1). Одновременно с подрывом смеси в камере сгорания 3 воздухораспределитель соединяет полостьштока 14 с атмосферой и, клапан 9открывается. Во время движения поршня-бойка 5 вверх полость штока 14соединена с атмосферой. Закрытиеклапана происходит лишь при следующей закачке.Давление в штоке 14 в несколькораз превышает давление в подбойковойполости б, которое выбирается минимальным из условия обеспечения подъема поршня-бойка 5. В прототипе этодавление составляет., например,0,5 кг/см (избыточное ). Такоедавление устанавливают с помощьюрегулятора давления 30 (фиг. 5),через который ресивер компрессора27 соединен с дополнительной емкостью 31 и отверстиями 7.Применение предлагаемого устройства обеспечивает полную продувкукамеры. сгорания, позволяет регулировать объем камеры сгорания, азначит, и энергию единичного удара,что повышает эффективность работыустройства в целом.