Устройство для удаления шлама

(я)5 Е 02 ГЗ ТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТ 8 ЕННО ВЕДОМСТВО ССС ГОСПАТЕНТ ССС Р( Р)ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АТЕНТ сборные ш бокой выра ко для сбо выкачивае насосов, В ках собир шлам, на откачиваншлам с по затем, как ках на пов(72) Йоханнес Клеер, Клас Тен Хове и Вильхельм Бейер (ОЕ)(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ШЛАМА(57) Изобретение относится к мобильныммеханизмам для удаления шламов из водосборных штреков и выработок. Устройстводля удаления шлама включает механизм передвижения и смонтированный на нем загрузочный ковш, в котором установленшнековый конвейер. Со стороны заднейстенки ковша введена всасывающая трубапоршневого насоса высокого давления, асам 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 водоо)Ц оо 1 782258 А 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 криволинейнойзадней 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 3 всей его длине, Трамбовка обеспечивает разрушение корки прступающего 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,треки создаются а наиболее глуботке, или под ней и служат тольра шахтной воды, которая оттудася на поверхность с помощью водосборном штреке или штреются тяжелые частицы, то есть почве выработки, так что после я такого штрека остающийся вы выработки обезвощивается и правило; поднимается в вагонетрхность.юЩ;высокого давления с управляемымиклайв- :- уд нами по которымшлам через подающий ." ны трубопровод перекачиваетсяпрямовшахт-чт Известно устройство, с помощью которого шлам сжимается под водой и затем выкачйвается, Уборочйый щит располокен 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 живания; например центрифугирбвайием,ЙедостЪтком этого известнбго устройства являетСя прежде всего то, ч Ф оно устанавливается в таком водосборном штреке стационарно и не может быть использовано 15 для других работ, например вдругом водо- сборном штреке. Его недостатком являютсятакже крупные затраты на оборудование, причем-вследствие относительно жидкого материала становится необходимым под ключение винтовой центрифуги со сплош-ным барабаном. Только обработка "в "этой центрифуге делает йозможньли -трансйортировку в открытой ватонетке.В основе изобретения лежит задача "со адать передвижное устройство для подъема с почвы выработки и транспортировки шла-ма, целью которого является повышение мобильности устройства и концентрации твердого в транспортируемой; шламовой 30 пульпе.Задача решаетсяв соответствии с изобретением таким образом, что устройство выполнено в виде передвижной установки, которая снабжена поднимающимс и опу ска 1 ощимся загрузочным ковшом на задней стейке которого, с внутренней стороны, расположен поперечный шнековь 1 й конвейер, конечным пунктом подачи которого является отверстие всасывающей трубы насоса, выполненного в виде поршневОго насоса " " высокого давлейия, йри этом над Шнековымконвейером расположен трамбовочный механизм, имеющий трамбовки, воздействую щие на шлам в шнекеПодобная насосная установка, или устройство может разносторонне использо. ваться, поскольку является передвижной, и " может работать как в предусмотренном водосборном"штреке, так и в других водосборных "шТреках, йлй"в "другйх "местах, Поднимйащийся и опускающийся загрузочный ковш дает возмОжность нйдежйО г 1 однять шл"а"мс" почвы "выработки"и направленно йереместить его с помощью шнековЬо конвейера, расположенного на :": задней стенке ковша,кпоршйевомуйасосу"."о ную 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 непосредственнов вагонетку. В результате высокой концентрации твердых веществ густой шлам можно надежно травмировать даже ленточным конвейером. Шнековый конвейер, впрочем, обеспечивает" равномерное 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 производител ьн ости и рав номе р ной 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 дляперемещения 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 загрузочный ковш расположен на свободном конце рычага, с возмокностью 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 сопрбтивленйя, то есть работать на неровной почве, Загрузочный ковш" и ри этомерживается направляющим передаточм механиЗмом оптимальным образом,обы шлам неизбежно поднимался"и двигался к шнековому конвейеру, захватывалсяим и транспортировался дальше,Направляющий передаточный механизм образует шарнирный четйрехугольник, причем канаты проходят над рычагоми 5соответственно над его осями поворота иукрепляются на передвижном устройстве ина загрузочном ковше. Этим загрузочныйковш, с одной стороны, и с другой стороныфиксатор расстояния между осями повбрбта, которые расположены на передвижномустройстве, образуют вместе с рычагом иканатами четырехзвенник, который является устойчивым и точно устанавливаемым.Согласно дальнейшему развитию изобретения канаты соединены с передвижным устройством через неподвижныеплоские проушиньь По всей вероятности,они могут при колебаниях и изменении наклона принимать на себя возникающие 20"удары".Шнековый конвейер с высокой производительностью создан благодаря тому, чтозадняя стенка загрузочного ковша и его загрузочная поверхность образуют криволинейную полость, вмещающую шнековыйконвейер, причем эта полость имеет выполненное широким к открытой стороне загрузочного ковша продольное окно, Черезпродольное окно шлам поступает в полость, 30в шнековый конвейер, захватывается им итранспортируется дальше, причем посредством отдельных трамбовок трамбовочногомеханизма обеспечивается оптимальноеперемешивание воды с твердыми частицами и одновременно высокая степень запол-"нения шнекового конвейера,В зоне всасывающего отверстия продольное окно прерывается, то есть полостьздесь закрыта, чтобы не мешать всасывающей способности насоса, По этой же причине шнековый конвейер в этой зоне неимеет спирали.Особая форма огибания шнекового конвейера достигается, во-первых, выполнением задней стенки, и, во-вторых, тем, что назагрузочной поверхности перед шнековымконвейером расположена клинообразнаянасадка; задняя стен ка которой изогнута соответственно шйековому конвейеру. 50Выгодный короткий путь перемещенияв шнековом конвейере достигается тем, чтовсасывающая труба со своим отверстиемразмещается посредине загрузочного ковша и что шнековый конвейер соответственно, смотря по обстоятельствам, оснащендвумя спиралями, расположенными на противоположных половинках шнека. При этомшнековый конвейер приводится в действйеприводом,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 сое- динен с приводом шнекового конвейера преимущественно через второй отвод,Чтобы избежать чрезмерной концентрации твердых веществ, и этим избежать последующих помех в подаче шлама, со- гласнО изобретению предусмотрено, что шнековый конвейер снабжен дополнительнымисоплами 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 шламтранспортируется дальше в шахтной вагонетке. Особым преимуществом является то, что водосборный штрек таким устройством, без дальнейшей обработки, может быть убран и очищен в кратчайшее время, Шлам 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,З - 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 пролокенному 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 ковша7 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; кц 25 торые расположены над продольным окнбу16 в водяной трубе, в которой образованыне показанные на чертеже отверстия с са плами. криволинейной задней стенки 14 и клино. образного порога 24, на загрузочной поверхности 15, благодаря ее изогнутой задней .стенки.25, создана криволинейная огибающая полость 13 для шнекового конвейера 10, Клино 35 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 40 45 50 устройстве 3 и загрузочном ковше 7. Они образуют вместе с загрузочным ковшом, с одной стороны, и передвижным устройством, с другой стороны, шарнирный четырехэвенник, 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.3 показано, что посредствомсвоими 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 7,15 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 всась 1 вающей трубе 9 перед насосом 8 предусмотрен запорный вентиль 34 и вентиль свежей воды 35. Они соответственно обозначены на 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 облег 30 чить работу насоса 8 Формула изобретения 1, Устройство для удаления шлама, вчастности, 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 трэмбовок шлама в шнеке и валом, установленным выше.шнека, и соединенной с высоконапорным порштранспортируемой шламовой пульпе, меха невым насосом всасывающей трубой с входным отверстием, расположенным в ковше взоне подачи шлама шнеком,2. Устройство пои, 1 отл ич а ю ще ес я тем, что рычаг выполнен с кронштейноми проушинами, а механизм его подъема иопускания 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 опусканияковша выполнен в виде канатов, шарнирноприсоединенных к проушинам ковша и проушинам кронштейна рычага и снабженныхнатяжными замками,4. Устройство по п.3, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что канаты механизма подъема иопускания ковша закреплены выше рычагаи шарниров его крепления на раме и ковше.5. Устройство по и, 1 отл ича ю щеес я тем, что ковш выполнен с криволинейнойполостью для шнека, образованной междузадней и передней стенками ковша, причемвходное окно полости имеет одинаковую сковшом ширину и обращено в сторону загрузочного отверстия ковша.6. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, на передней стенке ковша установлен клинообразный порог, задняя стенка которого, обращенная к шнекувыполнена 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 выполненыдугообразными, снабжены плитами и установлены с возможностью возвратно-поступательного движения, при этом концырычагов трамбовок соединены посредствомшатуна с валом, выполненным коленчатыми 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 дополнительнойклиноременной передачи.10. Устройство по пп. 1 и 5, отл ич а ющ е е с я тем, что, ковш снабжен дополнительным трубопроводом для подачи воды,выполненным в виде перфорированной трубы с насадками, присоединенной к внутренней стороне задней стенки ковша вышевходного окна.1782258 ы 5 Составитель В.БритареРедактор Техред М.Моргентал ектор О.Крав изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина каз 4289 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035; Москва, Ж, Раушская наб., 4/5