Устройство для доставки приборов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1444508 09 В 47/00 1)4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 46.Ге ан разведо Недра о 17,2 СССРО, 1975КИ ПРИБОидетельств Е 21 В 47/ ДЛЯ ДОСТАВ тридачщими10,тение относитсой технике. Цел к скваь - повыш ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобрежинной горн ние надежности доставки приборов в сложных горно-геологических условиях Устройство содержит шесть колес 2-7 со ступицами, два из которых подпружинены пружинами 8,9, шарнирно прикрепленный к валу 10 кронштейн 11, держатель 12 прибора 1. Устройство имеет два реверсивных двигателя 13, 14 с редукторами 15, 16, привод наклона приборов, содержащий водил колесо 18, кольцо 19, пластины 2 21. Оно имеет также второй вал 2 кронштейна 23-25, две пары пере с пересекающимися осями, состояиз конических колес 26-29,валов22 с подшипниками 30-33; Устройство имеет направляющие 34-37, ползу Е 8 8474 УРХО ЗУ ФЯ 7 я 91444508 ны 38, 39, упоры и механизм шарнирного соосного соединения со ступицами 42-44. Двигатели 13, 14 установлены зеркально относительно общей оск исоединены между собой механизмом шарнирного соосного соединения к вращаются вокруг этой оси. Колеса 28, 29насажены на валы 10, 22, на противоположных концах которых установленыколеса 2, 3, Ведущие колеса 26, 27передач насажены на валы 45, А 6 редукторов 15, 16, двигателей 13, 14к которым прикреплены направляющие 3435 На наружных сторонах последнихзакреплены направляющие 36, 37 с пзлзунами 38, 39. Колеса 4,5 прикреплень 1 к ползунам 38, 39. Колеса 2, 3кронштейнами 11, 23 шарнирно соедикены с колесами 6,7, а колеса 4, 5кронштейнами 24, 25 шарнирно соединены с колесами 6,7. На ступицы колесИзобретение относится к скважинной горкой технике, а именно к средствам для доставки приборов в скважины, и может быть использовано на шахтах, в геологоразведке, на карье рах и других горных предприятиях для автоматической доставки приборов в скважины, шпуры, щели, полости в пластах для исследования их состояний или для исследования параметров пластов.Цель изобретения - повышение надежности доставки приборов в сложных горно-геологических условиях, например в заштыбованных местах сква жин и других полостях в пластах.На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, вид сверху (конструкции ступицы выполнены условно прозрачными); на Фиг, 2 - устройство при его перемещении по пласту большой мощности, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, при его перемещении по пласту малой мощности; на фиг. 4 - вид сбоку с линии начала приводной пластины при перемещении устройства по ровной поверхности (когда горизонтали приведенных пластин совпадают), на фиг. 5 - то же, при перемещении ус,2,3 надеты пружины 8,9, присоединен-;ные к упорам и ступицам колес 6,7.Кольцо 19 установлено с возможностьювращения на механизме шарнирного соосного соединения, прк этом к кольцу19 прикреплен держатель 12. Механизмшарнирного соосного соединения выполнен в виде ступицы 42, в которуювставлены ступицы 43, 44, к которымприкреплены идентичные узлы. Кольцо 19 закреплено на ступице 42.Кронштены 11, 23, 24, 25 выполненыс выступами 47-54 в виде скребков,последние приводят в движение валы45, 46 и с помощью колес 26-29 начинают вращать приводные колеса 2,3.Вращение колес 2, 3 приводит к вращению поддерживающих колес 6,7 впротивоположном направленкк, устройство перемещается по скважине. 3 з.п,ф-лы, 5 ил. 2,ройства по неровной поверхности (когда одна приводная пластина смещена вниз на угол по отношению к другой природной пластине, которая остается в горизонтальном положении).Устройство для доставки прибора 1 содержит шесть колес 2-7 со ступицами, два из которых подпружинены пружинами 8, 9 и шарнирно прикрепленный к валу 10 кронштейн 11, а также держатель 12 прибора 1. Устройство снабжено двумя реверсивными двигателями 13, 14 с редукторами 15, 16, приводом наклона прибора 1, состоящим из водила 17, седьмого колеса 18, кольца 19 и двух приводных пластин 20,.21, Устройство снабжено также вторым валом 22, тремя кронштейнами 23, 24 и 25, двумя парами передач с пересекающимися осями, состоящими иэ ведущих конических колес 26, 27, ведомых конических колес 28, 29, закрепленных на валах 1 О, 22 установленных в подшипниках ЗО-ЗЗ. Устройство снабжеко двумя несущими направляющими 34, 35, двумя направляющими Зб, 37, с установленными в них с возможностью возвратно-поступательного перемещения ползунами 38, 39, двумя упорами3 14445 40, 41 и механизмом шарнирного соосного соединения, состоящим из цилиндрической соединительной ступицы 42 и двух невыпадающих пустотелых ступиц 43 и 44.Реверсивные двигатели 13, 14 установлены зеркально относительно общей оси и соединены между собой механизмом шарнирного соосного соединения 10 с возможностью свободного вращения друг относительно друга вокруг этой оси. На механизме шарнирного соосного соединения закреплен привод наклона приборов. 15Ведомые колеса 28, 29 передач насажены на установленные соосно валы 10, 22, на противопложных наружных концах валов 10, 22 установлены первое и второе колеса 2, 3. Ведущие ко нические колеса 26, 27 передач наса- жены на выходные валы 45, 46 редукторов 15, 16 реверсивных двигателей 13, 14. К наружным сторонам реверсивных двигателей 13, 14 прикреплены 25 несущие направляющие 34, 35, шарнирно соединенные между собой с воэможностью свободного вращения друг относительно друга, На наружных сторонах несущих направляющих 34, 35 закреп- зО лены направляющие 36, 37, каждая из которых выполнена в виде двух стержней, с ползунами 38, 39, способными возвратно-поступательно перемещаться по направляющим 36, 37, Третье и чет- З 5 вертое колеса 4, 5 прикреплены к ползунам 38, 39. Первое и второе колеса 2, 3 первым и вторым кронштейнами 11, 23 шарнирно соединены с пятым и шестым колесами б, 7. Третье и чет вертое колеса 4, 5 третьим и четвертым кронштейнами 24, 25 шарнирно соединены с пятым и шестым колесами 6,7; На ступицы первого и второго колес 2, 3 надеты цилиндрические, работаю щие на закручивание, пружины 8,9, первые свободные концы которых упирают- ся в прикрепленные к несущим направляющим 34, 35 упоры 40, 41, а вторые свободные концы пружин 8, 9 установ О лены в ступицах пятого и шестого колес 6,7.Привод наклона приборов в устрой- стве выполнен в виде водила 17 со свободно вращающимся седьмым колесом 18 на одном конце и кольцом 19 на другом и двух приводных пластин 20, 21, прикрепленных к внутренним сторонам реверсивных двигателей 13, 14 08 4с редукторами 15, 16 с возможностьюфрикционного соединения с седьмымколесом 18. Кольцо 19 установлено свозможностью свободного вращенияна механизме шарнирного соосногосоединений, при этом к кольцу 19прикреплен держатель 12 прибора 1,Механизм шарнирного соосного соединения .выполнен в виде цилиндрической соединительной ступицы 42, в которую с противоположных сторон свозможностью свободного вращениявставлены две невыпадающие пустотелые ступицы 43, 44 к которым прикреплены идентичные узлы, установленные зеркально друг к другу, а кольцо19 привода наклона приборов с возможностью свободного вращения закреплено на цилиндрической соединительнойступице 42;Кронштейны 11, 23, 24 и 25 выполнены с выступами 47-54 в виде скребков со стороны колес 2-7.Валы 10, 22 установлены на подшипниках 30-33, Вывод 55 прибора и выводы 56, 57 реверсивных двигателей13, 14 соединены в общий кабель 58,которым устройство соединяется с пультом управления (не показан) оператора.Направляющие 36, 37 (в виде стержней) закреплены на наружных сторонах несущих направляющих 34, 35 спомощью накладок 59, 60. Ведущие конические колеса 26, 27 передач входят в зацепление с ведомыми коническими колесами 28, 29, закрепленнымина ведомых валах 10, 22,Несущие направляющие 34, 35 (с закрепленными на них реверсивными двигателями 13, 14 и приводными пластинами 20, 21) жестко соединены с невыпадающими пустотелыми ступицами43, 44, которые установлены сооснои шарнирно соединены друг с другомс возможностью свободного независимого вращения друг относительно другавокруг общей оси, перпеццикулярнойосям реверсивных двигателей 13, 14.с редукторами 15, 16. Шарнирное соосное соединение навыпадающих пустотелых ступиц 43 и 44 осуществлено всоединительной ступице 42. При этомкаждая ступица 43 или 44 (вместе ссоответствующими деталями 13, 15, 20,26, 34, 45 или 14, 16, 21, 27, 3546)может свободно вращаться в соединительной ступице 42, которая, в08 6ные валы 45 и 46 через насаженные на них ведущие конические колеса 26 и 27 передают вращение ведомым коническим колесам 28 и 29, которые, в свою очередь, через ведомые валы 10 и 22, установленные на подшипниках 30-33, вращают приводные колеса 2 и 3, жестко закрепленные на выходных концах и ведомых валов 10 и 22. Направление вращения приводных колес 2 и 3 при прямом ходе устройства показано стрелками на фиг. 2 и 3.Цилиндрические пружины 8 и 9 все время разжимают (подпружинивают) подерживающие колеса б и 7 вверх по отношению к приводным колесам 2 и 3. При этом благодаря шарнирному соединению поддерживающих колес б и 7 с приводными колесами 2 и 3 через кронштейны 11 и 23 постоянной длины приводное колесо 2 входит в зацепление (например, фрикционное) с поддерживающим колесом 7, а приводное колесо 3 входит в зацепление с поддерживающим колесом б. Тогда вращение приводных колес 2 и 3 приводит к вращению поддерживающих колес в противоположных направлениях.Если устройство (фиг, 2) попадает в мощный пласт угля (когда расстояние от почвы 61 до кровли 62 пласта больше диаметра приводного колеса и меньше суммы диаметров приводного и поддерживающего колес), то пружинами 8 и 9 приводные колеса 2 и 3 прижимаются к почве 61 пласта, а поддерживающие колеса 6 и 7 прижимаются к кровле 62 пласта. В результате колеса 2 и 7 справа и колеса 3 и б слева (в виде сверху на фиг. 1) переме- щают устройство в пласт в показанном стрелкой направлении (справа налево на фиг. 2). Если устройство (фиг. 3) попадает в маломощный пласт угля (когда расстояние почвы 61 до кровли 62 пласта лишь немногим больше диаметра приводного колеса 2 или 3), то пласт прижимает поддерживающие колеса 6 ивниз к приводным колесам 2 н 3, сжимая пружины 8 и 9, Устройство перемещается в маломощном пласте при больших усилиях, прижимаощих приводные колеса 2 и 3 к почве 61 и поддерживающие колеса 6 и 7 к кровле 62. Прижимающие усилия в любой момент времени обратно пронорпионвн, нм мощ 15 и 16 выполнены понижающими), Выход 5 14445свою очередь, может вращаться относительно ступиц 43 и 44.Первое и второе колеса 2, 3 шарнирно соединены с пятым и шестым колесами 6 и 7 с помощью кронштейнов 115и 23. Колеса б и 7 кронштейнами 24 и25 шарнирно соединены с третьим ичетвертым опорными колесами 4 и 5.Пятое и шестое колеса 6 и 7 (поддерживающие колеса) кронштейнами 11,23, 24, 25 шарнирно соединены с первым и вторым колесами 2 и 3 (приводными колесами) и с третьим и четвертым колесами 4 и 5 (опорные колеса).Кроме того, пятое и шестое колеса 6и 7 подпружинены кверху. Это обеспечивается работающими на скручиваниецилиндрическими пружинами 8 и 9. Каждая из пружин 8 или 9 надета соответственно на ступицу колеса 2 или 3.Первые свободные концы пружин 8 и 9упираются в упоры 40 и 41, а вторыесвободные концы пружин упираются вступицы колес б и 7. При этом пряжины 8 и 9 все время закручены и с некоторым усилием Р раздпигают в вертикальной плоскости колеса б и 7вверх по отношению к несущим направляющим 34 и 35. 30Устройство представляет собойдва идентичных узла, в состав первого из которых входят детали 2,5,7,9,10, 1 1, 13, 15, 20,25,26, 28,30,31,34,36,38,40,43,45,47,49,51,53,56,59", в сос- З 5тав второго узла входят детали 3,4,6,8,14,16,21,22,23,24,27,29,32,33,35,37,39,41,44,46,48,50,52,54,57,60.Оба узла идентичнывыполнены зеркально друг к другу и шарнирно соедииены между собой с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси ступицами 43 и 44 в соединительной стулице 42. Общими деталями для идентичных узлов и привода наклона прибораявляются приводные пластины 20 и 21и соединительная ступица 42,Устройство работает следующим образом.При включении реверсивных двигателей 13 и 14 (оператор с пульта управления по кабелю 58 через выводы 56 и57 посыпает на реверсивные двигатели13 и 14 соответствующий управляющийсигнал) на прямой ход двигатели че"рез редукторы 15 и 16 на выходные ва-лы 45 и 46 передают повышенньЮ вращающий момент (так как редукторы.5 пласте и благодаря подпружиненному сцеплению четырех колес с почвой и кровлей пласта эффективно перемещается в пласте, 10Для снятия налипшего на колеса штыба (и мусора) служат скребки 49 и 50 прямого хода и скребки 47 и 48 обратного хода, Благодаря жесткой посадке скребков 47-50 в кронштейнах 11 15 и 23 скребки постоянно (при любых взаимных шарнирных перемещениях под. держивающих колес б и 7 по отношению к приводным колесам 2 и 3) находятся на одинаковых требуемых расстояниях от ободов колес 2, 3, б и 7 и постоянно снимают с ободов налипший .на них штыб.При показанном на Фиг. 2 движении устройства в пласте скребки 49 и 26 50, а также скребки 51 и 52 снимают налипший штыб с ободов колес 2,3,6,7 4 и 5. При обратном.к показанному на. фиг. 2 перемещении устройства в угольном пласте работают скребки 47, 48, 53 Зр 53 и 54, которые снимают налипший штыб со всех шести колес устройства.При движении устройства по пласту оно опирается на почву через четыре колеса (приводные колеса 2 и 3 и опорные колеса 4 и 5). Приводные колеса 2 и 3 жестко по отношению к продоль.ной оси и с возможностью вращения закреплены на несущих направляющих 34 и 35 соответственно, а опорные копеса 4 и 5 ползунами 38 и 39 (которые пе ремещаются по направляющим 36 и 37 соответственно) с возможностью возвратно-поступательного перемещения осей колес и вращения колес вокруг осей также прикреплены на несущих направляющих 34 и 3 соответственно. Поэтому каждая из несущих направляющих 34 и 35 в процессе движения устройства пс пласту в любой момент вре О мени устанавливается приблизительно параллельно находящемуся под ней участку почвы пласта, причем опорные колеса 4 и 5 не входят в зацепление с приводными колесами 2 и 3 или с поддерживающими колесами 6 и 7 и сво-бодно катятся по почве пласта, поддерживая на себе концы несущих направпяющих 34 и 35, с прикрепленными 508 8к ним деталями. Если под устройством находится ровный участок почвы пласта, то при перемещении устройства по пласту несущие направляющие в горизонтальной плоскости параллельны друг другу (как показано на фиг, 2, 3 и 4).Когда под одной из несущих направляющих 34 или 35 почва оказывается искривленной, то направляющая отслеживает этот искривленный макрорельеф почвы. Пусть, например, почва под несущей направляющей 34 в районе опорного колеса 5 оказалась ниже, чем в районе приводного колеса 2, то колесо 5 опускается ниже колеса 2 в углубление почвы. В результате несущая направляющая 34 вместе с прикрепленными к ней деталями поворачивается по отношению к несущей направляющей 35 на угол 1. Это происходит от того, что оба идентичных узла (иэ деталей, прикрепленных к несущим направляющим 34 и 35 соответственно) шарнирно соединены друг с другом с возможностью свободного вращения относительно друг друга вокруг общей оси с помощью ступнц 43 и 44 в соединительной ступице 42. Вместе с несущей направляющей 34 на тот же уголповорачивается и приводная пластина 20 (см. фиг. 5), При повороте приводной пластины 20 по отношению к приводной пластине 21 по ним без проскальзывания катится колесо 18. В результате поворота пластины 20 относительно пластины 21 на уголи прокатывания по .ним колеса 18 последнее поворачивает водило 17 на уголотносительно пластины 21 и на угол с относительно пластины 20. После поворота колесо смещается в поло-., жение 18 , а водило - в положение 176Водило 17 поворачивает кольцо 19 в соединительной ступице 42. На тот же угол (что и водило) поворачиваются держатель 12 и прибор 1 и после поворота занимают положения 12 и 1 . Иэ фиг. 5 с однозначностью следует, чтоЫ= Ы и Ы,= 4 = 1/2 Ы(так как расстояние между пластинами 20 и 21 равно, или немного меньше, диаметру колеса 8, колесо 18 закреплено на водиле 17 с возможностью свободного вращения и, кроме того, обод колеса 18 входит в зацепление с внутренними поверхностями пластин 20 и 21 и колесо катится без проскальзывания по08 0ство - перемещение прибора в тонких крутых пластах с неровностями в почве и кровле при сохранении среднего осевого положения прибора относительно пласта с учетом неровностей поверхности почвы и кровли пласта.Технические преимущества устройства по сравнению с базовым объектом следующие: обеспечивается работа устройства в отверстиях любого отличного от круглого профиля (щели, тонкис и крутые выработки в шахтах, полости в пластах и т,д.), а также в искривленных скважинах и шнурах; обеспечиваются дйстанционные повороты устройства направо и налево от продольной оси в отличных ог круглого профиля отверстиях, а также дистанционное управление движением устройства вперед и назад без приложения к устройству внешней силы (базовый объект движется под действием нагнетаемого воздуха) с обеспечением постоянных тяговых усилий туда и обратно.При этом за счет расширения области применения благодаря использованию устройства в щелях и тонких пластах обеспечивается осмотр прибором (телевизионной передающей камерой) состояния выработок и горного оборудования,Ф ор м у л а и з о б р е т е н и я 1, Устройство для доставки приборов, содержащее шесть колес со ступицами, два из которых подпружинены, шарнирно прикрепленный к валу кронштейн, держатель приборов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности доставки прибо.ров в сложных горно-геологических условиях, оно снабжено двумя реверсивными двигателями с редукторами, приводом наклона приборов, вторым валом, тремякронштейнами, двумя парами передач с пересекающимися осями, двумя несущими направляющими, двумя направляющими с установленными в них с воэможностью возвратно-поступатель" ного перемещения ползунами, двумя упорами и механизмом шарнирного соосного соединения, причем реверсивные двигатели установлены зеркально относительно общей оси и соединены межДу собой механизмом шарнирного соосного соединения с возможностью свободного 9 14445пластинам при их взаимных смещениях) .В результате водило 17 в любой момент времени устанавливается по бис.сектрисе угла между осями приводныхпластин 20 и 21. Это приводит к тому,что Йри любых положениях устройствав пласте прибор 1 всегда занимаетсреднее угловое положение между несущими направляющими 34 и 35 и всегда обеспечивает наиболее достоверную(среднюю) информацию об обстановкев пласте. Это справедливо и при использовании в качестве прибора 1 передающей камеры, и при использовании 15устройства оптической локации, и прииспользовании гамма-каротажного прибора и т.д,При подаче на реверсивные двигатели сигнапа на обратный ход происхо 20дит следующее. Двигатели 13 и 14 через" редукторы 15 и 16 и выходные валы 45 и 46 передают вращение .ведущимконическим колосам 26 и 27 и ведомымконическим колесам 28 и 29, которые 25через ведомые валы 10 и 22 вращаютприводные колеса 2 и 3 в противопо"ложных к показанным на Фиг.2 и 3 направлениях. При этом устройство, какописано, перемещается по пласту в обратном к показанному нафиг. 2 и 3направлении. Приводные колеса 2 и 3очищаются от штыба скребками 47 и 48,поддерживающие колеса 6 и 7 очищают-,ся от штыба скребками 53 и 54 и 47 . ,и 48, а опорные колеса 4 и 5 очищаются скребками 53 и 54.Для повьппения эффективности работы устройства за счет обеспеченияодновременного распора в пласте 4 Окаждого из идентичных узлов, за счетприжима узлов к неровностям почвыпласта и за счет поддержания всреднем положении прибора существен"ны как идентичные выполнения двухузлов с прижимающимися к кровле ипочве приводными и поддерживающимиколесами, так и зеркальное расположение по отношению друг к другу идентичных узлов шарнирное соединение узлов на общей горизонтальной оси, атакже выполнение привода наклонаприбора от смещений друг относитель.но друга идентичных узлов с помощьюих приводных пластин через колесо18, водило 17, кольцо 19 в соединительной ступице 42 и держатель 12прибора 1. Эта совокупность призна"ков сообщила устройству новое каче 11 1444 вращения друг относительно друга вокруг этой оси, закрепленный на механизме шарнирного соосного соединения привод наклона приборов, при этом ведомые колеса передач насажены на ус 5 тановленные соосно валы, на противоположные наружные концы которых установлены первое и второе колеса а веУ дущие колеса передач насажены на выходные валы редукторов реверсивных двигателей, к наружным сторонам которых прикреплены несущие направляющие, шарнирно соединенные между собой с возможностью свободного вращения 15 одна относительно другой, на наружных сторонах несущих направляющих закреплены направляющие с ползунами, третье и четвертое колеса прикреплены к полэунам, первое и второе колеса первым;20 и вторым кронштейнами шарнирно соединены с пятым и шестым колесами, а третье и четвертое колеса третьим и . четвертым кронштейнами шарнирно соединены с пятым и шестым колесами, на 25 ступицы первого и второго колес надеты цилиндрические пружины, первые свободные концы которых упираются в прикрепленные к несущим направляющим упоры, а вторые свободные концы пру жин установлены в ступицах пятого и,. шестого колес.2. Устройство по и. 1, о т л и. - ч а ю щ е е с я тем, что привод наб 2 508 12клона приборов выполнен в виде водила со свободного вращающимся колесом на одном конце и кольцом на другом и двух приводных пластин, прикрепленных к внутренним сторонам .реверсивных двигателей с приводами с воэможностью фрикционного соединения с колесом водила, причем кольцо установлено с воэможностью свободного вращения на механизме шарнирного соосного соединения, а к кольцу прикреплен держатель приборов.3. Устройство по и. 1, о т л и . - ч а ю щ е е с я тем, что механизм шарнирного соосного соединения выполнен в виде цилиндрической соединительной ступицы, в которую с противоположных сторон с возможностью свободного вращения вставлены две невыпадающие пустотелые ступицы, к которым прикреплены идентичные узлы, установленные зеркально друг к другу а кольцо привода наклона приборов с воэможностью свободного вращения закреплено на цилиндрической соединительной ступице.4. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кронштейны выполнены с выступами в виде скребков со стороны колес,