устройство для передачи сыпучего материала в форме струи от места засыпки к месту назначения

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА В ФОРМЕ СТРУИ ОТ МЕСТА ЗАСЫПКИ К МЕСТУ НАЗНАЧЕНИЯ преимущественно в подземных выработках, содержащее открытое в радиальном направлении, вращающееся вокруг оси центробежное колесо с лопатками два подвода к нему материала по оси и отвода в радиальном направлении, бесконечный ремень, охватывающий колесо и перемещающийся с той же окружной скоростью, расположенное со стороны входа в центробежное колесо средство для направленного отвода материала в плоскость лопаток и/или расположенное со стороны выхода в зоне, не окруженной ремнем участка центробежного колеса, средство для фокусирования материала, отличающееся тем, что лопатки центробежного колеса установлены радиально, средство для направленного отвода материала образовано входящим в центробежное колесо вдоль оси, жестко установленным подводящим патрубком, при этом выходное отверстие центробежного колеса расположено на высоте лопастей и направлено радиально, а со стороны выхода в зоне не окруженного ремнем участка центробежного колеса смонтирован отсекатель материала.

2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что подводящий патрубок радиально расширяется на входе в центробежное колесо, а в расширяющийся участок патрубка входит центральная отклоняющая ступица центробежного колеса.

3.Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что средство для фокусирования материала состоит из трубчатого патрубка, тангенциально примыкающего к участку центробежного колеса в зоне, не окруженной ремнем, и расположенных по бокам этого участка направляющих роликов.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что патрубок средства для фокусирования материала выполнен конически сужающимся к концу.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для фокусирования материала образовано участком бесконечного ремня, проходящим тангенциально к периферии центробежного колеса, и размещенными напротив этого участка роликами, охваченными дополнительным бесконечным ремнем.

6.Устройство по п.5, отличающееся тем, что участки основного и дополнительного бесконечных ремней средства для фокусирования материала расположены под углом один к другому.

7. Устройство по пп. 5 и 6, отличающееся тем, что направляющие ролики средства для фокусирования материала, охваченные дополнительным бесконечным ремнем, установлены с возможностью поперечного смещения.

8. Устройство по пп.1 - 7, отличающееся тем, что центробежное колесо и охватывающий его ремень установлены с возможностью их привода через ременную передачу от электродвигателя, расположенного рядом с центробежным колесом и ремнем.

9. Устройство по пп.1 - 8, отличающееся тем, что по меньшей мере один направляющий ролик для основного ремня выполнен приводным.

10. Устройство по пп.1 - 9, отличающееся тем, что на поверхности ремня, обращенной к центробежному колесу, нанесено средство защиты от износа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройству для передачи в форме струи сыпучего материала от места засыпки к месту назначения, используется в подземных выработках согласно признакам ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

В известном устройстве засыпка осуществляется из воронки выше центральной части центробежного колеса. Передаваемый материал поступает из этой воронки через расположенное со смещением от центра сегментное отверстие на центробежное колесо. Последнее имеет верхний кольцевой диск, центральное отверстие которого соответствует диаметру воронки на нижнем конце. На расстоянии от кольцевого диска находится закрытое дно центробежного колеса, которое в середине имеет в основном коническую отклоняющую ступицу, проходящую приблизительно на 3/4 высоты центробежного колеса. Поверхность отклоняющей ступицы выполнена вогнутой. Кольцевой диск и дно центробежного колеса отделены прямолинейными лопастями, проходящими, начиная от периферии центробежного колеса, приблизительно на 1/4 диаметра центробежного колеса. Лопасти расположены с наклоном под углом относительно плоскости, проходящей от периферии центробежного колеса через ось его вращения.

По периферии центробежного колеса проходит ремень. Он направляется в общей сложности через шесть направляющих роликов, два из которых ограничивают сбоку участок выгрузки из центробежного колеса. Один из этих ограничивающих роликов является приводом ремня, который одновременно приводит центробежное колесо.

Центробежное колесо и ремень расположены в одном корпусе, изогнутая боковая стенка которого частично охватывает участок выгрузки, ограниченный направляющим роликом.

Материал, подаваемый под действием силы тяжести через воронку со смещением от центра в центробежное колесо, отклоняется к отклоняющей ступице в плоскости центробежного колеса и от лопаток под действием центробежной силы отводится к ремню. Здесь материал захватывается ремнем и в заключение выносится радиально через участок выгрузки.

Недостаток известного устройства состоит в том, что материал поступает в центробежное колесо не по центру, и поэтому невозможно целенаправленно подать его в виде одной струи.

Более того, сначала материал скатывается на дно центробежного колеса, а затем в неопределенном месте захватывается лопастями и неконтролируемо перемещается без направленности по всему центробежному колесу, вследствие чего не исключено повреждение устройства. В особенности чрезвычайно высоким ударным нагрузкам подвергаются зоны, в которых ремни снова прижимаются к центробежному колесу. Кроме того, нельзя исключить возникновение очень высоких срезающих воздействий, когда кромки лопаток по периферии снова входят в контакт с ремнем, и в этот момент составные части материала заклиниваются между краями лопаток, направляющими роликами и ремнем. Срок службы текстильного ремня поэтому сильно ограничен. Вследствие привода ремня нельзя исключить, что уже при легком заклинивании возникают относительные смещения ремня и центробежного колеса, которые также влекут за собой повышенный износ.

В основу изобретения, исходя из признаков, описанных в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, положена задача, заключающаяся в том, чтобы таким образом усовершенствовать такое устройство, чтобы с его помощью можно было бы передавать с места засыпки к месту назначения как кусковой и зернистый, так и жидкотекучий материал со значительно меньшим износом ремней и центробежного колеса при безукоризненном их функционировании.

Решение этой задачи осуществляется согласно изобретению признаками, изложенными в отличительной части пункта 1 формулы изобретения.

За счет этого решения теперь обеспечивается, что со стороны выхода в центробежное колесо материал подводится аксиально в место наименьшего силового воздействия в центре центробежного колеса. Так как в этом месте не имеется окружной скорости или она имеет очень небольшое значение, и вследствие этого возникают очень незначительные усилия среза, износ в этой зоне является минимальным.

Кроме того, точное направление материала в зоне входа имеет преимущество, заключающееся в том, что целенаправленно исключается зона воздействия материала, в которой ремень снова входит в контакт с периферией центробежного колеса и образует здесь ограничение охватывания оболочкой центробежного колеса. За счет точного направления материала со стороны входа обеспечивается перемещение материала в плоскости лопастей по заданной траектории. Благодаря этому могут быть целенаправленно уменьшены зоны по наружному периметру центробежного колеса, которые подвергаются экстремальному износу. Следовательно, в пазухах, где ремень снова входит в контакт с наружной поверхностью центробежного колеса, не заклинивается материал и не возникает с одной стороны повышенный износ ремня, а с другой стороны износ центробежного колеса.

Это особенно важно, так как силы и скорости, возникающие на внешнем периметре центробежного колеса, во много раз выше в зависимости от диметра и числа оборотов, чем на внутреннем диаметре.

Таким образом, изобретение создает предпосылки для того, чтобы материал направленным образом поступал от зоны входа к зоне выхода центробежного колеса, не охватываемой со стороны выноса ремнем, и мог выходить здесь в определенном фокусировании. Материал перемещается от места ввода наружу без повреждений и не заклинивается при постоянно возрастающем ускорении.

По периферии центробежного колеса материал имеет такую же окружную скорость, что и ремень, благодаря чему здесь идеальным образом не получается относительно перемещения между материалом и ремнем и не возникает износа. Ремень, охватывающий в виде оболочки по большей части периметр центробежного колеса, имеет больше направляющую функцию, чем ускоряющую функцию. В противоположность конструкции согласно ограничительной части предотвращается любое неконтролируемое перемещение транспортируемого материала на всем пути от аксиального подвода до сфокусированного радиального выноса материала.

Далее важным является то, что зона по периферии центробежного колеса, не охватываемая ремнем, может целенаправленно регулироваться сбоку ограничивающими направляющими роликами, что постоянно может обеспечивать сфокусированный вынос в желаемом объеме. Вследствие этого значительно повышается срок службы устройства, в частности, в зоне, где ремень снова входит в контакт с колесом.

Предпочтительная форма выполнения изобретения для подачи кускового или зернистого материала описывается признаками пункта 2 формулы изобретения. Здесь на высоте лопастей выполняется отверстие для выгрузки, через которое материал так направляется в зону лопастей, что уменьшается максимально опасная зона устройства, в частности зона входа в контакт ремня с периферией центробежного колеса, на которую воздействует нагрузка, создаваемая материалом, и на которую не может воздействовать ударно выгружаемый материал. При этом размер отверстия для выгрузки и его положение относительно направляющих роликов, которые вводят ремень снова в контакт с периферией центробежного колеса, зависят от характера или качества материала, от коэффициента трения между материалом и центробежным колесом и конструктивно-технических параметров устройства, в частности расстояния отверстия для выгрузки от периферии центробежного колеса.

Признаки пункта 3 формулы изобретения создают преимущество в том случае, если необходимо транспортировать в особенности жидкотягучий материал от места загрузки к месту назначения в виде свободной струи. При этом отклоняющая ступица может иметь в основном коническое поперечное сечение с вогнутой поверхностью. Так как отклоняющая ступица входит в подводящие патрубки, материал, еще находясь в подводящем патрубке, воспринимается центробежным колесом и направляется дальше. При этом верхний край лопастей в зоне входа материала в центробежное колесо должен иметь такую форму, чтобы перевод объемного потока из осевого в радиальный, направление и начало фазы ускорения материала происходили, не вызывая износа.

Далее является предпочтительным расположить на стороне ввода материала смешивающее приспособление, транспортирующее приспособление или измельчающее приспособление, через которое проходит материал, пpежде чем он попадает в центробежное колесо. Число оборотов транспортирующего, смешивающего или измельчающего приспособления может соответствовать числу оборотов центробежного колеса.

Средство дополнительной защиты места входа и контакт ремня с центробежным колесом описаны в признаках пункта 4 формулы изобретения. При этом внутренняя сторона отсекателя материала выполнена в соответствии с контуром центробежного колеса и предотвращает заклинивание составных частей материала в пазухе между центробежным колесом и направляющим роликом, снова прижимающим ремень к центробежному колесу, или повреждение самого центробежного колеса. На стороне, обращенной к центробежному колесу, отсекатель материала, исходя от периферии центробежного колеса, выполнен в форме клина для того, чтобы своей наружной стороной способствовать фокусированию материала.

Предпочтительная форма выполнения фокусирующего средства со стороны выхода материала описана в признаках пункта 5 формулы изобретения. Фокусирование выходящего материала осуществляется в соответствии со скоростью его выхода и его свойствами. При этом форма боковой поверхности патрубка, лежащей в плоскости центробежного колеса, и его расположение выбираются такими, чтобы по возможности предотвратить контакт с материалом. Это особенно важно для зернистого материала или веществ, содержащих зернистый компонент, для того, чтобы при выходе зерна по возможности совсем не касались или очень редко касались боковых поверхностей, так как отражение может привести к рассеиванию сфокусированного потока. В зоне периферии центробежного колеса патрубок выполнен таким образом, чтобы также в нем составные части материала, которые не выходят через патрубок, возвращались точно в центробежное колесо, а не в опасную пазуху между центробежным колесом и ремнем, снова прилегающим к центробежному колесу.

Для дальнейшего улучшения сфокусированного потока со стороны выхода служат признаки, включенные в пункт 6 формулы изобретения.

Следующая форма выполнения фокусирующего средства, расположенного на стороне выхода материала, отражена в признаках пункта 7 формулы изобретения. Здесь поверхности, перемещающиеся вместе с выносимым материалом, расположены друг напротив друга, что позволяет в значительной мере предотвратить трение между материалом и ремнем основного корпуса или ремнем средства фокусирования. Здесь также не происходит процесс соударения, приводящей к рассеиванию струи, даже в случае прохождения зернистого материала. При этом можно использовать или один участок ремня корпуса, проходящий тангенциально к периферии центробежного колеса, или его в сочетании с ремнем фокусирующего средства.

Признаки пункта 6 формулы изобретения служат для улучшения эффекта фокусирования.

Для достижения оптимального эффекта фокусирования для любого транспортируемого материала согласно пункту 7 можно со стороны выхода поперечно перемещать направляющие ролики ремня корпуса и ремня фокусирующего средства друг относительно друга. За счет этого для каждого случая использования устройства можно оптимально отрегулировать относительное положение ремня корпуса и ремня фокусируюшего средства.

Привод центробежного колеса предпочтительно осуществляется с помощью признаков пункта 8 формулы изобретения от главного электродвигателя через ременную передачу. В соответствии с этим ремень корпуса приводится не самостоятельно, а от центробежного колеса. Соответствующее прижимающее средство обеспечивает прижим ремня корпуса к центробежному колесу, обеспечивающий работу без проскальзывания.

Однако при определенных условиях работы согласно пункту 9 формулы изобретения является целесообразным приводить от электродвигателя один из направляющих роликов ремня корпуса. Привод ремня корпуса способствует исключению проскальзывания между ремнем корпуса и центробежным колесом.

Привод центробежного колеса и/или ремня корпуса может быть электрическим, пневматическим или гидравлическим.

Для повышения срока службы ремня корпуса в соответствии с признаками пункта 10 формулы изобретения целесообразно предусмотреть на стороне ремня, обращенной к центробежному колесу, средство защиты от износа.

Так как следует рассчитывать на износ центробежного колеса после длительной работы, который ведет к неравномерному выводу материала и, следовательно, при высокой скорости вращения центробежного колеса к возникновению дисбаланса вследствие неравномерности распределения массы на центробежном колесе, по крайней мере на одной опоре центробежного колеса следует расположить чувствительные элементы, которые регистрируют усилия, возникающие вследствие дисбаланса массы на быстро вращающемся центробежном колесе. Замеренные чувствительным элементом значения дисбаланса преобразуются в импульсы управления для устранения дисбаланса с помощью устройства, предназначенного для этой цели.

Устройство согласно изобретению для передачи в форме струи сыпучего материала от места засыпки к месту назначения может успешно применяться во многих областях. Одной из областей применения могут быть подземные выработки, в особенности при заполнении выработок, получающихся при добыче ценных минералов. Примером этого может служить заполнение полостей, получающихся в лаве при создании длинных забоев, а также параллельных штреков и заполнение полостей при разработке системы поэтажных ортов. Но изобретение может также использоваться при создании параллельных околоштрековых бутовых полос, при нанесении адгезионного материала на поверхности или переносе отсыпаемого в отвал материала на другое место. Кроме того, устройство может применяться в складской технике, при разгрузке и погрузке в железнодорожные вагоны и суда. Такие устройства могут применяться при нанесении шприц-бетона. Кроме того, устройство можно использовать в качестве ускорителя при гидротранспортировании твердого материала или подаче его с помощью насоса.

Кроме того, такое устройство можно пpименять при пожарах.

Выяснилось, что предпочтительным является использование твердого зернистого или гранулированного гасящего вещества, которое разбрасывается по площади распределения пожара, где при нагреве выделяются газы, подавляющие пламя. И наконец, предполагается, что устройство может использоваться при перевалке массовых грузов, а также в значительном объеме в сельском хозяйстве.

На фиг. 1 показано в аксонометрическом изображении частично в разрезе устройство для передачи сыпучего материала в форме струи от места засыпки к месту назначения; на фиг.2 - общий вид применения устройства по фиг.1 в забое подземной выработки; на фиг.3 - центробежное колесо устройства по фиг.1 в аксонометрии; на фиг.4 - вид сбоку на подводящий патрубок для центробежного колеса по фиг.3; на фиг.5 - горизонтальное поперечное сечение второй формы выполнения устройства по фиг.1; на фиг.6 - вертикальное поперечное сечение второй формы выполнения устройства по фиг.1; на фиг.7 - схематический вид сверху третьей формы выполнения устройства по фиг.1; на фиг.8 - схематический вид четвертой формы выполнения устройства по фиг.1; на фиг.9 - схематический вид сверху пятой формы выполнения устройства по фиг.1.

На фиг. 1 и 2 позицией 1 обозначено устройство для передачи сыпучего зернистого материала М в форме струи от места засыпки к месту назначения. Согласно фиг.2 засыпка может осуществляться транспортером 2, а местом назначения может быть выбранное пространство 3 забоя 4.

Устройство 1 состоит из корпуса 5, который согласно двойной стрелке 6 на фиг. 2 может смещаться в продольном направлении и поворачиваться вокруг оси 7. В корпусе 5 (фиг.7) расположено центробежное колесо, вращающееся вокруг оси 9. Центробежное колесо 8 открыто в радиальном направлении и имеет изогнутые в направлении вращения лопасти 10. Как видно из фиг.1, центробежное колесо 8 имеет привод через ременную передачу 11 от электродвигателя 12, который также расположен в корпусе 5.

На большей части своей периферии 13 (фиг.1 и 7) центробежное колесо 8 окружено как оболочкой бесконечным ремнем 14. Кроме того, ремень 14 корпуса охватывает петлей три направляющих ролика 15-17, причем направляющий ролик 15 прилегает к ремню 14 корпуса по периферии центробежного колеса 8, а направляющий ролик 16 обводит ремень 14 от центробежного колеса 8. Ось 18 третьего направляющего ролика 17 может смещаться для натяжения ремня 14.

Кроме того, является возможным, как это видно из фиг.6, снабдить ремень 14 на стороне, обращенной к центробежному колесу 8, средством 19 защиты от износа.

При совместном рассмотрении формы выполнения по фиг.1 и 3-5, которая служит предпочтительно для передачи кускового или зернистого материала М, можно видеть, что в центробежное колесо 8 входит цилиндрический патрубок 20, укрепленный в корпусе 5, относительно которого может перемещаться центробежное колесо 8, на высоте лопастей 10 подводящий патрубок 20 снабжен радиально направленным выходным отверстием 21, через которое из подводящего патрубка 20 в центробежное колесо подается материал М. Размер и положение выходного отверстия 21 относительно участка 22 периферии центробежного колеса, не окруженного ремнем 14 (фиг.7), зависит от передаваемого материала М, расстояния подводящего патрубка 20 от периферии 13 центробежного колеса 8, а также от коэффициента трения между центробежным колесом и материалом.

В форме выполнения по фиг.6 показан невращающийся подводящий патрубок 23, входящий в центробежное колесо 8, который радиально расширяется при входе в центробежное колесо 8. В расширяющийся участок 24 патрубка 23 входит центральная отклоняющая ступица 25 центробежного колеса 8. Эта выполненная в основном с конической формой отклоняющая ступица 25 имеет вогнутую наружную поверхность 26.

Верхние края 27 лопастей 10 в зоне входа материала М в центробежное колесо выполнены таким образом, чтобы получался минимальный износ. Эта форма выполнения предпочтительно применяется для жидкотягучего материала М.

Из фиг. 7 видно, что участок 22 центробежного колеса 8 со стороны выхода, не окруженный ремнем 14, частично перекрыт отводным отсекателем 28. Этот отсекатель 28 предотвращает попадание составных частей материала М в пазуху 29 между центробежным колесом 8 и ремнем, прижимаемым к нему направляющим роликом 15.

В форме выполнения по фиг.8, которая имеет, например, четыре направляющих ролика 15, 16, 30, 31 для ремня 14 (сам корпус не показан), предусмотрен участок 22, ограниченный по бокам направляющими роликами 15,16 и не имеющей оболочки в виде ремня, приблизительно тангенциально к которому примыкает трубчатый патрубок 32 в качестве выводного фокусирующего средства. Патрубок 32 конически сужается к зоне выходного края 33. Пазуха 29 снова перекрыта отсекателем 28 материала.

В рамках формы выполнения по фиг.9 фокусирующее средство со стороны вывода материала образовано участком 34, проходящим тангенциально к периферии 13 центробежного колеса, а также участком 35, фронтально противолежащим участку 34 бесконечного ремня 38, направляемого по роликам 36 и 37. При этом ремень 14 направляется в общей сложности через пять направляющих роликов 15, 16, 30, 31, 39. Направляющие ролики 36, 37 для фокусирующего ремня 38 приводятся по-отдельности или совместно таким образом, что оба участка 34, 35 перемещаются вместе с материалом. И в этой форме выполнения пазуха 29 перекрывается отсекателем 28 материала.

Из фиг.9, кроме того, видно что расположенные друг напротив друга участки 34, 35 ремня 14 и фокусирующий ремень 38 проходят под углом друг к другу. Со стороны выхода направляющие ролики 16, 37 ремней 14, 38, расположенные на лежащих друг напротив друга участках 34, 35, могут переставляться в поперечном направлении по стрелке PF.

В форме выполнения по фиг. 8 и 9 лопасти 10 центробежного колеса 8 направлены радиально и прямолинейно. Привод центробежного колеса 8 и ремня 14 осуществляется аналогично форме выполнения по фиг.1. То же самое относится к изображению на фиг.7.