Пристрій для виконання набризкбетонних робіт

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сооружении горных выработок. Известно устройство для возведения набрызгбетонной крепи [1], включающее набрызгбетонную машину, бетоновод, манипулятор с соплом для набрызга бетонной смеси на стенки выработки, монорельс, взаимодействующий с манипулятором посредством подвижной тележки. Манипулятор снабжен дополнительными соплами и выполнен в виде изогнутого трубопровода, повторяющего контур закрепляемой выработки. В период работы манипулятор совершает плоско-параллельное движение вдоль обрабатываемой поверхности, а выбрасываемая из системы сопел бетонная смесь покрывает Свод выработки, образуя временную набрызгбетонную крепь. Недостаток указанного устройства Заключается в снижении качества возводимого покрытия в выработках, имеющих дефекты (например, вывалы породы) по контур у, особенно, проходимых буровзрывным способам. Это объясняется невозможностью ориентации набрызгбетонной струи оптимальным образом относительно обрабатываемой поверхности. При этом существенно возрастают потери исходной смеси в виде отскока и нарушается равномерность слоя наносимого материала. Кроме того, при наращивании (передвижке) монорельса необходимо использовать ручной труд. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство [2 ], включающее базовую машину на колесном шасси, с телескопической стрелой, снабженной гидроцилиндрами подъема и поворота, манипулятор, шарнирно закрепленный на конце стрелы, гидроцилиндры его ориентирования, вращатель сопла и сопло, закрепленное на концеманипулятора, и гидросистему. Это устройство характеризуется сложностью ручного ориентирования манипулятора, удерживающего сопло, относительно поверхности выработки, вследствие чего ухудшается качество крепи и возрастают потери исходной смеси в виде отскока. Кроме того, недостатком устройства является ограниченная зона обработки (набрызга) с одной установки машины, вызванная конструктивными особенностями устройства и необходимостью специального контроля за процессом нанесения бетона. В основу изобретения поставлена задача повышения эффективности процесса набрызгбетонирования за счет автоматического ориентирования направляющей штанги с соплом и расширения зоны обработки с одной установки машины. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для выполнения набрызгбетонных работ, включающем базовую машину с установленной на ней телескопической стрелой с гидроцилиндрами подъема и поворота, шарнирно закрепленный на конце стрелы манипулятор с гидроцилиндрами ориентирования сопла, установленного при помощи вращателя на направляющей штанге, а также гидросистему, соединенную с гидроцилиндрами, согласно изобретению телескопическая стрела снабжена двумя дополнительными гидроцилиндрами, а направляющая штанга манипулятора оснащена механизмом возвратно-поступательного перемещения сопла, при этом дополнительные гидроцилиндры размещены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях на противоположной от гидроцилиндров подъема и поворота стороне стрелы, под углом, равным углу наклона последних, причем поршневые и штоковые полости гидроцилиндров подъема и поворота стрелы соединены с поршневыми и штоковыми полостями дополнительных гидроцилиндров, а с гидросистемой посредством делителей потока рабочей жидкости, при этом направляющая штанга манипулятора соединена со стрелой посредством вращателя и крестово-шарнирной муфты. Заявляемое устройство позволяет обеспечить автоматическую ориентацию направляющей штанги по оси выработки, а сопла - по нормали к бетонируемой поверхности, чем обеспечивается оптимальный угол встречи струи с поверхностью, что приведет к повышению экономичности процесса (за счет уменьшения отскока), а также улучшению качества крепи, за счет сохранения трамбующего эффекта и равномерности нанесения смеси на поверхность горной выработки, кроме того, расширяется зона обработки поверхности выработки с одной установки машины. На фиг. 1 изображено заявляемое устройство (общий вид); на фиг. 2 - то же, вид свер ху; на фиг. 3 принципиальная схема гидросистемы ориентирования. Устройство состоит из базовой машины 1, на которой шарнирно установлена телескопическая стрела 2, удерживаемая гидроцилиндрами подъема 3 и поворота 4 и несущая гидроцилиндры ориентирования 5 и 6; со стрелой 2 посредством универсального шарнира соединен манипулятор 7, включающий направляющую штангу 8, с установленным на ней механизмом возвратно-поступательного перемещения 9 и подвижным соплом 10, соединенным с набрызгбетонной машиной (условно не показанной), бетоноводом 11, а также трубопроводов 1221, соединяющих гидроцилиндры 3-6 с гидросистемой базовой машины посредством делителей потока 22 и 23. Направляющая штанга 8 манипулятора соединяется со стрелой 2 с помощью вращателя 24 и универсального шарнира 25, и управляется гидроцилиндрами ориентирования 5 и 6 (фиг. 3). Вращатель 24 представляет собой, например, приводимый гидромотором червячный редуктор, на валу которого соосно с ним закреплена направляющая штанга 8. Универсальный шарнир 25 имеет две степени свободы и представляет собой, например, крестово-шарнирную муфту или шарнир Кардана-Гука. Устройство работает следующим образом. Базовая машина 1 устанавливается по оси выработки, телескопической стрелой 2. с помощью гидравлически объединенных в два блока гидроцилиндров 3, 5 и 4, 6 устанавливают манипулятор 7 вместе со штангой 8 и соплом 10 в исходную точку начала набрызгбетонных работ, так, чтобы расстояние между соплом 10 и поверхностью бетонируемой выработки было оптимальным, что может быть осуществлено с помощью известных конструкций датчиков расстояния. В процессе установки направляющей штанги 8 в исходное положение рабочая жидкость из золотников гидросистемы по трубопроводам 12 и 13 через делители потока 22 и 23 и трубопроводы 14, 15, 16 и 17 поступает в поршневые полости гидроцилиндров управления 3, 4 и ориентирования 5, 6 направляющей штанги 8, благодаря чему осуществляется ее автоматическая ориентация параллельно оси выработки и бетонируемой поверхности. Рабочая жидкость из штоковых полостей гидроцилиндров 3, 5 и 4, 6 возвращается в гидросистему по трубопроводам 18, 19, 20 и 21. При изменении направления движения направляющей штанги 8 на противоположное, рабочая жидкость протекает в обратном направлении. При выдвижении штока гидроцилиндра 3 стрела 2 поднимается вверх на угол а, при этом одновременно автоматически выдвигается шток гидроцилиндра 5, который поворачивает направляющую штангу 8 манипулятора 7 в универсальном шарнире 25 на тот же угол a , со храняя первоначально заданную ориентацию направляющей штанги 8 в Вертикальной плоскости YOZ (фиг. 3). Выдвижение штока гидроцилиндра 4 (фиг. 2 и 3) приводит к повороту стрелы 2 вправо на угол a 1 , при этом одновременно автоматически выдвигается шток гидроцилиндра 6, который поворачивает направляющую штангу 8 манипулятора 7 влево на тот же угол a 1 , обеспечивая тем самым ее ориентацию в горизонтальной плоскости XOY. При одновременной подаче рабочей жидкости в поршневые полости выдвигаются штоки гидроцилиндров 3, 5 и 4, 6 и происходит поворот стрелы 2 в вертикальной плоскости "вверх" ив горизонтальной плоскости "вправо", а направляющей штанги 8 в противоположном направлении ("вниз" и "влево"), благодаря чему положение направляющей штанги 8 останется параллельным первоначальному. Приготовленная в набрызгмашине смесь по бетоноводу 11 подается к соплу 10, которое по мере нанесения покрытия перемещается возвратно-поступательно вдоль направляющей штанги 8 механизмом 9. Ориентация сопла 10 по нормали к поверхности бетонирования вдоль выработки выполняется автоматически с помощью манипулятора 7, управляемого гидроцилиндрами 3, 4, 5, 6, а по периметру выработки - с помощью вращателя 24, после чего с помощью механизма возвратно-поступательного перемещения 9 сопло 10 перемещается вдоль направляющей штанги 8, обеспечивая нанесение набрызгбетонного покрытия на всю длину направляющей штанги 8. При достижении соплом 10 конечных положений на направляющей штанге 8 происходит изменение положения направляющей штанги 8 относительно периметра бетонируемой поверхности выработки и изменение направления перемещения сопла 10 по направляющей штанге на противоположное. Направляющая штанга 8 ч сравнении с аналогичными функциональными узлами прототипа может быть выполнена в 1,5-2,5 раза более длинной (в том же сечении), т.к. несет на себе только сопло, чем в значительной степени расширяется зона обработки, выполняемая с одной установки машины.