Барабанна пневмозакладна машина

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых, в частности угля, для пневматической закладки выработанного пространства ша хт. Известны барабанные пневмозакладочные машины, включающие дозирующий барабан с разомкнутыми ячейками (с лопастями) на горизонтальной оси вращения, разъемный корпус, крышки, устройства поджатия корпуса и крышек к барабану, воздухоподводящее устройство, загр узочную воронку, загрузочное колено или загрузочный патрубок и привод [машины фирмы "К. Бриден", ФРГ и "Маркхам" Англия - см. Смолдырев А.Е. Технология и механизация закладочных работ, М., "Недра", 1974, с.192, 193. Патент Франции № 1158426, кл. Ε 21 F 15/10, опублик. 1958. Патенты ФРГ № 1265693, кл. Ε 21 F 15/10, опублик, 1968, и № 1265694, кл. Ε 21 F 15/10, опублик. 1968. Общими недостатками этих машин являются: повышенная энергоемкость шлюзования материала в поток сжатого воздуха из-за горизонтальной траектории движения породовоздушной смеси с ограниченным использованием сил тяжести; не качественное и не долговечное уплотнение трущи хся поверхностей в процессе шлюзования из-за применения дозирующего барабана с горизонтальной осью вращения и разомкнутыми ячейками. Известны барабанные пневмозакладочные машины, включающие дозирующий барабан на вертикальной или несколько отклоненной от вертикали оси вращения с замкнутыми ячейками, стенки плоских перегородок которых параллельны оси вращения барабана и расположены радиально, корпус и крышки с поджимаемыми в осевом направлении уплотняющими дисками, воздухоподводящее устройство, загрузочн ую воронку, загрузочное колено и привод [машины типа KZS фирмы "К. Бриден" и машина ST-150A фирмы "Байен" - см. Смолдырев А.Е, Технология и механизация закладочных работ. М., "Недра", 1974, с.194-196; Патент Франции № 1172633, кл. Ε 21 F 15/10, опублик. 1959. Общими недостатками машин такого типа являются: большая высота, определяемая тем, что основные элементы конструкции "размещены над и под машиной; увеличенный расход энергии на преодоление сопротивлений в загрузочном колене за счет большого угла поворота и малого радиуса кривизны; сложная компановка редуктора привода к исполнительному органу за счет необходимости применения червячных или конических передач и обязательного наличия открытой цилиндрической передачи. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и основным признакам является одна из последних моделей барабанной пневмозакладочной машины фирмы "К. Бриден" [Патент ФРГ N° 3216893, кл. Ε 21 F 15/10, опублик. 1985], включающий дозирующий барабан на вертикальной оси вращения с замкнутыми ячейками, стенки плоских перегородок которых параллельны оси вращения барабана и расположены радиально, корпус и крышки с поджимаемыми в осевом направлении уплотняющими дисками, воздухоподводящее устройство, загр узочную воронку, загрузочное колено и привод. Недостатками этой машины являются: большая высота, определяемая расположением основных элементов конструкции над и под барабаном, увеличенный расход энергии на преодоление сопротивлений в загрузочном колене из-за большого угла поворота и малого радиуса кривизны, сложная конструкция редуктора привода с червячной или конической передачей и наличие открытой цилиндрической передачи, что существенно снижает его надежность и долговечность. В основу изобретения поставлена техническая задача усовершенствования барабанной пневмозакладочной машины за счет обеспечения более плавной траектории движения породовоздушной смеси при шлюзовании, снижения потерь энергии в загрузочном колене, уменьшения конструкции, повышения надежности и долговечности привода. Согласно сущности изобретения решение поставленной технической задачи достигается тем, что в барабанной пневмозакладочной машине, содержащей дозирующий барабан с замкнутыми ячейками и плоскими перегородками между ними, корпус и крышки с поджимаемыми в осевом направлении уплотняющими дисками, загрузочное колено, загрузочную воронку, воздухоподводящее устройство и привод, дозирующий барабан выполнен с горизонтальной осью вращения; а плоские перегородки между ячейками выполнены наклонными под некоторым углом к оси вращения барабана; угол наклона плоских перегородок между ячейками к оси вращения барабана выполнен в пределах 3060°; загрузочное колено выполнено с суммарным углом поворота, равным 90° минус угол наклона плоских перегородок между ячейками коси вращения барабана. Техническим результатом предлагаемого решения является: улучшение условий шлюзования материала в поток сжатого воздуха, снижение потерь энергии в загрузочном колене и, следовательно, увеличение при прочих равных условиях дальности трубопроводного пневмотранспортирования, уменьшение высоты машины, которая в данном случае определяется диаметром барабанного исполнительного органа, упрощение привода, повышение его надежности к долговечности. Экономическим результатом реализации предлагаемого решения является получение экономической эффективности за счет расширения области применения, повышения технического уровня, снижения стоимости изготовления и эксплуатации. Hа фиг.1 изображена барабанная пневмозакладочная машина, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1 (на исполнительный орган со снятыми загрузочной воронкой и загрузочным коленом); на фиг.3 - продольный разрез Б-Б исполнительного органа на фиг.2; на фиг.4 и 5 - соответственно профильная и фронтальная проекции дозирующего барабана; на фиг.6 - дозирующий барабан с ячейками и перегородками в аксонометрии. Барабанная пневмозакладочная машина включает исполнительный орган 1, соединенный в редуктором привода 2, содержащим предохранительное устройство 3 со срезным элементом и электродвигатель 4. На исполнительном органе установлены загрузочная воронка 5, загрузочное колено 6, соединенное с пневмозакладочным трубопроводом 7, и воздухоподводящее усфойство 8, а на редукторе размещены лубрикатор 9 и пульт управления 10. Машина установлена на раме 11 с салазками. Все элементы машины крепятся болтовыми соединениями. Закладочный материал в машину подается конвейером 12. Исполнительный орган 1 содержит дозирующий барабан 13 с ячейками, установленный в корпусе 14 с крышками 15 и 16, в которых, установлены уплотняющие диски 17 и 18. Диски и дозирующий барабан поджимаются в осевом направлении прижимным устройством 18. Для герметизации рабочих трущи хся поверхностей в крышках установлены торцевые резиновые уплотнения 20 и 21, поджимаемые воздухом и смазываемые густой смазкой от лубрикатора 9. Дозирующий барабан 13 выполнен с замкнутыми ячейками на горизонтальной оси вращения (на выходном валу редуктора привода), а его внутренние перегородки а выполнены плоскими и наклонными под некоторым углом φ к оси барабана, образуя наклонные относительно оси плоскости b и винтообразные каналы с (ячейки) между торцами барабана, которые через крышки корпуса и уплотняющие диски сопряжены с вертикальными окнами загрузочной воронки, загрузочного колена и воздухоподводящего устройства. Угол наклона плоских перегородок между ячейками к оси вращения барабана целесообразно выполнять в пределах 30-60°. При углах наклона, меньших 30°, усложняются процесс движения материала в ячейке при шлюзовании, загрузка и выгрузка материала. При углах, больших 60°, увеличивается суммарный угол поворота в загрузочном колене и, следовательно, потери энергии в колене. На фиг.2 показаны вертикальное окно d крышки корпуса, сопрягаемое с аналогичным вертикальным окном загрузочной воронки, вертикальное окно е той же крышки, сопрягаемое с аналогичным вертикальным приемными окном загрузочного колена, и окно f дренажного устройства, а на противоположной вертикальной крышке корпуса предусмотрено вертикальное окно к (см.фиг.2 и 3), сопрягаемое с воздухоподводчщим устройством, и второе дренажное окно (графически не изображено). Дренажные отверстия предназначены для дренажа сжатого воздуха из каждой очередной ячейки после прохода ею продувки и перед подходом на загрузку. Окно f используется при вращении барабана часовой стрелки, дренажное окно на противоположной крышке корпуса - при вращении барабана по часовой стрелке. Конструкция исполнительного органа позволяет выполнить загрузочное колено с суммарным углом поворота, который меньше 90° на величину угла φ наклона перегородок к оси барабана. Кроме того, исполнительный орган с дозирующим барабаном на горизонтальной оси вращения и замкнутыми ячейками без ущерба для качества шлюзования и уплотнения трущи хся поверхностей позволяет в приводе, содержащем двигатель и редуктор, оси всех валов расположить горизонтально и параллельно оси вала барабана, что существенно упрощает привод, позволяя использовать только цилиндрические передачи, повышает его надежность и долговечность. Для повышения надежности и долговечности исполнительного органа рабочие торцевые плоские поверхности барабана и уплотняющих дисков крышек корпуса выполнены с наплавкой m из износостойкого материала с последующими термической и механической обработки. Барабанная пневмозакладочная машина работает следующим образом. Подготовленный на дробильно-сортировочных установках закладочный материал конвейером подается в загрузочную воронку 5 машины и под действием сил тяжести по наклонным поверхностям воронки попадает через приемное окно d и по наклонным плоскостям b перегородок в винтообразные ячейки с дозирующего барабана (см. зачерненные стрелки на фиг.1). При вращении барабана материал встряхивается, перемещается от одного торца барабана к другому и переносится очередной ячейкой в диаметрально противоположную фазу, в которой при прохождении торцов ячеек на противоположных торцах барабана окна "е" загрузочного колена и окна к воздухоподводящего устройства производится продувке очередной ячейки; закладочный материал потоком сжатого воздуха выносится в загрузочное колено 6 и далее породовоздушная смесь транспортируется по пнезмозакладочному тр убопроводу к месту управляемого возведения закладочного массива (см. светлые стрелки на фиг.1). Уплотнение торцевых рабочих тр ущи хся поверхностей исполнительного органа 1 обеспечивается прижимом плоскостей уплотняющих дисков 17 и 18 к торцевым плоскостям барабана 13 и выполнение этих поверхностей с высокой степенью точности, Герметичность исполнительного органа с точки зрения пылеобразования осуществляется резиновыми уплотнениями 20 и 21, поджимаемыми воздухом и смазываемые густой смазкой от лубрикатора 9. К настоящему времени разработано техническое задание и рабочие конструкторские документы на опытный образец машины, а в 1993 г. на Новокраматорском опытном заводе НИИПТмаша начато изготовление опытного образца.