Гідроклиновий пристрій

1 Гідроклиновий пристрій, що містить основний клин, розташований між розсувними щоками, і допоміжний клиновий пристрій з пдроприводом, що складається з допоміжного клина, гідроциліндра з поршнем, верхнього і нижнього упорних елементів, установлених на штанзі основного клина, причому робочі поверхні допоміжного клина мають можливість взаємодії з упорними елементами, а штанга основного клина розміщена в середині паза в допоміжному клині й отворах упорних елементів, при цьому на нарізній ДІЛЯНЦІ штанги основного клина розташований верхній упорний елемент, що має можливість переміщення по ньому, який відрізняється тим, що верхній упорний елемент складається з пуансона і компенсатора, а допоміжний клиновий пристрій з пдроприводом виконано у вигляді нерухомого гідроциліндра з двома поршнями, закріпленими на кінцях допоміжного клина, причому нижній упорний елемент є основою пдроклинового пристрою, а пуансон - опорною поверхнею компенсатора, при цьому основний клин, пуансон і нижній упорний елемент розміщені всередині отвору у гідроциліндрі 2 Гідроклиновий пристрій за п 1, який відрізняється тим, що допоміжний клин виконаний двостороннім Винахід відноситься до пристроїв для отбойки корисних копалин за допомогою клинів, зокрема до шпариних і шпурових пристроїв для руйнування гірських порід, і може бути використане для відриву по рядку шпурів чи шпар дрібних і великих МОНОЛІТІВ природного каменю, при розробці гірських вироблень у твердих породах, а також при руйнуванні міцних монолітних споруджень з бетону і залізобетону чи при руйнуванні браку сталеливарного виробництва - т зв чавунних "козлів" вагою від 60 до 200 тн Відомо гідроклиновий пристрій (а с СРСР №969846, МПК Е21С37/02, 1980р), що включає основний гідроциліндр, додатковий гідроциліндр, розташований у штоку основного гідроциліндра, перший клин, закріплений на штоку основного гідроциліндра, і взаємодіючий з розсувними щоками, другий клин, закріплений на штоку додаткового гідроциліндра і взаємодіючий із пружними вкладишами, установленими на розсувних щоках Недоліком пристрою є його складність і неможливість збільшення розривного зусилля без нарощування тиску в гідросистемі, тому що зусилля, зв'язані з клинами гідроциліндрів визначаються тиском у гідросистемі і розмірами гідроциліндрів При обмеженні габаритів пристрою збільшення розривного зусилля вимагає нарощування тиску в гідросистемі Відомо гідроклиновий пристрій (а с СРСР №1774994, МПК Е21С37/02, 1992р), що включає корпус, основний циліндр, гільза якого з'єднана з корпусом, а шток з верхнім упорним елементом, траверсу, з'єднану з нижнім упорним елементом і основним клином, орієнтованим перпендикулярно осі траверси і розташованим між встановленими в шпару розсувними щоками, ДОПОМІЖНІ гідроциліндр, гільзи яких шарнірно з'єднані з допоміжними клинами, що розташовані між верхнім і нижньої упорними елементами і взаємодіють своїми робочими поверхнями один з одним і з зазначеними верхнім і нижньої упорними елементами Зазначені розсувні щоки зв'язані з корпусом за допомогою зубцюватих рейок, що взаємодіють із зубцюватими башмаками замкового пристрою, установленого на верхньому упорному елементі, забезпечуючи, при спрацьовуванні замкового пристрою, з'єднання верхнього упорного елемента з корпусом, а виходить, і фіксацію штока основного гідроциліндра щодо його гільзи Пристрій містить також гідравлічну систему з засобами ручного й автоматичного О со 00 З 48390 регулювання режимів роботи основного і додатконий клиновий пристрій з пдроприводом, що склавого гідроциліндрів дається з допоміжного клина, гідроциліндра з поВідомий пдроклиновий пристрій має наступні ршнем, верхнього і нижнього упорних елементів, недоліки - він складний конструктивно, що обумоустановлених на штанзі основного клина, причому влено безліччю функціональних вузлів, кінематичробочі поверхні допоміжного клина мають можлине взаємодіючих один з одним, і має складну гідвість взаємодії з упорними елементами, а штанга равлічну систему, яка забезпечує необхідний основного клина розміщена всередині паза в дорежим роботи трьох гідроциліндрів поміжному клині й отворів в упорних елементах, Найбільш близьким по технічній сутності і техпри цьому на різьбовій ДІЛЯНЦІ штанги основного нічному результаті, що досягається, і обраним як клина розташований верхній упорний елемент, що прототип є пдроклиновий пристрій (пат Украшим має можливість переміщення по ньому і склада№2594, МПК Е21С37/02, 1994р), що включає осється з пуансона і компенсатора, а допоміжний новний клин, розташований між розсувними щокаклиновий пристрій з пдроприводом виконано у ми, і допоміжний клиновий пристрій з пдропривовигляді нерухомого гідроциліндра з двома поршдом, розташоване між першим і другої упорними нями, закріпленими на кінцях допоміжного клина, елементами, взаємодіючими з основним клином, причому нижній упорний елемент є підставою пдпричому пристрій додатково містить штангу, соосроклинового пристрою, а пуансон - опорною повено з'єднану з основним клином з боку його верширхнею компенсатора, при цьому основний клин, ни, на якій послідовно встановлені з можливістю пуансон і нижній упорний елемент розміщені всепереміщення уздовж и осі перший і другий упорні редині отвору у гідроциліндрі, крім того, допоміжелементи, засоби фіксації другого з боку основноний клин виконаний двостороннім го клина упорного елемента на зазначеній штанзі, Істотними ознаками пристрою, що заявляєтьдопоміжний клиновий пристрій виконаний у виді ся, співпадаючими з прототипом, є допоміжного клина, установленого з можливістю - основний клин, розташований між розсувнивзаємодії своїми скошеними поверхнями з робоми щоками, чими поверхнями першого і другого упорних еле- допоміжний клиновий пристрій з пдропривоментів, а пдропривід виконаний у виді гідроциліндом, дра, гільза якого з'єднана з допоміжним клином, а - ДОПОМІЖНИЙ КЛИН, шток з'єднаний з одним із зазначених упорних - гідроциліндр із поршнем, елементів і орієнтований паралельно робочої по- два упорних елементи - верхній і нижній, верхні цього упорного елемента Крім того, кожен установлених на штанзі основного клина, упорний елемент виконаний у виді плити з отво- верхній упорний елемент, установлений на ром, за допомогою якого кожен упорний елемент різьбовій ДІЛЯНЦІ штанги основного клина, установлений на штанзі, а засобу фіксації другого - верхній упорний елемент має можливість пеупорного елемента на штанзі виконані у виді упорреміщення по різьбовій ДІЛЯНЦІ штанги основного ної голівки на вільному КІНЦІ штанги і рознімних клина, втулок, установлених на штанзі між упорною голів- робочі поверхні допоміжного клина мають кою і другим упорним елементом, при цьому засоможливість взаємодії з упорними елементами, бу фіксації другого упорного елемента на штанзі - штанга основного клина розміщена усередині виконані у виді нарізного сполучення другого упопаза в допоміжному клині й в отворах упорних рного елемента зі штангою, причому робоча повеелементів рхня другого упорного елемента, взаємодіюча з ВІДМІТНИМИ ІСТОТНИМИ ознаками пристрою, що допоміжним клином, виконана перпендикулярно заявляється, є наступні ознаки осі штанги, а допоміжним клин виконаний з пазом, - верхній упорний елемент складається з пуаза допомогою якого він установлений на штанзі з нсона і компенсатора, можливістю переміщення уздовж и осі і щодо першого і другого завзятих елементів, при цьому в - допоміжний клиновий пристрій з пдропривоштанзі уздовж и осі виконаний наскрізний паз, а дом виконано у виді нерухомого гідроциліндра, допоміжний кпин розташований у зазначеному - нерухомий гідроциліндр має два поршні, пазу перпендикулярно осі штанги з можливістю - два поршні укріплені на кінцях допоміжного переміщення уздовж и осі і щодо першого і другого клина, упорних елементів - нижній упорний елемент є підставою пдроклинового пристрою, Недоліками прототипу є складність пристрою, - пуансон є опорною поверхнею компенсатора, досить великі масо-габаритні показники, незруч- основний клин розміщений всередині отвору ність роботи з пристроєм у складних геологічних у гідроциліндрі, умовах і підвищеній небезпеці експлуатації при- пуансон і нижній упорний елемент розміщені строю через наявність рухливих виступаючих часвсередині отвору у гідроциліндрі тин - допоміжного клина і корпуса гідроциліндра Перерахована сукупність загальних із прототипом і ВІДМІТНИМИ істотними ознаками є необхідВ основу винаходу поставлена задача удосконої і достатній у всіх випадках використання винаналення пдроклинового пристрою шляхом синтезу ходу, на які поширюється обсяг правової охорони, нової конструкції для забезпечення зменшення що проситься масо-габаритних показників, підвищення зручності і безпеки експлуатації пдроклинового пристрою Окремий випадок використання винаходу, а Поставлена задача зважується тим, що в пдсаме, конкретна форма виконання пдроклинового роклиновом пристрої, що містить основний клин, пристрою, що заявляється, характеризується нарозташований між розсувними щоками, і допоміжступною ВІДМІТНОЮ ознакою 48390 - допоміжний КЛИН виконаний двостороннім Технічний результат, що досягається, полягає в зменшенні габаритів і ваги пристрою, у відсутності ЗОВНІШНІХ рухливих частин гідроциліндра і допоміжного клина, у спрощенні пристрою за рахунок меншої КІЛЬКОСТІ елементів і вузлів пристрою основний клин із щоками, пдропривід і компенсатор Дійсно, виконання допоміжного клинового пристрою з пдроприводом у виді нерухомого гідроциліндра, всередині якого переміщається допоміжний клин, на кінцях якого розташовані два поршні, дозволяє істотно зменшити габарити і вагу пристрою і виключити з пристрою зовні розташовані рухливі частини пдроприводу і допоміжного клинового пристрою, тому що тепер вони розташовані всередині нерухомого гідроциліндра, що виконує крім основної функції - створення зусилля переміщення допоміжного клина, також і додаткову функцію - захисного кожуха, що виключає вільний доступ до рухливих частин рушія - гідроциліндра з двома поршнями, закріпленими на кінцях допоміжного клина А виконання пуансона і нижнього упорного елемента зі скошеними поверхнями, взаємодіючими з ВІДПОВІДНИМИ поверхнями допоміжного клина і розташованими всередині отвору у гідроциліндрі, дозволяє значно зменшити габарити пристрою в цілому і спростити його конструкцію за рахунок зменшення числа деталей і вузлів пристрою, що заявляється, у порівнянні з прототипом Перераховані вище особливості пристрою дозволяють забезпечити його надійну роботу, простоту в експлуатації і підвищити ефективність робіт з відриву МОНОЛІТІВ від гірського масиву по рядку шпар чи шпурів Таким чином, можна відзначити, що технічний результат, що досягається за допомогою перерахованих вище істотних ознак, дозволить забезпечити виконання здачі, поставленої в основу даного винаходу, що докладно буде викладено далі при описі роботи пристрою Між ІСТОТНИМИ ознаками винаходу, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок Виконання допоміжного клинового пристрою з пдроприводом у виді нерухомого гідроциліндра виключає саму можливість нанесення травм органами пристрою, що переміщаються, вузлами чи деталями і забезпечує компактне компонування цього вузла пристрою, що заявляється У свою чергу, таке виконання допоміжного клинового пристрою з пдроприводом стає можливим тільки за умови, що допоміжний клин знаходиться усередині корпуса гідроциліндра При цьому робота такого гідроциліндра можлива тільки, якщо до допоміжного клина, що знаходиться усередині корпуса гідроциліндра, прикріплений поршень гідроциліндра, а тому що допоміжний клиновий пристрій знаходиться на штанзі основного клина, то через паз у допоміжному клині повинна проходити штанга основного клина, а тому введений другий поршень і обидва поршні розташовані на кінцях допоміжного клина Виконання допоміжного клина двостороннім дозволяє взаємно зрівноважити реакції опор - пуа нсона і нижнього упорного елемента - при роботі допоміжного клинового пристрою і, тим самим, виключити несиметричність випбних зусиль, що діють на конструкцію пристрою Інші ВІДМІТНІ ознаки технічного рішення, що заявляється, забезпечують працездатність даного конструктивного рішення пдрокпинового пристрою Можливість здійснення технічного рішення, що заявляється, підтверджується описом його практичної реалізації, що нижче приводиться Конструкція пдрокпинового пристрою ілюстрована кресленнями На фіг 1 зображений загальний вид пристрою, вид попереду, на фіг 2 - т е ж, вид збоку Гідроклиновии пристрій складається з основного клина 1, розташованого між розсувними щоками 2 і 3 Штанга 4 основного клину 1 виконана циліндричної форми і має, зокрема, трапецеїдальне різьблення На поверхню 5 блокового каменю, що добувається, спирається нижній упорний елемент 6, виконаний з отвором для проходу основного клина 1 і маючий скошену верхню робочу поверхню, що контактує з робочою поверхнею допоміжного клина 7, на кінцях якого укріплені два поршні 8 і 9, які переміщаються в гідроциліндрі 10 Гідроциліндр 10 має отвір у корпусі, у якому розташовані основний клин 1, нижній упорний елемент 6 і пуансон 11, нижня скошена робоча поверхня якого контактує з робочою поверхнею допоміжного клина 7, а на верхню поверхню пуансона 11 спирається компенсатор 12 Крім того, гідроциліндр 10 має два отвори 13 і 14 для подачі (чи відводу) робітничого середовища в поршневі області 15 і 16 гідроциліндра 10 Пуансон 11 має отвір, крізь якій проходить основний клин 1 Компенсатор 12 має отвір із внутрішнім трапецеїдальним різьбленням, взаємодіючим з ЗОВНІШНІМ різьбленням штанги основного клина 1 Компенсатор 12 має ручки 17 і 18 для обертання його по осі основного клина 1 Гідроциліндр 10 із двома поршнями 8 і 9, закріпленими на кінцях допоміжного клина 7, гідросистема з перемикачем подачі робітничого середовища під тиском до 160атм (наприклад, від трактора "Бєларус" - умовно не показана на фіг 1), а також пуансон 11 і нижній упорний елемент 6, являють собою допоміжний клиновий пристрій з пдроприводом, що дозволяє переміщати основний клин 1 нагору стосовно нерухомих щік 2 і З Гідроклиновии пристрій працює в такий спосіб Основний клин 1 разом з розсувними щоками 2 і 3 встановлюють в шпур чи шпару, пробурену в гірському масиві, що розривається На штангу 4 основного клину 1 установлюють нижній упорний елемент 6 до упора в поверхню 5 блокового каменю, що добувається Зверху на нижній пуансон 6 установлюють рушій, що складається з допоміжного клинового пристрою з пдроприводом, при цьому штанга 4 основного клину 1 проходить через порожнину в гідроциліндрі 10, паз у поперечному клині 7 і отвір в пуансоні 11 і в нижньому упорному елементі 6 Потім на штангу 4 основного клину 1 нагвинчують компенсатор 12 до упора у верхню поверх 48390 ню пуансона 11 Пдроклиновий пристрій готовий до роботи Повний робочий хід основного клина 1 складається з декількох повторюваних циклів роботи допоміжного клина 7 і компенсатора 12 Розглянемо один цикл роботи пдроклинового пристрою Перемикачем гідросистеми (умовно не показана) робочу рідину під тиском до 160атм подають в порожнину 16 гідроциліндра 10 При цьому відбувається переміщення допоміжного клина 7 разом з поршнями 8 і 9 у друге крайнє положення (робочий хід) У результаті взаємодії робочих поверхонь допоміжного клина 7 зі скошеними робочими поверхнями пуансона 11 і нижнього упорного елемента 6, останні переміщаються на величину різниці товщин основаній допоміжного клина 7 Але тому що нижній упорний елемент 6 спирається на поверхню 5 блокового каменю, що добувається, а пуансон 11 упирається в компенсатор 12, то при русі пуансона 11 і нижнього завзятого елемента 6 щодо допоміжного клина 7 відбувається переміщення основного клина 1 щодо нерухомих щік 2 і 3 на величину різниці товщин основаній допоміжного клина 7, тобто на величину поперечного робочого ходу рушія Далі перемикач гідросистеми встановлюється на реверс і робочу рідину під тиском подають в порожнину 15 При цьому відбувається переміщення допоміжного клина 7 у вихідне крайнє положення (холостий хід) І МІЖ робочими поверхнями допоміжного клина 7 і скошеними робочими поверхнями пуансона 11 і нижнього упорного елемента 6 утвориться зазор, дорівнює величині поперечного робочого ходу рушія Цей зазор перед наступним циклом роботи пдроклинового пристрою необхідно усунути, що 18 Фіг.) 8 виконують переміщенням компенсатора 12 по різьбленню штанги 4 основні клини 1 до упора в верхню поверхню пуансона 11 Обертання компенсатора 12 здійснюється за допомогою рукояток 17і 18 Потім робочі цикли пдроклинового пристрою повторюються до розриву гірського масиву чи до повного витягу основного клина 1 зі шпуру Виконання допоміжного клина 7 двостороннім дозволяє зрівноважити розподіл зусиль на пуансон 11 і нижній упорний елемент 6 при робочому ході допоміжного клина 7, тому що при цьому взаємно врівноважуються реакції опор - пуансона і нижнього упорного елемента і, тим самим, виключається несиметричність випбних зусиль, що діють на конструкцію пристрою Після закінчення циклу навантаження даного основного клина з двома розсувними щоками пдроклиновий пристрій знімається зі штанги основного клина цього шпуру і послідовно переставляється на штанги наступних основних клинів, розташованих в інших шпурах по заданому напрямку рядка шпурів Заявник вважає можливими й іншими варіантами реалізації винаходу, який варто розглядати як еквіваленти, якщо вони знаходяться в межах сутності винаходу Таким чином, можна затверджувати, що поставлена задача цілком виконується пристроєм, що заявляється, з досягненням технічного результату, зазначеного вище Пропонований пдроклиновий пристрій відрізняється простотою, зручністю і безпекою в експлуатації, невеликими масо-габарітними показниками і дозволяє підвищити ефективність виконання робіт з відриву МОНОЛІТІВ від гірського масиву по рядку шпурів чи шпар 48390 ІЗ Фіг. 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 10