Система пилозаглушування та продування зони різання очисних комбайнів

1. Система пилозаглушування та продування зони різання очисних комбайнів, що містить змонтовані на корпусі комбайна поворотні редуктори з виконавчими органами у вигляді шнеків, засоби пилозаглушування та продування зони різання комбайна у вигляді зрошувального пристрою з жорстко закріпленим рукавом подачі води, з’єднаним нагвинчуванням одного його кінця з камерою розподільника, а другого - закріпленого нагвинчуванням до різі каналу подачі води у розподільному блоці з однієї сторони, а з другої, у напрямку руху, закріпленою нагвинчуванням камерою приймання води, виконаною з кільцевим опорним торцем для забезпечення контактної взаємодії з торцем корпусу, яка відрізняється тим, що розподільні блоки виконані у вигляді суцільної металевої конструкції з прорізаними внутрішніми каналами приймання та розподілу води, посадочними гніздами для камери приймання води та корпусу, уніфікованого виконаними у ньому канавками та буртиками зі співвідношенням форм і напрямку, що забезпечує їх взаємодію з конструктивно відмінними деталями розпилення з різними елементами, що надає можливість центрувати та герметично ущільнювати між камерою приймання води та корпусом деталі розпилення з різними параметрами факела розпилу води. U 2 (11) 1 3 15404 4 Це дозволяє уніфікувати елементи системного щита. З метою ефективної протидії ударам вугілля зрошення, очисних комбайнів. Суттєвим недоліком та породи при їх відбитті від вибою, форсунка таких систем є великі витрати води на зрошення, змонтована на пружній опорі ресорного типу, а на що призводить до обволожування робочого місця, корпусі форсунки установлена роздвижна штанга, погіршення якості вугілля. забезпечуюча постійну відстань осі сопла форсунДля підвищення ефективності зрошення при ки від покрівлі. роботі шнекових комбайнів інститутом «ДондіпроДо відомих недоліків цієї конструкції пилозагвуглемаш» сумісно з Горловським машинобудівлушення та вибухозахисту очисних комбайнів, ним заводом розроблена система зрошення з роззгідно з найближчим аналогом, можна віднести ташуванням форсунок безпосередньо на шнеках, складність забезпечення тонкодисперсного однопричому вони орієнтовані струєю на зубок. В цьорідного факела розпилу води існуючою форсунму випадку відстань від сопла форсунки до джекою, ненадійність конструкції захисту від ударів, рела пилоутворення скорочується до 20-30см, низьку ефективність пилозаглушення при роботі струмень води змочує штиб, який утворюється при комбайна у напрямку, співпадаючому з напрямком зруйнуванні вугілля, запобігаючи попаданню пилу провітрювання. в повітря. При витратах води 40л/т, та тиску 1Спільними ознаками найближчого аналога і 1,2МПа, концентрація пилу зменшується на 80%. заявленої корисної моделі є наступне: В шахтних умовах експлуатація внутрішніх сиКонструкція очисного комбайна, включаюча стем зрошення досить утруднена у зв’язку з тим, змонтовані на корпусі поворотні редуктори з симещо сопла форсунок при використанні шахтної води трично розташованими виконуючими органами у швидко засорюються та ушкоджуються, що є сутвигляді шнеків з засобами пилозаглушення, викотєвим недоліком указаної системи. Робота «Інстинаного у вигляді змонтованих на корпусі комбайна туту проблем комплексного освоєння надр» АН зрошуючого пристрою з жорстко закріпленим шлаСРСР «Смачивание пыли и контроль запыленноснгом високого тиску, з’єднаним нагвинчуванням ти воздуха в шахтах», видавництво «Наука», Мосодного його кінця з камерою розподільника, а друква, 1979р. (частина 1, сторінка 42-47) [3]. У табгого закріпленого до силового елемента форсунки, лиці 8 наведеш характеристики внутрішніх систем призначеного для центрування деталей розпилюзрошування. вання та забезпечення герметичності їх ущільненПроведений патентний пошук з рубрик ня для створення заданих параметрів водяного E21F5/04, надав можливість виявити, для вивченфакела. ня рівня техніки, різноманітні конструкції форсунок, В основу рішення поставлена задача розробки зрошувачів, туманоутворювачів, зокрема тих, що конструкції системи пилозаглушення, вибухозахивикористовуються на комбайнах, наступні [авторсту продуванням зони різання водно-повітряною ські свідоцтва: №620630, №298239, №1006778, сумішшю та захисту від ударів очисних комбайнів, №295889, №314912 - форсунки, заявлені інституза рахунок забезпечення диспергування зрошуютом «Дондіпровуглемаш». №406019, №785518, чої води до тонкодисперсного розпилу без участі №901569, №125902 - форсунки МакНДІ з вихідним стисненого повітря за низьким тиском - 0,5МПа та соплом у формі конуса]. Спільним недоліком занизькими витратами води - 1-2л/хв. на один водязначених форсунок є незначна питома поверхня ний факел, диспергування за участю стисненого розпилюваної ними рідини, у наслідок цього - знаповітря з забезпеченням водно-повітряної суміші у чні витрати, розпилюваної ними рідини. вигляді туману з незначним тиском води 0,5[Авторське свідоцтво №254436 кл.Е21С35/22], 1,2МПа та повітря 0,7МПа та витратами води 1,5мета якого - забезпечення регулювання витрат 3,0л/хв. на один водяний факел; з надійним захисводи, в залежності від швидкості комбайна. Практом системи від ударів відбитого вугілля та породи тичне використання виявило головний його недоконструкцією розподільних блоків, з можливістю лік - ненадійність у роботі. регулювання напрямку факела вздовж вертикальЯк найближчий аналог, співпадаючий з заявної осі. леною корисною моделлю по призначенню та ряду Технічний результат полягає в підвищенні конструктивних ознак, вибраний описання винахоефективності пилозаглушення та вибухозахисту ду «Очисний комбайн» з авторського свідоцтва продуванням зони різання комбайна при зменше№1214918, Е21С27/02. них витратах води, підвищенні експлуатаційної Найближчий аналог призначений для пилозагнадійності та ремонтоздатності. Як наслідок, це лушення та вибухозахисту при роботі очисних сприятливо відобразиться на економічних показкомбайнів з симетричним розташуванням виконуниках, наприклад, зросте продуктивність добуванючих органів на поворотних редукторах, змонтоня вугілля, за рахунок зниження вологості вугілля ваних на корпусі комбайна. Засоби пилозаглушенпокращає його якість, зросте обсяг реалізації, зниня та вибухозахисту виконані у вигляді ження рівня запиленості сприятиме поліпшенню змонтованих на корпусі очисного комбайна зроумов праці підземних працівників. шуючого та ежекторного пристроїв з жорстко заПоставлена задача вирішується тим, що на кріпленим шлангом високого тиску, з’єднаним накорпусі очисного комбайна змонтовані поворотні гвинчуванням одного його кінця з камерою редуктори з симетрично розташованими виконуюрозподільника, а другого закріпленого до силового чими органами у вигляді шнеків, засоби пилозагелемента форсунки, призначеного для центруванлушення та продування зони різання, виконані у ня деталей розпилювання та забезпечення гермевигляді зрошуючого пристрою з жорстко закріплетичності їх ущільнення, ежекторний пристрій, виним рукавом високого тиску, з’єднаним нагвинчуконаний у вигляді гнучкого повітронепроникного ванням одного його кінця з камерою розподільни 5 15404 6 ка, а другого закріпленого нагвинчуванням до води під тиском 0,5МПа, з середнім діаметром різьби каналу приймання води у розподільному крапель 125мкм (за Заутером), з кутом розкриття блоці, згідно з корисною моделлю, розподільні факела 850, з витратами води 1,0-2,0л/хв. на один блоки являють собою суцільну металеву конструкфакел, з напрямком дії факела на вибій -00-350, з цію з проточеними внутрішніми каналами подачі та швидкістю крапель на осі факела - 6м/сек., з закрірозподілу води, посадочними гніздами для камери пленням розподільних блоків цієї конструкції на приймання води, виконаними у формі циліндра корпусі комбайна між шнеками, та на флангах за сполученого з зрізаним порожнинним корпусом, з шнеками на різьбові з’єднання. зовнішньою різьбою для з’єднання одним кінцем з Конкретною відміною заявленої системи пилопосадочним гніздом, другим - з уніфікованим корзаглушення та продування зони різання очисних пусом. Корпус має циліндричну форму з зовнішкомбайнів є те, що з метою продування зони ріньою різьбою для з’єднання з камерою приймання зання туманоподібною водно-повітряною сумішводи. У корпусі виконані канавки та буртики, зашю, у конструкції розподільних блоків між камерою вдяки яким корпус є уніфікованим, закріплення у подачі води і уніфікованим корпусом, на одній осі, ньому конструктивно відмінних деталей розпиленрозміщенні кільцевий колектор та розподільник, які ня, таких як кільцевий колектор, розподільник, заущільнюються нагвинчуванням на різьбу. До розвихрювач, дозволяє регулювати параметри факеподільного блоку через напірний рукав нагвинчула розподільних блоків. ється двокамерний пристрій у вигляді концентричДля вирішення задач пилозаглушення в уніфіне розташованих труб двох діаметрів з отворами кований корпус нагвинчуються деталі з завихрюдля подачі води та стисненого повітря під тиском вачем з зовнішньою різьбою, який з’єднується з 0,7-1,2МПа, з середнім діаметром крапель 47мкм уніфікованим корпусом та камерою приймання (за Заутером), з витратами води 1,5-3,0л/хв. на води розподільного блоку різьбами. один факел, з довжиною активної зони дії факела Для вирішення задач продування зони різання на вибій - 250см, з закріпленням розподільних комбайна в уніфікований корпус розміщуються блоків по обидва боки від шнеків на різьбові розподільник, кільцевий колектор, які закріплюз’єднання, з напрямом дії факела на зону різання ються до камери приймання води нагвинчуванням шнеками, зі швидкістю 10м/сек. для центрування деталей розпилення, забезпеКонкретною відміною заявленої системи пилочення герметичності їх ущільнення з двокамерним заглушення та продування зони різання очисних пристроєм подачі води та стисненого повітря у комбайнів є те, що з внутрішнього боку розподільрозподільний блок. них блоків виконана сферична поверхня зі сфеВнутрішня сферична поверхня, виконана у ророю, в яку укручується камера приймання води з зподільних блоках при взаємодії з камерою прийуніфікованим корпусом та закріплюються деталі мання води, надає можливість регулювання нарозпилення на одній осі у корпусі та розподільнопряму факела вздовж вертикальної осі. му блоці зі сферою. Зміною положення сфери поКонкретною відміною заявленої системи пиловоротом камери прийманняу води в межах ±90, заглушення та продування зони різання очисних регулюється напрям факела вертикальної осі. комбайнів є те, що для розміщення зрошуючого Причинно-наслідковий зв’язок між відмінними пристрою на корпусі комбайна в місцях пилоутвоознаками та досягнутими техніко-економічними рення та іскроутворення, при дії шнеку на вибій, результатами полягає у наступному: для захисту зрошуючого пристрою від ударів, ви- вирішується задача з підвищення ефективготовляються конструкції розпилювальних блоків, ності пилозаглушення на очисних комбайнах за являючи собою закріплену на корпусі комбайна рахунок збільшення можливості надійного розмісуцільну металеву конструкцію з проточеними внущення системи подачі, розподілу води та диспертрішніми каналами подачі та розподілу води, погування у розподільних блоках, з використанням садочними гніздами, виконаними у вигляді отворів дії тонкодисперсних факелів у найбільш необхідз різьбою для нагвинчування камери приймання них місцях пилоутворення: покращення якості дисводи. пергування зрошувальної рідини при одночасному Конкретною відміною заявленої системи пилозниженні її витрат та тиску до мінімально допустизаглушення та продування зони різання очисних мих значень, передбачених діючими нормативникомбайнів є те, що у корпусі виконані канавки й ми документами; буртики з розрахунковим співвідношенням їх фор- вирішується задача з підвищення ефективми та напрямку, що надало змогу створити уніфіності вибухозахисту за рахунок більш надійного кований корпус, у якому, закріплюючи конструктипродування зони різання водоповітряною сумішшю вно відмінні деталі розпилення: кільцевий у вигляді туману, при використанні у блоках двоколектор, розподільник, завихрювач, можна регукамерних пристроїв, які забезпечують подачу води лювати параметри факела розподільного блоку. та стисненого повітря на розподільні блоки; Конкретною відміною заявленої системи пило- вирішується задача регулювання напряму заглушення та продування зони різання очисних факела вздовж горизонтальної осі, що покращує комбайнів є те, що з метою пилозаглушення на експлуатаційні можливості при зміні гірничокомбайні, конструкція розподільних блоків з камегеологічних умов. рою приймання води та уніфікованим корпусом, Важливою умовою є надійність запропоноваущільнюється укручуванням у корпус деталей розної системи пилозаглушення та вибухозахисту, пилення води з завихрювачем, що дає змогу диспростота обслуговування та експлуатації. Час, пергування води механічним способом без присувідведений на ремонт скорочується за рахунок тності стисненого повітря, з параметрами: подачі блочної заміни з наступним ремонтом на поверхні. 7 15404 8 Термін роботи без дефектів, повинен відповіНа Фіг.7 (вигляд спереду) зображений корпус дати часу, витраченому на відпрацювання лави. розподільного блока, який закріплюється на болДаними для розрахунків параметрів системи тові з’єднання до корпусу комбайна на його фланпилозаглушення та вибухозахисту є вихідні дані гах (на Фіг.10 - поз.12), являє собою суцільну мехарактеристик джерел пилоутворення. Головними талеву конструкцію 4 із проточеними каналами 3 з них є: кількість пилу (мг/м ), склад пилу за розміподачі води 2, каналами розподілу води 3 з різьрами фракцій, їх співвідношення, швидкість руху бою, посадочними гніздами 5, різьбовим повітряного струменю у виробці. Остаточно геомез’єднанням 6 для нагвинчування шланга високого тричні розміри та конструктивні елементи деталей тиску, кронштейном 7 з отворами 8 для болтових розпилення розподільних блоків встановлюють за з’єднань кріплення на корпусі комбайна; результатами їх проливки та підтвердження ефекна Фіг.8 - розріз А-А Фіг.7; тивності при приймальних випробуваннях. Суть на Фіг.9 - вигляд В на Фіг.7 (вигляд зверху); корисної моделі пояснюється кресленнями, де: на Фіг.10 зображена схема роботи системи на Фіг.1 зображений корпус розподільного пилозаглушення та продування зони різання при блока (вигляд збоку) з різьбою 1 для нагвинчуванроботі очисного комбайна, включаючого поворотні ня шлангу високого тиску, каналами подачі води 2 редуктори 20 зі шнеками 21. та каналами розподілу води 3, з різьбою, проточеВода подається через камеру розподільника ними у суцільній металевій конструкції 4; 22 на комбайновий фільтр 1, в очищеному вигляді на Фіг.2 - вигляд А на Фіг.1 (вигляд зверху); на пульт управління зрошенням 9, звідки, відрегуна Фіг.3 - розріз А-А Фіг.2; льована на необхідний тиск вздовж корпусу комзображений корпус розподільчого блока (на байна по існуючій лінії тиску 2, 3, 4, 5, 6 рукавом Фіг.10 поз.19) закріплюється по центру корпуса подачі води 10 на розподільні блоки 14, 12, 19. комбайна болтовими з’єднаннями через отвори 4. Пилозаглушення відбувається розподільними на Фіг.4 - (вигляд збоку) зображений розподіблоками 12, 14, 19, які працюють під тиском води льний блок, який являє собою суцільну металеву на вході 0,5МПа, утворюючи факел з активною конструкцію 4 із проточеними каналами подачі зоною довжиною 60см, з витратами води від 1,2 до води 2 з різьбою 1 для нагвинчування рукава ви3,3л/хв., з кутом розкриття 800, локалізуючи зону сокого тиску та посадочними гніздами 6 з різьбапилоутворення на комбайні, створенням порожми, до яких накручується камера приймання води нинних конічних факелів з незначною ежекцією 8 з внутрішнім порожнім циліндром 7, сполученим вздовж осі, стійких до впливу повітряного струмезі зрізаним конусом. На камеру приймання води ню. Більш крупні краплі пересуваються по поверхні нагвинчується уніфікований корпус 9, у корпусі факела з компонентною швидкості проти бокового закріплюється розподільник з отворами 10, кільцепотоку повітряної струї. Тонкодисперсний факел вий колектор 11. утворює концентрований об’ємний крапельний В уніфікований корпус притисненням двох тишар, оконтурюючи пилову хмару між шнеками 21 пів розподільників та колекторів або нагвинчуванрозподільними блоками 14, 19, а на флангах корням двох типів завихрювачів, утворюючих кільцепуса комбайна - розподільними блоками 12, уловвий колектор при їх притисненні до стінки корпусу. люючи пил по механізму зіткнення, осаджуючи Принцип дії розподільного блоку з розподільйого у вигляді шламу на куски вугілля на конвеєрі, никами та колекторами: вода з камери приймання закупорюючи у ньому шпори та летучі гази, які у 7 подається на розподільник 10, через отвори Б у них знаходяться. ньому подається до кільцевого колектора В(11), Продування зони різання шнеками 21 комбайзакручується за допомогою тангенціальних каналів на відбувається розподільними блоками 13, вода Г у вихровій камері Д, витікає із сопла Е у вигляді до яких подається рукавом подачі води 10, стиснутонкодисперсного водяного розпилу. те повітря - через регулятор тиску 8 по рукаву по- на Фіг.5 зображений устрій та принцип дії родачі стисненого повітря 11 до двокамерного штузподільного блока з завихрювачем в ущільненому цера 15, до складу якого входять камера подачі корпусі. Вода з камери приймання 8 заходить у води 16 та камера подачі стисненого повітря 17, кільцевий колектор 11, закручується за допомогою виконаних у вигляді концентрованих труб різного тангенціальних каналів 10 у вихровій камері, витідіаметру з отворами для води та повітря. Водопокає у диспергованому стані із сопла 7. зображений вітряна суміш подається на розподільний блок 13, розподільний блок (на Фіг.10 - поз.14) закріплюу якому під тиском 0,7-1,2МПа утворюється факел ється на корпусі комбайна між шнеками на болтові з активною зоною довжиною 250см, з кутом розкз’єднання; риття 550, з витратами води 1,5л/хв., 3,0л/хв., який на Фіг.6 (вигляд збоку) зображений розподільпродуває зону різання висококонцентрованим краний блок, який являє собою суцільну металеву пельним шаром у вигляді туману, обволікаючому й конструкцію 1 з проточеним каналом подачі води охолоджуючому різці та борозни різання, утворю6, каналом розподілу вод 7 з різьбою, порожниною ють вологу, не підтримуючу горіння атмосферу. у формі зрізаного конуса 5. У сферу 2 з одного Найбільш ефективним розміщенням розподільних боку нагвинчується камера приймання води 3 з блоків 13 є їх розміщення з напрямом факела по уніфікованим корпусом 4, з другого боку сфера обидві сторони від шнеків 21 у місце контакту різпритискується до сідла 8. ців з вугільним вибоєм. Поворотом камери приймання води, змінюєтьПереваги застосування запропонованої сисся положення сфери вздовж горизонтальної осі, теми пилозаглушення та продування зони різання що надає можливість регулювання напряму факеочисних комбайнів: ла в межах ±90; - висока ефективність пилозаглушення; 9 15404 10 - висока ефективність продування зони різанпраці обслуговуючого персоналу та умов роботи ня комбайна, що надійно запобігає можливості машин й механізмів, не потребуючи при цьому вибухів метано-повітряної суміші; додаткових трудовитрат й енерговитрат; - надійність у роботі, простота в обслуго- система проста в виготовленні й не потребує вуванні; використання обладнання та приборів, які дорого - здатність створення високої поверхні водякоштують. них частин, що забезпечує надійне зв’язування та Випробування дослідних зразків системи, наосідання пилу; даної до патентування, проведені на ряді шахт - незначні витрати води при незначному тиску, Донецької області показали високу ефективність її що надає можливість запобіганню обводнення роботи. Зниження рівня запилення у 5-7 разів в підземних виробок та машин; порівнянні з існуючими системами, при зниженні - застосування призведе до покращення умов витрат води у 3 рази. 11 Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 15404 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601