Пристрій для розпушування мерзлих і злежалих матеріалів у піввагонах

1. Пристрій для розпушування мерзлих і залежалих матеріалів у піввагонах, виконаний з окремих вібромодулів, розміщених по площі піввагона, що містить у собі направляючу раму з опорними балками, робочий орган з розпушувальними штирями, виконаний у вигляді окремих плит, пружно зв'язаних між собою амортизаторами, віброзбуджувач, установлений на плиті, обладнаній розпушувальними штирями, і підйомний механізм, виконаний з можливістю переміщення модуля в направляючих рамах, який відрізняється тим, що у конструкції пристрою між вібромодулями розміщуються майданчики обслуговування та бурофрезерні модулі, що складаються з платформи, на якій розміщені ряд бурошнеків з приводом, причому платформа бурофрезерного модуля в конструкції пристрою переміщається по вертикальних напрямних за допомогою лебідки та блокових систем, а обертання бурошнеків для буріння порожнин в змерзлому вантажі здійснюється приводом з використанням редукторної системи. U 2 66892 1 3 лів, що обумовлено значним розсіюванням енергії у великому об'ємі вантажу, що залучається в коливальний процес при одночасному проникненні всіх штирів, що не дозволяє сконцентрувати і реалізувати досить високі питомі навантаження, необхідні для руйнування монолітно змерзлих вантажів. Для забезпечення ефективного розпушування відомий пристрій вимагає застосування віброприводу підвищеної потужності. Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається (прототип), є пристрій для розпушування мерзлих і злежалих матеріалів у піввагонах, який виконано з окремих вібромодулів, розміщених по площі піввагона, містить у собі направляючу раму з опорними балками, робочий орган з позпушуючими штирями, виконаний у вигляді окремих плит, пружно зв'язаних між собою амортизаторами, віброзбуджувач, установлений на плиті, обладнаній розпушувальними штирями і підйомний механізм, дозволяючий модулю переміщення в направляючих рамах (Пат України № 69928 А від 16.12.2003 р. З-ка № 20031211671, видано 15.09.04 р, Бюл. № 9, 2004 р.) [2]. Проте дана конструкція не забезпечує ефективність розпушування сильно змерзлих та міцних матеріалів, що обумовлено значним розсіюванням енергії у великому об'ємі вантажу, а також недостатньо могутньою дією ваги вібромодуля і вібрації на матеріал, що не дозволяє реалізувати досить високі питомі навантаження, необхідні для руйнування монолітно змерзлих вантажів. Крім того, вібророзпушення змерзлих вантажів в на піввагоні не може бути достатнє ефективним, оскільки процесу знеміцнення масиву перешкоджає постійний об'єм, обмежений стінками піввагона, тобто при знеміцненні масі змерзлого вантажу нікуди переміщатися в трьох площинах: у боки, вперед і назад піввагона. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити конструкцію пристрою для розпушування мерзлих і злежалих матеріалів у піввагоні, у якому за рахунок створення стаціонарної установки, що складається з окремих різних модулів: розпушуючих та бурофрезерних, розміщених в своїх направляючих рамах опорних балок, що спираються на розташовані з двох сторін від залізничної колії фундаменти з індивідуальними механізмами підйому й опускання, інтенсифікується і стабілізується режим роботи розпушувача, відсутні силові імпульси на борти піввагона і силові канати і, за рахунок цього скорочується час процесу розпушування, підвищується ефективність пристрою в цілому і його надійність. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для розпушування мерзлих і злежалих матеріалів в піввагонах, спочатку виконується буріння свердловин в змерзлому вантажі, чим створюються порожнини у вантажі упоперек вагона, при цьому вибурені порожнини виконують роль додаткових порожнин ослаблення в масиві при подальшому його розпушенні. Цим утворюється додаткова вільна поверхня, за допомогою якої мерзлий вантаж більш ефективно розпушується віброспушуваючим модулем. 66892 4 Для виконання цієї задачі пристрій для розпушування мерзлих матеріалів у піввагонах, виконано з окремих вібромодулів, розміщених по площі піввагона, містить у собі направляючу раму з опорними балками, робочий орган з розпушувальними штирями, виконаний у вигляді окремих плит, пружно зв'язаних між собою амортизаторами, віброзбуджувач, встановлений на плиті, обладнаній розпушувальними штирями і підйомним механізмом, дозволяючий модулю переміщення в направляючих рамах. У конструкції пристрою між вібромодулями розміщуються бурофрезерні модулі, що складаються з платформи, на якій розміщені ряд бурошнеків з приводом, причому платформа бурофрезерного модуля в конструкції пристрою переміщається на своїх вертикальних напрямних за допомогою лебідки та блокових систем, а обертання бурошнеків для буріння порожнин в змерзлому вантажі здійснюється приводом з використанням редукторної системи. Розміщення бурофрезерних і віброспушуючих модулів в конструкції пристрою здійснене послідовно. Кожен бурошнековий модуль розміщується в конструкції пристрою перпендикулярно осі піввагона, включає лівий і правий бурошнеки, а також у конструкції передбачено не менше одного центрального бурошнека, причому в торці бурошнека встановлена знімна бурова коронка. Таке розташування бурошнеків необхідно для виключення можливості провороту платформи бурофрезерного модуля навколо своєї осі. Привід для враження бурошнеків розміщений на шкірному бурофрезерному шнеку, який як правило електропривід. Електропривід може бути встановлено на шкіряному бурошнеку, чи один привід на парній кількості бурошнеків. У кожному пристрої блоки (для руху канату) для віброспушуючих і бурофрезерних модулів розміщені на одній горизонтальній несучій балці, яка закріплена на опорних балках. Підйом бурофрезерного модуля здійснюється за допомогою поліспастної системи. Підйом бурофрезерного модуля здійснюється у верхньому положенні: при розпушенні вантажу в піввагоні вище, ніж за борт вагона, при переміщенні вагонів не нижче за габарит рухливого складу, а опускання в нижньому положенні, - не доходячи різцями до днища піввагона з деяким запасом, який встановлюються додатково. Контроль підйомуопускання модулів виконується за допомогою системи автоматизації та встановлених кінцевих вимикачів у верхньому та нижньому положенні модуля. Платформа бурофрезерного модуля обладнана бічними роликами, взаємодіючими з направляючою рамою, по висоті якої, в площині крайнього і нижнього підйому модуля, встановлені кінцеві вимикачі, які взаємодіють з упорами на модулі. Окремі модулі через тросо-блокову систему зв'язані з лебідками, що встановлені на окремих фундаментах. Запропонована конструкція пристрою дозволяє створити стаціонарну установку для розпушування мерзлих і злежалих матеріалів, у якій окремі 5 вібраційні робочі модулі та бурофрезерні модулі охоплюють усю площу оброблюваної поверхні і можуть працювати як одночасно, так і в інших комбінаціях, при цьому запропонована конструкція дозволяє сконцентрувати і реалізувати високі питомі навантаження безпосередньо для руйнування монолітно змерзлого вантажу, через відсутність контакту робочого органу з бортами піввагона, і забезпечити віброізоляцію тросо-блокової системи від вертикальних динамічних зусиль робочого органу. Таким чином, конструкція дозволяє розширити зону обслуговування і скоротити термін відпрацьовування і розвантаження вантажу. Крім того, бурофрезерні модулі створюють додаткову вільну поверхню в змерзлому вантажі і тим самим ще підвищують ефективність розпушення міцних вантажів, наприклад залізорудних концентратів або сильно зволожених пісків. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де представлено: на фіг. 1 загальний вигляд стаціонарної установки - вид зверху; на фіг. 2 повздовжній розріз на установку по АА; на фіг. 3 - вид на установку збоку; на фіг. 4 - платформа з редукторами та бурошнеками; на фіг. 5 вузол кріплення бурошнеків у платформі. Пристрій для розпушування змонтовано на жорстко закріплених опорних балках 1, установлених із двох сторін залізничної колії на фундаментах 2. В конструкції пристрою змонтовано направляючі рами 3 установлені симетрично щодо подовжньої осі залізничної колії. Кожна пара протилежно встановлених опорних балок 1 зв'язана між собою у верхній частині несучою горизонтальною балкою 4, на якій обладнано майданчик обслуговування та закріплено вантажопідйомні поліспасти 5. З однієї сторони ряду опорних балок 1 жорстко закріплена консольна площадка 6, на якій установлені лебідки для підйому-опускання вібромодулів 7 та лебідки для підйому-опускання бурофрезерних модулів 8. В направляючих рамах 3 почергово установлені з можливістю вертикального переміщення вібромодулі з розпушувальними штирями 9. Бурофрезерні модулі 10 також встановлені з можливістю вертикального переміщення у своїх направляючих рамах 11. Кожний бурофрезерний модуль 10 складається з платформи 12 і робочого бурофрезерного органу 13. На торці бурофрезерного органу встановлені спеціальні коронки з забурювальником, які мають менший діаметр та армовані твердосплавним матеріалом. Крім того, вони мають спеціальні пристосування для утримання бурофрези в заданому напрямі та виключають їх зіткнення. Кожен бурофрезерний модуль 10 та вібромодуль 9 у плані виконаний прямокутним, вони розміщені почергово, а їхня кількість у пристрої визначається площею піввагона та довжиною пристрою. Кожен бурофрезерний модуль 10 виконано з платформи 12, на якій розміщено привід 14 та редукторна система 15. Платформа 12 бурофрезерного модуля зв'язана через поліспаст 5 з лебідкою 8 з можливістю обмеженого вер 66892 6 тикального переміщення за допомогою своїх направляючих рам 13, встановлених у втулках з роликами у вантажній підвісці 12. Направляючі рами 13 мають кінцевий упор. В пристрій під бурофрезерний та віброспушуючий модулі ставиться піввагон зі змерзлим вантажем, який треба розпушувати. У корпусі 16 бурофрезерного модуля розміщено наступні елементі. Привід 14 використовується, наприклад, у вигляді електродвигунів. Обертання від електродвигуна передається шнеку 17 робочого органу 13 бурофрезерного модуля за допомогою черв'яка 18, черв'ячного колеса 19, шестерні конічної черв'яка 20, шестерні конічної двигуна 21. Черв'ячне колесо 19 обертає шнек 17 за допомогою вала 22, встановленого на радіальний 23 і наполегливий 24 підшипники в корпусі платформи. Підшипники захищені кришкою 25. Передача обертання від валу 22 до шнека 17 виконується за допомогою пружини 26, півмуфти вала 27, півмуфти шнека 28, шестірні 29 і опорної втулки 30. Пристрій працює таким чином. Піввагон зі змерзлим матеріалом, що підлягає обробці маневровим засобом, подається на ділянку колії в зону розміщення пристрою для розпушування. При обробці піввагонів зі змерзлим матеріалом спочатку бурошнековими модулями виконують вибурювання порожнин паралельно подовжній осі піввагона за допомогою бурофрезерних модулів 10. Цим утворюють декілька вільних порожнин. В результаті при подальшому віброспушенні вже розділеного на окремі блоки змерзлого вантажу в піввагоні істотно підвищується ефективність спушення за рахунок можливості переміщення часток вантажу при його подальшому розпушуванні вібромодулями 7. Розпушування матеріалу може виконуватися одночасно всіма модулями або при розпушуванні слабкозмерзлих вантажів - меншою кількістю. По команді оператора бурофрезерні модулі 10 опускаються в своїх направляючих рамах 11 під власною вагою до упору бурофрезерного органу 13 в оброблюваний матеріал. При включенні бурофрезерного органу 13 він, обертаючись, за допомогою забурювальника і коронки вибурює свердловину у вантажі на всю його висоту. Оскільки стінки свердловин знаходяться у безпосередній близькості один від одного, вони, руйнуючись, змикаються в одну цілу порожнину. Ця порожнина повністю пересікає вантаж в піввагоні перпендикулярно осі вагона. Таким чином у вантажі утворюється порожнина, яка розділяє вантаж на шматки. Після цього бурофрезерні модулі за допомогою лебідки 8 піднімаються в своє вихідне положення до упору з верхнім кінцевим вимикачем цього модуля. Надалі в роботу включаються вібромодулі, які по команді оператора опускають їх у направляючих рамах 3 під власною вагою до упору розпушувальних штирів 9 в оброблюваний матеріал. При включенні віброзбуджувача реалізуються просторові коливання нижньої плити разом із розпушувальними штирями 9. Штирі 9 поступово проникають в масив змерзлого матеріалу, при цьому порушу 7 ється суцільний моноліт, утворюються магістральні тріщини, які поширюються на всю масу шматків вантажу. Глибина, на яку проникають штирі в матеріал, обмежена і визначається як розрахунковим, так і експериментальним шляхом, і встановлюється відстанями між кінцевими вимикачами, що запобігає динамічним контактам штирів із внутрішньою поверхнею піввагона. Вібромодуль опускається в направляючій рамі 3 до контакту кінцевого вимикача з упором. У цей момент відключається електродвигун і віброзбуджувач, включається лебідка 7 і модуль піднімається в направляючій рамі 3 до упору з верхнім кінцевим вимикачем. Піввагон подають на розвантаження матеріалу, а процес роботи з розпушування матеріалу в наступному піввагоні повторюється. Запропонована конструкція пристрою дозволяє створити стаціонарну установку для розпушування мерзлих і злежалих матеріалів, у якій окремі вібраційні робочі модулі та бурофрезерні модулі охоплюють усю площу оброблюваної поверхні і можуть працювати як одночасно, так і в інших комбінаціях, при цьому запропонована конструкція 66892 8 дозволяє сконцентрувати і реалізувати високі питомі навантаження безпосередньо для руйнування монолітно змерзлого вантажу, через відсутність контакту робочого органу з бортами піввагона, і забезпечити віброізоляцію тросо-блокової системи від вертикальних динамічних зусиль робочого органу. Таким чином, конструкція дозволяє розширити зону обслуговування і скоротити термін відпрацьовування і розвантаження вантажу. Крім того, бурофрезерні модулі створюють додаткову вільну поверхню в змерзлому вантажі і тим самим ще підвищують ефективність розпушення міцних вантажів, наприклад залізорудних концентратів або сильно зволожених пісків. Джерела інформації: 1. А.С. СРСР № 1303528, Заявл. 11.07.85р. Опубл. - Бюл. № 14, 1987 р. 2. Пат України № 69928 від 16.12.2003 р. Пристрій для розпушування змерзлих і злежалих матеріалів у піввагонах. - з-ка № 20031211671. Опубл. 10.10.2007 р. - Бюл. № 16, 2007. - прототип. 9 66892 10 11 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 66892 Підписне 12 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601