Зарядчик пневматический порционный

(51) 42 1/08 (2010.01) 42 3/00 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение производительности заряжания шпуров и скважин и повышение качества пневмоформирования зарядов из гранулированных ВВ. Указанный технический результат достигается тем, что у зарядчика пневматического порционного для заряжания шпуров и скважин рассыпными гранулированными взрывчатыми веществами,содержащего бункер,дозирующую камеру,сопряженную с транспортным трубопроводом,воздуховод и запорный клапан, закрепленный на штоке поршня пневмоцилиндра, шток выполнен полым и имеет радиальные отверстия,расположенные от поршня на расстоянии величины его хода, согласно изобретению, к нижней части штока под запорным клапаном прикреплен стакан,полость которого сообщена с полостью штока осевым каналом, а в стенках стакана выполнены отверстия с возможностью подачи через них воздуха в дозирующую камеру при совмещении радиальных отверстий штока поршня с воздуховодом.(72) Тамбиев Геннадий Исаевич Ольшанский Евгений Николаевич Буда Тамара Викторовна(57) Изобретение относится к области взрывных работ и может быть использовано в горнодобывающей промышленности при заряжании шпуров и скважин рассыпными Изобретение относится к области взрывных работ и может быть использовано в горнодобывающей промышленности при заряжании шпуров и скважин рассыпными(ВВ). Известно устройство для заряжания шпуров и скважин рассыпными(гранулированными) взрывчатыми веществами, содержащее корпус с загрузочным патрубком, размещенный в корпусе под загрузочным патрубком соосно с ним стакан с охватывающей его цилиндрической юбкой и сообщенный в своей нижней части с источником сжатого воздуха. На стакане расположен отсекающий клапан,смонтированный с возможностью перекрытия загрузочного патрубка с размещенным в полости стакана подпружиненным штоком. Верхний открытый торец стакана перекрыт крышкой с образованием рабочей полости между крышкой и внутренней поверхностью отсекающего клапана. В нижней части цилиндрической юбки выполнена открытая снизу кольцевая проточка,сообщающая полость стакана через радиальные каналы, расположенные в стенке стакана, с полостью корпуса в верхнем положении отсекающего клапана. Между крышкой стакана и штоком выполнен дроссельный воздуховод в виде кольцевого зазора, сообщающий полость стакана с рабочей полостью между крышкой стакана и внутренней поверхностью отсекающего клапана(Предварительный патент РК 18800, кл. 42 3/00, 2007). Данное устройство характеризуется недостаточно высокими показателями производительности заряжания и качества пневмоформирования зарядов из гранулированных ВВ вследствие нестабильной концентрации ВВ в аэросмеси, уменьшающейся по мере истечения порции ВВ из устройства. Причина этого заключается в неорганизованной подаче сжатого воздуха внутрь корпуса, в результате которой происходит неконтролируемая аэрация порции ВВ с вихреобразным перемещением гранул до момента их истечения из устройства. В то время как головная часть порции уже истекает из устройства в потоке аэросмеси, хвостовая часть еще остается внутри корпуса и продолжает насыщаться сжатым воздухом, разжижаясь в нем, снижая концентрацию ВВ в хвостовой части потока аэросмеси. Это увеличивает продолжительность пневмотранспортирования порции до шпура или скважины, снижает производительность заряжания. Уменьшение концентрации ВВ в хвостовой части порции,укладываемой в заряд, также негативно отражается на качестве заряда. Это объясняется дестабилизацией плотности потока аэросмеси,формирующей заряд. С уменьшением количества гранул в потоке аэросмеси снижается интенсивность, в том числе частота и сила соударения гранул между собой. В результате снижается степень дробления гранул,уменьшается плотность укладки крупноизмельченных фрагментов гранул в заряд. 2 Между крупными зернами остатков гранул в заряде остаются воздушные промежутки, снижающие плотность заряда и уменьшающие количество взрывной энергии, сосредотачиваемой в заряде. Недостаточно высокие показатели производительности заряжания и качества зарядов становятся причиной ухудшения технологических показателей взрывных работ. Известен зарядчик пневматический порционный в виде камерного питателя пневмотранспортной установки, включающий бункер, цилиндрическую дозирующую камеру, переходящую в конус,сопряженный с транспортным трубопроводом, и запорный клапан, закрепленный на штоке поршня пневмоцилиндра. Шток выполнен полым с радиальными отверстиями, расположенными от поршня на расстоянии величины его хода, а камера выполнена длиной в 2 - 5 раз больше ее диаметра. Камерный питатель выполняет функции дозирования порции ВВ, ее герметизации, аэрации и выдувания в транспортный трубопровод, а из него в шпур или скважину (А.с. СССР 234210 кл. В 65,1968). Указанное устройство имеет недостаточно высокие показатели производительности заряжания и качества пневмоформирования зарядов вследствие нестабильной и низкой концентрации ВВ в аэросмеси. В результате неорганизованной подачи сжатого воздуха в дозирующую камеру и резкого,фронтального воздействия струи, истекающей сверху вниз из полого штока на порцию ВВ,происходит интенсивная неконтролируемая аэрация всей массы ВВ, находящейся в дозирующей камере. Аэрация сопровождается вихреобразным перемещением гранул и перенасыщением межгранульного пространства сжатым воздухом. Пока головная часть порции, прилегающая к транспортному трубопроводу, истекает из питателя,ее хвостовая часть, еще находящаяся внутри питателя,продолжает насыщаться сжатым воздухом, разжижаясь в нем, снижая концентрацию ВВ в направлении от головной части потока аэросмеси к ее хвостовой части. В результате увеличивается продолжительность пневмоформирования зарядов ВВ, снижается производительность заряжания. Уменьшение концентрации ВВ в хвостовой части потока аэросмеси ухудшает качество пневмоформирования зарядов. Уменьшается плотность потока аэросмеси,снижается интенсивность, в том числе чистота и сила соударения гранул между собой. Это ведет к снижению степени дробления гранул и уменьшению плотности укладки крупно измельченных фрагментов гранул в заряд. В составе заряда остаются воздушные промежутки, уменьшающие количество взрывной энергии, сосредотачиваемой в заряде. Недостаточно высокие показатели производительности заряжания и качества пневмоформирования зарядов отрицательно сказываются на результатах взрывных работ. Задачей изобретения является разработка усовершенствованной конструкции устройства для заряжания шпуров и скважин рассыпными гранулированными взрывчатыми веществами. Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение производительности заряжания шпуров и скважин и повышение качества пневмоформирования зарядов из гранулированных ВВ. Указанный технический результат достигается тем, что у зарядчика пневматического порционного для заряжания шпуров и скважин рассыпными гранулированными взрывчатыми веществами,содержащего бункер,дозирующую камеру,сопряженную с транспортным трубопроводом,воздуховод и запорный клапан, закрепленный на штоке поршня пневмоцилиндра, шток выполнен полым и имеет радиальные отверстия,расположенные от поршня на расстоянии величины его хода, согласно изобретению, к нижней части штока под запорным клапаном прикреплен стакан,полость которого сообщена с полостью штока осевым каналом, а в стенках стакана выполнены отверстия с возможностью подачи через них воздуха в дозирующую камеру при совмещении радиальных отверстий штока поршня с воздуховодом. Крепление к нижней части штока под запорным клапаном стакана, полость которого сообщена с полостью штока осевым каналом, позволяет организовать подачу сжатого воздуха в дозирующую камеру таким образом, чтобы обеспечить наиболее рациональный режим аэрации и истечения порции из зарядчика, позволяющий достичь желаемого результата. Организация подачи сжатого воздуха заключается в том, что после быстрого подъема запорного клапана и быстрого перемещения вслед за ним штока со стаканом, в массе ВВ, находящейся в дозирующей камере,остается на короткое время канал, в который поступает сжатый воздух из отверстий в стакане. Выполнение отверстий с возможностью подачи через них воздуха в дозирующую камеру при совмещении радиальных отверстий штока поршня с воздуховодом позволяет сжатому воздуху быстро распространиться вначале в продольно-осевом, а потом уже в радиальном направлениях. Воздушный поток, направленный вверх, вначале заполняет полость, не заполненную ВВ под клапаном, образуя пневмопоршень, а затем насыщает межгранульное пространство верхней и нижней частей порции,псевдоожижая ВВ. Порция сдвигается и начинает истекать из дозирующей камеры в транспортный трубопровод,подгоняемая давлением пневмопоршня из верхней части дозирующей камеры. Гранулы быстро опускаются ниже уровня отверстий, выполненных в стенках стакана, и перестают насыщаться сжатым воздухом,перемещаясь и разгоняясь только под действием образованного пневмопоршня. В результате такого организованного воздействия сжатого воздуха на порцию она истекает в транспортный трубопровод с высокой и стабильной концентрацией ВВ в головной и хвостовой ее частях. Это сокращает продолжительность пневмотранспортирования порций и заряжания шпуров и скважин гранулированными ВВ, а также улучшает качество пневмоформирования зарядов из гранулированных ВВ. Минимальное содержание сжатого воздуха в аэросмеси позволяет достичь максимально возможной плотности потока,увеличить интенсивность, в том числе силу и частоту соударения гранул между собой и таким образом повысить степень дробления гранул и плотность укладки тонко измельченных фрагментов гранул в заряд. При этом ликвидируются воздушные промежутки в зарядах, увеличивается их объемная плотность, повышается количество взрывной энергии, размещаемой в зарядах и во взрываемом массиве. Это, по сравнению с аналогом и прототипом,повышает производительность заряжания шпуров и скважин и улучшает качество пневмоформирования зарядов из гранулированных ВВ. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен вертикальный разрез зарядчика в момент дозирования порции ВВ на фиг.2 - зарядчик в момент выдувания порции ВВ в транспортный трубопровод. Зарядчик включает бункер 1, выполненный в виде загрузочной воронки, цилиндрическую дозирующую камеру 2, переходящую в конус 3,сопряженный с транспортным трубопроводом 4,запорный клапан 5, закрепленный на штоке 6 поршня 7 пневмоцилиндра 8. Шток 6 выполнен полым с радиальными отверстиями 9,расположенными от поршня 7 на расстоянии величины его хода. К нижней части штока 6 под запорным клапаном 5 прикреплен стакан 10,полость которого сообщена с полостью штока осевым каналом 11, а в стенках стакана выполнены отверстия 12 с возможностью подачи через них воздуха в дозирующую камеру 2 при совмещении радиальных отверстий 9 штока 6 поршня с воздуховодом 16. Отверстия 12 выполнены в боковых стенках стакана 10 в его нижней части. Соосность стакана 10 с дозирующей камерой 2 устанавливается стойками 13, скрепляющими дозирующую камеру 2 с пневмоцилиндром 8. Возможность продольно-осевого перемещения стакана 10 относительно дозирующей камеры 2 обеспечивается поршнем 7 и пружиной сжатия 14,установленной на штоке 6. Сжатый воздух подается от источника 15 по воздуховоду 16 через кран управления 17 со сбросным отверстием 18. Зарядчик работает следующим образом. В бункер 1 засыпают гранулированные ВВ. Часть ВВ под действием сил гравитации просыпается в дозирующую камеру 2 и конус 3 заполняя их. Конец транспортного трубопровода 4 вставляют в шпур или скважину и включают кран управления 17. Сжатый воздух от источника 15 поступает по воздуховоду 16 под поршень 7 пневмоцилиндра 8. Поршень 7 быстро поднимается в верхнее положение, поднимая за собой шток 6 с запорным клапаном 5 и сжимая пружину 14. Запорный клапан 5 отсекает дозу ВВ, находящуюся в дозирующей камере 2 и конусе 3, от ВВ, находящихся в бункере 3 1. При этом под клапаном 5 образуется полость, не заполненная гранулами ВВ. В конце хода поршня 7 происходит совмещение радиальных отверстий 9 штока 6 поршня с воздуховодом 16 и сжатый воздух из-под поршня 7 пневмоцилиндра 8 поступает через полость штока 6 и осевой канал 11 в полость стакана 10, а из него через радиальные отверстия 12 в дозирующую камеру 2. Далее сжатый воздух проникает в межгранульное пространство порции ВВ и верхнюю часть дозирующей камеры 2,накапливаясь под клапаном 5 в полости, не заполненной ВВ, создавая таким образом воздушный поршень, давящий на порцию ВВ сверху вниз. В результате продолжающегося проникновения сжатого воздуха в межгранульное пространство порции ВВ,находящейся в дозирующей камере 2 и конусе 3, гранулы ВВ приходят в псевдоожиженное состояние и выталкиваются воздушным поршнем через транспортный трубопровод в шпур или скважину,где происходит разделение потока аэросмеси на твердую и газовую фракции с дроблением гранул и пневмоформированием шпурового или скважинного заряда ВВ. После окончания цикла заряжания отключают кран управления 17, перекрывающий подачу сжатого воздуха в зарядчик. Через воздуховод 16 и отверстие 18 происходит сброс сжатого воздуха изпод поршня 7 пневмоцилиндра 8. Под действием пружины 14 поршень 7, шток 6 и запорный клапан 5 возвращаются в исходное положение. Дозирующая камера 2 и конус 3 заполняются новой порцией ВВ из бункера 1. Цикл заряжания повторяют. Предложенный зарядчик позволяет повысить и стабилизировать концентрацию ВВ в аэросмеси,увеличить производительность заряжания шпуров и скважин и улучшить качество пневмоформирования зарядов. Преимуществом заявляемого зарядчика является то,что его конструкция образует саморегулирующий механизм,позволяющий организовать поток сжатого воздуха в определенной последовательности для воздействия на порцию ВВ и автоматически соблюсти порядок этих воздействий. Предложенный зарядчик обеспечивает повышение производительность зарядных операций и качество взрывной отбойки горной массы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Зарядчик пневматический порционный для заряжания шпуров и скважин рассыпными гранулированными взрывчатыми веществами,содержащий бункер,дозирующую камеру,сопряженную с транспортным трубопроводом,пружину, воздуховод и запорный клапан,закрепленный на штоке поршня пневмоцилиндра,кран управления и узел подачи и сброса сжатого воздуха, шток выполнен полым и имеет отверстие, к нижней части штока под запорным клапаном прикреплен стакан, полость которого сообщена с полостью штока осевым каналом, а в стенках стакана выполнены отверстия с возможностью подачи через них воздуха в дозирующую камеру,отличающееся тем, что пружина установлена на штоке под поршнем, шток имеет несколько отверстий, которые выполнены радиальными и расположены от поршня на расстоянии величины его хода, а кран управления совмещен с узлом подачи и сброса сжатого воздуха.