Зарядчик пневматический порционный

(51) 21 5/00 (2006.01) 21 13/00 (2006.01) 21 17/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Указанный результат достигается тем, что зарядчик пневматический порционный, содержащий бункер, соединенный загрузочной горловиной с цилиндрическим корпусом, дозирующую камеру,патрубок транспортного трубопровода,пневмоцилиндр с поршнем и штоком, на котором помещена пружина, воздушный клапан сообщен с патрубком воздухопровода и снабжен кнопкой дистанционного управления, в поршне и штоке на всю их длину выполнено сквозное отверстие,согласно изобретению, снабжен резьбовой втулкой,соединенной своей внутренней резьбой с наружной резьбой цилиндрического корпуса, пружина помещена в верхней части штока, а в средней части штока закреплен запорный конус,внутрь цилиндрического корпуса по скользящей посадке помещено подвижное днище, в своей нижней части втулка соединена с днищем с помощью кольцевого выступа, а верхняя часть втулки снабжена радиально расположенными винтами, днище выполнено в виде стакана, внутренняя полость которого имеет цилиндро-коническую форму,диаметр которой уменьшается в направлении к донной части, а диаметр донной части больше диаметра штока.(72) Ольшанский Евгений НиколаевичТамбиев Петр ГеннадьевичТамбиев Сергей ГеннадьевичМакешин Андрей Андреевич(57) Изобретение относится к области взрывных работ и может быть использовано в горной промышленности при заряжании шпуров и скважин гранулированными взрывчатыми веществами (ВВ). Техническим результатом изобретения является пневматический порционный зарядчик с узлом регулирования массы порции, вынесенным за пределы дозирующей камеры, исключающим контакт его резьбовой части с ВВ и возможность оказания на ВВ опасных физико-механических воздействий, обладающий высокой надежностью эксплуатации, простотой обслуживания, большим диапазоном и плавностью регулирования. Изобретение относится к области взрывных работ и может быть использовано в горной промышленности при заряжании шпуров и скважин гранулированными взрывчатыми веществами (ВВ). Для заряжания шпуров и скважин, на подземных работах, применяют пневматический порционный зарядчик,позволяющий дозировать порции гранулированных ВВ, пневмотранспортировать их по транспортному трубопроводу и укладывать в заряд, формируемый в зарядной полости. Для приведения массы порции в соответствие с массой заряда зарядчик снабжают регулирующим узлом, представляющим собой дозирующую камеру,выполненную с возможностью изменения ее объема. Подобный зарядчик должен быть безопасен при работе с ВВ, надежен в эксплуатации, прост в обслуживании и обладать плавной регулировкой и большим диапазоном регулирования. Известен пневматический порционный зарядчик в виде камерного питателя пневмотранспортной установки, содержащий бункер, конический запорный клапан, пневмоцилиндр со штоком,поршнем и радиальным отверстием для подачи сжатого воздуха в рабочую (дозирующую) камеру,выполненную с конусом,сопряженным с транспортным трубопроводом. Запорный клапан выполнен со сферическим пояском, а поршень установлен подвижно и подпружинен относительно штока, кинематически связанного с запорным клапаном. Радиальное отверстие расположено от задней стенки пневмоцилиндра на расстоянии суммарного хода поршня. Регулирующий узел представляет собой резьбовое соединение корпуса с дозирующей камерой,используемое для контролируемого перемещения дозирующей камеры относительно корпуса в осевом направлении и соответственно увеличения или уменьшения объема дозируемой порции (А.с. СССР 466338, кл. Е 21 13/00, 53/46, 1975). Недостатком данного питателя является опасность при работе с ВВ, низкая надежность эксплуатации, сложность обслуживания, отсутствие плавной регулировки порций и малый диапазон регулирования. Это обусловлено тем, что резьбовые канавки,находящиеся внутри дозирующей камеры,забиваются частицами ВВ, которые уплотняются,испытывая возрастающие физико-механические нагрузки, возникающие при вращении дозирующей камеры. Вследствие этого повышается опасность обращения с подобным питателем, снижается надежность его эксплуатации. После непродолжительной работы регулирующий узел теряет работоспособность, восстановление которой усложняет обслуживание питателя. Отсутствие плавной регулировки обусловлено необходимостью сохранения направления транспортного трубопровода. Поэтому регулировка осуществляется скачкообразно дискретным изменением массы порции на величину,соответствующую полному количеству оборотов дозирующей камеры. Малый диапазон регулирования массы порции объясняется нарушением режима аэрирования порции при ее увеличении. Вследствие того, что отверстие для подачи сжатого воздуха находится над порцией, выгрузка ВВ из дозирующей камеры происходит за счет поршневого воздействия. Значительное увеличение массы порции ведет к пробкованию ВВ в конусе, сопряженном с транспортным трубопроводом. Известен пневматический порционный зарядчик в виде камерного питателя пневмотранспортной установки, содержащий загрузочный бункер,дозаторную камеру цилиндрической формы,патрубок транспортного трубопровода,закрепленный в верхней части дозаторной камеры,пневмоцилиндр с поршнем, помещенный в дозаторной камере. На штоке поршня помещена пружина и воздушный клапан, закрепленный на наружной стороне днища дозаторной камеры и снабженный патрубком воздухопровода и кнопкой управления. Корпус дозаторной камеры состоит из трех телескопически расположенных цилиндров с возможностью перемещения среднего цилиндра в осевом направлении. В днище среднего цилиндра выполнено отверстие, через которое проходит пневмоцилиндр. Одна концевая часть пневмоцилиндра выполнена в форме усеченного конуса. В стенке пневмоцилиндра выполнены отверстия. Шток поршня пневмоцилиндра закреплен на днище дозаторной камеры. В поршне и штоке на всю их длину выполнено сквозное отверстие. Регулировочный узел представляет собой резьбовое соединение среднего цилиндра с верхним цилиндром, являющимся корпусом, и нижним цилиндром, снабженным патрубком воздухопровода и кнопкой управления. Это техническое решение позволяет плавно регулировать объем дозаторной камеры, проворачивая средний цилиндр на любой угол независимо от статического положения верхнего и нижнего цилиндров. При этом положение патрубка верхнего цилиндра, к которому присоединен транспортный трубопровод,и положение патрубка нижнего цилиндра, к которому присоединен воздушный трубопровод с кнопкой управления,остается неизменным(предварительный патент РК 18789, кл. Е 21 С 37/00, 2007). Недостатком данного питателя является опасность при работе с ВВ, низкая надежность эксплуатации, сложность обслуживания, малый диапазон регулирования порций по массе. Резьбовые части верхнего и среднего цилиндров,являющиеся элементами регулирования,располагаются внутри дозаторной (дозирующей) камеры и контактируют с ВВ. При ввинчивании среднего цилиндра в верхний цилиндр резьбовые канавки засоряются, забиваясь частицами ВВ,которые под действием вращающего момента уплотняются и затираются. При этом увеличивается сопротивление вращению и усилие,прикладываемое извне, к созданию вращающего момента. Частицы ВВ, затираемые в резьбовых канавках,начинают испытывать все возрастающие физикомеханические воздействия в виде давления, трения,сдвига и нагрева. Совокупность подобного многофакторного воздействия может превысить порог чувствительности этих ВВ к инициирующему импульсу и стать причиной их детонации. Это повышает опасность питателя при работе с ВВ. Засорение резьбовых канавок снижает надежность эксплуатации питателя. По ходу работы регулирующего узла сопротивление вращению среднего цилиндра возрастает настолько, что начинает превышать усилие, прикладываемое извне,для создания вращающего момента. Средний цилиндр заклинивает и питатель теряет способность регулировать порцию. Это снижает надежность его эксплуатации. Для восстановления работоспособности регулирующего узла питатель приходится доставлять на пункт технического обслуживания и длительное время пропаривать или вымывать частицы ВВ из резьбовых канавок горячей водой под давлением. Механические способы очистки резьб от частиц ВВ в данном случае недопустимы по условиям безопасности. Это усложняет техническое обслуживание питателя. Питатель характеризуется малым диапазоном регулирования порций вследствие того, что регулирующий узел функционально не увязан с системой подачи сжатого воздуха в дозирующую камеру. Хотя днище среднего цилиндра может перемещаться на большое расстояние вдоль осевой линии, система продувки камеры воздухом не отвечает динамике изменения объема камеры. Положение отверстия для подачи сжатого воздуха в момент продувки камеры - статично. Аэрации,псевдоожижению и выгрузке ВВ из камеры в транспортный трубопровод подвергается только та часть порции, которая находится в зоне движения воздуха, то есть между отверстием для подачи воздуха и патрубком транспортного трубопровода. Какой бы порция ни была по объему, та ее часть,которая находится ниже уровня отверстия,располагается в застойной зоне, где движения воздуха не происходит. Эта часть порции не аэрируется воздухом, не псевдоожижается и не выгружается из камеры. Поэтому опускание днища среднего цилиндра ниже уровня отверстия в его крайнем верхнем положении не ведет к увеличению массы порции. Уменьшение порции по массе еще более затруднительно, так как при подъеме днища оно перекрывает отверстие в его крайнем верхнем положении и питатель перестает работать. В связи с непродуктивными конструкторскими решениями диапазон регулирования мал и не дает возможности привести массу порции в соответствие с массой заряда. Задачей изобретения является создание зарядчика для заряжания шпуров и скважин гранулированными ВВ с плавным регулированием массы порции, обладающего безопасностью при работе с ВВ, высокой надежностью эксплуатации, простотой технического обслуживания, большим диапазоном регулирования порций по массе. Техническим результатом изобретения является пневматический порционный зарядчик с узлом регулирования массы порции, вынесенным за пределы дозирующей камеры, исключающим контакт его резьбовой части с ВВ и возможность оказания на ВВ опасных физико-механических воздействий, обладающий высокой надежностью эксплуатации, простотой обслуживания, большим диапазоном и плавностью регулирования. Указанный результат достигается тем, что зарядчик пневматический порционный, содержащий бункер, соединенный загрузочной горловиной с цилиндрическим корпусом, дозирующую камеру,патрубок транспортного трубопровода,пневмоцилиндр с поршнем и штоком, на котором помещена пружина, воздушный клапан сообщен с патрубком воздухопровода и снабжен кнопкой дистанционного управления, в поршне и штоке на всю их длину выполнено сквозное отверстие,согласно изобретению, снабжен резьбовой втулкой,соединенной своей внутренней резьбой с наружной резьбой цилиндрического корпуса, пружина помещена в верхней части штока, а в средней части штока закреплен запорный конус,внутрь цилиндрического корпуса по скользящей посадке помещено подвижное днище, в своей нижней части втулка соединена с днищем с помощью кольцевого выступа, а верхняя часть втулки снабжена радиально расположенными винтами, днище выполнено в виде стакана, внутренняя полость которого имеет цилиндро-коническую форму,диаметр которой уменьшается в направлении к донной части, а диаметр донной части больше диаметра штока. Полость донной части днища сообщена с полостью патрубка транспортного трубопровода. В нижней части втулки выполнены глухие радиальные отверстия для воротка, усиливающего прикладываемый извне вращающий момент. Изобретение поясняется чертежом,где изображен пневматический порционный зарядчик с регулируемой массой порции. Зарядчик состоит из бункера 1, соединенного загрузочной горловиной 2 с цилиндрическим корпусом 3, дозирующей камеры 4, а также патрубка транспортного трубопровода 5 и пневмоцилиндра 6 с поршнем 7 и штоком 8. В верхней части штока 8 помещена пружина 9, а в средней части закреплен запорный конус 10. Внутрь цилиндрического корпуса 3 по скользящей посадке помещено подвижное днище 11. Для регулировки порции зарядчик снабжен резьбовой втулкой 12,соединенной своей внутренней резьбой с наружной резьбой цилиндра 3. В своей нижней части втулка 12 соединена с днищем 11 с помощью кольцевого выступа 13. Верхняя часть втулки 12 снабжена радиально расположенными винтами 14. Днище 11 выполнено в виде стакана, внутренняя полость 15 которого имеет цилиндро-коническую форму. Диаметр поперечного сечения цилиндро-конической полости 15 уменьшается в направлении к донной 3 части 16, а диаметр донной части 16 больше диаметра штока 8. Полость 15 у ее донной части 16 сопряжена с полостью патрубка транспортного трубопровода 5. В нижней части резьбовой втулки 12 выполнены радиальные глухие отверстия 17 для защемления воротка (на чертеже не показан). В качестве рабочего тела используется сжатый воздух,подаваемый через патрубок воздухопровода 18 к воздушному клапану 19. Управление подачей сжатого воздуха в пневмоцилиндр 6 осуществляется с помощью кнопки дистанционного управления 20. Шток 8 выполнен полым и имеет входные отверстия 21. Для подачи сжатого воздуха в дозирующую камеру шток 8 снабжен выходными радиальными отверстиями 22. Зарядчик работает следующим образом. Патрубок воздухопровода 18 подключают к магистрали сжатого воздуха. При этом воздушный клапан 19 находится в нормально закрытом положении, поршень 7 со штоком 8 опущены и запорный конус 10 открыт. В бункер 1 засыпают гранулированные ВВ,которые через горловину 2 заполняют дозирующую камеру 4. Конец транспортного трубопровода, к которому присоединен патрубок 5, вводят в шпур или скважину. Нажимают кнопку 20, при этом воздушный клапан 19 срабатывает и сжатый воздух поступает в полость цилиндра 6 под поршень 7,перемещая его в крайнее верхнее положение. При этом пружина 9 сжимается, запорный конус 10 поднимается вверх, перекрывая загрузочную горловину 2, отсекая порцию ВВ в дозирующей камере 4 от ВВ в бункере 1. Входные отверстия 21 перемещаются в полость пневмоцилиндра 6 и открываются. Сжатый воздух через полый шток 8 и выходные отверстия 22 поступает в дозирующую камеру 4, насыщая находящуюся в ней порцию ВВ сжатым воздухом и вытесняя ее в виде аэросмеси в патрубок транспортного трубопровода 5. После полной выгрузки порции ВВ в транспортный трубопровод кнопку управления 20 отпускают, клапан 19 отключается, давление сжатого воздуха под поршнем 7 пневмоцилиндра 6 сбрасывается через полый шток 8, дозирующую камеру 4 и патрубок транспортного трубопровода 5. Под действием пружины 9 поршень 7 опускается в крайнее нижнее положение и запорный конус 10 открывает загрузочную горловину 2. Дозирующая камера 4 заполняется новой порцией гранулированных ВВ из бункера 1. Рабочий цикл повторяют. Для регулирования массы порции ослабляют винты 14, вставляют вороток в отверстие 17 и вращают резьбовую втулку 12, перемещая ее в осевом направлении. Благодаря соединению с помощью кольцевого выступа 13 вслед за втулкой 12 синхронно с ней, но без вращения, перемещается днище 11, уменьшая или увеличивая объем дозирующей камеры 4. При вращении втулки 12 направление патрубка транспортного трубопровода 5 не меняется, поэтому угол поворота и число оборотов втулки 12 может быть любым. Процесс изменения массы порции происходит плавно в непрерывном режиме регулирования, что позволяет точно подстраивать массу порции под массу формируемого заряда. После окончания регулировки винты 14 затягивают, фиксируя новое положение днища 11 и определяемый этим положением объем дозирующей камеры 4. Таким образом,предлагаемый зарядчик позволяет решить поставленную задачу и достичь желаемого результата. Снабжение зарядчика резьбовой втулкой 12, соединенной своей внутренней резьбой с наружной резьбой цилиндра 3 дозирующей камеры 4 с возможностью ее перемещения в осевом направлении при вращении и соединение втулки 12 в ее нижней части с днищем 11 с помощью кольцевого выступа 13, дающего возможность синхронного перемещения днища 11 вместе со втулкой 12 в осевом направлении, но без вращения, позволяет вынести узел регулирования за пределы дозирующей камеры, предохранить его от попадания ВВ в резьбовые канавки, повысить безопасность при работе с ВВ и надежность эксплуатации, упростить обслуживание. Применение кольцевого выступа 13 для соединения втулки 12 с днищем 11 и снабжение верхней части втулки 12 стопорными элементами в виде радиально расположенных винтов 14,выполненных с возможностью фиксирования втулки 12 в любом статическом ее положении относительно цилиндра 3, позволяет проворачивать втулку 12 на любой угол, сохраняя положение патрубка 5 в направлении зарядной полости, а кнопки 20 в направлении оператора. Это дает возможность плавно регулировать массу порции, подстраивая под любую нужную величину, равную или кратную массе заряда, и надежно фиксировать положение элементов регулирующего узла от отклонений. Благодаря этому установленная регулирующим узлом масса порции точно выдерживается во всех циклах пневмозаряжания. Изготовление днища 18 в виде стакана,образующего с цилиндром 3 дозирующей камеры 4 единую полость 15, выполнение полости 15 цилиндро-конической формы с уменьшением диаметра поперечного сечения полости в направлении к донной части 16 и сообщение полости донной части днища с полостью патрубка 5 позволяет надлежащим образом сформировать выгрузочный поток аэросмеси из дозирующей камеры 4 в патрубок 5, постепенно уменьшая его сечение и снижая таким образом сопротивление вводу порции в транспортный трубопровод. Это позволяет обеспечить сплошность выгрузочного потока и организованно выгрузить из дозирующей камеры в транспортный трубопровод порцию любой массы, от предельно максимальной до предельно минимальной. Выполнение цилиндро-конической полости 15 в любом ее поперечном сечении диаметром, большим диаметра штока 8, позволяет поднимать или опускать днище 11 на большое расстояние,увеличивая диапазон регулирования. При этом регулирующий узел остается функционально 4 увязанным с системой подачи сжатого воздуха в дозирующую камеру 4. При опускании днища 11 отверстия 22, располагаемые на конце штока 8,находятся в средней части полости. Это позволяет уменьшить выгружая вначале нижнюю часть порции, а затем оставшуюся ее часть. При поднимании днища 11 отверстия 22 находятся в нижней части порции и режим выгрузки порции сохраняется. Выполнение во втулке 10 глухих радиальных отверстий 17 для воротка,усиливающего прикладываемый извне вращающий момент,ускоряет регулировку порции по массе, делая этот процесс нетрудоемким и легким в исполнении. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Зарядчик пневматический порционный,содержащий бункер, соединенный загрузочной горловиной с цилиндрическим корпусом,дозирующую камеру, патрубок транспортного трубопровода, пневмоцилиндр с поршнем и штоком,на котором помещена пружина, воздушный клапан сообщен с патрубком воздухопровода и снабжен кнопкой дистанционного управления, в поршне и штоке на всю их длину выполнено сквозное отверстие, отличающийся тем, что он снабжен резьбовой втулкой, соединенной своей внутренней резьбой с наружной резьбой цилиндрического корпуса, пружина помещена в верхней части штока,а в средней части штока закреплен запорный конус,внутрь цилиндрического корпуса по скользящей посадке помещено подвижное днище, в своей нижней части втулка соединена с днищем с помощью кольцевого выступа, а верхняя часть втулки снабжена радиально расположенными винтами, днище выполнено в виде стакана,внутренняя полость которого имеет цилиндроконическую форму, диаметр которой уменьшается в направлении к донной части, а диаметр донной части больше диаметра штока. 2. Зарядчик пневматический порционный по п.1,отличающийся тем, что полость донной части днища сообщена с полостью патрубка транспортного трубопровода, а в нижней части втулки выполнены глухие радиальные отверстия.