Зарядчик пневматический порционный

(51) 42 3/00 (2009.01) 42 1/10 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ заряжания шпуров и скважин рассыпными гранулированными взрывчатыми веществами,содержащий емкость с загрузочным патрубком,аэратор, установленный в нижней части корпуса и сообщенный с источником сжатого воздуха,запорный клапан, имеющий форму усеченного конуса, и пневмоцилиндр с поршнем и штоком,согласно изобретению, снабжен отражателем в виде полого конуса с вершиной, обращенной вверх, и рассекателем, имеющим коническую форму с образующей конической поверхности в форме дуги,отражатель установлен соосно внутри емкости над аэратором с образованием кольцевого зазора между кромкой основания отражателя и аэратора для сообщения емкости с транспортным трубопроводом,а вершина рассекателя расположена внутри транспортного трубопровода, причем отражатель установлен с возможностью перемещения вдоль про дольной емкости, нижняя часть емкости имеет форму усеченного конуса, меньшее основание которого соединено с аэратором, образованным кольцевой камерой, в верхней стенке которой выполнены отверстия, а запорный клапан, имеющий форму усеченного конуса, обращен большим основанием в направлении транспортирования.(72) Ольшанский Евгений Николаевич Тамбиев Петр Геннадьевич Никитин Олег Григорьевич(57) Изобретение относится к области взрывных работ и может быть использовано в горнодобывающей промышленности при заряжании шпуров и скважин рассыпными гранулированными взрывчатыми веществами (ВВ). Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности работы пневматического порционного зарядчика и упрощение его обслуживания, придание ему возможности предварительной регулировки уровня концентрации и скорости аэросмеси в широком диапазоне с автоматическим поддержанием заданного уровня. Указанный технический результат достигается тем, что зарядчик пневматический порционный для 24128 Изобретение относится к области взрывных работ и может быть использовано в горнодобывающей промышленности при заряжании шпуров и скважин рассыпными гранулированными взрывчатыми веществами (ВВ). Известен камерный питатель пневмотранспортной установки,содержащий емкость, выходной патрубок, верхний загрузочный проем с запорным клапаном, воздуховод и аэроднище. Питатель снабжен гофрированной вставкой, один конец которой жестко соединен с запорным клапаном, а другой с аэроднищем. Внутри вставки установлен воздуховод. Между воздуховодом и аэроднищем образован кольцевой зазор, сообщающий полость вставки с полостью аэроднища (А.с. СССР 605769, кл. В 65 53/50,1978). Указанный питатель предназначен для дозирования сыпучего материала, аэрирования его сжатым воздухом и направления для истечения через боковой патрубок в пневмотранспортную магистраль. Питатель не обеспечивает возможности предварительной регулировки уровня концентрации аэросмеси и последующего поддержания заданного уровня. В результате головная часть порции истекает в пневмотранспортную магистраль с наименьшим насыщением ее сжатым воздухом и высокой концентрацией сыпучего материала в аэросмеси. Хвостовая часть порции перенасыщается воздухом по мере ее перемещения в емкости питателя к выходному патрубку, в результате чего концентрация этой части порции уменьшается. Это ухудшает показатели работы питателя. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является камерный питатель, содержащий емкость с загрузочным патрубком, установленный в ней вертикально транспортный трубопровод с подпружиненным запорным клапаном, имеющим форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием в направлении транспортирования,сквозной канал, сообщенный с источником сжатого газа и аэратор. Аэратор представляет собой пневмоцилиндр с кольцевым подпружиненным поршнем и отверстиями в боковых стенках,установленный концентрично транспортному трубопроводу в его нижней части и сообщенный своей полостью перед поршнем с упомянутым источником сжатого газа. Запорный клапан установлен в верхней части трубопровода перпендикулярно к его оси и заключен в корпус,снабженный ограничителями хода клапана и сообщенный своей полостью с полостью транспортного трубопровода (А.с. СССР 1150191, кл. В 65 53/40, 1985). Питатель может использоваться для подачи гранулированных взрывчатых веществ (ВВ) в восходящие шпуры и скважины и обеспечивает устойчивый режим работы с полуавтоматическим поддержанием концентрации аэросмеси и скорости ее истечения из зарядной трубки. Однако большое количество элементов в узлах аэрации ВВ и организации истечения аэросмеси со связями между ними и определенной последовательностью их 2 взаимодействия снижают надежность работы питателя. Оседая на трущихся поверхностях деталей, перемещающихся в среде взрывчатого вещества, мелкодисперсные частицы ВВ приводят к их заклиниванию. Частая разборка и очистка питателя снижает производительность заряжания шпуров и скважин и усложняет обслуживание питателя. Другим недостатком питателя является отсутствие возможности предварительной регулировки уровня концентрации аэросмеси и последующего поддержания заданного уровня. В зависимости от технологии заряжания шпуров и скважин сопротивление истечению аэросмеси из питателя в зарядный трубопровод может быть разным, что требует предварительной регулировки уровня концентрации и последующего поддержания заданного уровня. Так, при заряжании шпуров на расстоянии до 10 м при минимальном сопротивлении зарядного трубопровода концентрация смеси должна быть увеличена до 4 - 5 вес. ч. ВВ на 1 вес. ч. сжатого воздуха. В этом случае уменьшается скорость укладки ВВ в заряд,снижается переизмельчение и выдувание ВВ из заряда, уменьшаются потерн ВВ, улучшается качество взрывных работ и повышается их безопасность. При заряжании скважин на расстоянии до 300 м при максимальном сопротивлении зарядного трубопровода концентрация смеси должна быть уменьшена до 2-3 вес. ч. ВВ на 1 вес. ч. сжатого воздуха. В этом случае скорость истечения аэросмеси из зарядной трубки в скважину увеличивается не менее чем до 35 м/с, что является необходимым условием для заряжания восстающих скважин с минимальной просыпью. Задачей изобретения является разработка усовершенствованной конструкции питателя для его использования в качестве унифицированного зарядчика для заряжания шпуров и скважин рассыпными гранулированными взрывчатыми веществами с пневмотранспортированием ВВ на различные расстояния. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности работы пневматического порционного зарядчика и упрощение его обслуживания, придание ему возможности предварительной регулировки уровня концентрации и скорости аэросмеси в широком диапазоне с автоматическим поддержанием заданного уровня. Указанный технический результат достигается тем, что зарядчик пневматический порционный для заряжания шпуров и скважин рассыпными гранулированными взрывчатыми веществами,содержащий емкость с загрузочным патрубком,аэратор, установленный в нижней части корпуса и сообщенный с источником сжатого воздуха,запорный клапан, имеющий форму усеченного конуса, и пневмоцилиндр с поршнем и штоком,согласно изобретению, снабжен отражателем в виде полого конуса с вершиной, обращенной вверх, и рассекателем, имеющим коническую форму с 24128 образующей конической поверхности в форме дуги,отражатель установлен соосно внутри емкости над аэратором с образованием кольцевого зазора между кромкой основания отражателя и аэратора для сообщения емкости с транспортным трубопроводом,а вершина рассекателя расположена внутри транспортного трубопровода, причем отражатель установлен с возможностью перемещения вдоль продольной емкости, нижняя часть емкости имеет форму усеченного конуса, меньшее основание которого соединено с аэратором, образованным кольцевой камерой, в верхней стенке которой выполнены отверстия, а запорный клапан, имеющий форму усеченного конуса, обращен большим основанием в направлении транспортирования. Отсутствие в узле аэрации ВВ и истечения аэросмеси деталей с трущимися поверхностями или перемещающихся в среде взрывчатого вещества повышает надежность работы зарядчика. Устраняется возможность заклинивания зарядчика и необходимость частой его разборки и очистки,что повышает производительность заряжания и упрощает обслуживание зарядчика. Снабжение зарядчика отражателем в виде полого конуса с вершиной,обращенной вверх,установленного соосно внутри емкости, позволяет организовать поток гранулированных ВВ из осевой части емкости вниз и в стороны, направив его прямо в зону аэрации и псевдоожижения ВВ А выполнение нижней части емкости в форме усеченного конуса, меньшее основание которого соединено с аэратором, позволяет организовать поток ВВ из периферийной части камеры вниз и к центру, направив его также в зону аэрации и псевдоожижения ВВ. Таким образом стабилизируется режим выгрузки емкости до момента ее опорожнения и автоматически поддерживается уровень концентрации ВВ в аэросмеси, истекающей в шпур или скважину. Образование кольцевого зазора между кромкой основания отражателя и аэратора для сообщения емкости с транспортным трубопроводом и установление отражателя с возможностью перемещения вдоль продольной оси емкости, а также выполнение в верхней стенке аэратора отверстий,придает зарядчику возможность регулировки уровня концентрации скорости аэросмеси в широком диапазоне. В верхнем положении отражателя за счет угла естественного откоса гранулированные ВВ полностью перекрывают все отверстия аэратора, вовлекаясь в процесс аэрация с максимальной концентрацией в составе аэросмеси. В нижнем положения отражателе проходное сечение кольцевого зазора уменьшается до нуля и ВВ не вовлекаются в процесс аэрации,происходящий с минимальной, т.е. нулевой концентрацией ВВ в составе потока сжатого воздуха. Промежуточные положения отражателя позволяют предварительно устанавливать любую необходимую концентрацию аэросмеси в широком диапазоне от предельно максимальной до предельно минимальной. Выполнение отражателя в виде полого конуса и помещение внутрь транспортного трубопровода вершины рассекателя, выполненного в виде конуса с дугообразной образующей боковой поверхности позволяет преобразовать поток аэросмеси после псевдоожижения ВВ. Кольцевой поток аэросмеси направляется вверх и к центру трубопровода, входя во внутреннюю полость отражателя, а затем по дуговой поверхности рассекателя выворачивается вовнутрь и вводится уже единым сплошным потоком в транспортный трубопровод. Это позволяет исключить турбулизацию потока в зоне образования аэросмеси и введения ее в транспортный трубопровод и организовать устойчивое ламинарное истечение потока из зарядного шланга с автоматическим поддержанием заданного уровня концентрации и скорости аэросмеси. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен продольный разрез зарядчика пневматического порционного в положении загрузки его гранулированным ВВ на фиг. 2 зарядчик в работе, в процессе заряжания шпура или скважины. Зарядчик содержит емкость 1 с загрузочным патрубком 2, аэратор 3, сообщенный своей полостью 5 с источником сжатого воздуха 6,транспортный трубопровод 4. Зарядчик снабжен отражателем 7 в виде полого конуса с вершиной,обращенной вверх. Отражатель 7 установлен соосно внутри емкости 1 над аэратором 3 с образованием кольцевого зазора 8 между нижней кромкой 9 основания отражателя 7 и аэратора 3 для сообщения емкости 1 с транспортным трубопроводом 4. Рассекатель 10 имеет коническую форму с образующей 11 конической поверхности в форме дуги, вершина рассекателя 10 расположена внутри транспортного трубопровода 4. Отражатель 7 установлен с возможностью продольно - осевого перемещения по резьбе шпильки 12 и фиксирования положения гайкой 13. Нижняя часть 14 емкости 1 имеет форму усеченного конуса, меньшее основание которого соединено с аэратором 3, образованным кольцевой камерой, в верхней стенке которой выполнены отверстия 15. 6 верхней части емкости 1 расположен запорный клапан 16 с приводом в виде пневмоцнлиндра 17,поршня 18 и штока 19. Поршень 18 снабжен каналом 20, соединяющим надпоршневую 21 и подпоршневую 22 полости пневмоцилиндра 17. Надпоршневая полость 21 сообщена через штуцер 23 воздуховодом с краном управления 24, а подпоршневая полость 22 сообщена через штуцер 25 с источником сжатого воздуха 6. Полость 5 аэратора 3 сообщена с источником сжатого воздуха 6 через кран управления 26. Для загрузки ВВ в зарядчик на патрубке 2 установлена загрузочная воронка 27, а для заряжания шпуров и скважин транспортный трубопровод 4 соединен с зарядным шлангом 28. Зарядчик работает следующим образом. При закрытом положении кранов управления 24 и 26 зарядчик подключают к источнику сжатого 3 24128 воздуха 6. Сжатый воздух поступает через штуцер 25 в подпоршневую полость 22 пневмоцилиндра 17 и через канал 20 проникает в надпоршневую полость 21. После выравнивания давления в полостях 21 и 22 поршень 18 занимает крайнее нижнее положение за счет разницы площадей поршня 18 в верхней и нижней частях пневмоцилиндра 17, на которые давит сжатый воздух. В загрузочную воронку 27 засыпают гранулированные ВВ, часть которых под действием гравитации просыпается через загрузочный патрубок 2, заполняя емкость 1. Конец зарядного шланга 28 вставляют в шпур или скважину и открывают кран управления 24. Сжатый воздух из полости 21 сбрасывается в атмосферу. За счет давления сжатого воздуха в полости 22 поршень 18,а с ним шток 19 и запорный клапан 16 поднимаются в верхнее положение, при котором запорный клапан 16 перекрывает загрузочный патрубок 2, отделяя ВВ, находящееся в емкости 1, от ВВ в загрузочной воронке 27. Открывают кран управления 26 и сжатый воздух поступает в полость 5 и через отверстия 15 аэратора 3 проникает в емкость 1. При среднем положении кольцевого зазора 8 периферийная часть отверстий 15 перекрывается гранулами ВВ, просыпающимися под углом естественного откоса из емкости 1 сверху на отверстия 15 аэратора 3. Другая часть отверстий 15,расположенная ближе к транспортному трубопроводу 4,не перекрывается гранулированными ВВ и пропускает сжатый воздух напрямую через внутреннюю полость отражателя 7 в транспортный трубопровод 4. Часть отверстий 15,закрытая сверху ВВ, пропускает сжатый воздух в межгранульное пространство ВВ, находящихся в емкости 1, которые аэрируются, псевдоожижаются и вовлекаются в процесс истечения ВВ в составе аэросмеси. При. этом аэросмесь в устойчивом режиме с постоянным уровнем концентрации и скорости истекает через транспортный трубопровод 4 и зарядный шланг 28 в шпур или скважину, где ВВ за счет сил инерции отделяется от сжатого воздуха и укладывается в заряд. Отсутствие вращающихся,трущихся поверхностей деталей, находящихся в тракте прохождения аэросмеси, повышает надежность работы зарядчика. Прямая конусность отражателя 7 и обратная конусность нижней части 14 емкости 1,усеченная аэратором 3, позволяют стабилизировать выгрузку емкости 1, образуя сплошной кольцевой поток ВВ из емкости 1 в зону кольцевого зазора 8 и аэратора 3, на котором ВВ аэрируются и вовлекаются в поток в количестве, ограничиваемом проходным сечением кольцевого зазора 8. Выполнение отражателя 7 с внутренней полостью и установка рассекателя 10 в виде конуса с дугообразной образующей 11 боковой поверхности,установленного вершиной в транспортный трубопровод 4 позволяют преобразовать кольцевой поток, вывернув его вовнутрь, повернув на 180 и введя его в ламинарном режиме истечения в транспортный трубопровод 4 в виде сплошного 4 потока со стабильной концентрацией и скоростью аэросмеси. После истечения ВВ из емкости 1 краны управления 24 и 26 закрывают. Прекращается подача сжатого воздуха из источника 6 в полость 5. Выравнивается давление сжатого воздуха в полостях 21 и 22 пневмоцилиндра 17. За счет разницы площадей нижней и верхней частей поршня 18, на которые давит сжатый воздух,поршень 18, шток 19 и запорный клапан 16 опускаются в крайнее нижнее положение, открывая загрузочный патрубок 2 под следующую порцию загрузки емкости 1 гранулированными ВВ из загрузочной воронки 27. Цикл повторяется. При увеличении длины пиевмотранспортирования ВВ и повышении сопротивления зарядного шланга 28 концентрацию ВВ уменьшают, а скорость аэросмеси увеличивают. Откручивают гайку 13, опускают отражатель 7 по резьбе на шпильке 12 в нижнее положение и фиксируют гайкой 13. При этом уменьшается кольцевой зазор 8 и количество ВВ,просыпающихся под углом естественного откоса из емкости 1 сверху на отверстия 15. При этом большая часть отверстий 15 остается открытой. При включении зарядчика количество ВВ,вовлекаемое в процесс аэрации и истечения в составе аэросмеси уменьшается, а скорость потока увеличивается для того, чтобы противостоять увеличенному сопротивлению зарядного шланга 28. При этом нижний уровень концентрации аэросмеси можно регулировать сколь угодно малым, опуская отражатель 7 и уменьшая тем самым количество ВВ,просыпающихся под углом естественного откоса на отверстия 15, и проходное сечение кольцевого зазора 8, пропускающее ВВ из емкости 1 в транспортный трубопровод 4. При уменьшении длины пневмотранспортирования ВВ и снижении сопротивления зарядного шланга 28 концентрацию ВВ увеличивают,а скорость уменьшают. Поднимают отражатель 7 и фиксируют его гайкой 13. При этом кольцевой зазор 8 увеличивается,соответственно увеличивается проходное сечение и количество ВВ, просыпающихся под углом естественного откоса из емкости 1 на отверстия 15 аэратора 3. Соответственно увеличивается количество ВВ, вовлекаемых в процесс аэрации и псевдоожижения, повышается концентрация и уменьшается скорость истечения аэросмеси. В крайнем верхнем положении отражателя 7 за счет угла естественного откоса гранулированные ВВ полностью перекрывают все отверстия 15,вовлекаясь в процесс аэрации и истечения с максимальной концентрацией и минимальной скоростью аэросмеси. Таким образом, зарядчик позволяет регулировать концентрацию и скорость аэросмеси в широком диапазоне и автоматически поддерживать заданный уровень в течение всей работы зарядчика. Зарядчик представляет собой саморегулирующий механизм,позволяющий устанавливать любой требуемый уровень концентрации и скорости аэросмеси и 24128 автоматически поддерживать заданный уровень. Зарядчик характеризуется высокой надежностью в работе и упрощенным обслуживанием. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Зарядчик пневматический порционный для заряжания шпуров и скважин рассыпными гранулированными взрывчатыми веществами,содержащий емкость с загрузочным патрубком,аэратор, установленный в нижней части корпуса и сообщенный с источником сжатого воздуха,запорный клапан, имеющий форму усеченного конуса, и пневмоцилиндр с поршнем и штоком,отличающийся тем, что он снабжен отражателем в виде полого конуса с вершиной, обращенной вверх, и рассекателем, имеющим коническую форму с образующей конической поверхности в форме дуги,отражатель установлен соосно внутри емкости над аэратором с образованием кольцевого зазора между кромкой основания отражателя и аэратора для сообщения емкости с транспортным трубопроводом,а вершина рассекателя расположена внутри транспортного трубопровода, причем отражатель установлен с возможностью перемещения вдоль продольной емкости, нижняя часть емкости имеет форму усеченного конуса, меньшее основание которого соединено с аэратором, образованным кольцевой камерой, в верхней стенке которой выполнены отверстия, а запорный клапан, имеющий форму усеченного конуса, обращен большим основанием в направлении транспортирования.