Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

РУЧНОЙ ПНЕВМОПОРЦИОННЫЙ ЗАРЯДЧИК
Изобретение относится к пневматическим порционным зарядчикам камерного типа (далее - зарядчики), применяемым для механизированного заряжания шпуров гранулированными взрывчатыми веществами (ГВВ) и может применяться в горнодобывающей промышленности при ведении взрывных работ методом шпуровой отбойки.
Технический результат - установление рационального соотношения высоты дозирующей камеры и диаметра её цилиндрической части, а также параметров конических частей камеры и выходного патрубка, обеспечивающих оптимизацию параметрических и технологических характеристик зарядчика - достигается тем, что у ручного пневмопорционного зарядчика для заряжания шпуров и скважин рассыпными гранулированными взрывчатыми веществами, содержащего корпус с загрузочным патрубком, размещённый в корпусе под загрузочным патрубком соосно с ним стакан с охватывающей его цилиндрической юбкой и сообщённый в своей нижней части с источником сжатого воздуха, расположенный на стакане, смонтированный с возможностью перекрытия загрузочного патрубка, отсекающий клапан с размещённым в полости стакана подпружиненным штоком, крышку, перекрывающую верхний открытый торец стакана 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, согласно изобретению, отношение высоты цилиндроконическоЙ дозирующей камеры к диаметру её цилиндрической части составляет (0,8-1,5), а площадь поверхности нижней конической части камеры выполнена больше площади поверхности верхней конической части, причём угол раскрытия конической поверхности верхней части камеры определен соотношением а<(90-Ә)°, где Ә - угол естественного откоса рассыпных гранулированных взрывчатых веществ, при этом угол раскрытия конической поверхности верхней части камеры выполнен больше угла раскрытия конической поверхности её нижней части.

Текст

Смотреть все

(51) 42 3/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ сообщнный в своей нижней части с источником сжатого воздуха, расположенный на стакане,смонтированный с возможностью перекрытия загрузочного патрубка, отсекающий клапан с размещнным в полости стакана подпружиненным штоком,крышку,перекрывающую верхний открытый торец стакана 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, согласно изобретению,отношение высоты цилиндроконической дозирующей камеры к диаметру е цилиндрической части составляет (0,8-1,5), а площадь поверхности нижней конической части камеры выполнена больше площади поверхности верхней конической части, причм угол раскрытия конической поверхности верхней части камеры определен соотношением (90-), где- угол естественного откоса рассыпных гранулированных взрывчатых веществ, при этом угол раскрытия конической поверхности верхней части камеры выполнен больше угла раскрытия конической поверхности е нижней части.(72) Ольшанский Евгений НиколаевичТамбиев Петр ГеннадьевичБердинов Бахыт АуескановичТамбиев Сергей Геннадьевич(56) Предварительный патент РК 18800, кл. 42 3/00, 17.09.2007(57) Изобретение относится к пневматическим порционным зарядчикам камерного типа (далее зарядчики), применяемым для механизированного заряжания шпуров гранулированными взрывчатыми веществами (ГВВ) и может применяться в горнодобывающей промышленности при ведении взрывных работ методом шпуровой отбойки. Технический результат установление рационального соотношения высоты дозирующей камеры и диаметра е цилиндрической части, а также параметров конических частей камеры и выходного патрубка, обеспечивающих оптимизацию параметрических и технологических характеристик зарядчика - достигается тем, что у ручного пневмопорционного зарядчика для заряжания шпуров и скважин рассыпными гранулированными взрывчатыми веществами, содержащего корпус с загрузочным патрубком, размещнный в корпусе под загрузочным патрубком соосно с ним стакан с охватывающей его цилиндрической юбкой и Изобретение относится к пневматическим порционным зарядчикам камерного типа (далее зарядчики), применяемым для механизированного заряжания шпуров гранулированными взрывчатыми веществами (ГВВ) и может применяться в горнодобывающей промышленности при ведении взрывных работ методом шпуровой отбойки. Шпуровая отбойка характеризуется небольшими сечениями горных выработок, передвижным характером работ, большим количеством зарядных полостей, которые необходимо заряжать быстро, с высокой эффективностью и безопасностью. Исходя из этих условий, к зарядчикам предъявляются следующие требования. В части параметрических характеристик зарядчик должен обладать низким центром тяжести,обеспечивающим его устойчивость, а также малыми размерами и весом, позволяющими использовать его при передвижном характере работ в выработках небольшого сечения. В части технологических характеристик зарядчик должен быть эффективным,обеспечивать точность дозирования порций,высокую производительность и плотность укладки ГВВ в заряд. В части промышленной безопасности,соблюдения экологических и санитарных требований пневмозаряжание не должно сопровождаться сверхнормативным пылением и электризацией. Концептуальными факторами, определяющими эффективность работы зарядчика,его параметрические и технологические характеристики,а также промышленную,экологическую и санитарную безопасность,являются конструкция дозирующей камеры и система выгрузки ГВВ из камеры сжатым воздухом. Практикой установлено, что требованиям эффективности более всего соответствуют зарядчики с верхним расположением выходного патрубка. В них наиболее полно используется энергия сжатого воздуха как на разгрузку ГВВ из дозирующей камеры,так и на пневмотранспортирование их по транспортному трубопроводу. Однако выбор конструкции камеры,которая бы удовлетворяла всем требованиям,предъявляемым к зарядчикам, предназначенным для шпуровой отбойки, остатся пока нерешнной проблемой. В конструкции дозирующей камеры доминирующими факторами, влияющими на эффективность работы зарядчика,его параметрические и технологические характеристики, являются е форма и параметры. С одной стороны, от них зависит высота, вес и центр тяжести зарядчика, а следовательно возможность его применения в выработках небольшого сечения при передвижном характере работ. С другой стороны, от них зависит качество взрывных работ,так как форма и параметры камеры влияют на полноту е загрузки, точность дозирования порций,режим разгрузки и подачи ГВВ в смеси со сжатым воздухом в транспортный трубопровод. Подача ГВВ в транспортный трубопровод, а из него в зарядную полость должна осуществляться непрерывным 2 насыщенным потоком аэросмеси,который обеспечивает высокую производительность и плотность укладки ГВВ в заряд, минимальное пыление и электризацию при пневмозаряжании. Исходя из условия оптимизации параметрических характеристик,наиболее рациональной формой дозирующей камеры мог бы быть шар. Он позволяет достичь максимальной мкости камеры при минимальных размерах и весе. Однако шар нетехнологичен в изготовлении,обладает низким коэффициентом заполнения сыпучим материалом, сложен в компоновке с другими узлами, обеспечивающими загрузку ГВВ,герметизацию загрузочного прома (патрубка),подачу сжатого воздуха и выгрузку ГВВ в транспортный трубопровод. Поэтому более рациональной формой дозирующей камеры является цилиндроконическая,которая технологична в изготовлении, обладает высоким коэффициентом заполнения сыпучим материалом, легко стыкуется с другими узлами зарядчика. Однако оптимизация параметров цилиндроконической камеры из условия достижения приемлемых параметрических и технологических характеристик усложняется тем,что они противоречат друг другу. Так для улучшения параметрических характеристик зарядчика высоту дозирующей камеры уменьшают и компенсируют потерю мкости увеличением диаметра цилиндрической части камеры. Однако при этом ухудшаются технологические характеристики зарядчика. Для улучшения же технологических характеристик высоту камеры увеличивают, а диаметр цилиндрической части камеры уменьшают,делая его чуть больше диаметра загрузочного патрубка. Это улучшает технологические показатели работы зарядчика, но ухудшает его параметрические характеристики. Оптимальным по конструкции может быть зарядчик с параметрами дозирующей камеры и системой выгрузки ГВВ из камеры, при которых достигаются приемлемые параметрические и технологические характеристики. Известен зарядчик, представляющий собой камерный питатель пневмотранспортной установки,содержащий загрузочный бункер, дозирующую камеру и пневмоцилиндр,снабжнный радиальными отверстиями, расположенный внутри дозирующей камеры и помещнный в кожух с образованием зазора между кожухом и пневмоцилиндром. Кожух снабжн упорами,которые установлены на днище дозирующей камеры. Запорный клапан закреплн на штоке поршня пневмоцилиндра. Воздушный клапан мгновенного действия смонтирован на днище дозирующей камеры с наружной стороны. Воздушный трубопровод размещн в нижней, а транспортный трубопровод в верхней части корпуса дозирующей камеры. Транспортный трубопровод соединн с дозирующей камерой через патрубок,выполненный в виде трубы Вентури, в средней части которой размещено радиальное отверстие для подачи воды (Предварительный патент РК 9355,кл. Е 21 С 37/00, 2000). Факторами, определяющими параметрические и технологические характеристики зарядчика,являются параметры цилиндроконической камеры и система выгрузки ГВВ из камеры сжатым воздухом. Параметры камеры рассчитываются из условия размещения в ней заданной массы порции, а система выгрузки рассчитывается из условия полной разгрузки камеры. Недостатком данного зарядчика является неопределнность параметров дозирующей камеры и системы выгрузки ГВВ из камеры, при которых обеспечиваются приемлемые параметрические и технологические характеристики зарядчика в диапазоне порций,используемых для пневмозаряжания. В результате этого зарядчик или обладает хорошими технологическими характеристиками, но громоздок и неудобен в работе, или наоборот,портативен,удобен в эксплуатации,но характеризуется невысокими технологическими показателями. Недостатком данного зарядчика является также конструкция воздухоподающего сопла в виде аэрационного зазора, образованного между кожухом пневмоцилиндра и днищем дозирующей камеры. Истекающий из зазора, стелющийся по днищу тонкослойный поток сжатого воздуха способствует вихреобразованию и хаотичному перемещению ГВВ по камере с прямым прорывом сжатого воздуха в выходной патрубок. В результате выгрузка ГВВ из камеры ведтся в неустойчивом режиме с нестабильной плотностью потока аэросмеси и увеличением продолжительности цикла. Уменьшается производительность пневмозаряжания и плотность укладки ГВВ в заряд, усиливается пыление и электризация, повышается опасность пневмозаряжания. Известен ручной пневмопорционный зарядчик для заряжания шпуров и скважин рассыпными гранулированными взрывчатыми веществами,содержащий корпус с загрузочным патрубком,размещнный в корпусе под загрузочным патрубком соосно с ним стакан с охватывающей его цилиндрической юбкой и сообщнный в своей нижней части с источником сжатого воздуха. На стакане расположен отсекающий клапан с размещнным в полости стакана подпружиненным штоком,смонтированный с возможностью перекрытия загрузочного патрубка. 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 18 800, кл. 42 3/00, 2007). Факторами, влияющими на параметрические и технологические характеристики зарядчика,являются параметры цилиндроконической камеры и система выгрузки ГВВ из камеры сжатым воздухом в транспортный трубопровод. Параметры камеры устанавливаются из условия размещения в ней заданной массы порции, а система выгрузки ГВВ - из условия полной разгрузки камеры. Конструкция аэрационного отверстия решена в виде кольцевой проточки, играющей роль сопла, создающего кольцеобразный в сечении поток воздуха, направленный перпендикулярно днищу камеры. Расширяясь и меняя направление движения сжатый воздух аэрирует порцию, проникая в межгранульное пространство ГВВ, запуская механизм разгрузки камеры по линии, условно соединяющей сопло с выходным патрубком. При этом конусная часть выходного патрубка в виде конфузора, обращенного расширяющейся частью к дозирующей камере, служит концентратором,организующим неупорядоченный поток в поток круглого сечения. Недостатком данного конструкторского решения является неопределнность параметров дозирующей камеры и системы выгрузки ГВВ из камеры, при которых обеспечиваются приемлемые параметрические и технологические характеристики зарядчика. Известно, что с изменением соотношения между высотой цилиндроконической камеры и диаметром е цилиндрической части изменяются и характеристики зарядчика. Так при уменьшении высоты камеры за счт увеличения диаметра е цилиндрической части параметрические показатели улучшаются,снижаются высота, вес, и центр тяжести зарядчика,он становится более устойчивым и удобным для работы в выработках малого сечения при передвижном характере работ. Однако его технологические показатели при этом ухудшаются. Чем больше диаметр камеры, тем хуже она заполняется сыпучим материалом и тем менее точно осуществляется дозирование порций. При загрузке камеры определенная часть порции размешается далеко от условной линии, соединяющей сопло с выходным патрубком. Находящиеся на периферии камеры ГВВ, удаленные от основного воздушного потока, в ходе разгрузки камеры подвергаются хаотичному перемещению по всему пространству камеры. В ходе этого перемещения происходят прямые прорывы сжатого воздуха в выходной патрубок, а остающиеся в камере ГВВ многократно разжижаются сжатым воздухом и подаются в транспортный трубопровод в виде шлейфа аэросмеси с уменьшающейся концентрацией ГВВ в потоке. В результате вместо равномерной высоконасыщенной и бесперебойной подачи ГВВ в транспортный трубопровод из зарядчика истекает 3 неустойчивый по плотности поток, нарушающий режим формирования заряда в зарядной полости. Продолжительность цикла пневмозаряжания увеличивается, а производительность зарядчика и плотность укладки ГВВ в заряд уменьшаются. Усиливается выхлоп сжатого воздуха из зарядной полости и вынос мелкодисперсных частиц ГВВ в призабойное пространство. Возрастает пыление и электризация,повышается опасность пневмозаряжания. При уменьшении диаметра и увеличении высоты камеры ухудшаются параметрические характеристики зарядчика, повышаются его высота,вес и центр тяжести. Однако это позволяет до определнной степени улучшить технологические характеристики за счт размещения большей части порции вдоль условной линии, соединяющей сопло с выходным патрубком. При этом большая часть порции располагается в зоне действия основного потока, поэтому разгрузка камеры осуществляется более упорядоченно в устойчивом режиме, со стабильной плотностью потока аэросмеси. Однако продолжительность разгрузки камеры при этом увеличивается и тем больше, чем больше отношение высоты камеры к диаметру е цилиндрической части. Причиной этого становится увеличение расстояния между соплом и выходным патрубком,сужение рабочего пространства, увеличение распора гранул между собой и, как следствие, увеличение сопротивления камеры е разгрузке. Задачей изобретения является приведение параметров дозирующей камеры и системы выгрузки ГВВ из камеры в соответствие с требованиями одновременной оптимизации параметрических и технологических характеристик зарядчика. Техническим результатом предлагаемого изобретения является установление рационального соотношения высоты дозирующей камеры и диаметра е цилиндрической части, а также параметров конических частей камеры и выходного патрубка,обеспечивающих оптимизацию параметрических и технологических характеристик зарядчика. Указанный результат достигается тем, что у ручного пневмопорционного зарядчика для заряжания шпуров и скважин рассыпными гранулированными взрывчатыми веществами,содержащего корпус с загрузочным патрубком,размещнный в корпусе под загрузочным патрубком соосно с ним стакан с охватывающей его цилиндрической юбкой и сообщнный в своей нижней части с источником сжатого воздуха,расположенный на стакане, смонтированный с возможностью перекрытия загрузочного патрубка,отсекающий клапан с размещнным в полости стакана подпружиненным штоком,крышку,перекрывающую верхний открытый торец стакана 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,4 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,согласно изобретению,отношение высоты цилиндроконической дозирующей камеры к диаметру е цилиндрической части составляет (0,81,5), а площадь поверхности нижней конической части камеры выполнена больше площади поверхности верхней конической части, причм угол раскрытия конической поверхности верхней части камеры определен соотношением (90-),где- угол естественного откоса рассыпных гранулированных взрывчатых веществ, при этом угол раскрытия конической поверхности верхней части камеры выполнен больше угла раскрытия конической поверхности е нижней части. Внутренняя полость выходного патрубка в виде конфузора, обращенного к дозирующей камере,выполнена с углом раскрытия не более 45. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен график зависимости продолжительности разгрузки камеры от соотношения е высоты и диаметра цилиндрической части на фиг. 2 - продольный разрез зарядчика с величиной порции 1 кг в положении загрузки дозирующей камеры на фиг. 3 - то же, в положении е разгрузки на фиг. 4 - продольный разрез зарядчика с величиной порции 2 кг в положениях загрузки дозирующей камеры на фиг. 5 - то же, в положении е разгрузки. Для установления искомого соотношения проведена проверка продолжительности разгрузки камеры в зависимости от определнных значений соотношения е высоты Н к диаметруцилиндрической части (фиг 1). Из графиков,построенных для двух масс порций (1 кг и 2 кг), видно, что отношениевлияет на продолжительность разгрузки камеры и цикла пневмозаряжания. Начиная со значения 1 продолжительность разгрузки камеры возрастает как в сторону увеличения отношения до 2, так 0,5. При 1 и в сторону его уменьшения до продолжительность разгрузки камеры увеличивается за счт повышения е сопротивления продавливанию порции в транспортный 1 продолжительность трубопровод. При разгрузки камеры увеличивается по мере увеличения количества ГВВ, находящихся на удалении от зоны действия основного потока. Эта часть порции поздно вовлекается в разгрузку,хаотично перемещается по камере, разжижается сжатым воздухом и податся в транспортный трубопровод в виде шлейфа с низкой концентрацией ГВВ в потоке аэросмеси. Благодаря этому полная разгрузка камеры происходит за более продолжительное время. Из графиков фиг.1 видно, что наименьшая продолжительность разгрузки камеры,а следовательно и наилучшие технологические показатели работы зарядчика соответствуют значениям отношения, находящимся в диапазоне(0,8-1,5). По ходу проверки установлены рациональные параметры конических частей камеры и конфузора внутренней полости выходного патрубка,обеспечивающие оптимальные параметрические и технологические показатели работы зарядчика точность дозирования, максимальную вместимость камеры при минимальных размерах, устойчивый режим разгрузки камеры, равномерность и насыщенность потока аэросмеси, минимальную продолжительность цикла пневмозаряжания. Поскольку конусность верхней части камеры влияет на полноту е загрузки, угол раскрытия конусной поверхности этой части камерывыполняется соответствующим выражению (90-), гдеугол естественного откоса ГВВ, который обычно не превышает 20. Это препятствует образованию воздушных мешков в верхней части камеры при е загрузке сыпучими ГВВ. При этом площадь поверхности верхней конической части камеры выполняется меньше площади поверхности е нижней конической части. Это повышает мкость камеры при е минимальных размерах и сохраняет высокое положение выходного патрубка, который стыкуется конфузором к верхней части цилиндрической части камеры. Это обеспечивает разгрузку камеры в режиме подпирания порции снизу-вверх к коническим поверхностям верхней части камеры и диффузора патрубка, которые управляют движением потока аэросмеси, плавно изменяя его направление с вертикального на горизонтальное и формируя непрерывный насыщенный поток круглого сечения. Конусность нижней части камеры не оказывает влияния на полноту е загрузки, но обеспечивает равномерную подачу порции к выходному патрубку. При этом конусность обладает направляющей функцией,препятствующей хаотичному перемещению ГВВ по камере в процессе е разгрузки. В соответствии с аэродинамикой нижняя коническая часть камеры представляет собой диффузор с небольшим углом раскрытия, в котором происходит плавный переход меньшего сечения в большее. Динамическое давление (продавливание) в нм в направлении перемещения ГВВ увеличивается, а статическое (распор гранул между собой) уменьшается. Благодаря этому сопротивление камеры уменьшается, увеличивается скорость перемещения ГВВ к выходному патрубку,сохраняется сплошность потока, обеспечивающая непрерывность подачи ГВВ в транспортный трубопровод. Большая площадь поверхности нижней конической части камеры, выполненной с небольшим углом раскрытия, противодействует отрыву порции от конической поверхности в процессе е продавливания в выходной патрубок. Предотвращает турбулизацию процесса,возможность прямого прорыва сжатого воздуха в выходной патрубок, а также вихреобразование и хаотичное перемещение отдельных частей порции по всему пространству камеры. Это препятствует перенасыщению ГВВ сжатым воздухом, благодаря чему поджимаемая снизу-вверх порция содержит равномерное и минимальное количество воздуха между гранулами, достаточное для организации равномерного насыщенного потока аэросмеси,поступающего в выходной патрубок. Конфузор выходного патрубка, обращенный к дозирующей камере, являющийся концентратором потока, превращающим его в поток круглого сечения, выполняется с углом раскрытия не более 45 , но близким к нему. Это позволяет избежать повышенного местного вихреобразования за счт уменьшения коэффициента местного сопротивления(коэффициента Дарси), плавно менять направление потока, потери давления в котором будут в основном связаны с ростом скорости. В то же время это позволяет сократить до минимума длину выходного патрубка, уменьшить размеры и вес зарядчика. Таким образом,вышеперечисленные отличительные признаки предлагаемого изобретения позволяют привести параметры дозирующей камеры и системы выгрузки ГВВ из камеры в соответствие с требованиями одновременной оптимизации параметрических и технологических характеристик зарядчика. Технический результат достигается тем, что цилиндроконическая дозирующая камера зарядчика выполнена с соотношением е высоты Н к диаметру цилиндрической части , равным(0,8-1,5), а площадь поверхности нижней конической части камеры выполнена больше площади поверхности е верхней конической части, причм угол раскрытия конической поверхности верхней части камерыопределен соотношением (90-), где-угол естественного откоса сыпучих ГВВ. Угол раскрытия конической поверхности верхней части камерывыполнен больше угла раскрытия конической поверхности е нижней части . При этом верхняя коническая поверхность раскрыта под углом(3060), а нижняя - под углом(5-20). Внутренняя полость выходного патрубка выполнена в виде конфузора с углом раскрытия 45, обращенным к дозирующей камере. Отличительные признаки изобретения, а именно выполнение цилиндроконической камеры с определнным соотношением е высоты к диаметру цилиндрической части, а конических частей камеры- с определнными параметрами по площади поверхности и углу раскрытия - позволяет приблизить форму камеры к шару, достичь 5 максимальной е мкости при минимальных размерах и весе, снизить центр тяжести и тем самым оптимизировать параметрические характеристики зарядчика. Благодаря малым размерам и весу зарядчик становится пригодным для применения в выработках небольшого сечения при передвижном характере работ, а благодаря низкому центру тяжести становится более устойчивым. Предлагаемые отличительные признаки также позволяют оптимизировать технологические характеристики зарядчика. Выполнение верхней и нижней конических частей камеры с определнными площадями поверхности, а верхней конической поверхности с углом раскрытия,предотвращающим образование воздушных мешков в верхней части камеры, позволяют приблизить коэффициент заполнения камеры сыпучим материалом к единице, сделать его независимым от физико-механических свойств сыпучих ГВВ,добиться высокой точности дозирования порций. Выполнение камеры с определнными параметрами по внутренним размерам и конусности позволяет расположить порцию компактно по отношению к воздушному потоку. Большая часть порции располагается в зоне действия основного потока,движущегося по кратчайшей прямой, соединяющей кольцевую проточку с выходным патрубком. Меньшая часть порции располагается в стороне от основного потока, но в зоне действия воздушных потоков, отделяющих порцию от днища и направляющих ГВВ вверх вдоль конической и цилиндрической поверхностей камеры. В результате подобного поршневого воздействия вся порция отделяется от днища потоком сжатого воздуха и подпирается к выходному патрубку. При этом порция продвигается к выходному патрубку упорядоченно, без излишнего разжижения и податся в транспортный трубопровод непрерывным насыщенным потоком. Прямые прорывы сжатого воздуха в выходной патрубок отсутствуют. За счт этого продолжительность цикла уменьшается,а производительность зарядчика и плотность укладки ГВВ в заряд увеличиваются. Ослабляется интенсивность выхлопа сжатого воздуха из зарядной полости,снижается пыление и электризация, повышается уровень безопасности пневмозаряжания. Зарядчик содержит корпус 1 с загрузочным патрубком 2 и примной воронкой 3, а также выходной патрубок 4, соединнный с транспортным трубопроводом 5. Внутри корпуса 1 находится дозирующая камера с цилиндрической частью 6,нижней конической частью 7, верхней конической частью 8 и днищем 9. В центре днища 9 закреплн стакан 10 с радиальными отверстиями 11. Внутренняя полость 12 стакана 10 сообщена с источником сжатого воздуха через сервокран 13 с дистанционной кнопкой управления 14. На стакане 10 со стороны его открытого торца установлен отсекающий клапан 15 с цилиндрической юбкой 16. Открытый торец стакана 10 перекрыт крышкой 17,через которую пропущен шток 18, подпружинный возвратной пружиной 19. На внутренней стороне 6 цилиндрической юбки 16 выполнена открытая снизу кольцевая проточка 20, являющаяся соплом и сообщающая внутреннюю полость стакана 12 через радиальные отверстия 11 с дозирующей камерой корпуса 1 в верхнем положении отсекающего клапана 15. Между крышкой 17 и штоком 18 образован дроссельный воздуховод 21,выполненный в виде кольцевого зазора,сообщающий полость 12 с рабочей полостью 22,образованной между крышкой 17 и внутренней поверхностью отсекающего клапана 15. Дозирующая камера корпуса 1 выполнена с отношением е высоты Н к диаметру(0,8-1,5), а цилиндрической части , равным площадь поверхности нижней конической части камеры выполнена больше площади поверхности е верхней конической части, причм угол раскрытия верхней конической поверхностисоответствует выражению(90-), где- угол естественного откоса рассыпных ГВВ. Причм угол раскрытия верхней конической поверхностивыполнен больше угла раскрытия нижней конической поверхности . При этом верхняя коническая поверхность раскрывается под углом(30-60), а нижняя-под углом(5-20). Выходной патрубок выполнен в виде конфузора с углом раскрытия 45, обращенным к дозирующей камере. Зарядчик работает следующим образом. Сервокран 13 подключают к источнику сжатого воздуха. В примную воронку 3 засыпают ГВВ,которые через загрузочный патрубок 2 заполняют дозирующую камеру корпуса 1. Вследствие того,что цилиндроконическая камера выполнена с определнным отношением е высоты к диаметру е цилиндрической части 6, порция ГВВ располагается компактно, большей частью в зоне действия основного потока, движущегося по условной прямой, соединяющей сопло 20 с выходным патрубком 4. Благодаря малой площади поверхности верхней конической части 8 камера достигает максимальной вместимости при минимальных габаритных размерах корпуса 1.А так как угол раскрытия верхней конической поверхности выполнен соответствующим выражению (90-), где- угол естественного откоса рассыпных ГВВ, это создат условия для полного заполнения камеры сыпучим материалом без образования воздушных мешков в верхней е части. После загрузки дозирующей камеры конец транспортного трубопровода 5 вставляют в зарядную полость (шпур) и нажимают кнопку управления 14. Под действием сжатого воздуха сервокран 13 срабатывает. Сжатый воздух поступает в полость 12, а затем через дроссельный воздуховод 21 в рабочую полость 22. Отсекающий клапан 15 поднимается и перекрывает загрузочный патрубок 2, одновременно сжимая штоком 18 возвратную пружину 19. После герметизации дозирующей камеры корпуса 1 кольцевая проточка 20 совмещается с радиальными отверстиями 11 и сжатый воздух мощным кольцевым потоком ударяет в днище 9. Благодаря компактной форме дозирующей камеры корпуса 1, большая часть порции располагается в зоне прямого действия основного потока, движущегося по кратчайшей прямой, соединяющей кольцевую проточку 20 с выходным патрубком 4. Периферийная часть порции располагается в зоне действия остальных потоков, направляемых внутренней поверхностью камеры днищем 9, нижней конической 7 и цилиндрической 6 частями к выходному патрубку 4. При этом кольцевая струя на выходе из кольцевой проточки 20 расширяется и как бы дробится на множество струй. Струи ударяют в днище, меняют направление на стелющиеся по днищу потоки,которые вначале отделяют порцию от нижней части камеры, затем поднимают е вверх и подпирают к выходному патрубку 4. В дальнейшем эти струи оказывают поршневое воздействие на ГВВ,направляя их снизу-вверх и препятствуя хаотичному перемещению отдельных частей порции по всему пространству камеры корпуса 1. Режим разгрузки ГВВ из камеры задатся большой площадью поверхности нижней конической части 7 и высоким положением патрубка 4, реализуемым за счт небольшой площади верхней конусной части 8, а также углами раскрытия конических поверхностей(30-60) и(5-20) и 45. Под поршневым воздействием сжатого воздуха вся порция приподнимается, насыщается сжатым воздухом и подпирается к конической поверхности,которая благодаря углу раскрытия(30-60) направляет порцию под нужным углом в конфузор выходного патрубка 4. Уголраскрытия конфузора патрубка 4, близкий к среднему значению угла(45), но не превышающий этого значения,позволяет на коротком участке сформировать поток круглого сечения, истекающий в транспортный трубопровод 5, и одновременно уменьшить сопротивление продавливанию всей порции, находящейся в камере, в выходной патрубок 4. Благодаря параметрам верхней конической части 8 и конфузора патрубка 4 порция ГВВ вводится в конфузор с большой скоростью при уменьшенном местном сопротивлении(коэффициент Дарси не превышает 0,05). При этом по линии, условно соединяющей кольцевую проточку 20 с выходным патрубком 4, образуется основной поток с пониженным давлением. А в периферийных областях камеры образуется повышенное давление сжатого воздуха,распределнного в межгранульном пространстве порции. Это позволяет упорядочить направление перемещения ГВВ к выходному патрубку 4 и направить ГВВ из области повышенного давления,т.е. периферийных частей камеры, в область пониженного давления, то есть в зону основного потока. Полная выгрузка ГВВ из камеры производится следующим образом. Отличительные признаки изобретения,а именно большая площадь поверхности нижней конической части 7 и небольшой е угол раскрытия придают этой части камеры направляющую функцию. Благодаря этим признакам по мере перемещения порции к выходному патрубку происходит плавное расширение сечения потока, предотвращающие отрыв пограничной части порции от внутренних стенок камеры и образование вихрей, которые могли бы привести к прямому прорыву сжатого воздуха в выходной патрубок 4. Движение всей порции к выходному патрубку 4 происходит в ламинарном режиме без нарушения сплошности потока и с постоянным ускорением. Этому способствует плавный переход меньшего сечения в большее, при котором динамическое давление(распор гранул между собой) - уменьшается. Благодаря этому сопротивление камеры уменьшается снизу-вверх и достигает своего минимума в верхней части, способствуя тем самым равномерному разгону ГВВ и препятствуя нарушению сплошности перемещающейся порции. Это обеспечивает равномерную и бесперебойную подачу ГВВ в патрубок 4. В результате на выходе из зарядчика образуется непрерывный насыщенный поток аэросмеси,истекающий в транспортный трубопровод 5. При этом вся находящаяся в камере порция на протяжении всего цикла разгрузки ГВВ из камеры подпирается сжатым воздухом к выходному патрубку 4, не имея возможности опуститься на днище 9, подвергнуться хаотичному перемещению в камере и перенасыщению сжатым воздухом. Разгрузка ГВВ из камеры от начала до конца цикла происходит упорядоченно без излишнего разжижения ГВВ сжатым воздухом и за минимально короткий промежуток времени, как это видно из фиг.1. Таким образом, отличительные признаки изобретения,включающие выполнение цилиндроконической камеры зарядчика с определнным соотношением е высоты и диаметра цилиндрической части, а также выполнение верхней и нижней конических частей камеры с определнными площадями поверхности и определнными углами раскрытия конических поверхностей, а выходного патрубка с внутренней полостью в виде конфузора с углом раскрытия конической поверхности в сторону дозирующей камеры близким, но не превышающим 45,позволяют оптимизировать параметрические и технологические характеристики зарядчика. В части параметрических характеристик достигается оптимум снижается центр тяжести,уменьшаются габаритные размеры и вес зарядчика,он становится более устойчивым и пригодным для применения в выработках небольшого сечения при передвижном характере работ. В части технологических характеристик также достигается оптимум стабилизируется полнота загрузки дозирующей камеры независимо от влажности, гранулометрического состава и прочих 7 физико-механических свойств ГВВ, обеспечивается точность дозирования порций и их компактное расположение в зоне действия воздушных потоков. Разгрузка ГВВ из камеры и их подача в транспортный трубопровод, а из него в зарядную полость осуществляется непрерывным насыщенным потоком аэросмеси,который обеспечивает достижение высоких технологических показателей. Высокая концентрация потока аэросмеси,поступающего в зарядную полость, и стабильная плотность этого потока повышают производительность пневмозаряжания, создают мощное давление на фронте укладки ГВВ в заряд с интенсивным дроблением гранул и высокой плотностью формирования заряда. Это увеличивает количество взрывной энергии, концентрируемой в зарядной полости, повышает качество взрывных работ. Повышение доли ГВВ в потоке аэросмеси ослабляет интенсивность выхлопа сжатого воздуха из зарядной полости в окружающее пространство,уменьшая вынос пыли и уровень запылнности в призабойной зоне. Сокращение до минимума продолжительности цикла пневмозаряжания снижает интенсивность электризации и уровень накопления зарядов статического электричества на поверхности транспортного трубопровода. Уменьшение пыления и электризации повышают санитарную, экологическую и промышленную безопасность пневмозаряжания. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Ручной пневмопорционный зарядчик для заряжания шпуров и скважин рассыпными гранулированными взрывчатыми веществами,содержащий корпус с загрузочным патрубком,размещнный в корпусе под загрузочным патрубком соосно с ним стакан с охватывающей его цилиндрической юбкой и сообщнный в своей нижней части с источником сжатого воздуха,расположенный на стакане, смонтированный с возможностью перекрытия загрузочного патрубка,отсекающий клапан с размещнным в полости стакана подпружиненным штоком,крышку,перекрывающую верхний открытый торец стакана 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,отличающийся тем, что отношение высоты цилиндроконической дозирующей камеры к диаметру е цилиндрической части составляет(0,8-1,5),а площадь поверхности нижней конической части камеры выполнена больше площади поверхности верхней конической части,причм угол раскрытия конической поверхности верхней части камеры определен соотношением(90-), где-угол естественного откоса рассыпных гранулированных взрывчатых веществ,при этом угол раскрытия конической поверхности верхней части камеры выполнен больше угла раскрытия конической поверхности е нижней части. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренняя полость выходного патрубка в виде конфузора, обращенного к дозирующей камере,выполнена с углом раскрытия не более 45.

МПК / Метки

МПК: F42D 3/00

Метки: ручной, пневмопорционный, зарядчик

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/10-ip26630-ruchnojj-pnevmoporcionnyjj-zaryadchik.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Ручной пневмопорционный зарядчик</a>

Похожие патенты