Устройство для заряжания шпуров и скважин рассыпными ВВ

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯЖАНИЯ ШПУРОВ И СКВАЖИН РАССЫПНЬТМИ ВВ(57) Использование пневматическое заряжание шпуров и скважин рассыпными ВВ. Сущность изобретения устройство снабжено органом управления, выполненным в виде коаксиально установленных с возможностью перемещения друг относительно друга внешнего Цилиндра, основного поршня, внутреннего Цилиндра и дополнительного поршня. Отсекатель установлен на одном из торцов основного поршня, выполненного полым с двумя перегородками с осевыми каналами. Перегородки делят полость основного поршня на переднюю и заднюю камеры. Регулятор перепада давления прямого действия и обратный клапан выполнен в виде трубы с осевым стержнем, установленный на торце дополнительного поршня. На осевом стержне установлены,две подпружиненные заслонки с возможностью перекрытия каналов между центральной камерой и полостью дополнительного поршня, а также канала между центральной и передней камерами. Поршневые полости внешнего и внутреннего Цилиндров сообщены с командоаппаратом. Штоковая полость внешнего Цилиндра сообщена с магистралью сжатого воздуха. Целость дополнительного поршня сообщена с нагнетательной камерой.Изобретение относится к буровзрывным работам в горном деле и предназначено для пневматического заряжания шпуров и скважин рассыпными ВВ.Известно устройство для пневматического заряжания шпуров и скважин, содержащее нагнетательную камеру для ВВ с участком формирования двухфазного потока, зарядный трубопровод,дозатор-отсекатель, сосуд для жидкости, верхняя часть которого соединена с нагнетательной камерой для ВВ, а нижняя с зарядным трубопроводом и систему регулирования с задатчиками и исполнительными механизмами 1 .Недостатком устройства является низкая надежность работы, связанная с большим количеством взаимодействующих элементов системы регулирования и исполнительных механизмов, низкая точность поддержания заданного расхода ВВ,связанная с взаимодействием элементов системы регулирования и исполнительных механизмов,имеющих различную инерционность.Известно устройство для заряжания шпуров и скважин рассыпными ВВ, которое содержит магистраль сжатого воздуха, нагнетательную камеру для ВВ с псевдоожижителем, зарядный трубопровод с отсекателем, нагнетательную камеру для жидкости, соединенную с зарядным трубопроводом перед отсекателем и с нагнетательной камерой для ВВ, контур регулирования расхода воздуха и жидкости, выполненный в виде регулятора расхода воздуха прямого действия, включенного в магистраль сжатого воздуха перед нагнетательной камерой, контур регулирования расхода ВВ, выполненный в виде регулятора перепада давления прямого действия, камера повышенного давления которого связана с выходом регулятора расхода воздуха и жидкости, а камера пониженного давления - с зарядным трубопроводом, при этом отсекатель установлен на зарядном трубопроводе до выхода камеры пониженного давления регулятора перепада давления 2.Недостаток данного устройства в пониженной эффективности заряжания из-за того, что в момент открытия отсекателя в зарядном трубопроводе давление равно атмосферному, а в нагнетательной камере - равно давлению сети сжатого воздуха и, соответственно, в этот момент расход ВВ, воздуха и воды имеет неопределенное значение. По мере заполнения зарядного шланга и падения давления в нагнетательной камере работа системы постепенно выравнивается. Зарядка проходит в переходном процессе в неуправляемом режиме, что снижает эффективность заряжания.Эти недостатки устранены в устройстве,принятом за прототип З. Это устройство для заряжания шпуров и скважин рассыпными ВВ состоит из нагнетательной камеры для ВВ с размещенным в ней псевдоожижителем, выполненным в виде трубчатого корпуса с диском на конце, и отсекателя на зарядном трубопроводе, установленного между выходом из нагнетательнойкамеры для взрывчатых веществ и выходом камеры пониженного давления регулятора перепада давления. Устройство имеет нагнетательную камеру для жидкости, верхняя часть которой связана с нагнетательной камерой для ВВ, а нижняя через регулируемый клапан с зарядным трубопроводом до отсекателя. Система управления устройства состоит из регулятора перепада давления прямого действия, камера повышенного давления которого связана через обратный клапан с нагнетательной камерой для ВВ, а камера пониженного давления регулятора связана с зарядным трубопроводом, понижение давления в камере достигается с помощью задающего винта и пружины. Система управления имеет также регулятор расхода воздуха прямого действия, включенного в линию питания устройства сжатым воздухом, выход которого связан с нагнетательной камерой для ВВ и камерой повышенного давления регулятора перепада, и командоаппарат из крана, включенного в линию питания сжатым воздухом, и крана, связанного с линией питания сжатьпи воздухом и зарядным трубопроводом.Однако это устройство имеет повышенный вес и габариты и недостаточно высокую производительность. Эти недостатки связаны с тем, что регулятор перепада давления, обратный клапан,отсекатель, выполнены в виде отдельных элементов, каждый в своем корпусе. Каждый элемент имеет подводящие и отводящие шланги сжатого воздуха. Управлять процессом заряжания с помощью кранов неудобно и сложно, так как они перекрывают высокое давление. Большое количество шлангов между регуляторами за счет внесения пневмосопротивлений, делает их менее быстродействующими.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для заряжания шпуров и скважин рассыпньпии ВВ, включающем нагнетательную камеру с псевдоожижителем, сообщенные с ней зарядный трубопровод и магистраль сжатого воздуха, бак для жидкого компонента ВВ, сообщенный с нагнетательной камерой и зарядным трубопроводом, систему управления, состоящую из регулятора расхода воздуха прямого действия,регулятора перепада давления, камера повышенного давления которого сообщена посредством управляющей магистрали с выходом регулятора расхода воздуха, а камера пониженного давления сообщена с зарядным трубопроводом, обратного клапана, установленного в управляющей магистрали между входом в нагнетательную камеру и выходом из регулятора расхода воздуха, отсекатель, установленный в магистрали между выходом из нагнетательной камеры для ВВ и зарядным трубопроводом, и командоаппарат, согласно изобретению, устройство снабжено органом управления, выполненным в виде коаксиальноустановленных с возможностью перемещения друг относительно друга внешнего цилиндра, основного поршня, внутреннего цилиндра и дополнительного поршня, при этом отсекатель установлен на одном из торцов основного поршня,последний выполнен полым и снабжен двумя перегородками с осевыми каналами, установленными с возможностью разделения полости основного поршня на переднюю камеру, расположенную со стороны отсекателя, центральную камеру и заднюю камеру, выполненную в виде внутреннего цилиндра, а регулятор перепада давления прямого действия и обратный клапан выполнены в виде трубы, установленной на торце дополнительного поршня, подпружиненной относительно перегородки между центральной и задней камерами и установленной коаксиально в осевых каналах перегородок с возможностью продольного перемещения и перекрытия канала между центральной и передней камерами, и осевого стержня, установленного в трубе, на котором с возможностью продольного перемещения установлены две подпружиненные заслонки, одна из которых расположена в полости дополнительного поршня, а другая в полости передней камеры, причем заслонки установлены с возможностью перекрытия соответственно каналов между центральной камерой и полостью дополнительного поршня, а также канала между центральной и передней камерами, поршневые полости внешнего и внутреннего цилиндров сообщены с командоаппаратом, а штоковая полость внешнего цилиндра сообщена с магистралью сжатого воздуха, полость дополнительного поршня сообщена с нагнетательной камерой.Другое отличие в том, что в полости дополнительного поршня расположена тарельчатая втулка, установленнаяс возможностью поворота и сообщения полости дополнительного поршня с каналами в днище нагнетательной камеры.На чертеже представлена принципиальная схема устройства.Устройство содержит нагнетательную камеру 1 для ВВ с размещенным в ней псевдоожижителем 2, выполненным в виде трубчатого корпуса с диском 3 на конце. На дне нагнетательной камеры установлен узел продувки днища 4. Бак 5 для жидкого компонента ВВ пневматически связан с нагнетательной камерой 1 и гидравлически с псевдоожижителем 2 на выходе из нагнетательной камеры. Система управления устройства имеет регулятор расхода прямого действия, на который через кран 7 от сети подан сжатый воздух. От этого же крана сжатый воздух подан на командоаппарат 8, который может быть выполнен в виде двух пневматических реле (на чертеже не показаны), которые управляются поворотом крышки с размещенными на ней кулачками.Устройство снабжено органом управления,выполненньпи в виде коаксиально установленных с возможностью перемещения друг относительнодруга внешнего цилиндра 9 и основного поршня 10, на одном из торцов которого закреплен отсекатель потока 11. Отсекатель потока 11 расположен в корпусе 12 с подающим 13 и отводящим 14 патрубками. Подводящий патрубок 13 связан с псевдоожижителем 2 нагнетательной камеры, а отводящий - с зарядным трубопроводом 15. Цилиндр 9 поршнем 10 разделен на поршневую полость 16 и штоковую полость 17. Полость 16 патрубком 18 соединена с командоаппаратом 8, а полость 17 патрубком 19 соединена с источником сжатого воздуха. Площадь поршня 10 со стороны полости 16 больше, чем со стороны полости 17. Полость основного поршня перегородками 20 и 21, выполненными с осевыми каналами, разделена на переднюю камеру, расположенную со стороны отсекателя, центральную и заднюю камеры. В передней камере расположена заслонка 22, установленная на стержне 23 и пружиной 24 прижатая к перегородке 20, перекрывая канал в этой перегородке.В передней камере 25 расположена труба 26,которая коаксиально установлена в осевом канале перегородки 21, с возможностью продольного перемещения и перекрытия канала в перегородке 20, которая пружиной 27 прижата к этой перегородке. Центральная камера патрубком 28 соединена с выходом регулятора расхода воздуха.Труба 26 закреплена на торце дополнительного поршня 29, который установлен в задней камере 30, выполненной в виде внутреннего цилиндра. Поршневая полость внутреннего цилиндра патрубком 31 соединена с командоаппаратом 8. Труба 26 открыта в полость 32 дополнительного поршня 29, где перекрыта заслонкой 33, которая установлена на стороне 23 и прижата пружиной 34. Стержень 23 проходит через трубу 26. Труба 26 вместе с заслонками 22 и 33, стержнем 23 и пружинами 24, 23, 34 образуют регулятор перепада давления и обратный клапан.При такой компоновке отсекатель расположен между выходом из нагнетательной камеры и выходом камеры повышенного давления регулятора перепада давления .Полость 32 патрубками 35 и 36 соединена с нагнетательной камерой 1 в верхней части и элементом продувки днища 4. В этой полости расположена тарельчатая втулка 37 крана распределителя для перекрытия подачи сжатого воздуха на продувку днища. Эта втулка снабжена ручньпи приводом 38. На конце оси 23 расположен задающий элемент 39 регулятора перепада давления. Пружина 24 этого регулятора упирается в центратор 40. На выходе из бака для жидкости 5 установлен клапан 41.Устройство работает следующим образом.Задают расход воздуха с помощью регулятора расхода воздуха 6, расход ВВ с помощью регулятора перепада давления элементом 39 (гайкой),изменяющим натяжение пружины 4 и расход жидкости клапаном 41. Затем производят продув 7ку зарядного шланга. Для этого открывают кран 7 и рукоятку командоаппарата ставят в режим продувки (на чертеже не показана). Сжатый воздух после открытия крана 7 поступает на регулятор расхода воздуха 6 и вход командоаппарата 8, с выхода регулятора расхода воздуха 6 сжатый воздух через патрубок 28 поступает в камеру 25 органа управления.После поворота рукоятки командоаппарата в режим продувки сжатый воздух через патрубок 31 поступает в Цилиндр 30 и смещает поршень 29,при этом труба 26 отжимается от перегородки 20,а камера 25 становится камерой высокого давления регулятора перепада давления. Под действием давления подпружиненная заслонка 22 регулятора перепада давления отходит от канала в перегородке 20, пропуская воздух в полость отсекателя (камеру низкого давления) и далее через патрубок 14 в зарядный шланг 15 на продувку. Кроме того, сжатый воздух попадает в полость трубы 26, при этом отжимается заслонка 33 обратного клапана и воздух попадает в камеру 32 в полости поршня 29. Сжатый воздух через патрубок 35 поступает в нагнетательную камеру 1, а также через патрубок 36 к органу продувки днища 4, если кран 37 открыт. В нагнетательной камере повышается давление, что подготавливает устройство к подаче ВВ. При этом на регуляторе расхода воздуха поддерживается заданный расход воздуха, а на регуляторе перепада давления независимо от давления в зарядном трубопроводе поддерживается заданный перепад давления, на псевдоожижителе 2, т.е. в нагнетательной камере давление больше, чем в зарядном трубопроводе.Для подачи ВВ в зарядный трубопровод рукоятку командоаппарата ставят в это положение. При этом от командоаппарата 8 сжатый воздух по патрубку 18 поступает в поршневую полость 16 Цилиндра 9, при этом поршень 10 отодвигает отсекатель 11, в результате смесь ВВ и воздуха через патрубки 13 и 14 поступает в зарядный трубопровод. Для подачи воды необходимо открыть кран 41.Для прекращения подачи ВВ все действия производят в обратной последовательности .После отключения командоаппарата 8 снимается давление с камеры 30 через патрубок 31 и полость 16 через патрубок 18. При этом поршень 29 под действием пружины 27 возвращается в исходное положение, поршень 10 под действием давления в полости 17, подключенной через патрубок 19 к источнику сжатого воздуха, также вернется в исходное положение.1.Устройство для заряжания шпуров и скважин рассыпными ВВ, включающее нагнетательную камеру с псевдоожижителем, сообщенные с ней зарядный трубопровод и магистраль сжатого воздуха, бак для жидкого компонента ВВ, сооб 298щенный с нагнетательной камерой и зарядньпи трубопроводом, систему управления, состоящую из регулятора расхода воздуха прямого действия,регулятора перепада давления, камера повышенного давления которого сообщена посредством управляющей магистрали с выходом регулятора расхода воздуха, а камера пониженного давления сообщена с зарядным трубопроводом, обратного клапана, установленного в управляющей магистрали между входом в нагнетательную камеру и выходом из регулятора расхода воздуха, отсекатель, установленный в магистрали между выходом из нагнетательной камеры для ВВ и зарядным трубопроводом, и командоаппарат, отличающееся тем, что, с Целью уменьшения веса и габаритов устройства и повышения его производительности за счет снижения инертности пневмосистемы, устройство снабжено органом управления, выполненным в виде коаксиально установленных с возможностью перемещения друг относительно друга внешнего Цилиндра, основного поршня, внутреннего Цилиндра и дополнительного поршня, при этом отсекатель установлен на одном из торцов основного поршня, последний выполнен полым и снабжен двумя перегородками с осевыми каналами, установленными с возможностью разделения полости основного поршня на переднюю камеру, расположенную со стороны отсекателя, Центральную камеру и заднюю камеру, выполненную в виде внутреннего Цилиндра, а регулятор перепада давления прямого действия и обратный клапан выполнены в виде трубы, установленной на торце дополнительного поршня,подпружиненной относительно перегородки между Центральной и задней камерами и установленной коаксиально в осевых каналах перегородок с возможностью продольного перемещения и перекрытия канала между Центральной и передней камерами, и осевого стержня, установленного в трубе, на котором с возможностью продольного перемещения установлены две подпружиненные заслонки, одна из которых расположена в полости дополнительного поршня, а другая в полости передней камеры, причем заслонки установлены с возможностью перекрытия соответственно каналов между Центральной камерой и полостью дополнительного поршня, а также канала между Центральной и передней камерами, поршневые полости внешнего и внутреннего Цилиндров сообщены с командоаппаратом, а штоковая полость внешнего Цилиндра сообщена с магистралью сжатого воздуха, полость дополнительного поршня сообщена с нагнетательной камерой.2. Устройство по п. 1, отличяющееся тем,что в полости дополнительного поршня расположена тарельчатая втулка, установленная с возможностью поворота и сообщения полости дополнительного поршня с каналами в днище нагнетательной камеры.