Результат интеллектуальной деятельности: Пневматический камерный зарядчик для гранулированных взрывчатых веществ

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для механизированного заряжания шпуров и скважин гранулированными взрывчатыми веществами преимущественно в подземных горных работах.

Известно устройство для пневматического заряжания шпуров и скважин россыпным взрывчатым веществом, включающее бункер, дозирующую камеру с воздухоподводящим и разгрузочным устройствами, соединенную через загрузочное окно с бункером, запорный клапан с перемещающим механизмом, трубопровод сжатого воздуха, аэратор и клапан дистанционного управления (см. а.с. СССР №338638, МПК Е21С 37/00, опубл. 15.05.1972). В данном устройстве перемещающий механизм запорного устройства выполнен в виде пневмоцилиндра, который с помощью поршня перемещает шток и закрывает или открывает загрузочное окно. Аэратор выполнен в виде трубки с отверстиями, установленной в дозирующей камере, в которую сжатый воздух поступает через полый шток пневмоцилиндра.

Недостатками аналога являются, во-первых, низкая надежность, связанная с заклиниванием пневмоцилиндра, которое происходит за счет того, что шахтный сжатый воздух содержит много воды (конденсата), вымывающей смазку между цилиндром и поршнем, и даже при регулярной смазке часто происходит заклинивание поршня при работе устройства в шахте. А, во-вторых, ограниченный объем заряжания скважины взрывчатым веществом, связанный с особенностью конструкции аэратора, который не позволяет интенсивно аэрировать большой объем взрывчатого вещества.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является пневматический камерный зарядчик для непатронированных взрывчатых веществ, включающий бункер, дозирующую камеру, соединенную через загрузочное окно с бункером, воздухоподводящее устройство, отводящий канал, аэратор, зарядный шланг, клапан дистанционного управления и запорный клапан, соединенный с помощью штока с мембранным механизмом, установленным в бункере и состоящим из корпуса с крышкой, между которыми закреплена мембрана и пружина, установленная под мембраной (см. патент РФ №2558550, МПК 2014.01 Е21С 37/00, опубл. 10.08.2015). В данном зарядчике аэратор выполнен в виде полого штока с аэрирующими отверстиями, распложенными в нижней части штока, через которые сжатый воздух поступает внутрь дозирующей камеры.

Недостатком прототипа является ограниченный объем камеры зарядчика из-за конструктивных особенностей аэратора, так как аэрирующие отверстия в полом штоке создают поток сжатого воздуха лишь в центральной части дозирующей камеры, что обеспечивает эффективное аэрирование воздуха с взрывчатым веществом лишь в зарядчиках малого объема. При увеличении объема дозирующей камеры взрывчатое вещество, расположенное возле стенок камеры, может оставаться неподвижным. Поэтому с увеличением объема дозирующей камеры и количества загруженного в нее взрывчатого вещества надежность работы такого зарядчика резко снижается.

Техническим результатом является повышение надежности заряжания шпуров и скважин гранулированными взрывчатыми веществами, увеличение объема разового заряда, а также повышение прочности конструкции.

Технический результат достигается тем, что в пневматическом камерном зарядчике для гранулированных взрывчатых веществ, включающем бункер, дозирующую камеру, соединенную через загрузочное окно с бункером, воздухоподводящее устройство, отводящий канал, аэратор, зарядный шланг, клапан дистанционного управления и запорный клапан, соединенный с помощью штока с мембранным механизмом, установленным в бункере и состоящим из корпуса с крышкой, между которыми закреплена мембрана и пружина, установленная под мембраной, согласно изобретению дозирующая камера состоит из корпуса с отверстием в днище и крышки с загрузочным окном, а воздухоподводящее устройство и отводящий канал установлены в отверстии в днище дозирующей камеры в виде соединения «труба в трубе», при этом отводящий канал дополнительно снабжен раструбом, расположенным внутри дозирующей камеры, а воздухоподводящее устройство снабжено подводящим каналом, воздухоподводящим шлангом и закрепленным между ними с помощью штуцеров запорным механизмом, состоящим из корпуса, разделенного перегородкой на входную и выходную полости, и крышки, между которыми последовательно закреплены щелевая сетка, прокладка и мембрана, причем крышка запорного механизма и мембрана образуют между собой полость, соединенную трубками с входной полостью корпуса запорного механизма, клапаном дистанционного управления и мембранным механизмом, установленным в бункере, а аэратор установлен между отводящим каналом и раструбом с образованием равномерной кольцевой щели с днищем камеры.

В аэраторе выполнены отверстия.

На выходе отводящего канала установлен эжектор с емкостью для жидкости, при этом эжектор и емкость соединены между собой трубкой.

В бункере установлены ножи, на которых закреплен мембранный механизм.

Данный зарядчик позволит повысить надежность заряжания шпуров и скважин гранулированными взрывчатыми веществами, увеличить объем разового заряда, а также повысить прочность конструкции.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема зарядчика с закрытым положением запорного клапана, на фиг. 2 - то же, с открытым положением запорного клапана, на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг.1.

Пневматический камерный зарядчик для гранулированных взрывчатых веществ включает бункер 1, дозирующую камеру, состоящую из корпуса 2 с отверстием в днище и крышки 3 с загрузочным окном. В отверстие в днище корпуса 2 дозирующей камеры перпендикулярно днищу установлены воздухоподводящее устройство 4 и отводящий канал 5 в виде соединения «труба в трубе». Отводящий канал 5 дополнительно снабжен раструбом 6, расположенным внутри дозирующей камеры. Воздухоподводящее устройство 4 состоит из подводящего канала 7, воздухоподводящего шланга 8 и закрепленного между ними с помощью штуцеров 9 и 10 запорного механизма. Запорный механизм состоит из корпуса 11, разделенного перегородкой 12 на входную 13 и выходную 14 полости, и крышки 15. Между корпусом 11 и крышкой 15 последовательно установлены щелевая сетка 16, прокладка 17 и мембрана 18. В бункере 1 установлен мембранный механизм, состоящий из корпуса 19 и крышки 20, между которыми закреплена мембрана 21 и пружина 22, установленная под мембраной 21. Мембранный механизм соединен с помощью штока 23 с запорным клапаном 24. Зарядчик снабжен клапаном дистанционного управления 25 и аэратором 26. Аэратор 26 установлен между отводящим каналом 5 и раструбом 6 с образованием равномерной кольцевой щели с днищем корпуса камеры 2. В аэраторе 26 выполнены отверстия. Крышка 15 запорного механизма и мембрана 18 образуют между собой полость 27, соединенную трубкой 28 с входной полостью 13 корпуса запорного механизма, трубкой 29 с клапаном дистанционного управления 25 и трубкой 30 с мембранным механизмом. На выходе отводящего канала 5 установлен эжектор 31 с емкостью для жидкости 32. При этом эжектор 31 и емкость 32 соединены между собой трубкой 33. На эжекторе 31 закреплен зарядный шланг 34, например, накидной гайкой 35. В бункере 1 установлены ножи 36, на которых закреплен мембранный механизм. Зарядчик работает следующим образом.

По требованиям единых правил безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом первоначально производят продувку дозирующей камеры, зарядного шланга и заряжаемой полости (шпура или скважины). При этом клапан дистанционного управления 25 находится в открытом положении, а запорный клапан 24 в закрытом положении (фиг. 1). Сжатый воздух из общешахтной магистрали через воздухоподводящий шланг 8 подают во входную полость 13 запорного механизма. Из полости 13 основная часть воздушного потока через щелевую сетку 16 поступает в выходную полость 14 и через подводящий канал 7 выходит в дозирующую камеру, а вторая часть воздушного потока через трубку 28 поступает в полость 27 и через трубку 29 и открытый клапан дистанционного управления 25 выходит в атмосферу. При этом основная часть воздушного потока попадает на аэратор 26 и проходит через отверстия в аэраторе 26 и щель, образованную аэратором 26 и днищем корпуса 2 дозирующей камеры, и направляется внутрь камеры. Из камеры воздух поступает в скважину через раструб 6, отводящий канал 5, эжектор 31 и зарядный шланг 34.

После этого начинают загрузку зарядчика взрывчатым веществом.

Мешок с взрывчатым веществом (не показан) опускают в бункер 1. Мешок разрезается ножами 36 и с помощью них удерживается внутри бункера 1, становясь его продолжением. Взрывчатое вещество, высыпается из мешка и заполняет бункер 1. Затем закрывают клапан дистанционного управления 25 и давление воздуха в полости 27 повышается. При этом под давлением воздуха мембрана 18 прижимается к щелевой сетке 16, перекрывает полость 14 и препятствует проходу воздуха внутрь дозирующей камеры. Одновременно воздух из полости 27 по трубке 30 поступает в мембранный механизм. Под воздействием давления сжатого воздуха мембрана 21 выгибается, сжимает пружину 22 и опускает шток 23 (фиг. 2). При этом запорный клапан 24 опускается вниз и через открытое загрузочное окно в крышке 3 взрывчатое вещество из бункера 1 поступает внутрь дозирующей камеры.

После заполнения дозирующей камеры взрывчатым веществом открывают клапан дистанционного управления 25, соединяя полость 27 с атмосферой, и давление воздуха в полости 27 понижается. Мембрана 21 возвращается в свое исходное положение за счет пружины 22, а запорный клапан 24 закрывает загрузочное окно в крышке 3. Одновременно сжатый воздух со стороны полости 13 начинает оказывать давление на мембрану 18, которая выгибается под давлением сжатого воздуха и открывает полость 14 проходу воздуха. Воздух из полости 14 через подводящий канал 7, отверстия в аэраторе 26 и щель между аэратором 26 и корпусом 2 выходит в дозирующую камеру, аэрируя взрывчатое вещество, и, приводя его в псевдоожиженное состояние. Причем для оптимальной аэрации площадь сечения канала между воздухоподводящим устройством 4 и отводящим каналом 5 должна быть равна площади сечения зарядного шланга 34, а также равна суммарной площади сечения отверстий в аэраторе 26 и площади щели между аэратором 26 и корпусом 2. Это обеспечивает равномерное бесперебойное поступление взрывчатого вещества внутрь зарядного шланга 34 и далее в заряжаемую взрывную полость (шпур или скважину). После того как из дозирующей камеры будет израсходовано все взрывчатое вещество, цикл повторяется.

Наличие раструба 6 предотвращает прямой ток воздуха из отверстий аэратора 26 и щели между аэратором 26 и корпусом 2 внутрь отводящего канала 5 и далее в зарядный шланг 34. Наличие эжектора 31 обеспечивает поступление жидкости из сосуда 32 через трубку 33 внутрь зарядного шланга 34, увлажняя движущуюся массу. Равномерная кольцевая щель, образованная между аэратором 26 и днищем корпуса 2, а также отверстия в аэраторе 26 позволяют исключить образование застойных зон и интенсивно аэрировать взрывчатое вещество в дозирующей камере, так как поток воздуха движется и вдоль стенок камеры и во внутреннее пространство. Причем с увеличением объема камеры и количества загружаемого в нее взрывчатого вещества надежность работы такого зарядчика не снижается.

Использование предлагаемого зарядчика по сравнению с прототипом позволит повысить надежность заряжания шпуров и скважин гранулированными взрывчатыми веществами, увеличить объем разового заряда, а также повысить прочность конструкции.