Результат интеллектуальной деятельности: Пневмозарядчик 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.

Известен пневматический зарядчик для пластичных взрывчатых веществ, включающий камеру с аэратором, введенным в ее внутреннюю полость, патрубки и трубопровод (см. а.с. СССР №467645, МПК Е21С 37/00, F42D 1/16, опубл. 27.09.2004, бюл. №27). В данном зарядчике камера имеет цилиндроконическую форму, установленную вертикально. Вдоль стенок конического днища размещены трубки аэратора, связанные с торовым кольцом, в которое подается сжатый воздух из общешахтной магистрали. Торовое кольцо размещено за пределами камеры с целью равномерной подачи сжатого воздуха в каждую трубку. При этом трубки снабжены отверстиями, направленными на поверхность конического днища, аэрирующими взрывчатое вещество внутри камеры зарядчика.

Недостатком аналога является сложность конструкции, низкая эффективность аэрирования и ограниченный объем камеры из-за ее вертикальной ориентации и, следовательно, низкая плотность заряжания.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому пневмозарядчику является устройство для доставки россыпных взрывчатых веществ и заряжания скважин, включающий горизонтально ориентированную цилиндрическую камеру с люком, бункер, соединенный через загрузочное окно с цилиндрической камерой, трубопровод сжатого воздуха, аэратор, разгрузочный трубопровод и зарядный шланг (см. патент РФ на изобретение №2204797, МПК F42D 1/10, B65G 53/08, опубл. 20.05.2003, бюл. №14). Данное устройство для транспортировки взрывчатого вещества (ВВ) к смесительной камере снабжено шнеком, который расположен вдоль нижней образующей цилиндрической камеры. При этом шнек выполнен полым с одной стороны. Для подачи сжатого воздуха к аэратору полость шнека соединена с общешахтной магистралью. Лопасти шнека имеют встречную накрутку к середине шнека, так, что при вращении шнека взрывчатое вещество подгребается в смесительную камеру, в районе которой полый шнек перфорирован.

Недостатком прототипа является сложность конструкции и изготовления, связанная с наличием вращающихся деталей и узлов. Кроме того вращающиеся внутри камеры с ВВ элементы делают конструкцию не безопасной и менее надежной в эксплуатации.

Техническим результатом является упрощение конструкции, повышение надежности и безопасности заряжания шпуров и скважин гранулированным взрывчатым веществом, а также производительности и плотности заряжания.

Технический результат достигается тем, что пневмозарядчик для гранулированных взрывчатых веществ, включающий горизонтально ориентированную цилиндрическую камеру с люком, бункер, соединенный через загрузочное окно с цилиндрической камерой, трубопровод сжатого воздуха, аэратор, разгрузочный трубопровод и зарядный шланг, согласно изобретению, дополнительно снабжен мембранным механизмом с коромыслом, четырехходовым распределителем и краном, установленным перед зарядным шлангом, при этом аэратор выполнен в виде цилиндрической трубы с двумя продольными щелевыми отверстиями основным, направленным вверх, вдоль стенки цилиндрической камеры и вспомогательным, направленным в противоположную сторону, причем аэратор установлен внутри нижней части цилиндрической камеры вдоль ее образующей со смещением относительно вертикальной продольной оси и соединен через четырехходовой распределитель с мембранным механизмом и трубопроводом сжатого воздуха, а разгрузочный трубопровод выполнен цилиндрическим с продольным щелевым отверстием, направленным вверх, вдоль корпуса цилиндрической камеры и установлен симметрично аэратору относительно вертикальной продольной оси цилиндрической камеры.

Данный пневмозарядчик позволит упростить конструкцию и повысит надежность и безопасность заряжания шпуров и скважин гранулированным взрывчатым веществом, а также увеличит производительность и плотность заряжания.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен поперечный разрез пневмозарядчика в процессе продувки цилиндрической камеры сжатым воздухом, на фиг. 2 - то же в процессе заполнения цилиндрической камеры ВВ, на фиг. 3 - продольный разрез пневмозарядчика по А-А.

Пневмозарядчик для гранулированных взрывчатых веществ включает горизонтально ориентированную цилиндрическую камеру 1 с люком 2, бункер 3, соединенный через загрузочное окно с цилиндрической камерой 1, трубопровод сжатого воздуха 4, аэратор 5, разгрузочный трубопровод 6, зарядный шланг 7, мембранный механизм 8 с коромыслом 9, четырехходовой распределитель 10 и кран 11, установленный перед зарядным шлангом 7. Аэратор 5 выполнен в виде цилиндрической трубы с двумя продольными щелевыми отверстиями основным 12, направленным вверх, вдоль стенки цилиндрической камеры 1 и вспомогательным 13, направленным в противоположную сторону. Причем аэратор 5 установлен внутри нижней части цилиндрической камеры 1 вдоль ее образующей со смещением относительно вертикальной продольной оси и соединен через четырехходовой распределитель 10 с мембранным механизмом 8 и трубопроводом сжатого воздуха 4. Разгрузочный трубопровод 6 выполнен цилиндрическим с продольным щелевым отверстием 14, направленным вверх, вдоль корпуса цилиндрической камеры 1 и установлен симметрично аэратору 5 относительно вертикальной продольной оси цилиндрической камеры 1. Мембранный механизм 8 состоит из корпуса и крышки, между которыми закреплена мембрана 15, пружины 16 и штока 17, соединенного с коромыслом 9, связанного, в свою очередь, с люком 2.

Пневмозарядчик 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 люк 2, находясь в закрытом положении, перекрывает загрузочное отверстие цилиндрической камеры 1, предотвращая попадание посторонних предметов внутрь нее. После подключения трубопровода сжатого воздуха 4 к общешахтной магистрали четырехходовой распределитель 10 устанавливают в положение 10а (фиг. 1), а кран 11 в положение 11а. При этом загрузочное отверстие цилиндрической камеры 1 остается перекрытым, а сама цилиндрическая камера 1 заполняется сжатым воздухом. Давление сжатого воздуха в цилиндрической камере 1 и в общешахтной магистрали сравнивается. Зарядный шланг 7 вставляют в продуваемую скважину (на фиг. не показана), переводят кран 11 в положение 11б (фиг. 3) и обеспечивают продувку цилиндрической камеры 1, зарядного шланга 7 и скважины сжатым воздухом. Затем перекрывают кран 11, прекращая подачу сжатого воздуха в зарядный шланг 7 и скважину. Одновременно давление сжатого воздуха в цилиндрической камере 1 начинает возрастать. Переставляя зарядный шланг 7 в следующую скважину, цикл повторяют до тех пор, пока все скважины не будут продуты. Далее заполняют цилиндрическую камеру 1 взрывчатым веществом. Для этой цели переводят четырехходовой распределитель 10 в положение 10б (фиг. 2). При этом из цилиндрической камеры 1 сжатый воздух выходит в атмосферу. Одновременно из общешахтной магистрали сжатый воздух поступает под мембрану 15 через трубопровод сжатого воздуха 4. Мембрана 15 выгибается, сжимает пружину 16 и выдвигает шток 17, который через коромысло 9 откидывает люк и открывает загрузочное отверстие цилиндрической камеры 1. Из бункера 3 ВВ засыпается внутрь цилиндрической камеры 1. После заполнения ВВ цилиндрической камеры 1 начинают заряжание скважин.

Для этого кран 11 устанавливают в положение 11а (фиг. 3), а четырехходовой распределитель 10 в положение 10а (фиг. 1). При этом сжатый воздух из-под мембраны 15 выходит в атмосферу, за счет разжатия пружины 16. Шток 17 входит внутрь мембранного механизма 8 и, связанное с ним, коромысло 9 поворачивается и поднимает люк 2, перекрывая загрузочное отверстие цилиндрической камеры 1. Одновременно сжатый воздух поступает внутрь аэратора 5 и далее через щелевые отверстия 12 и 13 в цилиндрическую камеру 1, аэрируя ВВ и переводя его во взвешенное состояние. Причем основной поток сжатого воздуха выходит вдоль корпуса цилиндрической камеры 1 через основное щелевое отверстие 12, обеспечивая интенсивное аэрирование ВВ. Давление сжатого воздуха при этом в цилиндрической камере 1 возрастает до давления сжатого воздуха в общешахтной магистрали.

Зарядный шланг 7 размещают в заряжаемой скважине и открывают кран 11, переводя его в положение 11б (фиг. 3). Смесь ВВ с воздухом из цилиндрической камеры 1 устремляется в щель 14 разгрузочного трубопровода 6, далее в зарядный шланг 7 и в заряжаемую скважину. После заполнения заряжаемой скважины взрывчатым веществом перекрывают кран 11, то есть, переводят его в положение 11а (фиг. 3), прекращая поступление ВВ из цилиндрической камеры 1 в зарядный шланг 7. Одновременно давление сжатого воздуха в цилиндрической камере 1 повышается, увеличивая запас потенциальной энергии. В процессе транспортирования ВВ по зарядному шлангу 7 в заряжаемую скважину давление в цилиндрической камере 1 снижается до значения сопротивления движению в цилиндрической камере 1, зарядном шланге 7 и заряжаемой скважине.

После перестановки зарядного шланга 7 в следующую скважину открывают кран 11, переводя его в положение 11б (фиг. 3). Смесь ВВ с воздухом, находящаяся в цилиндрической камере 1, устремляется в щель 14 разгрузочного трубопровода 6, далее в зарядный шланг 7 и в заряжаемую скважину с достаточно высокой начальной скоростью, обеспечивая высокую производительность и плотность заряжания. Далее цикл повторяется, пока в цилиндрической камере 1 не закончится ВВ.

Горизонтальное расположение цилиндрической камеры 1 позволяет практически не ограничено увеличивать емкость камеры, так как горизонтальный размер в подземных выработках не является столь критичным, как вертикальный. Это способствует увеличению производительности заряжания. Основное щелевое отверстие 12 направлено вверх по касательной к стенке цилиндрической камеры 1 вдоль всей ее образующей, а вспомогательное щелевое отверстие 13 меньшего размера направлено вниз, что предотвращает зависание материала в нижней части цилиндрической камеры 1 между аэратором 5 и разгрузочным трубопроводом 6.

Продольное щелевое отверстие 14 в разгрузочном трубопроводе 6 развернуто в противоположную сторону от щелевого отверстия 12 аэратора 5, через который выходит основной воздушный поток, что предотвращает прямоток воздуха из аэратора 5 в разгрузочный трубопровод 6, обеспечивает устойчивую и непрерывную разгрузку цилиндрической камеры 1 от ВВ и препятствует стеканию взрывчатого вещества со стенки цилиндрической камеры 1 внутрь щелевого отверстия 14.

Подача сжатого воздуха в цилиндрическую камеру 1 через щелевые отверстия 12 и 13 предотвращает образование естественных островков зависания ВВ на стеках цилиндрической камеры 1.

Использование предлагаемого пневмозарядчика по сравнению с прототипом позволит упростить конструкцию, повысить надежность и безопасность заряжания шпуров и скважин гранулированным взрывчатым веществом, а также производительность и плотность заряжания.