Результат интеллектуальной деятельности: КОНВЕЙЕРНЫЙ РЕШТАК

ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[01] По настоящей заявке испрашивается приоритет по ранее зарегистрированной, заявке U.S. Provisional Application No. 62/202,625, подана 7 августа 2015 г., полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ, И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[02] Настоящее изобретение относится к области горных машин, и, в частности к конвейерному рештаку для системы разработки длинными забоями.

[03] Очистные комбайны для длинного забоя включают в себя раму и пару режущих узлов, закрепленных на каждом конце рамы. каждый режущий узел включает в себя режущий барабан для взаимодействия со стеной горной выработки. При проходе рамы по границе выработки режущие барабаны вырубают материал из забоя. В некоторых вариантах осуществления материал укладывают на забойный скребковый конвейер (AFC) и убирают от забоя. В дополнение, ряд секций крепи поддерживает поверхность выработки над очистным комбайном и AFC. Когда очистной комбайн удаляет материал с забоя, конвейер, очистной комбайн и секции крепи перемещаются вперед через пласт горной выработки. Конвейер может включать в себя рештак, прикрепленный к основанию секции крепи домкратом передвижки, и домкрат передвижки продвигает конвейерный рештак к забою после прохода очистного комбайна.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[04] В одном аспекте предложен конвейерный рештак для поддержания участка выемочного конвейера, проходящего вдоль забоя, расположенный между забоем и выработанным пространством. Конвейерный рештак включает в себя опорную плиту, носок и пятку. Опорная плита включает в себя первую сторону, выполненную с возможностью расположения вблизи забоя, и вторую сторону, выполненную с возможностью расположения вблизи выработанного пространства. Носок расположен смежно первой стороне опорной плиты и включает в себя контактную поверхность носка, образующую площадь поверхности носка. Пятка расположена смежно второй стороне опорной плиты, и включает в себя проушину и контактную поверхность пятки. Проушина выполнена с возможностью соединения с механизмом продвижения вперед. Контактная поверхность пятки образует площадь поверхности пятки, которая больше площади поверхности носка.

[05] В другом аспекте выемочный конвейер проходит вдоль забоя и расположен между забоем и выработанным пространством. Выемочный конвейер включает в себя цепной конвейер и опорную конструкцию. Цепной конвейер включает в себя по меньшей мере одну цепь и множество скребков, разнесенных друг от друга вдоль по меньшей мере одной цепи. Опорная конструкция включает в себя множество соединенных между собой конвейерных рештаков. Конвейерные рештаки расположены смежно друг с другом так, что скребки перемещаются один за другим поперек каждого конвейерного рештака. Каждый конвейерный рештак включает в себя опорную плиту, носок и пятку. Опорная плита включает в себя первую сторону, выполненную с возможностью расположения вблизи забоя, и вторую сторону, выполненную с возможностью расположения вблизи выработанного пространства. Опорная плита контактирует с множеством скребков. Носок расположен смежно первой стороне опорной плиты, и носок включает в себя контактную поверхность, образующую площадь поверхности носка. Пятка расположена смежно второй стороне опорной плиты, и пятка включает в себя проушину и контактную поверхность пятки. Проушина выполнена с возможностью соединения с механизмом продвижения вперед. Контактная поверхность пятки имеет площадь, которая больше площади поверхности носка.

[06] В другом аспекте предложен конвейерный рештак для поддержания участка выемочного конвейера, проходящего вдоль забоя. Выемочный конвейер расположен между забоем и выработанным пространством. Конвейерный рештак включает в себя опорную плиту, носок и пятку. Опорная плита включает в себя первую сторону, выполненную с возможностью расположения вблизи забоя, вторую сторону, выполненную с возможностью расположения вблизи выработанного пространства, первый конец, и второй конец. Опорная плита имеет центральную осевую линию, проходящую от первого конца до второго конца, и центральная осевая линия расположена между первой стороной и второй стороной. Носок расположен смежно первой стороне опорной плиты, и носок включает в себя контактную поверхность. Пятка расположена смежно второй стороне опорной плиты. Пятка включает в себя проушину и контактную поверхность. Проушина выполнена с возможностью соединения с механизмом продвижения вперед. Контактная поверхность пятки включает в себя множество выступов, продолжающихся от центральной осевой линии, и выступы образуют задний край. Проушина расположен между центральной осевой линией и задним краем.

[07] Другие аспекты должны стать понятны при рассмотрении подробного описания и прилагаемых чертежей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[08] На фиг. 1 показана в общем виде горная машина.

[09] На фиг. 2 показан вид сбоку системы разработки длинными забоями.

[10] На фиг. 3 показан в общем виде участок конвейера и секция крепи.

[11] На фиг. 3A показана в общем виде система разработки длинными забоями фиг. 2.

[12] На фиг. 4 показан конвейер фиг. 3 в виде сечения 4-4.

[13] На фиг. 5 показан вид сбоку секции конвейерного рештака.

[14] На фиг. 6 показана в общем виде секция конвейерного рештака фиг. 5.

[15] На фиг. 7 показан вид сверху конвейерного рештака фиг. 5.

[16] На фиг. 8 показан вид снизу конвейерного рештака фиг. 5.

[17] На фиг. 9 показан схематичный вид сбоку секции конвейерного рештака другого варианта осуществления.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[18] В отношении подробного описания любых вариантов осуществления изобретения следует понимать, что изобретение не ограничено в своем применении деталями конструкции и устройством компонентов, изложенными в приведенном ниже описании или проиллюстрированными в прилагаемых чертежах. Изобретение допускает другие варианты практического применения или осуществления различными путями. Также понятно, что фразеология и терминология, используемая в данном документе, служит для целей описания и не должна рассматриваться, как ограничивающая. Применение слов "включающий в себя" и "содержащий", а также их вариаций в данном документе означает охват позиций, перечисленных ниже в данном документе и их эквивалентов, а также дополнительных позиций. Применение слов "состоящий из" и их вариаций при использовании в данном документе означает охват позиций только перечисленных ниже в данном документе и их эквивалентов. Если специально не оговорено или не ограничено иначе, термины "закрепленный", "соединенный", "опираемый" и "сцепленный", а также их вариации применяютcя в широком смысле и охватывают как прямые, так и не прямые закрепления, соединения, опирания и сцепления.

[19] На фиг. 1 показана горная машина, такая как очистной комбайн 10 для длинного забоя, включающая в себя раму или шасси 14 и пару режущих узлов 18. Шасси 14 выполнены с возможностью перемещения или качения вдоль забоя 22 выработки (фиг. 2) в первом направлении 30 и втором направлении 34 противоположном первому направлению 30. В показанном варианте осуществления шасси 14 включает в себя звездочку (не показано), входящую в зацепление с рейкой 40 для образования реечной передачи, и вращение звездочки обеспечивает перемещение шасси 14 вдоль рейки 38. Когда шасси 14 перемещается в первом направлении 30, первый режущий узел 18a занимает переднее положение, и второй режущий узел занимает заднее положение. В одном варианте осуществления первый режущий узел 18a поднимается для подрубки материала (например, угля или других минералов) из верхнего участка забоя 22 выработки, а второй режущий узел 18b занимает нижнее положение для подрубки материала из нижнего участка забоя 22 выработки. Положение режущих узлов 18a, 18b можно менять, когда шасси 14 перемещается во втором направлении 34.

[20] Каждый режущий узел 18 включает в себя поворотный редуктор 42 и врубовую головку 46. Один конец поворотного редуктора 42 соединен поворотным шарниром c шасси 14, а другой конец несет врубовую головку 46 для вращении. Поворотный редуктор 42 поворачивается относительно шасси 14 для расположения врубовой головки 46, включающего в себя, подъем и опускание врубовой головки 46.

[21] Как показано на фиг. 2, врубовая головка 46 вращается вокруг оси 50 и включает в себя наружную поверхность 54 и многочисленные зубки 58, соединенные c наружной поверхности 54. Зубки 58 взаимодействуют с забоем 62 выработки для удаления материала с забоя 62. В некоторых вариантах осуществления, многочисленные спиральные лопасти проходят вдоль оси 50. Когда врубовая головка 46 вращается вокруг оси 50, лопасти уносят материал от забоя 62 выработки в направлении к заднему концу врубовой головки 46. Подрубленный материал укладывается на забойный конвейер 66. В показанном варианте осуществления за шасси 14 расположена плита 70 предохранения от просыпки.

[22] Забойный конвейер 66 включает в себя конструкцию конвейерного рештака и перемещающий элемент. В некоторых вариантах осуществления конструкция конвейерного рештака выполнена, как многочисленные индивидуальные секции 74 рештака, которые соединены между собой. Перемещающий элемент 66 может быть цепным конвейером, включающим в себя цепь или пару цепей 72 (фиг. 3) и скребковые пластины 76 (фиг. 4) соединенные между цепями с регулярными интервалами. Когда скребковые пластины 76 протаскиваются цепями, скребковые пластины 76 перемещаются одна за другой поперек каждой секции 74 рештака и перемещают вырубленный материал вдоль секции 74 рештака. В показанном варианте осуществления каждая секция 74 конвейерного рештака соединена c рейкой 38.

[23] На фиг. 3 и 3A показан участок системы разработки длинными забоями, включающий в себя очистной комбайн 10, забойный конвейер 66 и секции 78 крепи. Как показано на фиг. 2 и 3, каждая секция 78 крепи расположена за конвейером 66 и за плитой 70 предохранения от просыпки (т.e., на расстоянии от забоя 62 выработки). Площадь за секцией 78 крепи образует выработанное пространство или завал. Каждая секция 78 крепи включает в себя щит 82, проходящий над шасси 14 и конвейером 66 и взаимодействующий с кровлей 84 выработки (фиг. 3). Каждая секция 78 крепи также включает в себя основание 86, опирающееся на пол 90. Каждая секция 78 крепи дополнительно включает в себя домкрат 94 передвижки (например, гидравлический цилиндр) присоединенный между основанием 86 и одной из секций 74 рештака. После перемещения шасси 14 вдоль забоя 62 выработки за секцию 74 рештака домкрат 94 передвижки приводится в действие для выдвижения и перемещения секции 74 рештака вперед (т.e., к забою 62 выработки). Секция 78 крепи также продвигается вперед.

[24] Как показано на фиг. 4, каждая секция 74 рештака включает в себя первый участок или носок 102, второй участок или пятку 106, и опорную плиту или рештак 110, проходящую между носком 102 и пяткой 106. Носок 102 расположен вблизи забоя 62 выработки и включает в себя контактную поверхность 114, взаимодействующую с полом 90. Носок 102 также включает в себя переднюю кромку 118. Рештак 110 несет конструкцию конвейера 66, такую как скребковые пластины 76 конвейера и цепь (цепи) (не показано) с которыми скребковые пластины 76 соединены. Пятка 106 расположена на расстоянии от забоя 62 выработки, вблизи выработанного пространства или завала. Пятка 106 включает в себя проушину 122, принимающую палец или другой элемент для соединения пятки 106 с домкратом 94 передвижки. Пятка 106 также образует контактную поверхность 126, упирающуюся в пол 90.

[25] Как лучше всего показано на фиг. 5-8, пятка 106 дополнительно включает в себя первый выступ 130 и второй выступ 134. Выступы 130, 134 расположены с каждой из сторон от линии, проходящей между проушиной 122 и передней кромкой 118. Выступы 130, 134 образуют задний край 138, проходящий за проушиной 122. В показанном варианте осуществления проушина 122 расположена в выемке между выступами 130, 134. Выступы 130, 134 также имеют наружные кромки, образующие поперечную ширину W (фиг. 8). В одном варианте осуществления, ширина W имеет величину приблизительно между 45% и 75% полной ширины секции 74 рештака. В одном варианте осуществления, ширина W составляет приблизительно 55% полной ширины секции 74 рештака.

[26] В некоторых вариантах осуществления контактная поверхность 126 пятки образует площадь поверхности пятки, которая больше площади контактной поверхности 114 носка. То есть, отношение площади поверхности пятки к площади поверхности носка больше 1:1. В некоторых вариантах осуществления отношение площади поверхности пятки к площади поверхности носка составляет по меньшей мере, приблизительно, 1,2:1. В некоторых вариантах осуществления, отношение площади поверхности пятки к площади поверхности носка составляет по меньшей мере приблизительно 1,4: 1. В некоторых вариантах осуществления, отношение площади поверхности пятки к площади поверхности носка составляет по меньшей мере приблизительно 1,5:1. В некоторых вариантах осуществления, отношение площади поверхности пятки к площади поверхности носка составляет по меньшей мере приблизительно 1,6:1. В некоторых вариантах осуществления отношение площади поверхности пятки к площади поверхности носка составляет по меньшей мере приблизительно 1,8:1. В некоторых вариантах осуществления, отношение площади поверхности пятки к площади поверхности носка составляет по меньшей мере приблизительно 2:1. В некоторых вариантах осуществления, отношение площади поверхности пятки к площади поверхности носка составляет по меньшей мере приблизительно 2,2:1. В некоторых вариантах осуществления отношение площади поверхности пятки к площади поверхности носка составляет по меньшей мере приблизительно 2,3:1. В некоторых вариантах осуществления отношение площади поверхности пятки к площади поверхности носка составляет приблизительно 2,32:1.

[27] В некоторых вариантах осуществления площадь поверхности пятки составляет по меньшей мере приблизительно 0,5 м². В некоторых вариантах осуществления площадь поверхности пятки составляет по меньшей мере приблизительно 0,6 м². В некоторых вариантах осуществления площадь поверхности пятки составляет по меньшей мере приблизительно 0,7 м². В некоторых вариантах осуществления площадь поверхности пятки составляет по меньшей мере приблизительно 0,8 м². В некоторых вариантах осуществления площадь поверхности пятки составляет по меньшей мере приблизительно 0,9 м². В некоторых вариантах осуществления площадь поверхности пятки составляет по меньшей мере приблизительно 0,95 м². В некоторых вариантах осуществления площадь поверхности пятки составляет приблизительно 0,956 м².

[28] Как показано на фиг. 8, контактная поверхность 126 пятки имеет центр 140 тяжести, или центроид контактной поверхности 126 пятки. В дополнение, секция 74 рештака имеет ось 144 рештака, проходящую между носком 102 и пяткой 106. Иначе говоря, ось 144 рештака проходит, в общем, между забоем и выработанным пространством. Центр 140 тяжести пятки делит контактную поверхность 126 пятки на первый участок 126a или участок со стороны забоя и второй участок 126b или участок со стороны выработанного пространства. В некоторых вариантах осуществления участок 126b со стороны выработанного пространства образует площадь поверхности, которая составляет по меньшей мере приблизительно 0,2 м². В некоторых вариантах осуществления участок 126b со стороны выработанного пространства имеет площадь поверхности по меньшей мере приблизительно 0,3 м². В некоторых вариантах осуществления участок 126b со стороны выработанного пространства имеет площадь поверхности по меньшей мере приблизительно 0,4 м². В некоторых вариантах осуществления участок 126b со стороны выработанного пространства имеет площадь поверхности по меньшей мере приблизительно 0,5 м². В некоторых вариантах осуществления участок 126b со стороны выработанного пространства имеет площадь поверхности приблизительно 0,6 м².

[29] В некоторых вариантах осуществления площадь поверхности участка 126b со стороны выработанного пространства составляет по меньшей мере 50% площади поверхности пятки (т.e., всей площади контактной поверхности 126 пятки). В некоторых вариантах осуществления площадь поверхности участка 126b со стороны выработанного пространства составляет по меньшей мере 60% площади поверхности пятки. В некоторых вариантах осуществления площадь поверхности участка 126b со стороны выработанного пространства составляет приблизительно 63% площади поверхности пятки.

[30] В показанном на фиг. 6 варианте осуществления индивидуальные секции 74 рештака включают в себя соединительные части 76 на одном конце секции 74 рештака, причем каждая соединительная часть 76 зацепляет комплементарную конструкцию на конце смежной секции 74 рештака. Секции 74 рештака соединены последовательно друг с другом и проходят вдоль забоя 62 выработки. В других вариантах осуществления секции 74 рештака могут быть соединены друг с другом отличающимся способом. Каждая из секций 74 рештака образует продольную осевую линию 154 (фиг. 8), проходящую от первого конца до второго конца секции 74, и продольная осевая линия 154 расположена между носком 102 и пяткой 106.

[31] Как показано на фиг. 5, проушина 122 образует место соединения с пальцем (не показано) основания 86 секции крепи. Основание 86 секции крепи передает направленное вниз усилие 142 через палец на пятке 106. Усилие 142, в общем, имеет линию 148 действия, совпадающую с проушиной 122 или другим местом соединения домкрата 94 передвижки и секции 74 рештака. Усилие 142, в общем, распределяется по контактной поверхности 126 пятки, прикладывая давление пятки на пол 90. В результате, пол 90 производит реактивное давление на контактную поверхность 126 пятки, и данное реактивное давление можно аппроксимировать, как реактивное усилие 146, действующее на центре 140 тяжести пятки. Вес других компонентов (например, горной машины 10, конвейера 66, материала на конвейере 66, и т.д.) может также быть распределен по контактной поверхности 114 носка и контактной поверхности 126 пятки.

[32] В некоторых вариантах осуществления реактивное усилие 146 смещено от линии 148 действия усилия 142 на расстояние D аксиального смещения. При использовании в данном документе, "расстояние аксиального смещения" относится к расстоянию, измеренному в направлении параллельном оси 144 рештака. В показанном варианте осуществления линия 148 действия расположена со стороны выработанного пространства от центра 140 тяжести пятки (например, справа от центра 140 тяжести пятки на фиг. 5). В некоторых вариантах осуществления размеры контактной поверхности 126 пятки и выступов 130, 134 могут быть подобраны такими, что линия 148 действия расположена со стороны забоя от центра 140 тяжести пятки (например, слева от центра 140 тяжести пятки на фиг. 5). Расстояние D аксиального смещения считается положительным, когда линия 148 действия расположена со стороны выработанного пространства от центра 140 тяжести пятки (т.e., центр 140 тяжести пятки расположен между продольной осевой линией 154 и линией 148 действия). Расстояние D аксиального смещения считается отрицательным, когда линия 148 действия расположена со стороны забоя от центра 140 тяжести пятки (т.e., линия 148 действия расположена между центром 140 тяжести пятки и продольной осевой линией 154). В некоторых вариантах осуществления положительное расстояние D аксиального смещения меньше приблизительно 18,5 см. В некоторых вариантах осуществления положительное расстояние D аксиального смещения составляет приблизительно 17,8 см. Применяя условие, принятое выше, положительное расстояние аксиального смещения, которое меньше 18,5 см должно включать в себя любые отрицательные величины для расстояние D аксиального смещения.

[33] В обычной секции 74 рештака, усилие, направленное вниз от основания 86 секции 78 крепи, расположено вблизи заднего края пятки 106, далеко позади линии действия реактивного усилия 146 пола 90. Расстояние между усилием 142 и реактивным усилием 146 создает значительный момент на секции 74 рештака, обуславливая подъем носка 102 или его отклонение вверх (т.e., поворот по часовой стрелке на фиг. 5) относительно пола 90. Подъем носка 102 или передней кромки 118 может приводить к потере управления по части пласта, подлежащей проходке. Обеспечение выступов 130, 134 увеличивает контактную поверхность 126 пятки и перемещает центр 140 тяжести пятки (и поэтому линию действия реактивного усилия 146) к заднему краю 138, от продольной осевой линии 154 (фиг. 5) рештака 110. В дополнение, место прикрепления или проушина 122 расположена ближе к продольной осевой линии 154 рештака 110, при этом линия 148 действия усилия 142 перемещается от заднего края 138. Поскольку расстояние D смещения усилия 142 от реактивного усилия 146 уменьшено, момент, действующий на секции 74 рештака также уменьшен. В результате, подъем или отклонение вверх носка минимизировано.

[34] В показанном варианте осуществления проушина 122 и линия 148 действия усилия 142 расположены между задним краем 138 и продольной осевой линией 154. В некоторых вариантах осуществления линия 148 действия разнесена от заднего края 138 по меньшей мере приблизительно на 7 см. В некоторых вариантах осуществления линия 148 действия разнесена от заднего края 138 по меньшей мере приблизительно на 8 см. В некоторых вариантах осуществления линия 148 действия разнесена от заднего края 138 по меньшей мере приблизительно на 9 см. В некоторых вариантах осуществления линия 148 действия разнесена от заднего края 138 по меньшей мере приблизительно на 10 см. В некоторых вариантах осуществления линия 148 действия разнесена от заднего края 138 по меньшей мере приблизительно на 11 см. В некоторых вариантах осуществления линия 148 действия разнесена от заднего края 138 по меньшей мере приблизительно на 12 см. В некоторых вариантах осуществления линия 148 действия разнесена от заднего края 138 приблизительно на 12,3 см.

[35] В некоторых вариантах осуществления контактная поверхность 126 пятки является достаточно большой, так что реактивное усилие 146 совпадает по оси с усилием 142, что дает нулевой момент на секции 74 рештака. В других вариантах осуществления (фиг. 9), контактная поверхность 126 пятки является достаточно большой, так что центр 140 тяжести пятки расположен ближе к заднем крае 138, чем усилие 142, результатом является момент, обуславливающий поворот носка 102 к полу 90.

[36] Также, поскольку обеспечение выступов 130, 134 увеличивает контактную поверхность 126 пятки в сравнении с рештаками существующей техники, усилие 142 распределено по большей площади. В результате, давление, производимое пяткой 106 на пол 90 относительно давления на грунт, производимого на передней кромке 118, уменьшено. В некоторых вариантах осуществления отношение давления, производимого контактной поверхностью 126 пятки (т.e., давление пятки на грунт) к давлению, производимому контактной поверхностью 114 носка (т.e., давление носка на грунт) меньше приблизительно 30:1. В некоторых вариантах осуществления отношение давления пятки на грунт к давлению носка на грунт меньше приблизительно 20:1. В некоторых вариантах осуществления отношение давления пятки на грунт к давлению носка на грунт меньше приблизительно 10:1. В некоторых вариантах осуществления отношение давления пятки на грунт к давлению носка на грунт меньше приблизительно 5:1. В некоторых вариантах осуществления отношение давления пятки на грунт к давлению носка на грунт составляет приблизительно 4,8:1.

[37] Хотя некоторые аспекты описаны подробно со ссылкой на конкретные предпочтительные варианты осуществления, существуют вариации и модификации в объеме и сущности одного или нескольких описанных независимых аспектов. Различные признаки и преимущества изложены в приведенной ниже формуле изобретения.