Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ НАЛИПАНИЯ ТРАНСПОРТИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА НА ДНИЩЕ ВАГОНЕТОК (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к горной промышленности, шахтному электровозному транспорту, в частности к глухим шахтным вагонеткам, предназначенным для перевозки горной массы по горизонтам подземных рудников и шахт.

Известна шахтная вагонетка, содержащая на ходовой части кузов, на днище которого смонтирована герметичная диафрагма, образующая с днищем полость, связанную с источником сжатого воздуха (см. а.с. СССР №1404392, МПК⁴ B61D 11/00, опубл. 23.06.1988 г., бюл. №23).

Такая конструкция вагонетки сложна в изготовлении, так как для повышения эффективности разгрузки и очистки от налипшего материала ее дополнительно снабжают торцовыми диафрагмами, что значительно усложняет конструкцию.

Наиболее близким является устройство для очистки вагонов от остатков налипшего или намерзшего сыпучего материала, представляющее собой установленную внутри вагонетки диафрагму прямоугольной формы из резинотканевой ленты, закрепленную болтовым соединением к стенкам вагонетки (см. заявка на изобретение №95106240, МПК⁶ B61D 11/02, 9/12, опубл. 10.12.1996 г., Бюл. №34).

Недостатком прототипа является то, что диафрагма закреплена параллельно стенкам и днищу вагонетки и выполняет функцию футеровки с адгезионными свойствами, меньшими, чем у металла вагонетки. При таком расположении диафрагмы не обеспечивается ее достаточный свободный ход, в связи с чем нет возможности добиться поставленной цели в полной мере. Кроме того, при загрузке вагонетки материалом происходит быстрый износ диафрагмы, так как при падении кусков на днище вагонетки диафрагма постоянно подвергается механическому воздействию.

Задачей предлагаемого технического решения является создание надежного, простого в изготовлении и эксплуатации, долговечного устройства, обеспечивающего очистку вагонеток от налипшего материала в автоматическом режиме без остановки процесса разгрузки-загрузки вагонеток.

Решение технической задачи достигается тем, что в известном устройстве для предотвращения налипания транспортируемого материала на днище вагонеток, включающем опрокидыватель и вагонетку с диафрагмой прямоугольной формы из резинотканевой ленты, закрепленной внутри вагонетки болтовым соединением, согласно изобретению, диафрагма выполнена в виде ложного днища-ванночки с прикрепленным к ней грузом со стороны днища вагонетки.

По второму варианту диафрагма выполнена в виде набора секций, при этом на каждой секции со стороны днища вагонетки закреплен груз.

По третьему варианту диафрагма выполнена в виде ложного днища-ванночки и прикреплена к бортам вагонетки герметично, при этом на диафрагме со стороны днища вагонетки закреплен груз, а в нижней части вагонетки установлен воздушный клапан предельного давления.

По четвертому варианту диафрагма выполнена в виде ложного днища-ванночки и прикреплена к бортам вагонетки герметично, при этом в нижней части вагонетки выполнен патрубок для подачи сжатого воздуха, а опрокидыватель снабжен магистралью с клапаном для подачи сжатого воздуха.

По пятому варианту диафрагма выполнена в виде ложного днища-ванночки и прикреплена к бортам вагонетки герметично, при этом в нижней части вагонетки выполнен воздушный клапан предельного давления с патрубком для подачи сжатого воздуха, а опрокидыватель снабжен магистралью с клапаном для подачи сжатого воздуха.

По всем вариантам болтовое соединение диафрагмы с бортами вагонетки выполнено с помощью пластины с фаской или круглого проката.

Данное устройство позволит повысить надежность, простоту в изготовлении и эксплуатации, долговечность устройства и обеспечит очистку вагонеток от налипшего материала в автоматическом режиме без остановки процесса разгрузки-загрузки вагонеток. Причем по второму варианту отсутствует необходимость в изготовлении цельной диафрагмы, достаточно лишь закрепить к вагонетке, например, транспортерную ленту в том виде, в котором ее выпускает производитель, что значительно упрощает конструкцию. По третьему варианту воздушный клапан предельного давления позволит увеличить срок службы диафрагмы за счет снижения воздействия на нее ударов от кусков загружаемого материала. По четвертому варианту подача сжатого воздуха в пространство между диафрагмой и днищем вагонетки позволит улучшить очистку вагонетки от материала, а отсутствие груза на диафрагме упростит конструкцию и снизит жесткое и неуправляемое воздействие на нее. По пятому варианту воздушный клапан предельного давления обеспечит смягчающее воздействие загружаемого материала на диафрагму, что позволит существенно продлить срок ее службы, а подача сжатого воздуха в пространство между диафрагмой и днищем вагонетки позволит ускорить процесс очистки вагонетки и облегчит выгрузку налипшего материала.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

по первому варианту:

на фиг.1 изображен продольный разрез вагонетки и размещенная внутри нее диафрагма с прикрепленным к ней грузом,

на фиг.2 - поперечный разрез вагонетки с диафрагмой и закрепленным на ней грузом,

на фиг.3 - продольный разрез вагонетки, перевернутой, например, в круговом опрокидывателе, и положение диафрагмы с грузом в конце переворота,

на фиг.4 - поперечный разрез вагонетки, перевернутой, например, в круговом опрокидывателе, и положение диафрагмы с грузом в конце переворота,

по всем вариантам:

на фиг.5 - крепление диафрагмы к бортам вагонетки с помощью пластины с фаской,

на фиг.6 - крепление диафрагмы к бортам вагонетки с помощью круглого проката,

по второму варианту:

на фиг.7 - продольный разрез вагонетки и диафрагмы, выполненной в виде секций с прикрепленными к ним грузами,

на фиг.8 - поперечный разрез вагонетки и диафрагмы, выполненной в виде секций с прикрепленными к ним грузами,

на фиг.9 - продольный разрез перевернутой вагонетки и положение диафрагмы, выполненной в виде секций с прикрепленными к ним грузами в конце переворота,

на фиг.10 - поперечный разрез перевернутой вагонетки и положение диафрагмы, выполненной в виде секций с прикрепленными к ним грузами в конце переворота,

по третьему варианту:

на фиг.11 - продольный разрез вагонетки и положение герметичной диафрагмы с прикрепленным к ней грузом после возврата вагонетки в исходное положение (положение загрузки материала),

на фиг.12 - поперечный разрез вагонетки с герметичной диафрагмой и с прикрепленным к ней грузом после возврата вагонетки в исходное положение (положение загрузки материала),

на фиг.13 - продольный разрез перевернутой вагонетки и положение герметичной диафрагмы с прикрепленным к ней грузом, свободно всасывающей атмосферный воздух внутрь пространства между диафрагмой и днищем вагонетки,

на фиг.14 - поперечный разрез перевернутой вагонетки и положение герметичной диафрагмы с прикрепленным к ней грузом, свободно всасывающей атмосферный воздух внутрь пространства между диафрагмой и днищем вагонетки,

на фиг.15 - клапан предельного давления в момент пропуска атмосферного воздуха внутрь пространства между диафрагмой и днищем вагонетки в процессе переворота (разгрузки) вагонетки,

на фиг.16 - клапан предельного давления в момент выпуска воздуха из пространства между диафрагмой и днищем вагонетки в процессе загрузки вагонетки,

по четвертому варианту:

на фиг.17 - продольный разрез вагонетки и положение герметичной диафрагмы после возврата вагонетки в исходное положение (положение загрузки материала),

на фиг.18 - поперечный разрез вагонетки и положение герметичной диафрагмы после возврата вагонетки в исходное положение (положение загрузки материала),

на фиг.19 - продольный разрез перевернутой вагонетки и положение герметичной диафрагмы, свободно всасывающей атмосферный воздух внутрь пространства между диафрагмой и днищем вагонетки,

на фиг.20 - поперечный разрез перевернутой вагонетки и положение герметичной диафрагмы, свободно всасывающей атмосферный воздух внутрь пространства между диафрагмой и днищем вагонетки,

на фиг.21 - патрубок вагонетки для подачи сжатого воздуха и клапан на конце магистрального трубопровода до их соприкосновения, т.е. в положении «закрыто»,

на фиг.22 - клапан на конце магистрального трубопровода со сжатым воздухом в положении «открыто» в момент соприкосновения его с патрубком на вагонетке,

по пятому варианту:

на фиг.23 - продольный разрез вагонетки и положение герметичной диафрагмы после возврата вагонетки в исходное положение опрокидывателем (положение загрузки материала),

на фиг.24 - поперечный разрез вагонетки и положение герметичной диафрагмы после возврата вагонетки в исходное положение опрокидывателем (положение загрузки материала),

на фиг 25 - продольный разрез вагонетки, перевернутой опрокидывателем (на фиг. не показан), и положение герметичной диафрагмы в конце переворота при подаче сжатого воздуха внутрь полости, образованной днищем вагонетки и диафрагмой,

на фиг 26 - поперечный разрез вагонетки, перевернутой опрокидывателем (на фиг. не показан), и положение герметичной диафрагмы в конце переворота при подаче сжатого воздуха внутрь полости, образованной днищем вагонетки и диафрагмой,

на фиг.27 - воздушный клапан предельного давления в положении «закрыто» с патрубком для подачи сжатого воздуха и клапаном на конце магистрального трубопровода со сжатым воздухом в положении «открыто» при разгрузке вагонетки, т.е. в момент их соприкосновения,

на фиг.28 - воздушный клапан предельного давления в положении «открыто» с патрубком для подачи сжатого воздуха в момент загрузки вагонетки.

Устройство для предотвращения налипания транспортируемого материала на днище вагонеток включает опрокидыватель (на фиг. не показан) и вагонетку 1 с диафрагмой 2. Диафрагма 2 выполнена прямоугольной формы из резинотканевой ленты и закреплена внутри вагонетки 1 болтовым соединением 3 (фиг.5 и 6). Болтовое соединение 3 диафрагмы 2 с бортами вагонетки 1 выполнено с помощью пластины с фаской 4 или круглого проката 5 (фиг.5 и 6). По первому варианту диафрагма 1 выполнена в виде ложного днища-ванночки с прикрепленным к ней грузом 6 со стороны днища вагонетки 1 (фиг.1-4).

По второму варианту диафрагма 2 выполнена в виде набора секций, причем на каждой секции, со стороны днища вагонетки 1, закреплен груз 6 (фиг.7-10).

По третьему варианту диафрагма 2 выполнена в виде ложного днища-ванночки и прикреплена к бортам вагонетки 1 герметично. На диафрагме 2 со стороны днища вагонетки 1 закреплен груз 6, а в нижней части вагонетки 1 установлен воздушный клапан предельного давления 7 (фиг.11-16).

По четвертому варианту диафрагма 2 выполнена в виде ложного днища-ванночки и прикреплена к бортам вагонетки 1 герметично. В нижней части вагонетки 1 выполнен патрубок для подачи сжатого воздуха 8, а опрокидыватель (на фиг. не показан) снабжен магистралью с клапаном для подачи сжатого воздуха 9 (фиг.17-22).

По пятому варианту диафрагма 2 выполнена в виде ложного днища-ванночки и прикреплена к бортам вагонетки 1 герметично. В нижней части вагонетки 1 выполнен воздушный клапан предельного давления 7 с патрубком для подачи сжатого воздуха 8, а опрокидыватель снабжен магистралью с клапаном для подачи сжатого воздуха 9 (фиг.23-28).

Воздушный клапан предельного давления 7 включает уплотнение 10, пружину 11, свободно перемещающийся золотник 12 и заглушку 13 (фиг.15 и 16). Клапан для подачи сжатого воздуха 9 включает уплотнение 14, пружину 15 и заглушку 16 (фиг.27 и 28).

Устройство работает следующим образом.

Загруженную материалом вагонетку 1 с цельной диафрагмой 2 (по первому варианту) или в виде секций (по второму варианту) с прикрепленным к ней грузом 6 подают в круговой опрокидыватель, в котором ее переворачивают. Материал высыпается из вагонетки 1, диафрагма 2 под воздействие груза 6 выворачивается и стряхивает с себя остатки материала. При возврате вагонетки 1 круговым опрокидывателем в исходное положение диафрагма 2 под воздействием груза 6 также возвращается в исходное положение, укладываясь вдоль бортов и днища вагонетки 1. Диафрагма 2 выполнена из гибкого материала, например транспортерной ленты, и для увеличения ее срока службы крепится к бортам вагонетки 1 с помощью пластины с фаской 4 или круглого проката 5, которые позволяют предотвратить срезание диафрагмы 2 в месте болтового соединения 3 в процессе переворота вагонетки 1.

Для увеличения срока службы диафрагмы 2 и предотвращения ее разрушения в процессе загрузки материала от жесткого восприятия ударов падающих кусков внутрь вагонетки 1 диафрагму 2 выполняют герметичной (по третьему, четвертому и пятому вариантам).

По третьему варианту в днище вагонетки 1 устанавливают воздушный клапан предельного давления 7. Клапан 7 в процессе переворота вагонетки 1 и выворачивания диафрагмы 2 под воздействием груза 6 свободно пропускает атмосферный воздух под диафрагму 2. Это происходит из-за возникающей разницы давления, так как под диафрагмой 2 при ее перемещении образуется вакуум, золотник 12 отходит от своего седла в заглушке 13 и образуется кольцевая щель. При перевороте вагонетки 1 в положение загрузки диафрагма 2 под воздействием груза 6 стремится занять свою исходную позицию вдоль бортов и днища вагонетки 1 и создает давление, превышающее атмосферное, поэтому золотник 12 садится в свое седло в затворе 13, предотвращая выход воздуха из-под диафрагмы 2. Таким образом, создается воздушная подушка и диафрагма 2 с грузом 6 «подвисает» внутри вагонетки (см. фиг.11 и 12). В процессе загрузки вагонетки 1 материалом давление воздуха внутри подушки возрастает, заглушка 13 отходит от уплотнения 10, так как усилие пружины 11 становится недостаточным, чтобы заглушка 13 оставалась закрытой. По мере заполнения вагонетки 1 материалом зазор между заглушкой 13 и уплотнением 10 увеличивается, и увеличивается пропускная способность воздушного клапана предельного давления 7. Таким образом, обеспечивается мягкое восприятие ударов кусков загружаемого материала диафрагмой 2 и, как следствие, увеличивается срок ее службы.

Груз 6 может оказывать жесткое и неуправляемое воздействие на диафрагму 2, что снижает срок ее службы. В связи с этим, для еще большего увеличения срока службы диафрагмы 2 ее выполняют без груза 6 по четвертому и пятому вариантам. Однако для достижения заявленного результата по четвертому варианту в днище вагонетки 1 устанавливают патрубок 8 для подачи сжатого воздуха, а по пятому варианту дополнительно устанавливают воздушный клапан предельного давления 7 и по обоим вариантам опрокидыватель еще дополнительно снабжают магистралью и клапаном для подачи сжатого воздуха 9.

По четвертому варианту патрубок 8 в процессе переворота вагонетки 1 входит в соприкосновение с заглушкой 16 клапана 9, который расположен на конце магистрали со сжатым воздухом. Тем самым обеспечивается поступление сжатого воздуха под диафрагму 2. Диафрагма 2 растягивается и выталкивает материал из вагонетки 1, при этом разрывается связь между прилипшими кусочками материала и диафрагмой 2, что позволяет улучшить очистку вагонетки 1 и ускорить процесс разгрузки. При возврате вагонетки 1 в исходное положение соприкосновение патрубка 8 и клапана 9 прекращается, и воздух беспрепятственно выходит из-под диафрагмы 2 в атмосферу. Затем диафрагма 2 занимает свое исходное положение параллельно бортам и днищу вагонетки 1.

По пятому варианту в процессе переворота вагонетки 1 воздушный клапан предельного давления 7 свободно пропускает сжатый воздух под диафрагму 2 при соприкосновении патрубка 8 с клапаном 9. Процесс наполнения сжатым воздухом пространства между диафрагмой 2 и вагонеткой 1 происходит аналогично третьему варианту. После переворота вагонетки 1 в положение загрузки клапан 7 препятствует выходу воздуха из-под «подушки» и тем самым обеспечивается смягчающее воздействие загружаемого материала на диафрагму 2. Это способствует увеличению срока службы диафрагмы 2.

Устройства по четвертому и пятому вариантам могут быть использованы для выгрузки смерзшихся и слежавшихся материалов.

Использование предлагаемого устройства позволит по сравнению с прототипом повысить надежность, простоту в изготовлении и эксплуатации, долговечность устройства, а также обеспечит очистку вагонеток от налипшего материала в автоматическом режиме без остановки процесса разгрузки-загрузки вагонеток.