ЦЕПНОЙ КОНВЕЙЕР И ПРИВОДНАЯ ЗВЕЗДОЧКА ДЛЯ НЕГО
CHAIN CONVEYOR AND DRIVE SPROCKET THEREFOR

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[1] Настоящее изобретение относится к конвейерным системам, и в частности к конвейеру, содержащему балки пластины (например, для системы разработки длинными очистными забоями).
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[2] Системы горных разработок, такие как системы разработки длинными очистными забоями, включают в себя один или несколько очистных комбайнов, имеющих режущие барабаны для вырубки материала из забоя подземной выработки. В некоторых вариантах осуществления материал укладывают на забойный скребковый конвейер (AFC) и транспортируют от забоя подземной выработки.
[3] В одном аспекте конвейерная система, выполненная с возможностью перемещения материал относительно забоя подземной выработки, содержит конвейерный рештак, выполненный с возможностью несения материала, приводной блок, содержащий приводной вал и множество звездочек, прикрепленных к приводному валу, причем приводной вал приводится во вращение вокруг вращательной оси, и перемещающий элемент, содержащий множество цепей и множество пластин. Каждая из цепей приводится в движение одной из звездочек для перемещения цепи и пластин по конвейерному рештаку. Каждая из пластин соединена между множеством цепей. Каждая из множества пластин содержит первый участок и второй участок. Первый участок соединен со вторым участком подвижным соединением, и пластины выполнены с возможностью перемещать материал по конвейерному рештаку.
[4] В другом аспекте конвейерный узел для перемещения материала, содержащий по меньшей мере две цепи, и множество пластин. Каждая из множества пластин содержит первый участок, соединенный со вторым участком подвижным соединением. Первый участок жестко соединен c одной из по меньшей мере двух цепей. Второй участок проходит между по меньшей мере двумя цепями. Множество пластин выполнено с возможностью контакта с материалом и его перемещения.
[5] В еще одном аспекте конвейерный узел для перемещения материала содержит по меньшей мере две цепи, каждую образующую продольную ось, и множество пластин, соединенных по меньшей мере с двумя цепями и выполненных с возможностью контакта с материалом и его перемещения в направлении параллельном продольным осям. Каждая из множества пластин проходит вдоль центральной оси, наклонно ориентированной относительно продольных осей. Каждая пластина содержит первый участок, смещенный от второго участка в направлении параллельном продольным осям.
[6] Другие аспекты должны стать понятными при рассмотрении подробного описания и прилагаемых чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[7] На фиг. 1 показана в изометрии горная машина.
[8] На фиг. 2 показан вид сбоку секции крепи, конвейерный узел и горная машина фиг. 1.
[9] На фиг. 3 показана в изометрии концевая рама конвейерного узла фиг. 2.
[10] На фиг. 4 показан вид концевой рамы фиг. 3 с сечением по линии 4-4.
[11] На фиг. 5 на схеме участка приводного блока концевой рамы фиг. 3 показаны ведущие звездочки, соединенные c приводным валом.
[12] На фиг. 6 показан в изометрии участок конвейерного узла фиг. 2.
[13] На фиг. 7A схематично показан вид сверху участка конвейерного узла фиг. 6, содержащий две цепи.
[14] На фиг. 7B схематично показан вид сверху участка конвейерного узла фиг. 6, содержащий три цепи.
[15] На фиг. 7C схематично показан вид сверху участка конвейерного узла фиг. 6, содержащий три цепи, согласно другому варианту осуществления.
[16] На фиг. 7D схематично показан вид сверху участка конвейерного узла фиг. 6, содержащий три цепи, согласно другому варианту осуществления.
[17] На фиг. 8 показана в изометрии ведущая звездочка фиг. 5 и участок одной цепи.
[18] На фиг. 9 показан вид сбоку приводного узла фиг. 5, иллюстрирующий пластину, поворачивающуюся вокруг приводного вала.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[19] Перед подробным описанием любых вариантов осуществления изобретения следует пояснить, что изобретение не ограничено в заявке деталями конструкции и устройством компонентов, изложенными в следующем описании или проиллюстрированными на следующих чертежах. Изобретение предполагает возможность других вариантов осуществления, а также реализацию на практике различными путями. Также следует понимать, что фразеология и терминология, применяемая в данном документе, служит для описания и не должна считаться ограничивающей. Применение терминов ʺвключающий в себяʺ и ʺсодержащийʺ и их вариаций в данном документе охватывает позиции, перечисленные ниже в данном документе и их эквиваленты, а также дополнительные позиции. Применение термина ʺсостоящий изʺ и его вариаций в данном документе означает охват только позиций, перечисленных ниже в данном документе и их эквивалентов. Если иное или ограничения специально не оговорены, термины ʺустановленʺ, ʺсоединенʺ, ʺзакрепленʺ и ʺспаренʺ, а также их вариации применены в широком смысле и заключают в себе как варианты прямого, так и непрямого монтажа, соединений, креплений и соединительных устройств.
[20] На фиг. 1 показана горная машина, такая как длиннозабойный очистной комбайн 10, содержащий раму или шасси 14 и пару врубовых головок 18 (т.е., первую врубовую головку 18a и вторую врубовую головку 18b), имеющих зубки 22 (см. фиг. 2), врубовые головки 18 соединены c шасси 14 поворотными редукторами 26 (т.е., первым поворотным редуктором 26a и вторым поворотным редуктором 26b). Шасси 14 выполнено с возможностью перемещения или перекатывания вдоль зубчатой рейки 30 относительно забоя 34 подземной выработки (см. фиг. 2) в первом направлении 38 и втором направлении 42, противоположном первому направлению 38. В одном варианте осуществления первую врубовую головку 18a поднимают для выруба зубками 22 породы (например, угля или других минералов) на верхнем участке забоя 34 подземной выработки, а вторую врубовую головку 18b ставят в нижнее положение для выруба зубками 22 породы на нижнем участке забоя 34 подземной выработки. Вырубленную породу затем накладывают на конвейерный узел 46, описанный более подробно ниже.
[21] На фиг. 2 показана часть системы разработки длинными очистными забоями, содержащая очистной комбайн 10, конвейерный узел 46, и секции 50 крепи, функционирующей для обеспечения продвижения очистного комбайна 10 и конвейерного узла 46 к забою 34 подземной выработки. Каждая секция 50 крепи установлена за конвейерным узлом 46 (т.е., отнесена от забоя 34 подземной выработки) и содержит щит 54, проходящий над шасси 14 и конвейерным узлом 46 для взаимодействия с кровлей 58 выработки (фиг. 3).
[22] Показанный конвейерный узел 46 также содержит концевые рамы 98, расположенные на дальних концах конвейерного узла 46 (на фиг. 3 и 4 показана только одна концевая рама 98). Как также показано на фиг. 3 и 4, каждая концевая рама 98 содержит приводной блок 102, имеющий двигатель 106, приводной вал 110 образующий вращательную ось 114 перпендикулярную направлениям 38, 42 и множество звездочек 118, закрепленных для вращения на приводном валу 110. В одном варианте осуществления приводной блок 102 содержит три звездочки 118a, 118b, 118c (фиг. 5); в других вариантах осуществления приводной блок 102 может включать в себя меньше или больше звездочек 118. Как показано на фиг. 4 и 5, каждая звездочка 118 содержит зубья или выступы 122, радиально проходящие от вращательной оси 114.
[23] Как лучше всего показано на фиг. 4 и 5, в варианте осуществления каждый выступ образован, как пара выступов 122 и содержит переднюю поверхность 126, обращенную в направлении вращения, и заднюю поверхность 130, обращенную в противоположном направлении. Первый паз 134 для звена цепи выполнен между смежными парами выступов 122 в периферийном направлении приводного вала 110 около вращательной ось 114 так, что первые пазы 134 для звена цепи образуют по окружности промежутки между смежными парами выступов 122. Другими словами, каждый первый паз 134 для звена цепи образуется между передней поверхностью 126 одной пары выступов 122 и задней поверхностью 130 смежной пары выступов 122 в периферийном направлении приводного вала 110 (фиг. 4 и 5). Кроме того, второй паз 138 для звена цепи образуется между одной парой выступов 122 (фиг. 5). Другими словами, каждый второй паз 138 для звена цепи образован между первой внутренней поверхностью 139 и второй внутренней поверхностью 140, которая обращена к первой внутренней поверхности 139, одной пары выступов 122 (фиг. 5).
[24] Как также показано на фиг. 5, каждая звездочка 118a-c имеет угловое смещение на вращательной оси 114 относительно другой звездочки 118a-c. В частности, первая задняя поверхность 130a пары выступов 122 первой звездочки 118a повернута от второй задней поверхности 130b пары выступов 122 второй звездочки 118b на первый угол 142 (фиг. 9) в угловом направлении около вращательный оси 114. Кроме того, вторая задняя поверхность 130b отнесена от третьей задней поверхности 130c пары выступов 122 третьей звездочки 118c на второй угол 146 (фиг. 9) в угловом направлении вокруг вращательной оси 114. В одном варианте осуществления первый угол 142 равен второму углу 146. В других вариантах осуществления, первый угол 142 может быть больше или меньше второго угла 146. В дополнительных вариантах осуществления угол смещения (например, первый и второй углы 142, 146) между звездочками 118 зависит от числа цепей 182, приводимых в движение звездочками 118 и числа выступов 122 в каждой звездочке 118. В одном варианте осуществления угол смещения между звездочками 118 может быть вычислен следующим образом:
угол смещения=(360/число выступов на звездочку 118)/ число цепей 182
[25] Например, в показанном варианте осуществления фиг. 5, каждая звездочка 118 содержит семь выступов 122 (или пар выступов) и три цепи 182 приводятся в движение, что обеспечивает первый и второй углы 142, 146 величиной около 17 градусов.
[26] Как показано на фиг. 6, конвейерный узел 46 также содержит конвейерный рештак 150, установленный между двумя концевыми рамами 98. В некоторых вариантах осуществления конвейерный рештак 150 выполнен, как многочисленные индивидуальные секции рештака (только одна секция рештака показана на фиг. 6), которые соединены друг с другом. Показанный конвейерный рештак 150 содержит опорную плиту 154, которая образует нижний канал 158, имеющий две противоположных нижних канавки 162, и верхний канал 166, имеющий две противоположных верхних канавки 170. Нижний канал 158 является закрытым каналом, что препятствует попаданию вырубленной породы и/или отходов в нижний канал 158, а верхний канал 166 является открытым каналом для размещения вырубленной породы. В показанном варианте осуществления, конвейерный рештак 150 соединен c зубчатой рейкой 30, и оградительный борт 174 установлен между зубчатой рейкой 30 и секцией 50 крепи (фиг. 2).
[27] Как показано на фиг. 6, и 7A-7D, конвейерный узел 46 дополнительно содержит перемещающий элемент 178, который поддерживается конвейерным рештаком 150 и приводится в движение двумя концевыми рамами 98. Показанный перемещающий элемент 178 является цепным конвейером, содержащим по меньшей мере две цепи 182 и балки 186 пластины (обычные балки пластины показаны на фиг. 6) соединенные между цепями 182 через регулярные интервалы. В одном варианте осуществления балки 186 пластины могут быть съемно соединены c цепями 182 (например, балки 186 пластины соединены болтами с цепями 182) для облегчения замены стержней 186 пластины. Каждая цепь 182 образует продольную ось 190, проходящую в некоторой плоскости перпендикулярно вращательный оси 114 концевых рам 98. В показанном варианте осуществления, каждая цепь 182 содержит горизонтальные или первые звенья 194, соединенные c вертикальными или вторыми звеньями 198 (например, одно горизонтальное звено 194 соединено между двумя смежными вертикальными звеньями 198), при этом балки 186 пластины соединены c горизонтальный звеньями 194 цепи 182. Балки 186 пластины включают в себя концы или фиксированные участки 202, которым приданы размеры для размещения в нижних канавках 162 и верхних канавках 170 конвейерного рештака 150. Поэтому, концы 202 стержней 186 пластины выполнены соответствующими контуру нижних канавок 162 и верхних канавок 170. В одном варианте осуществления балки 186 пластины могут иметь поперечное сечение кубоида (например, квадратное, прямоугольное, и т.д.) на видах по продольным осям 190. В других вариантах осуществления балки 186 пластины могут иметь образованное дугами сечение (например, круг, эллипс, полукруг, и т.д.) на видах по продольным осям 190. В дополнительных вариантах осуществления балки 186 пластины могут иметь другие сечения (например, многогранник, треугольник, т.д.) на видах по продольным осям 190.
[28] На фиг. 7A-7D показаны отличающиеся варианты осуществления балок 186 пластины, соединенных c двумя или тремя цепями 182. Как показано на фиг. 7A, каждый конец 202 балок 186а пластины является фиксированным (например, съемно фиксированным крепежными элементами) к горизонтальному звену 194 одной из двух цепей 182a, 182b, при этом промежуточный участок 206 каждой балки 186а пластины шарнирно соединен c концами 202 на подвижных или шарнирных соединениях 210. Промежуточные участки 206 проходят между двумя цепями 182a, 182b, при этом шарнирные соединения 210 обеспечивают промежуточному участку 206 свободный поворот в шарнире относительно концов 202. Показанные балки 186а пластины образуют криволинейную балку (например, балку с двумя изгибами, Z-образную, и т.д.), имеющую центральную ось 214. Участки центральной оси 214 проходящие через концы 202 балок 186а пластины, по существу, перпендикулярны продольным осям 190, и участки центральной оси 214, проходящие через промежуточный участок 206 балок 186а пластины, по существу, параллельны продольным осям 190. Другими словами, первый участок центральной оси 214, проходящий через конец 202, соединенный c первой цепью 182a, перпендикулярен продольным осям 190, второй участок центральной оси 214, проходящий через конец 202, соединенный со второй цепью 182b, перпендикулярен продольным осям 190, но первый участок центральной оси 214 смещен от второго участка центральной оси 214 в направлении параллельном продольным осям 190. В других вариантах осуществления балки 186а пластины могут быть гибкими элементами, при этом шарнирные соединения 210 могут быть гибкими соединениями балок 186а пластины.
[29] Как показано на фиг. 7B, каждый конец 202 балок 186b пластины (одинаково с балками 186а пластины) закреплен на горизонтальном звене 194 одной из двух наружных цепей 182a, 182c. В дополнение, центральный участок или закрепленный участок 218 каждой балки 186b пластины закреплен на горизонтальном звене 194 средней цепи 182b. Каждый промежуточный участок 206 каждой балки 186b пластины шарнирно соединен между одним концом 202 и центральным участком 218 на двух шарнирных соединениях 210 (например, каждый стержень 186b пластины содержит четыре шарнирных соединения 210). Центральная ось 214 балки 186b пластины также образует криволинейную балку (например, балку с четырьмя изгибами, выполненную зигзагообразно, и т.д.). Участки центральной оси 214, проходящие через концы 202 и центральный участок 218, по существу, перпендикулярны продольным осям 190, и участки центральной оси 214, проходящие через промежуточные участки 206, по существу, параллельны продольным осям 190.
[30] Как показано на фиг. 7C, концы 202 и центральные участки 218 балок 186c пластины (аналогично балкам 186b пластины) закреплены на горизонтальных звеньях 194 подвижными шарнирами 222. Подвижные шарниры 222 обеспечивают перемещение (например, изгиб) промежуточных участков 206 относительно центрального участка 218, а также перемещение промежуточных участков 206 относительно концов 202. В данном варианте осуществления центральная ось 214 каждой балки 186c пластины является линейной и наклонно ориентированной относительно продольных осей 190. В дополнение, центральные оси 214 балок 186c пластины ориентированы параллельно друг другу.
[31] Как показано на фиг. 7D, центральная ось 214 каждой балки 186d пластины также является линейной и наклонно ориентированной относительно продольных осей 190, одинаково с балками 186c пластины. Вместе с тем, центральные оси 214 смежных балок 186d пластины являются наклонно ориентированными.
[32] Во время работы системы разработки длинными очистными забоями длиннозабойный очистной комбайн 10 вырубает материал из забоя 34 подземной выработки, и материал в итоге принимается в верхнем канале 166 конвейерного рештака 150. При врубе длиннозабойного очистного комбайна 10 в забой 34 подземной выработки приводной блок 102 по меньшей мере одной концевой рамы 98 вращает множество звездочек 118 вокруг вращательной оси 114 (фиг. 4). Как лучше всего показано на фиг. 4, каждая звездочка 118 взаимодействует с одной из цепей 182 и перемещает участок цепей 182 через верхний канал 166 в одном направлении (например, первом направлении 38) и перемещает другой участок цепей 182 через нижний канал 158 в другом направлении (например, втором направлении 42). В частности, и как показано на фиг. 8, горизонтальные звенья 194 каждой цепи 182 принимаются в первый паз 134 для звена цепи соответствующей звездочки 118, и вертикальные звенья 198 каждой цепи 182 принимаются во второй паз 138 для звена цепи соответствующей звездочки 118 для захвата звездочками 118 цепей 182 и перемещения цепей 182 относительно конвейерного рештака 150.
[33] Поскольку звездочки 118a-c имеют угловое смещение друг от друга, каждая звездочка 118a-c должна захватывать соответствующую цепь 182a-c в отличающейся точке в данный момент времени. Например, первая звездочка 118a должна захватывать горизонтальное звено 194 первой цепи 182a, затем последовательно вторая звездочка 118b должна захватывать горизонтальное звено 194 второй цепи 182b, затем последовательно третья звездочка 118c должна захватывать горизонтальное звено 194 третьей цепи 182c, и затем последовательность повторяется при вращении звездочек 118a-c вокруг вращательной оси 114. При данном последовательном захвате расположенных вразбежку цепей 182a равномерно распределяется нагрузка от реактивного крутящего момента, действующего на двигатель 106 в течение всего периода вращения звездочек 118a-c. Если звездочки 118a-c не имеют углового смещения, нагрузка с пиками от реактивного крутящего момента действует на двигатель 106, поскольку звездочка 118a-c одновременно захватывает соответствующую цепь 182a-c, что уменьшает эксплуатационный ресурс двигателя 106.
[34] Показанные балки 186 пластины способны поворачиваться в шарнире или изгибаться в соединениях 210, 222 в ответ на угловое смещение звездочек 118a-c. Например, и как показано на фиг. 7B и 9, когда звездочки 118a-c захватывают три цепи 182a-c для поворота цепи 182a-c вокруг вращательной оси 114, балки 186b пластины поворачиваются в шарнирных соединениях 210. В частности, первая звездочка 118a начинает поворачивать первую цепь 182a вокруг вращательной оси 114 до того, как вторая цепь 182b и третья цепь 182c начинают поворачиваться вокруг вращательной оси 114. В результате, конец 202 балки 186b пластины, который закреплен на первой цепи 182a, перемещается (например, перемещается вертикально; фиг. 4) относительно центрального участка 218 и другого конца 202. Шарнирное соединение 210 между центральным участком 218 и концом 202, закрепленным на первой цепи 182a, обеспечивает перемещение между концом 202 и центральным участком 218, когда балки 186b пластины перемещаются вокруг вращательной оси 114. Аналогичное перемещение происходит между центральным участком 218 и концом 202, закрепленным на третьей цепи 182c, когда вторая звездочка 118b начинает поворачивать вторую цепь 182b до того, как третья звездочка 118c начинает поворачивать третью цепь 182c вокруг вращательной оси 114. Аналогичное перемещение происходит с балками 186 пластины, показанными на фиг. 7A, когда два звездочки 118 поворачивают две цепи 182a, 182b вокруг вращательной оси 114. Кроме того, когда балки 186a, 186b пластины начинают поворачиваться вокруг вращательной оси 114, центральная ось 214 каждой балки 186a, 186b пластины изгибается около центрального участка 218 (На фиг. 9). Кроме того, аналогичное перемещение происходит с балками 186c, 186d пластины, показанными на фиг. 7C и 7D, когда три звездочки 118 поворачивают три цепи 182a, 182b, 182c вокруг вращательной оси 114, но балки 186c, 186d пластины, изгибаются относительно фиксированных соединений 222, а не поворачиваются в соединениях 222.
[35] Как также показано фиг. 4, балки 186 пластины должны продолжать поворачиваться в шарнире или изгибаться вокруг вращательной оси 114 до достижения балками 186 пластины позиции половины пути в их повороте вокруг вращательной оси 114. Затем балки 186 пластины должны поворачиваться в шарнире или изгибаться обратно, в общем, к конфигурации планарной балки пластины, так что когда перемещающий элемент 178 отцепляется от звездочки 118, балки 186 пластины перемещаются вдоль опорной плиты 154 конвейерного рештака 150 (фиг. 4). Как следствие, балки 186 пластины могут толкать вырубленную породу, которая принята в верхний канал 166, вдоль продольных осей 190 (например, первого направления 38) для транспортировки вырубленной породы относительно забоя 34 подземной выработки.
[36] Хотя некоторые аспекты описаны подробно со ссылками на предпочтительные варианты осуществления, вариации и модификации существуют в объеме и сущность одного или нескольких описанных независимых аспектов. Различные признаки и преимущества изложены ниже в формуле изобретения.