УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ОРОШАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ К РЕЗЦУ ГОРНОЙ МАШИНЫ

Устройство для подачи орошающей жидкости к резцу горной машины Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для подачи орошающей жидкости к резцу горной машины, и может быть использовано в конструкции исполнительного органа выемочного или проходческого горного комбайна, оснаш;енного преимущественно тангенциальными резцами, при разрушении минеральных и искусственных материалов. Известно устройство для подачи орошающей жидкости к резцу горной машины, которое содержит закрепленный на корпусе исполнительного органа резцедержатель с продольным каналом, установленный в продольном канале резцедержателя с возможностью поворота вокруг своей продольной оси симметрии и ограниченного осевого перемещения резец, выполненный в корпусе исполнительного органа канал для подвода орошающей жидкости, который сообщен с каналом для подачи орошающей жидкости на забой, и запорный клапан, запорный орган которого кинематически связан с резцом посредством соединительного элемента и установлен с возможностью открытия канала для подачи орошающей жидкости при смещении резца (см., например, патент СССР .Nb 1371502, кл. Е21 С 25/38, опубл. 1988). К недостаткам известного устройства можно отнести сложность его конструкции, что отрицательно сказывается на эксплуатационнз ю надежность исполнительного органа горной машины в целом. Кроме того, в случае утери резца или поломки (при отрыве) резцедержателя и/или резца происходит беспрепятственное истечение охлаждающей жидкости на забой через канал для подвода орошающей жидкости, выполненный в корпусе исполнительного органа. Указанное обстоятельство приводит к увеличению расхода охлаждающей жидкости и, следовательно, чрезмерному обводнению забоя образуемой выработки. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство для подачи орошающей жидкости к резцу горной машины, которое содержит закрепленный на корпусе исполнительного органа резцедержатель с продольным каналом, установленный в резцедержателе с возможностью поворота и ограниченного осевого перемещения резец с цилиндрической державкой, выполненный в корпусе исполнительного органа канал для подвода орошающей жидкости, который через рабочую камеру сообщен с каналом для подачи орошаюшей жидкости на забой, соединенный с державкой уплотнительный элемент, который размещен в рабочей камере, и стопорное приспособление для фиксации резца в резцедержателе (см., например, авторское свидетельство СССР № 1686156, кл. Е21 С 25/38, опубл. 1991). МПКЕ21С35/22
тельно, более надежно в экснлуатацни. Однако, при работе исполнительного органа горной машины возможна ситуация, при которой один или несколько резцедержателей под действием внешнего воздействия отрываются от корпуса исполнительного органа. При этом отрыв одного резцедержателя не оказывает существенного влияния на процесс разрушения и работа может быть продолжена. Но при отрыве резцедержателя орошаюш,ая жидкость сводно истекает на забой, поскольку конструкция описываемого устройства не предотвращает утечек орошающей жидкости при отрыве резцедержателя от корпуса исполнительного органа.
Полезная модель направлена на решение задачи по созданию такого устройства для подачи орошающей жидкости к резцу горной машины, которое обеспечивало бы предотвращение подачи орошающей жидкости на забой образуемой выработке при поломке резца или резцедержателя. Технический результат, который может быть получен при реализации заявленной полезной модели, заключается в снижении утечек орошающей жидкости при выходе из строя резца и/или резцедержателя.
Поставленная задача решена за счет того, что устройство для подачи орошающей жидкости к резцу горной машины, которое содержит закрепленный на корпусе исполнительного органа резцедержатель с продольным каналом, установленный в резцедержателе с возможностью поворота и ограниченного осевого перемещения резец с цилиндрической державкой, выполненный в корпусе исполнительного органа канал для подвода орошающей жидкости, который через рабочую камеру сообщен с каналом для подачи орошающей жидкости на забой, соединенный с державкой резца уплотнительный элемент, который размещен в рабочей камере, и стопорное приспособление для фиксации резца в резцедержателе, имеет обратный клапан с запорным органом, а канал для подвода орошающей жидкости выполнен с расположенной на его выходе расточкой для размещения корпуса обратного клапана, при этом уплотнительный элемент установлен с возможностью взаимодействия с запорным органом обратного клапана.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что рабочая камера образована стенками расточки, выполненной в продольном канале резцедержателя, и наружной поверхностью корпуса исполнительного органа. При таком варианте конструктивного выполнения устройство имеет наиболее простую и технологичную конструкцию, что повышает его эксплуатационную надежность.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что канал для подачи орошающей жидкости на забой имеет кольцевую форму. При такой форме указанного канала улучшается процесс пылеподавления.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что канал для подачи орошающей жидкости на забой образован коаксиально расположенными поверхностью продольного канала в резцедержателе и наружной поверхностью державки. При таком варианте конструктивного выполнения устройства облегчается вращение державки в канале резцедержателя, поскольку поток орошающей жидкости препятствует проникновению продуктов разрущения в зазор между резцом и резцедержателем.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что резцедержатель выполнен с втулкой, которая размещена в его продольном канале , при этом канал для подачи орошающей жидкости на забой образован коаксиально расположенными внутренней поверхностью втулки и наружной поверхностью державки. Наличие указанной втулки позволяет повысить эксплуатационную надежность устройства за счет предотвращения износа стенок продольного канала в резцедержателе и в случае износа посадочного отверстия для державки резца для восстановления размеров необходимо осуществить замену только втулки, а не всего резцедержателя..
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что втулка закреплена в продольном канале резцедержателя посредством фиксатора. При таком варианте конструктивного выполнения устройства упрощается замена в случае необходимости изношенной втулки.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что втулка выполнена с упорным выступом, который установлен с возможностью взаимодействия с передней торцевой поверхностью резцедержателя. Наличие упорного выступа на втулке позволяет повысить точность ее ориентации относительно резцедержателя, а также снизить вероятность заштыбовки зазора между втулкой и корпусом резцедержателя.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что втулка выполнена с расположенными на ее наружной боковой поверхности кольцевыми проточками для размещения соответственно фиксатора и уплотнительного элемента. При таком варианте конструктивного выполнения устройства снижается вероятность утечки орошающей жидкости по сопряженным поверхностям втулки и резцедержателя.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что рабочая камера образована стенками продольного канала в резцедержателе, торцевой поверхностью втулки и наружной поверхностью корпуса исполнительного органа. Такой вариант конструктивного выполнения рабочей камеры позволяет улучшить технологичность изготовления устройства и, следовательно, снизить его стоимость.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что резец имеет рабочую головку, по меньшей мере часть которой образована боковой поверхностью конуса вращения, а стопорное приспособление для фиксации резца в резцедержателе выполнено в виде расположенного на переднем торце втулки кольцевого выступа, при этом внутренняя поверхность стенок втулки на участке, образованным кольцевым выступом, имеет форму конуса вращения, вершина которого ориентирована в направлении к режущей части резца. При таком варианте конструктивного выполнения устройства повышается эффективность подачи орошающей жидкости за счет улучшения условий охлаждения резца. При этом упрощается конструкция устройства.
лотнительного элемента происходит упрощение конструкции устройства в целом и, следовательно, повышается надежность его работы.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что державка выполнена с расположенной на ее хвостовой части проточкой для размеш;ения уплотнительного элемента, что облегчает замену уплотнительного элемента при замене резца.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что устройство для подачи орошаюш:ей жидкости к резцу горной машины выполнено с дополнительной втулкой цилиндрической формы, которая закреплена на державке резца, при этом канал для подачи орошаюш;ей жидкости на забой образован коаксиально расположенными боковой наружной поверхностью дополнительной втулки и боковой внутренней поверхностью основной втулки. При таком варианте конструктивного выполнения устройства повышается эффективность охлаждения резца и пылеподавления при одновременном снижении расхода охлаждающей жидкости за счет снижения гидравлического сопротивления потоку орошающей жидкости при ее движении по каналу для подачи орошающей жидкости.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что запорный орган обратного клапана подпружинен со стороны входа канала для подвода орошающей жидкости. При таком варианте конструктивного выполнения запорного органа обеспечивается более быстрое перекрытие потока орошающей жидкости в случае поломки резцедержателя и/или резца.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройство для подачи орошающей жидкости к резцу горной машины при отсутствии подачи орошающей жидкости на забой, на фиг. 2 - тоже при подаче орошающей жидкости на забой, на фиг. 3 - один из вариантов конструктивного выполнения рабочей камеры, на фиг. 4 - один из вариантов конструктивного выполнения канала для подачи орошающей жидкости на забой и на фиг. 5 - разрез по А - А на фиг. 2.
Устройство для подачи орошающей жидкости к резцу горной машины содержит закрепленный на корпусе 1 исполнительного органа резцедержатель 2. Соединение резцедержателя 2 с корпусом 1 исполнительного органа может быть осуществлено с помощью разъемного соединения, например, посредством болтов или с помощью неразъемного соединения, например, сваркой. В корпусе резцедержателя 2 выполнен продольный канал 3, в котором размещена державка 4 резца 5. Державка 4 резца 5 имеет цилиндрическую форму. Резец 5 установлен с возможностью поворота вокруг своей продольной оси и с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно корпуса резцедержателя 2. В корпусе 1 исполнительного органа выполнен канал 6 для подвода орошающей жидкости, вход которого сообщен с источником для подачи орошаюшей жидкости под давлением (на чертежах не изображен), например, в виде водяного насоса. Канал 6 для подвода орошающей жидкости через полость рабочей камеры 7 сообщен с каналом 8 для подачи орошающей жидкости на забой. На державке 4 резца 5 установлен уплотнительный элемент 9, который предназначен для перекрытия канала 8 для подачи орошающей жидкости на забой. Уплотнительный элемент 9 расположен в полости рабочей камеры 7. Канал 6 для подвода орошающей жидкости выполнен с расположенной на его выходе расточкой 10. В расточке 10 установлен корпус 11 обратного клапана. Обратный клапан имеет запорный орган 12, выполненный, например, в виде шара. Уплотнительный элемент 9 установлен с возможностью взаимодействия с запорным органом 12 обратного клапана. Устройство имеет стопорное приспособление для фиксации резца 5 в резцедержателе 2, имеюш;ее любую известную конструкцию и предназначенное для предотвраш,ения выпадания державки 4 резца 5 из продольного канала 3 резцедержателя 2 при перемеш;ении корпуса 1 исполнительного органа.
Рабочая камера 7 может быть образована стенками расточки 13 (фиг. 3 и 4) в продольном канале 3 резцедержателя 2 и наружной поверхностью корпуса 1 исполнительного органа.
Канал 8 для подачи орошающей жидкости на забой может быть выполнен в корпусе резцедержателя 2 (фиг. 4) и на его выходе может быть установлена форсунка (на чертежах не изображена). Предпочтителен такой вариант конструктивного выполнения устройства, при котором канал 8 для подачи орошающей жидкости на забой имеет кольцевз ю форму (фиг. 1 - 3). При такой форме канала 8 подача орошающей жидкости на забой осуществляется факелом кольцевой формы, который обеспечивает эффективное охлаждение резца 5 и пылеподавление в зоне разрущения материала.
При кольцевой форме канала 8 для подачи орощающей жидкости на забой он может быть образован коаксиально расположенными поверхностью продольного канала 3 в резцедержателе 2 и наружной поверхностью державки 4 (фиг. 3).
Резцедержатель 2 может быть выполнен с втулкой 14, которая установлена в его продольном канале 3. При этом канал 8 для подачи орошающей жидкости на забой образован в этом случае коаксиально расположенными внутренней поверхностью втулки 14 и наружной поверхностью державки 4 резца 5. Для снижения утечек орошающей жидкости из полости рабочей камеры 7 между сопряженными поверхностями втулки 14 и корпуса резцедержателя 2 могут быть установлены уплотнительные элементы, например, кольцевые резиновые манжеты (на чертеже не изображены).
Втулка 14 может быть жестко соединена с корпусом резцедержателя 2 или установлена с возможностью вращения вокруг своей продольной оси в продольном канале 3 резцедержателя 2. Предпочтителен такой вариант конструктивного выполнения устройства, при котором втулка 14 закреплена в продольном канале резцедержателя 2 посредством фиксатора 15, в качестве которого может быть использован, например, штифт или скоба.
Втулка 14 может быть выполнена с упорным выступом 16, который установлен с возможностью взаимодействия с передней торцевой поверхностью 17 резцедержателя 2.
Втулка 14 может быть выполнена с расположенными на ее наружной боковой поверхности кольцевыми проточками 18 для размещения соответственно фиксатора 15 и уплотнительного элемента (на чертежах не изображен), например, в виде кольцевой резиновой манжеты. В этом случае на боковой поверхности стенок продольного канала 3 в резцедержателе выполнены или кольцевые проточки для размещения соответственно уплотнительного элемента и/или фиксатора 15, или с выемкой или поперечным каналом 19 для размещения фиксатора 15.
При выполнении устройства с втулкой 14 рабочая камера 7 может быть образована стенками продольного канала 3 в резцедержателе 2, торцевой поверхностью втулки 14 и наружной поверхностью корпуса 1 исполнительного органа.
Резец 5 может быть выполнен с рабочей головкой 20, по меньшей мере часть которой образована боковой поверхностью конуса вращения. В этом случае целесообразно стопорное приспособление для фиксации резца 5 в резцедержателе выполнить в виде расположенного на переднем торце втулки 14 кольцевого выступа 21. При этом внутренняя поверхность стенок втулки 14 на участке, образованном кольцевым выступом 21, имеет форму конуса вращения, вершина которого ориентирована в направлении режущей части резца 5. На вершине режущей части резца 5 может быть закреплена твердосплавная вставка 22,
Уплотнительный элемент 9 может быть выполнен в виде кольца, которое установлено с возможностью перекрытия входа канала 8 для подачи орошающей жидкости на забой при осевом перемещении резца 5.
Державка 4 резца может быть выполнена с расположенной на ее хвостовой части проточкой 23 для размещения уплотнительного элемента 9.
Устройство для подачи орошающей жидкости к резцу горной мащины может быть выполнено с дополнительной втулкой 24 цилиндрической формы, которая закреплена на державке 4 резца 5. В этом случае канал 8 для подачи орошающей жидкости на забой образован коаксиально расположенными боковой наружной поверхностью дополнительной втулки 24 и боковой внутренней поверхностью основной втулки 14.
Запорный орган 12 обратного клапана может быть подпружинен со стороны входа канала 6 для подвода орошающей жидкости посредством, например, пружины 25, которая установлена в корпусе 11 обратного клапана.
Устройство для подачи орошаюшей жидкости к резцу горной машины работает следующим образом.
Орошаюшая жидкость под давлением поступает в канал 6 для подвода орошающей жидкости. При отсутствии контакта резца 5 с разрушаемым материалом, то есть при отсутствии осевой нагрузки на резец 5, под действием давления орошающей жидкости запорный орган 12 обратного клапана перемещается к седлу обратного клапана и перекрывает канал 6. Аналогичная ситуация наблюдается и при поломке резца 5 или при отрыве корпуса резцедержателя 2 от корпуса 1 исполнительного органа горной машины. Таким образом орошающая жидкость не поступает в рабочую камеру 7.
уплотнительного элемента 9, поскольку последний соединен с державкой 4 резца 5, При перемещении уплотнительный элемент 9 воздействует на запорный орган 12 обратного клапана и перемещает его в положение (фиг. 2), при котором орошающая жидкость из канала 6 для подвода орошающей жидкости поступает в рабочую камеру 7. Из рабочей камеры 7 орошающая жидкость через канал 8 поступает на разрушаемый материал и резец 5, осуществляя охлаждение последнего и пылеподавление продуктов разрушения.
При выходе резца 5 из контакта с разрушаемым материалом, то есть при снятии нагрузки на резец 5, под действием давления орошающей жидкости на уплотнительный элемент 9 и на торец хвостовой части державки 4, площадь которых превышает площадь уплотнительного элемента 9 с другой стороны, резец 5 перемещается в сторону увеличения его вылета и уплотнительный элемент 9 перекрывает канал 8 для подачи орощающей жидкости на забой. Практически одновременно (с некоторым запаздыванием) с прекращением поступления орошающей жидкости в канал 8 прекращается подача орошающей жидкости и в рабочую камеру 7.