RU2848263C1

RU2848263C1 - Bunker-overloader

Info

Publication number: RU2848263C1
Application number: RU2024136923A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Игоревич Шишлянников; Антон Викторович Сенькин; Дмитрий Александрович Ситников; Ибрагим Хизирович Тюбеев; Анна Сергеевна Кычева
Filing date: 2024-12-10
Publication date: 2025-10-16

Abstract

FIELD: mining industry.

SUBSTANCE: invention relates to the mining industry, in particular to mine transport, and can be used to accumulate and transfer rock mass from a mining combine to a self-propelled wagon or other type of transport, and to improve the dust situation in mine workings when mining combines are in operation. The transfer hopper comprises a body with a bottom scraper conveyor with a drive built into its bottom , a running gear and a frame equipped with a device for changing the position of the body and a coupling device for coupling to a mining combine, and a manual control unit for the running gear used during unloading, a bottom scraper conveyor, and a device for changing the position of the body. The body is additionally equipped with a frame-mounted awning with a loading window and sensors for intermediate and maximum loading attached to the awning, as well as an automatic body filling control system connected to the sensors and designed to be activated when the body is filled to the level of the intermediate load sensor of the bottom scraper conveyor drive and deactivated when the body is filled to the level of the maximum load sensor of the bottom scraper conveyor drive, with simultaneous stopping of the mining combine's running gear and the body loading process. The body cover is removable.

EFFECT: reduction of dustiness in the working atmosphere, automation of the loading process, and increased operational efficiency of mechanised combine complexes when performing tunnelling and cleaning work.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к рудничному транспорту, и может быть использовано для накопления и перегрузки горной массы от добычного комбайна в самоходный вагон или иной вид транспорта, улучшения пылевой обстановки в горных выработках при работе горных комбайнов.The invention relates to the mining industry, in particular to mine transport, and can be used for accumulating and transferring rock mass from a mining combine into a self-propelled wagon or other type of transport, and improving the dust environment in mine workings during the operation of mining combines.

Известен вагон-хоппер [патент RU 2767840 С1, 22.03.2022]. Известное устройство содержит ходовые части, автосцепные устройства, раму, кузов, с боковыми и торцевыми стенками, крышу, разгрузочные бункеры. Поперечные силовые элементы рамы выполнены составными. Разгрузочные бункеры соединены с нижней частью кузова вагона. Загрузочные люки выполнены в крыше и расположены таким образом, чтобы насыпной груз равномерно распределялся по кузову вагона. Наличие крыши уберегает сыпучие грузы от атмосферных осадков, а также исключает их пыление.A hopper car is known [patent RU 2767840 C1, March 22, 2022]. This device comprises a chassis, automatic coupling devices, a frame, a body with side and end walls, a roof, and unloading bins. The transverse load-bearing elements of the frame are composite. The unloading bins are connected to the lower part of the car body. Loading hatches are located in the roof and are positioned so that the bulk cargo is evenly distributed throughout the car body. The presence of a roof protects the bulk cargo from precipitation and prevents dust from forming.

Недостатками аналога является то, что данное устройство может передвигаться только по железнодорожной колее. Выгрузка сыпучего груза осуществляется под действием гравитационных сил, что не позволяет осуществлять перегрузку груза в средства самоходного транспорта без дополнительных устройств и сооружений, например, без заезда на эстакаду.The disadvantages of this analogue are that this device can only travel on railway tracks. Bulk cargo is unloaded using gravity, which prevents the cargo from being transferred to self-propelled vehicles without additional equipment and structures, such as ramps.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является известный бункер-перегружатель, содержащий кузов со встроенным в его днище двухцепным скребковым конвейером. Кузов установлен на раме с ходовой частью, содержащей четыре пневмоколеса, два из которых (передние) являются поворотными, неведущими, а два других (задние) - неповоротные, снабжены приводом. Двухцепной скребковый конвейер является трехскоростным, имеет ручное управление. Привод конвейера установлен в средней части бункера-перегружателя, содержит электродвигатель цилиндрические редукторы, карданную передачу и приводной вал с конической и планетарной передачами. На раме бункера-перегружателя установлены гидроцилиндры для регулирования высоты разгрузки, путем поднятия кузова относительно рамы. Привод ведущих колес осуществляется от гидродвигателя через редуктор, кардан, коническую передачу и планетарный редуктор, встроенный в колесо. На выходных валах редукторов установлены нормально-замкнутые тормоза, а также устройства, отключающие редукторы для уменьшения сопротивления передвижению комбайна в режиме сцепки с бункером-перегружателем. Питание приводов бункера-перегружателя осуществляется электроэнергией со станции управления горного комбайна по двум кабелям. Электрооборудование выполнено взрывозащищенным. [Развитие механизированной разработки калийных руд / Л.И. Старков, А.Н. Земсков, П.И. Кондрашев - Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. унт-а, 2007, - 522 с, 6.3.4. Передвижной перегружатель П П -3, рис. 6.31 ]The closest device for the same purpose to the claimed invention, based on its overall features, is a known hopper-loader comprising a body with a double-chain scraper conveyor built into its bottom. The body is mounted on a frame with a chassis containing four pneumatic wheels, two of which (the front ones) are rotating and non-driving, while the other two (the rear ones) are non-rotating and equipped with a drive. The double-chain scraper conveyor has three speeds and is manually controlled. The conveyor drive is mounted in the middle section of the hopper-loader and comprises an electric motor, cylindrical gearboxes, a cardan transmission, and a drive shaft with bevel and planetary gears. Hydraulic cylinders are mounted on the hopper-loader frame to regulate the unloading height by raising the body relative to the frame. The drive wheels are driven by a hydraulic motor via a gearbox, a cardan shaft, a bevel gear, and a planetary gearbox built into the wheel. Normally closed brakes are installed on the output shafts of the gearboxes, as well as devices that disconnect the gearboxes to reduce the resistance to the movement of the combine when hitched to the hopper-loader. The hopper-loader drives are powered by electricity from the control station of the mining combine via two cables. The electrical equipment is explosion-proof. [Development of mechanized development of potash ores / L.I. Starkov, A.N. Zemskov, P.I. Kondrashev - Perm: Publishing house of Perm. state tech. un-a, 2007, - 522 p, 6.3.4. Mobile loader PP-3, Fig. 6.31]

В процессе работы бункер-перегружатель соединен с комбайном жесткой сцепкой. Горная масса, поступающая от комбайна, накапливается в кузове и равномерно распределяется скребковым конвейером внутри кузова. При этом управление скребковым конвейером осуществляется горнорабочим вручную. После полного заполнения кузова бункера-перегружателя погрузка горной массы прекращается, горный комбайн останавливается. После подачи к бункеру-перегружателю средств транспорта, например, шахтного самоходного вагона, горнорабочим очистного забоя осуществляется включение скребкового конвейера и накопившаяся горная масса перегружается из кузова бункера-перегружателя в кузов транспортирующей машины. Данное устройство принято в качестве прототипа.During operation, the transfer bin is connected to the mining machine via a rigid coupling. The incoming rock mass is collected in the bin and evenly distributed within the bin by a scraper conveyor. The scraper conveyor is manually controlled by the miner. Once the transfer bin is completely filled, loading of rock mass ceases, and the mining machine stops. After a transport vehicle, such as a mine wagon, reaches the transfer bin, the miner activates the scraper conveyor, and the accumulated rock mass is transferred from the transfer bin to the transport vehicle. This device has been adopted as a prototype.

К недостаткам устройства, принятого за прототип, следует отнести то, что кузов бункера-перегружателя представляет собой открытую конструкцию. Указанное способствует интенсивному пылеобразованию при погрузке горной массы комбайном в кузов бункер-перегружателя. Таким образом, при использовании бункера-перегружателя известной конструкции наблюдается значительная запыленность атмосферы выработки, что пагубно влияет на условия труда шахтеров.A disadvantage of the prototype device is the open structure of the loading bin. This contributes to intense dust generation when loading rock into the loading bin by a combine harvester. Therefore, using a loading bin of the known design results in significant dust pollution in the working atmosphere, which adversely affects the working conditions of miners.

Загрузка кузова бункера-перегружателя происходит во время работы горного комбайна, что не позволяет машинисту контролировать процесс загрузки бункера-перегружателя. Вследствие этого возникает необходимость периодически останавливать комбайн для контроля уровня загрузки бункера, что приводит к уменьшению эксплуатационной производительности комбайнового комплекса в целом.Loading the transfer bin occurs while the mining machine is operating, preventing the operator from monitoring the loading process. This necessitates periodic stops to check the bin's fill level, which reduces the overall performance of the mining machine.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: кузов со встроенным в его днище донным скребковым конвейером с приводом; ходовая часть и рама, снабженная устройством для изменения положения кузова и сцепным устройством для сцепки с горным комбайном; используемый при разгрузке блок ручного управления ходовой частью, донным скребковым конвейером, устройством для изменения положения кузова.The prototype features that match the essential features of the claimed invention include: a body with a driven bottom scraper conveyor built into its bottom; a chassis and frame equipped with a device for changing the position of the body and a coupling device for coupling with a mining combine; a manual control unit for the chassis, bottom scraper conveyor, and device for changing the position of the body used during unloading.

Задачей изобретения является снижение запыленности атмосферы выработки, автоматизация процесса загрузки, а так же повышение эксплуатационной производительности механизированных комбайновых комплексов при выполнении проходческих и очистных работ.The objective of the invention is to reduce dustiness of the working atmosphere, automate the loading process, and increase the operational productivity of mechanized combine complexes when performing tunneling and cleaning operations.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном бункере-перегружателе, содержащем кузов со встроенным в его днище донным скребковым конвейером с приводом, ходовую часть и раму, снабженную устройством для изменения положения кузова и сцепным устройством для сцепки с горным комбайном, и используемый при разгрузке блок ручного управления ходовой частью, донным скребковым конвейером, устройством для изменения положения кузова, согласно изобретению кузов дополнительно оборудован установленным посредством каркаса тентом с загрузочным окном и закрепленными на тенте датчиками промежуточной и предельной загрузки, и системой автоматического контроля заполнения кузова, связанной с датчиками и выполненной с возможностью включения при заполнении кузова до уровня установки датчика промежуточной загрузки привода донного скребкового конвейера и отключения при заполнении кузова до уровня установки датчика предельной загрузки привода донного скребкового конвейера с одновременной остановкой ходового оборудования горного комбайна и процесса загрузки кузова.The stated problem is solved due to the fact that in the known hopper-transfer device, comprising a body with a bottom scraper conveyor with a drive built into its bottom, a chassis and a frame equipped with a device for changing the position of the body and a coupling device for coupling with a mining combine, and a manual control unit for the chassis, the bottom scraper conveyor, the device for changing the position of the body used during unloading, according to the invention, the body is additionally equipped with an awning installed by means of a frame with a loading window and intermediate and maximum load sensors secured to the awning, and an automatic body filling control system connected to the sensors and configured with the possibility of switching on when the body is filled to the level of the installation of the intermediate load sensor of the bottom scraper conveyor drive and switching off when the body is filled to the level of the installation of the maximum load sensor of the bottom scraper conveyor drive with a simultaneous stop of the running equipment of the mining combine and the body loading process.

В предпочтительном варианте тент кузова выполнен съемным.In the preferred embodiment, the body awning is removable.

Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа: кузов дополнительно оборудован установленным посредством каркаса тентом с загрузочным окном и закрепленными на тенте датчиками промежуточной и предельной загрузки, и системой автоматического контроля заполнения кузова, связанной с датчиками и выполненной с возможностью включения при заполнении кузова до уровня установки датчика промежуточной загрузки привода донного скребкового конвейера и отключения при заполнении кузова до уровня установки датчика предельной загрузки привода донного скребкового конвейера с одновременной остановкой ходового оборудования горного комбайна и процесса загрузки кузова; тент кузова выполнен съемным.The features of the claimed technical solution that distinguish it from the prototype are as follows: the body is additionally equipped with an awning installed by means of a frame with a loading window and intermediate and maximum load sensors attached to the awning, and an automatic body filling control system connected to the sensors and configured to be switched on when the body is filled to the level of the intermediate load sensor of the bottom scraper conveyor drive and switched off when the body is filled to the level of the maximum load sensor of the bottom scraper conveyor drive with a simultaneous stop of the running equipment of the mining combine and the body loading process; the body awning is removable.

Наличие на бункере-перегружателе тента, установленного на каркасе, снижает вероятность попадания пылевидных классов в атмосферу выработки, за счет разобщения кузова бункера-перегружателя и атмосферы выработки при осуществлении погрузки горной массы с конвейера комбайна в бункер-перегружатель.The presence of an awning on the loading bin, mounted on a frame, reduces the likelihood of dust particles entering the working atmosphere by separating the loading bin body from the working atmosphere during loading of rock mass from the combine conveyor into the loading bin.

Выполнение тента съемным облегчает процесс технического обслуживания и ремонта бункера-перегружателя.Making the awning removable simplifies the process of maintenance and repair of the transfer bin.

Наличие в тенте загрузочного и разгрузочных окон позволяет выполнять загрузку бункера горной массой.The presence of loading and unloading windows in the awning allows for loading the bunker with rock mass.

Система автоматического контроля заполнения кузова бункера-перегружателя обеспечивает равномерное распределение горной массы при загрузке кузова бункера и отключение привода хода комбайна и прекращение процесса погрузки горной массы в кузов бункера-перегружателя при его заполнении. Благодаря этому процесс погрузки осуществляется в автоматическом режиме, что приводит к увеличению эксплуатационной производительности комбайнового комплекса.The automatic hopper-loader fill control system ensures uniform distribution of the rock mass during loading and disengages the combine's drive and halts the loading process into the hopper-loader when it is full. This automatically completes the loading process, resulting in increased combine-loader productivity.

Заявителю неизвестно использование в науке и технике отличительных признаков бункера перегружателя с получением указанного технического результата.The applicant is not aware of any use in science and technology of the distinctive features of the reloader bin to achieve the specified technical result.

Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежом, на котором представлена принципиальная схема бункера-перегружателя с тентом.The proposed device is illustrated by a drawing, which shows the basic diagram of a hopper-loader with an awning.

Заявляемое устройство (фиг.) состоит из рамы 1 с ходовой частью 2. На раме 1 установлен кузов 3 с донным скребковым конвейером 4.The claimed device (Fig.) consists of a frame 1 with a chassis 2. A body 3 with a bottom scraper conveyor 4 is mounted on the frame 1.

Для изменения положения кузова 3 предусмотрено устройство 5, которое может представлять собой, например, силовой гидроцилиндр с приводом. Сцепное устройство 6 предназначено для жесткой сцепки бункер-перегружателя с горным комбайном. На кузове 3 посредством каркаса 8 смонтирован тент 7. Тент может быть выполнен съемным. В тенте 7 выполнено загрузочное окно 9. В кузове 3 выполнено разгрузочное окно 10.To change the position of body 3, device 5 is provided, which may be, for example, a hydraulic power cylinder with a drive. Coupling device 6 is designed to rigidly couple the loading bin to the mining machine. A cover 7 is mounted on body 3 via frame 8. The cover is removable. A loading opening 9 is provided in cover 7. An unloading opening 10 is provided in body 3.

Загрузочное окно 9 соединено с раструбом 11 хвостовика конвейера-перегружателя 12 горного комбайна. Кузов 3 бункера-перегружателя оборудован системой автоматического контроля заполнения кузова, включающей датчики промежуточной 13, 14 и предельной 15 загрузки кузова горной массой 16, установленные на тенте 7, и блок управления 17 приводами скребкового конвейера бункера-перегружателя и ходового оборудования комбайна.Loading port 9 is connected to bell 11 of tailstock conveyor 12 of the mining combine. Body 3 of the loading bin is equipped with an automatic body fill control system, including sensors for intermediate 13, 14 and maximum 15 body loading with rock mass 16, mounted on awning 7, and a control unit 17 for the drives of the loading bin's scraper conveyor and the mining combine's running gear.

Ручное управление ходовой частью 2, донным конвейером 4, устройством 5 изменения положения кузова осуществляется блоком ручного управления 18, закрепленным на кузове 3.Manual control of the chassis 2, the bottom conveyor 4, the device 5 for changing the position of the body is carried out by the manual control unit 18, fixed on the body 3.

Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом. Бункер-перегружатель соединяется с комбайном посредством сцепного устройства 6 и перемещается за ним по выработке с использованием ходовой части 2. При работе комбайна горная масса 16 поступает с конвейера перегружателя 12 через раструб 11 и загрузочное окно 9 в кузов 3. При этом тент 7, установленный на каркасе 8, препятствует попаданию мелких витающих пылевидных частиц горной массы 16 в пространство выработки из кузова 3 бункера-перегружателя.The operation of the claimed device is carried out as follows. The loading bin is connected to the combine via a coupling device 6 and moves behind it along the working using the chassis 2. During the operation of the combine, the rock mass 16 is fed from the conveyor of the loading bin 12 through the bell 11 and the loading window 9 into the body 3. At the same time, the awning 7, mounted on the frame 8, prevents small, floating dust-like particles of the rock mass 16 from entering the working space from the body 3 of the loading bin.

При заполнении кузова 3 горной массой 16 до уровня установки датчика промежуточного заполнения 13, происходит срабатывание датчика 13. Блок 17 системы автоматического контроля заполнения кузова подает управляющий сигнал и включает привод донного конвейера 4. Горная масса 16 распределяется по дну кузова 3 донным конвейером 4 в сторону разгрузочного окна 10 до срабатывания датчика 14. При этом блок 17 системы автоматического контроля заполнения кузова подает управляющий сигнал и отключает привод донного конвейера 4. Продолжение загрузки кузова 3 бункера-перегружателя горной массой 16, поступающей с конвейера 12 приводит к срабатыванию датчика предельной загрузки 15, после чего управляющий сигнал с блока 17 системы автоматического контроля заполнения кузова подается на привод перемещения горного комбайна. Подача комбайна на забой прекращается, что приводит к остановке загрузки кузова 3 бункера-перегружателя.When the body 3 is filled with rock mass 16 to the level of the intermediate filling sensor 13, the sensor 13 is triggered. The unit 17 of the automatic body filling control system sends a control signal and turns on the drive of the bottom conveyor 4. The rock mass 16 is distributed along the bottom of the body 3 by the bottom conveyor 4 towards the unloading window 10 until the sensor 14 is triggered. In this case, the unit 17 of the automatic body filling control system sends a control signal and turns off the drive of the bottom conveyor 4. Continuing to load the body 3 of the transfer bin with rock mass 16 coming from the conveyor 12 leads to the triggering of the maximum load sensor 15, after which the control signal from the unit 17 of the automatic body filling control system is sent to the drive of the mining combine. The feed of the combine to the face stops, which leads to a stop in the loading of the body 3 of the transfer bin.

Разгрузка заявляемого бункера-перегружателя осуществляется задействованием блока ручного управления 18. Кузов 3 поднимается относительно рамы 1 устройством 5 на высоту загрузки транспортного средства. Блок ручного управления 18 подает управляющий сигнал на привод донного конвейера 4. Горная масса 16 перемещается через разгрузочное окно 10 в средство транспорта. После разгрузки кузова 3 блок ручного управления 18 отключает привод донного конвейера 4. Инициируется работа блока 17 системы автоматического контроля заполнения кузова. По готовности машиниста комбайн начинает движение на забой и выполнение производительной работы по отделению горной массы от массива и погрузке её в кузов бункера-перегружателя.Unloading of the claimed hopper-loader is accomplished by activating manual control unit 18. Body 3 is raised relative to frame 1 by device 5 to the vehicle loading height. Manual control unit 18 sends a control signal to bottom conveyor drive 4. Rock mass 16 is transferred through unloading window 10 into the vehicle. After body 3 is unloaded, manual control unit 18 disengages bottom conveyor drive 4. Operation of unit 17 of the automatic body filling control system is initiated. Once the operator is ready, the miner begins moving to the face and performing the productive work of separating the rock mass from the massif and loading it into the body of the hopper-loader.

Использование предлагаемого технического решения позволит снизить запыленность воздуха в выработках при погрузке горной массы от комбайна в бункер-перегружатель, автоматизировать процесс загрузки бункера-перегружателя, повысить эксплуатационную производительность комбайновых комплексов.The proposed technical solution will reduce dust levels in workings during the loading of rock mass from a combine into a transfer bin, automate the loading process of the transfer bin, and increase the operational productivity of combine complexes.

Claims

1. A hopper-loader comprising a body with a bottom scraper conveyor with a drive built into its bottom, an undercarriage and a frame equipped with a device for changing the position of the body and a coupling device for coupling with a mining combine, and a manual control unit for the undercarriage, the bottom scraper conveyor, the device for changing the position of the body used during unloading, characterized in that the body is additionally equipped with an awning installed by means of a frame with a loading window and intermediate and maximum load sensors secured to the awning and an automatic body filling control system connected to the sensors and configured with the possibility of switching on when the body is filled to the level of the installation of the intermediate load sensor of the bottom scraper conveyor drive and switching off when the body is filled to the level of the installation of the maximum load sensor of the bottom scraper conveyor drive with a simultaneous stop of the running equipment of the mining combine and the body loading process.

2. A bunker according to paragraph 1, characterized in that the body awning is removable.