PL66929Y1

PL66929Y1 - Longwall combined cutter-loader cutting element

Info

Publication number: PL66929Y1
Application number: PL119726U
Authority: PL
Inventors: Edward Zak; Jan Gulan
Original assignee: Gulan Jan Zaklad Slusarsko Mechaniczny Gulmech
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2014-01-31
Also published as: PL119726U1

Description

2 PL 66 929 Υ12 PL 66 929 Υ1

Opis wzoruPattern description

Przedmiotem wzoru użytkowego jest organ urabiający kombajnu ścianowego, znajdujący zastosowanie w górnictwie podziemnym węgla kamiennego.The subject of the utility model is the cutting head of a longwall shearer, used in underground hard coal mining.

Znane i powszechnie stosowane są organy urabiające kombajnów ścianowych, w których wykorzystywane są uchwyty na noże urabiające, posiadające co najmniej jedną dyszę rozpylającą wodę w kierunku noża urabiającego. Rozpylona mgła wodna ma za zadanie głównie strącać pył powstający w trakcie skrawania calizny węglowej nożami urabiającymi, co ma nie tylko znaczenie techniczne, ale również bardzo istotne znaczenie dla przeciwdziałania zagrożeniu wybuchem ze strony pyłu węglowego. W rozwiązaniu znanym przykładowo z polskiego opisu patentowego PL 197131 zespół noża urabiającego ma obudowę dyszy rozpylającej zabudowaną na korpusie uchwytu nożowego, przy czym w odmianie wariantowej może posiadać również drugą dyszę, zlokalizowaną pod gniazdem do mocowania noża urabiającego. Woda do dysz doprowadzana jest kanałami wydrążonymi w uchwycie tak, że istnieje prosta możliwość ich wyczyszczenia za pomocą, przykładowo, wiertła o odpowiedniej średnicy. Dysze tak rozmieszczone zapewniają dobre zabezpieczenie przestrzeni ostrza noża urabiającego. Jednakże w przypadku wypadnięcia noża urabiającego z uchwytu, co zdarza się stosunkowo często, korpus uchwytu nożowego ma bezpośredni kontakt z urabianą calizną, zwłaszcza w swej górnej części, gdzie umieszczona jest dysza zraszająca o znaczeniu podstawowym dla skuteczności zraszania. Taki bezpośredni kontakt na skutek sił dynamicznych oraz tarcia powoduje natychmiastowe uszkodzenie dyszy zraszającej, a niekiedy również wyrwanie jej obudowy z uchwytu nożowego. W takim przypadku występuje konieczność przeprowadzenia remontu organu urabiającego, co w warunkach kopalń węgla kamiennego wiąże się ze znacznymi przestojami, wynikającymi z ograniczenia możliwości wykonywania w wyrobiskach podziemnych robót spawalniczych.The cutting heads of longwall shearers are known and commonly used, in which there are used holders for cutting knives having at least one nozzle spraying water towards the cutting knife. The atomized water mist is mainly designed to precipitate the dust generated during the cutting of coal solids with cutting knives, which is not only of technical importance, but also very important for counteracting the risk of explosion from coal dust. In the solution known, for example, from the Polish patent specification PL 197131, the cutting knife assembly has a spraying nozzle housing built on the body of the knife holder, and in a variant variant it may also have a second nozzle located under the socket for mounting the cutting knife. Water is led to the nozzles through channels hollowed out in the holder, so that it is easy to clean them with, for example, a drill of a suitable diameter. Such positioned nozzles ensure good protection of the cutting knife blade space. However, in the event of the cutting knife falling out of the holder, which is the case relatively frequently, the body of the holder is in direct contact with the machined body, especially in its upper part, where the spray nozzle essential for the effectiveness of the spraying is located. Such direct contact as a result of dynamic forces and friction causes immediate damage to the spraying nozzle, and sometimes also tearing its housing out of the knife holder. In this case, it is necessary to repair the cutting head, which in the conditions of hard coal mines is associated with significant downtime, resulting from the limitation of the possibility of performing welding works in underground workings.

Znane są również konstrukcje organów urabiających, w których dysze zraszające zamocowane są na płatach i tarczy ociosowej oddzielnie od uchwytów nożowych, głównie za tymi uchwytami nożowymi, jak to ma miejsce przykładowo w polskim opisie patentowym PL 158729. W rozwiązaniu tym dysza umieszczona za uchwytem nożowym rozpyla strumień wody o osi równoległej do osi ślimakowego zwoju. Noże urabiające na płatach organu urabiającego są tak zbudowane, że ich oś wzdłużna skierowana jest pod kątem względem wzdłużnej osi płata, co umożliwia im skrawanie calizny węglowej. Zatem, strumień wody równoległy do wzdłużnej osi płata nie jest skierowany na ostrze noża urabiającego, lecz na uchwyt oraz przestrzeń znajdującą się między płatami organu urabiającego. Stąd też zraszanie tego typu jest skuteczne dla strącania pyłu, ale nie ma większego znaczenia dla chłodzenia ostrza noża i skrawanej przez to ostrze calizny w miejscu urabiania, a także tłumienia iskrzenia powstającego w trakcie skrawania. W innym rozwiązaniu, znanym przykładowo z polskiego opisu patentowego PL 201977 B1 dysze zraszające umieszczone są oddzielnie od uchwytów noży urabiających, jednak umiejscowione są przed uchwytem noża, z którym współpracują. Stąd też muszą być osłonięte dodatkową konstrukcją osłonową, zapobiegającą ich niszczeniu. Strumień wody z dyszy kierowany jest na ostrze noża, jednak zasadniczo na tę jego część, która dopiero przystępuje do skrawania. Dla wytrzymałości i trwałości noża urabiającego przynosi to skutek pozytywny, jednak nie zabezpiecza przed nadmiernym nagrzewaniem się zakrytej przed natryskiem części ostrza oraz urabianej skały, a także nie jest w pełni skuteczne dla strącania pyłu, powstającego w znacznej mierze w przestrzeni za ostrzem noża urabiającego.There are also known designs of cutting heads in which the spraying nozzles are mounted on the blades and the chisel disk separately from the knife holders, mainly behind the knife holders, as is the case, for example, in the Polish patent description PL 158729. In this solution, the nozzle located behind the knife holder sprays a stream of water with an axis parallel to the axis of the worm coil. The cutting knives on the blades of the cutting head are constructed in such a way that their longitudinal axis is directed at an angle to the longitudinal axis of the blade, which enables them to cut carbon solids. Thus, the stream of water parallel to the longitudinal axis of the blade is not directed at the blade of the cutting knife, but at the holder and the space between the blades of the cutting head. Hence, this type of sprinkling is effective for dust precipitation, but is not of great importance in cooling the knife blade and the cut body therewith at the cutting site, and suppressing sparking during the cutting process. In another solution, known, for example, from the Polish patent specification PL 201977 B1, the spraying nozzles are placed separately from the handles of the cutting knives, but they are located in front of the knife holder with which they cooperate. Hence, they must be covered with an additional protective structure to prevent their destruction. The jet of water from the nozzle is directed at the knife blade, but mainly at the part of it that is just starting to cut. For the strength and durability of the cutting knife, this has a positive effect, but it does not protect against excessive heating of the part of the blade covered by the spray and the rock being cut, and is not fully effective for the precipitation of dust, which is largely generated in the space behind the cutting knife blade.

Celem wzoru użytkowego jest opracowanie takiej konstrukcji organu urabiającego kombajnu ścianowego, która poprzez odpowiednie umieszczenie dysz i ukierunkowanie ich strumienia spowoduje zarówno doskonałe chłodzenie ostrza noża i gaszenie iskier powstających przy skrawaniu skał, jak i skuteczne strącanie pyłu w miejscu jego intensywnego wydzielania się.The purpose of the utility model is to develop such a structure of the cutting head of a longwall shearer, which, by appropriate placement of the nozzles and directing their stream, will result in both perfect cooling of the knife blade and extinguishing of sparks generated during the cutting of rocks, as well as effective dust precipitation at the place of its intense emission.

Istota wzoru użytkowego polega na tym, że każda dysza zraszająca, zabudowana z tyłu za odpowiadającym jej uchwytem noża urabiającego, ma oś wytwarzanego przez siebie strumienia wody ukierunkowaną przestrzennie skośnie względem osi wzdłużnej noża urabiającego tak, że przecina ona od strony calizny nie urobionej tym nożem, w bezpośrednim sąsiedztwie zakończenia ostrza noża urabiającego, płaszczyznę pionową przechodzącą przez bruzdę wyznaczaną przez ostrze noża urabiającego w trakcie ruchu obrotowego organu urabiającego. W rozwinięciu na płaszczyznę poziomą oś strumienia wody wytwarzanego przez dyszę usytuowana jest względem wzdłużnej osi elementu 3 PL 66 929 Υ1 organu urabiającego, na którym jest zabudowana, pod kątem mniejszym od kąta nachylenia osi wzdłużnej noża urabiającego względem wzdłużnej osi tego elementu organu urabiającego.The essence of the utility model is that each spraying nozzle, built at the back behind the corresponding holder of the cutting knife, has the axis of the water stream it produces, spatially oriented obliquely in relation to the longitudinal axis of the cutting knife, so that it cuts from the side of the body not processed with this knife, in the immediate vicinity of the end of the cutting knife blade, a vertical plane passing through the furrow defined by the cutting knife blade during the rotational movement of the cutting head. When unfolded onto a horizontal plane, the axis of the water stream generated by the nozzle is situated in relation to the longitudinal axis of the cutting head element 3 PL 66 929 Υ1 on which it is installed, at an angle smaller than the inclination angle of the longitudinal axis of the cutting knife relative to the longitudinal axis of this element of the cutting head.

Korzystnym, dla zabezpieczenia przed zniszczeniem mechanicznym jest taka budowa organu, w której obudowa każdej dyszy wystaje ponad powierzchnię elementu, na którym jest zabudowana, a więc płata, względnie tarczy ociosowej, na wysokość mniejszą od największej wysokości uchwytu wyprzedzającego ją noża urabiającego mierzonej od tej powierzchni.In order to protect against mechanical damage, it is advantageous to have the structure of the drum in which the housing of each nozzle protrudes above the surface of the element on which it is built, i.e. the blade or the chisel disk, to a height that is smaller than the greatest height of the handle of the cutting knife preceding it, measured from this surface. .

Zasadniczą zaletą organu urabiającego według wzoru użytkowego jest takie ukierunkowanie strumieni rozpylanej wody przez dysze zraszające, że osie strumieni trafiają zawsze w świeżą bruzdę w caliźnie utworzoną przez ostrze noża urabiającego, a więc w miejsce, gdzie występuje największy obszar temperatury ostrza noża urabiającego i występują tu potencjalnie najbardziej sprzyjające warunki dla zapłonu metanu, bądź pyłu węglowego od iskier powstających podczas pracy noża urabiającego. Jest to jednocześnie obszar najbardziej intensywnego wydzielania pyłu węglowego i skalnego, a więc jego nawilżenie w tym miejscu, gdzie zajmuje jeszcze niewielką objętość daje najlepsze skutki dla zwalczania zapylenia. Odpowiednia wysokość obudowy dyszy zabezpiecza ją przed bezpośrednim kontaktem z urabianą calizną w przypadku wypadnięcia, bądź ukruszenia się noża urabiającego. Właściwie dobrane ukierunkowanie wzajemne osi strumienia wytwarzanego przez dyszę oraz osi wzdłużnej noża urabiającego pozwala na najbardziej efektywny dobór miejsca intensywnego zraszania dla noży urabiających, które w zależności od miejsca zabudowania mają różne usytuowanie względem wzdłużnej osi płata, lub tarczy ociosowej organu urabiającego. To ukierunkowanie ma na celu uniknięcie kierowania strumienia w obszar przed ostrzem noża urabiającego, gdzie niekorzystne zjawiska jeszcze nie występują bądź też do przestrzeni między płatami, gdzie dla osiągnięcia zadowalającego stopnia strącania pyłu wymagana jest zdecydowanie większa intensywność zraszania.The main advantage of the cutting head according to the utility model is the orientation of the water spray jets through the spraying nozzles that the jet axes always hit a fresh furrow in the entire area formed by the cutting knife blade, i.e. in the place where there is the greatest temperature range of the cutting knife blade, and potentially occur here. the most favorable conditions for the ignition of methane or coal dust from sparks generated during the operation of the cutting knife. At the same time, it is the area of the most intense emission of coal and rock dust, so its moistening in this place, where it still occupies a small volume, gives the best results for dust control. The appropriate height of the nozzle housing protects it against direct contact with the machined solid in the event of the cutting knife falling out or breaking. Properly selected mutual orientation of the axis of the stream generated by the nozzle and the longitudinal axis of the cutting knife allows for the most effective selection of the place of intensive spraying for the cutting knives, which, depending on the place of installation, have different locations in relation to the longitudinal axis of the blade or the side face of the cutting head. This orientation is to avoid directing the jet into the area in front of the cutting knife blade, where the unfavorable phenomena do not yet occur, or to the space between the lobes, where a much greater intensity of sprinkling is required to achieve a satisfactory degree of dust precipitation.

Wzór użytkowy został objaśniony na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia fragment rozwinięcia organu urabiającego kombajnu ścianowego na płaszczyznę poziomą a fig. 2 - uproszczony widok uchwytu z nożem urabiającym i współpracującej z nim dyszy osadzonej w obudowie za tym uchwytem.The utility model is explained in the drawing, where Fig. 1 shows a fragment of the development of the cutting head of a longwall shearer into a horizontal plane, and Fig. 2 - a simplified view of a holder with a cutting knife and a cooperating nozzle embedded in the housing behind the holder.

Organ urabiający kombajnu ścianowego (fig. 1) posiada elementy konstrukcyjne w postaci płatów 2 i tarczy ociosowej 3, na których w uchwytach 4 zamocowane są wymiennie noże urabiające 5 z ostrzami 5' wykonanymi z kształtek z węglików spiekanych. Na płatach 2 noże urabiające 5 umieszczone są w uchwytach 4 tak, że ich oś wzdłużna Oi nachylona jest w rzucie na płaszczyznę poziomą pod kątem βϊ do wzdłużnej osi 02 płata 2. Za uchwytem 4 w górnej powierzchni 6 płata 2 osadzona jest nierozłącznie słupkowa obudowa 7, przy wierzchołku której w gnieździe zwróconym ku uchwytowi 4 zabudowana jest rozłącznie dysza zraszająca 8. Oś 03 dyszy zraszającej 8 w rozwinięciu na płaszczyznę poziomą nachylona jest względem wzdłużnej osi 02 płata 2 pod kątem ą mniejszym od kąta βϊ nachylenia osi wzdłużnej noża urabiającego 5 do tej wzdłużnej osi 02 płata 2. W trakcie ruchu obrotowego organu urabiającego 1 noże urabiające 5 skrawają urabianą caliznę 9 (fig. 2) ostrzami 5', co wyznacza bruzdy 10, dla każdego noża urabiającego 5 układające się w jednej płaszczyźnie pionowej na długości urabianej calizny 9. W obszarze tej bruzdy 10 na skutek tarcia ostrze 5' i skrawana skała miejscowo ulegają podgrzaniu do bardzo wysokiej temperatury, przekraczającej dolny próg zapalności pyłu węglowego i metanu. O ile z noża urabiającego 5 ciepło odprowadzane jest bardzo szybko, o tyle skały, nie mając tej przewodności cieplnej, rozładowują ciepło bardzo długo, stając się zagrożeniem dla bezpieczeństwa. Dlatego też w ten obszar kierowany jest strumień 11 rozpylonej wody z dyszy zraszającej 8, której oś 03 przecina się z płaszczyzną pionową wyznaczaną przez ostrze 5' w bezpośrednim sąsiedztwie tylnej powierzchni ostrza 5' noża urabiającego 5. Dla ochrony słupkowej obudowy 7, w której osadzona jest dysza zraszająca 8, wysokość h tej obudowy 7 jest mniejsza od wysokości H najwyżej położonej części uchwytu 4 nad powierzchnią 6 płata 2. W odniesieniu do tarczy ociosowej 3 występuje różnica w stosunku do płatów 2, przejawiająca się zmiennością ukierunkowania osi wzdłużnych noża urabiającego 1. Również w tym przypadku kąt β2 nachylenia osi wzdłużnej tych noży urabiających 5 w rozwinięciu na płaszczyznę poziomą (fig. 1) jest zawsze większy od kąta a2 nachylenia osi 03 strumienia 11 rozpylanego przez dyszę zraszającą 8 względem wzdłużnej osi 04 tarczy ociosowej 3. Kierunek obrotów organu urabiającego 1 zaznaczony jest na fig. 1 i fig. 2 strzałką.The cutting head of a longwall shearer (Fig. 1) has structural elements in the form of panels 2 and a chisel disk 3, on which, in the holders 4, cutting knives 5 with blades 5 'made of carbide-shaped pieces are interchangeably mounted. On the sheets 2, the cutting knives 5 are placed in the holders 4 so that their longitudinal axis Oi is inclined in the projection on the horizontal plane at the angle βϊ to the longitudinal axis 02 of the airfoil 2. Behind the handle 4, in the upper surface 6 of the airfoil 2, a pillar casing 7 is inseparably mounted. at the apex of which, in the socket facing the handle 4, the spraying nozzle 8 is detachably built-in. Axis 03 of the spraying nozzle 8 when developed on a horizontal plane is inclined with respect to the longitudinal axis 02 of the airfoil 2 at an angle smaller than the angle βϊ of the longitudinal axis of the cutting knife 5 to this the longitudinal axis 02 of the blade 2. During the rotational movement of the cutting head 1, the cutting knives 5 cut the machined blank 9 (Fig. 2) with blades 5 ', which define furrows 10 for each cutting knife 5 arranged in one vertical plane along the length of the machined blank 9 In the area of this groove 10, as a result of friction, the blade 5 'and the cut rock are locally heated to a very high temperature, exceeding the lower one. the ignition threshold for coal dust and methane. While the heat is dissipated from the cutting knife 5 very quickly, rocks, not having this thermal conductivity, discharge heat for a very long time, becoming a safety hazard. Therefore, a water spray 11 from the spraying nozzle 8 is directed into this area, the axis 03 of which intersects with the vertical plane defined by the blade 5 'in the immediate vicinity of the rear surface of the blade 5' of the cutting knife 5. To protect the column housing 7 in which the there is a spraying nozzle 8, the height h of this housing 7 is smaller than the height H of the uppermost part of the holder 4 above the surface 6 of the batt 2. With regard to the chisel blade 3, there is a difference in relation to the blades 2, manifested by the variability of the orientation of the longitudinal axes of the cutting knife 1. Also in this case, the angle β2 of the inclination of the longitudinal axis of these cutting knives 5 when unfolded onto the horizontal plane (Fig. 1) is always greater than the angle a2 of the inclination of the axis 03 of the jet 11 sprayed by the spraying nozzle 8 with respect to the longitudinal axis 04 of the chisel disk 3. Direction of rotation of the drum of cutter 1 is indicated by an arrow in Fig. 1 and Fig. 2.

Claims

4 PL 66 929 Υ1 Protective caveats 1. The cutting organ of a longwall shearer, on the structural elements of which in the form of panels and a chisel shield, holders for mounting cutting knives in them, behind which there are mounted sprinkling nozzles corresponding to the holders in the housings, to which water is supplied channels from the shaft driving the cutting head, characterized in that each spraying nozzle / 8 / is installed behind the corresponding holder / 4 / the cutting knife / 5 / has the axis / 03 / of the water stream produced by it / 11 / oriented obliquely in relation to the axis longitudinal / (V of the cutting knife / 5 / and cutting from the side of the unworked body in the immediate vicinity of the blade tip / 57 a vertical plane with a furrow mark / 10 / determined by this blade / 57 of the cutting knife / 5 / during the rotational movement of the cutting drum / 1 /, where when unfolded onto a horizontal plane the axis / 03 / of the jet / 11 / water is located at the angle of lau a2 / relative the longitudinal axis / 02, 04 / of the element / 2, 3 / on which the nozzle / 8 / is mounted, smaller than the angle / β1; β2 / the inclination of the longitudinal axis / (V of the cutting knife / 5 / in relation to the longitudinal axis / 02, O4 / of this element / 2, 3 / of the cutting drum / 1 /.

2. The organ according to claim 1, characterized in that the housing / 7 / of the spray nozzle / 8 / protrudes above the surface / 6 / of the element / 2, 3 / on which it is built, to a height Ihl lower than the greatest height / H / of the handle / 4 / of the cutting knife / 5 / measured from this surface / 6 /.