Instalación para la refrigeración de trépanos.

Instalación para la refrigeración de trépanos en cabezales rozadores que están alojados, en un brazo rozador pivotable

(6), de forma giratoria alrededor de un eje (5) esencialmente horizontal que está dispuesto transversalmente a la dirección longitudinal del mismo, por mediación de toberas de agua, en la que a ambos lados del brazo rozador (6) está alojado, respectivamente, un cabezal rozador (1, 2), que está equipado con trépanos (3), el brazo rozador (6) está configurado en su extremo libre dispuesto entre los dos cabezales rozadores (1, 2) como cuello de engranaje (7) y en el brazo rozador (6) está dispuesto un elemento de soporte de toberas (8), que lleva para cada cabezal rozador (1, 2) dos grupos de toberas alineadas en dirección a los trépanos, cuyas toberas (10, 11, 12, 13) de un primer grupo están dispuestas en la zona del cuello de engranaje (7) entre los cabezales rozadores (1, 2) y cuyas toberas (17, 18, 19, 20, 21, 22) de un segundo grupo están dispuestas detrás de los cabezales rozadores (1, 2), caracterizada porque las toberas tanto del primer grupo como también del segundo grupo presentan, respectivamente, un eje de inyección dirigido lateralmente hacia fuera y que se aleja del plano medio (27) que se extiende perpendicularmente al eje de rotación (5) entre los cabezales rozadores (1, 2) y presentan un ángulo de salida (α), de manera que los conos de inyección de toberas adyacentes se solapan entre sí antes de incidir sobre el frente de trabajo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/AT2012/000071.

Solicitante: Sandvik Mining And Construction GmbH.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: Alpinestrasse 1 8740 ZELTWEG AUSTRIA.

Inventor/es: POGATSCHNIGG,REINHOLD, SCHRUNNER,CHRISTIAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS > PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA; EXPLOTACION MINERA > EXPLOTACION DE MINAS O CANTERAS > Detalles diversos relativos a las máquinas que practican... > E21C35/23 (Alimentación de fluidos de pulverización en cabezas rotativas)

PDF original: ES-2534134_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Instalación para la refrigeración de trépanos La invención se refiere a una instalación para la refrigeración de trépanos en cabezales rozadores que están alojados, en un brazo rozador pivotable, de forma giratoria alrededor de un eje esencialmente horizontal que está dispuesto transversalmente a la dirección longitudinal del mismo, por mediación de toberas de agua, en la que a ambos lados del brazo rozador está alojado, respectivamente, un cabezal rozador, que está equipado con trépanos, el brazo rozador está configurado en su extremo libre dispuesto entre los dos cabezales rozadores como cuello de engranaje y en el brazo rozador está dispuesto un elemento de soporte de toberas, que lleva para cada cabezal rozador dos grupos de toberas, cuyas toberas de un primer grupo están dispuestas en la zona del cuello de engranaje entre los cabezales rozadores y cuyas toberas del otro grupo están dispuestas detrás de los cabezales rozadores.

La invención se refiere, además, a una máquina rozadora que comprende un brazo rozador pivotable, cabezales rozadores que están alojados, en un brazo rozador pivotable, de forma giratoria alrededor de un eje esencialmente horizontal que está dispuesto transversalmente a la dirección longitudinal del mismo, en la que a ambos lados del brazo rozador está alojado, respectivamente, un cabezal rozador, que está equipado con trépanos, y a una instalación para la refrigeración de los trépanos.

Durante el rozamiento se producen altas temperaturas en los trépanos, de manera que es ventajosa una refrigeración de los trépanos. Pero cuando ahora, por ejemplo, durante el rozamiento de carbón están presentes incrustaciones de piedras duras en el filón o cuando deben rozarse también capas de roca hueca dura, entonces puede aparecer una formación de chispas y tal formación de chispas implica de nuevo el peligro de una explosión del gas grisú que aparece a partir del filón. Por lo tanto, ya se ha propuesto alimentar a los trépanos un refrigerante en forma de agua. Para evitar una contaminación y, por lo tanto, una obstrucción de las toberas de pulverización durante el proceso de rozamiento, debe inyectarse el agua a alta presión desde las toberas, y esto condiciona de nuevo un consumo grande de agua. Aparte de que con ello se perjudica la reserva de agua en el filón, las grandes cantidades de agua que se producen implican dificultades, porque se inunda la zona delante del frente de trabajo. De esta manera se ablanda también el suelo, de manera que existe el peligro de que la máquina rozadora pierda su estabilidad. Ya se ha propuesto disponer las toberas en el cabezal rozador en la proximidad de cada cincel y liberar la alimentación de agua a las toberas solamente durante el ángulo de giro del cabezal rozador, durante el que los trépanos respectivos están actuando. Esto requiere, por una parte, una disposición muy complicada y, por otra parte, en esta disposición conocida no se puede controlar una presión alta del agua a través de los órganos de bloqueo y, puesto que se ha atomizado el agua a través del aire que está a alta presión, se consigue una refrigeración insuficiente del frente de trabajo, sin que se pueda adherir en una medida suficiente también el polvo producido.

Por lo tanto, la mayoría de las veces se prefiere disponer las toberas en un soporte de toberas separado. Un dispositivo de atomización, que está constituido por una pluralidad de toberas individuales, se conoce a partir del documento EP 0010536 A1, en el que toberas dispuestas en paralelo están incorporadas en un soporte de toberas previsto detrás del cabezal rozador y están dirigidas sobre las series de trépanos y sobre los espacios intermedios entre los trépanos, de manera que la alimentación de agua se puede activar de forma separada desde diferentes grupos de toberas.

Se conoce a partir del documento DE 3429170 una tobera de inyección de agua del cabezal rozador, en la que una barra de toberas está dispuesta en la protección de una cubierta detrás del cabezal rozador y los chorros de agua están dirigidos en la dirección de la punta de los trépanos y entre los trépanos sobre el frente de trabajo.

A partir del documento DE 3609754 A1 se conoce una instalación de atomización para rodillos de corte, en la que las toberas son impulsadas con agua de atomización des al menos 100 bares. Las toberas están previstas en un soporte de toberas detrás del cabezal rozador con diferente alineación de la altura y lateral, que forman un sistema de chorros de inyección concentrados de forma afilada hacia el frente de trabajo. Otras toberas están dispuestas en el cuello delantero del engranaje del brazo de corte para una inyección sobre las zonas de corte dispuestas en el interior de los rodillos de corte.

Con respecto a la alta presión del fluido y a la concentración de los chorros de inyección hacia el frente de trabajo, el consumo de agua para una instalación de atomización de este tipo es, sin embargo, considerablemente alto como anteriormente, y la capacidad de refrigeración es solamente moderada.

Por lo tanto, la invención tiene el cometido de crear una instalación de atomización de agua, con la que se reduce claramente, por una parte, el consumo de agua y, por otra parte, se puede elevar la efectividad de una atomización exterior para la prevención segura de encendidos e inflamaciones de gases de grisú.

Para la solución de este cometido, partiendo de una instalación del tipo mencionado al principio, la invención consiste esencialmente en que las toberas tanto del primer grupo como también del segundo grupo presentan, respectivamente, ejes de inyección dirigidos lateralmente hacia fuera y que se alejan del plano medio que se

extiende perpendicularmente al eje de rotación entre los cabezales rozadores y presentan un ángulo de salida, de manera que los conos de inyección de toberas adyacentes se solapan entre sí antes de incidir sobre el frente de trabajo. Puesto que los conos de inyección de toberas adyacentes se solapan entre sí antes de la incidencia sobre el frente de trabajo, aparece una especie de envolvente de protección del agua en la zona del cabezal rozador impulsada por las toberas, de manera que se consigue una distribución más o menos regular del agua. La refrigeración se consigue en este caso no sólo puntualmente a la actuación, sino sobre toda la anchura de los cabezales rozadores, de manera que, por una parte, se mejora la capacidad de refrigeración. Por otra parte, en virtud de los ejes de inyección dirigidos lateralmente hacia fuera, se consigue abarcar, respectivamente, con una tobera una pluralidad de trépanos, de manera que se limita el número de toberas y se reduce de esta manera el consumo de agua.

La reducción del consumo de agua se consigue también porque las toberas están dispuestas lo más cerca posible de los cabezales rozadores o bien de los trépanos. La invención prevé en este contexto que un primer grupo de toberas está dispuesto en la zona del cuello del engranaje entre los cabezales rozadores, de manera que los trépanos que se encuentran en cada caso en el interior de los dos cabezales rodadores pueden ser abarcados de manera sencilla por el choro de refrigerante. Una disposición especialmente preferida de las toberas individuales en la proximidad inmediata del cabezal rozador, de manera que el chorro de agua incide a alta velocidad en el cincel, para reducir la duración de residencia posible de un gas metano aparecido, se consigue de acuerdo con un desarrollo preferido de la invención porque la sección del elemento de soporte de toberas que lleva el segundo grupo de toberas presenta dos primeros brazos que se proyectan lateralmente desde el brazo rozador, los cuales, vistos en la dirección de la extensión longitudinal... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Instalación para la refrigeración de trépanos en cabezales rozadores que están alojados, en un brazo rozador pivotable (6) , de forma giratoria alrededor de un eje (5) esencialmente horizontal que está dispuesto transversalmente a la dirección longitudinal del mismo, por mediación de toberas de agua, en la que a ambos lados del brazo rozador (6) está alojado, respectivamente, un cabezal rozador (1, 2) , que está equipado con trépanos (3) , el brazo rozador (6) está configurado en su extremo libre dispuesto entre los dos cabezales rozadores (1, 2) como cuello de engranaje (7) y en el brazo rozador (6) está dispuesto un elemento de soporte de toberas (8) , que lleva para cada cabezal rozador (1, 2) dos grupos de toberas alineadas en dirección a los trépanos, cuyas toberas (10, 11, 12, 13) de un primer grupo están dispuestas en la zona del cuello de engranaje (7) entre los cabezales rozadores (1, 2) y cuyas toberas (17, 18, 19, 20, 21, 22) de un segundo grupo están dispuestas detrás de los cabezales rozadores (1, 2) , caracterizada porque las toberas tanto del primer grupo como también del segundo grupo presentan, respectivamente, un eje de inyección dirigido lateralmente hacia fuera y que se aleja del plano medio (27) que se extiende perpendicularmente al eje de rotación (5) entre los cabezales rozadores (1, 2) y presentan un ángulo de salida (ï?¡) , de manera que los conos de inyección de toberas adyacentes se solapan entre sí antes de incidir sobre el frente de trabajo.

2. Instalación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la sección (14) del elemento de soporte de toberas (8) que lleva el segundo grupo de toberas presenta dos primeros brazos (15) que se proyectan lateralmente desde el brazo rozador (6) , los cuales, vistos en la dirección de la extensión longitudinal del brazo rozador (6) , se extienden en forma de V y están inclinados con preferencia, respectivamente, hacia atrás.

3. Instalación de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque la sección (14) del elemento de soporte de toberas (8) , que lleva el segundo grupo de toberas, presenta segundos brazos (16) que se conectan, respectivamente, en los primeros brazos (15) y que se extienden esencialmente paralelos al eje de rotación (5) de los cabezales rozadores (1, 2) .

4. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el primer grupo de toberas comprende al menos dos toberas, con preferencia cuatro toberas.

5. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el segundo grupo de toberas comprende al menos cuatro, con preferencia seis toberas.

6. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque al menos una parte de las toberas, con preferencia todas las toberas, están configuradas como toberas de chorro plano, cuyo cono de inyección presenta con preferencia un diámetro elíptico, en el que la longitud del eje longitudinal de la elipse corresponde a un múltiplo ce la longitud del eje adyacente de la elipse.

7. Instalación de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque las toberas de chorro plano están dispuestas y alineadas de tal manera que la totalidad de sus conos de inyección configuran una envolvente cerrada en la zona superior del cabezal rozador.

8. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el cono de inyección de al menos una parte de las toberas presenta un ángulo de apertura (ï?¡) de 20 â?" 40º , con preferencia 30º .

9. Instalación de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, caracterizada porque el cono de inyección de al menos una parte de las toberas de chorro plano presenta en el plano del eje principal un ángulo de apertura (ï?¡) de 20 â?" 40º , con preferencia 30º .

10. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque los ejes de las toberas del primer grupo están más inclinadas hacia fuera que los ejes de las toberas del segundo grupo.

11. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque los ejes de las toberas del primer grupo están inclinadas de 30 â?" 60º hacia fuera.

12. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque los ejes de las toberas del segundo grupo están inclinados de 20 â?" 40º hacia fuera.

13. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque los conos de inyección de las dos toberas más exteriores (21, 18; 22, 20) del segundo grupo de toberas y, dado el caso, de las dos toberas más exteriores (10, 11, 12, 13) de primer grupo de toberas se solapan entre sí más fuertemente que los conos de inyección de las otras toberas del segundo grupo de toberas.

14. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque los trépanos (3) están dispuestos en forma de línea helicoidal o bien en forma de espiral en la envolvente de los cabezales rozadores (1, 6

2) .

15. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque el elemento de soporte de las toberas (8) está dispuesto en el lado superior de los cabezales rozadores (1, 2) y el sentido de giro de los cabezales rozadores (1, 2) está seleccionado de tal forma que los trépanos (3) se mueven desde arriba hacia abajo en el lado del cabezal rozador que está dirigido hacia el frente de trabajo.

16. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque los ejes de inyección de las toberas están dirigidos sobre los trépanos (3) .

17. Máquina rozadora que comprende un brazo rozador pivotable (6) , los cabezales rozadores (1, 2) están alojados, en el brazo rozador (6) , de forma giratoria alrededor de un eje (5) esencialmente horizontal que está dispuesto transversalmente a la dirección longitudinal del mismo, en la que a ambos lados del brazo rozador (6) está alojado, respectivamente, un cabezal rozador (1, 2) , que está equipado con trépanos (3) , y una instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 16 para la refrigeración de los trépanos.