ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ Российский патент 1995 года по МПК E21D23/16 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам ручного управления механизированными крепями.

Известно устройство управления механизированной крепью [1], включающее корпус с расположенными в нем распредели- тельными элементами, впускной клапан, переключающий механизм в виде рукоятки, установленной на штифте в корпусе, при включении воздействующий через толкатель на неразгруженный от давления напорной магистрали клапан.

Недостатками данного устройства являются большие переключающие усилия, вызванные необходимостью перемещения запирающих элементов, не разгруженных от напорного давления, и отсутствием надежных фиксирующих элементов в рабочих состояниях гидрораспределителя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидрораспределитель механизированной крепи [2], включающий корпус с расположенными в нем параллельно друг другу клапанами, каждый из которых имеет распределительные элементы с золотником и седлом со стороны напорной и сливной магистралей, втулки, толкатели, переключающий механизм в виде двухступенчатого рычага, закрепленный в корпусе посредством штифтов, разгрузочные плунжеры, каналы напора, слива и выхода на силовой гидроцилиндр.

Недостатками указанного гидрораспределителя являются большие усилия удержания незафиксированной рукоятки при открытом клапане, связанные с тем, что разгрузочный плунжер снижает усилие на рукоятке только в момент отрыва золотника от седла (доли секунды), но не снижает воздействия давления рабочей жидкости на толкатель во время удержания золотника во включенном положении.

Воздействие напорного давления на толкатель во время удержания золотника во включенном положении создает значительные контактные напряжения в кинематической цепи двухступенчатого рычага (особенно в его первой ступени), что снижает надежность гидрораспределителя.

Конструкция механизма фиксации выполнена таким образом, что для выполнения операции фиксация рукоятки при положении распределителя рукояткой вниз необходимо использовать обе руки оператора: одну - для удержания рукоятки, другую - для поворота фиксатора в фиксирующее положение, что приводит к неудобствам в работе оператора при управлении крепью. Конструкция переключающего механизма с двухступенчатым рычагом существенно увеличивает габариты гидрораспределителя, не технологична в изготовлении, не обеспечивает автоматическую расфиксацию зафиксированного переключающего устройства при аварийном отключении электроэнергии в лаве.

Цель изобретения - уменьшение габаритов, повышение надежности, снижение усилия удержания на рукоятке.

Поставленная цель достигается тем, что в гидрораспределителе механизированной крепи, включающем корпус с расположенными в нем параллельно друг другу клапанами, каждый из которых имеет распределительный элемент с золотником и клапанным элементом, седло расположено со стороны напорного и сливного каналов, выполненных в корпусе, втулку в которой установлен толкатель, и рукоятку, закрепленную на корпусе и имеющую фиксирующий элемент для удержания клапанов, и канал для выхода на силовой гидроцилиндр, толкатель каждого клапана выполнен в виде двухступенчатого плунжера с уплотнением по ступеням большего и меньшего диаметров и образованием полости между ступенью плунжера большего диаметра и втулкой, ступень большего диаметра, которая расположена в сторону клапанного элемента с возможностью взаимодействия с последним. Нижняя торцовая поверхность плунжера выполнена в виде дополнительного седла и соединена с полостью посредством канала выполненного в плунжере. Фиксирующий элемент снабжен в нижней части пружиной, а в верхней - кнопкой и расположен внутри рукоятки с возможностью взаимодействия с расточкой соседнего клапана между втулкой и корпусом для фиксации рукоятки в рабочем положении одного из клапанов.

На чертеже приведен гидрораспределитель, общий вид.

Гидрораспределитель механизированной крепи содержит корпус 1, в расточках которого параллельно друг другу расположены клапаны 3, каждый из которых имеет золотник 4 с седлом 5 со стороны канала напора 6 и клапанный элемент 7 на золотнике 4, и седло 8 на толкателе 9 со стороны канала слива 10. В расточке втулки 11 установлен толкатель 9, выполненный в виде двухступенчатого плунжера с двумя уплотняемыми диаметрами d₁ и d₂. Полость 12 между уплотняемыми поверхностями толкателя 9 соединена каналом 13 с нижней торцовой поверхностью толкателя 9. На корпусе 1 установлена рукоятка 14, внутри которой расположен фиксирующий элемент 15, который поджат пружиной 16, на верхнем конце фиксирующего элемента закреплена кнопка 17.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии рукояткой 14 на толкатель 9 последний, перемещаясь в расточке втулки 11, входит в контакт с золотником 4 и герметично перекрывает канал слива 10 посредством уплотнения между седлом 8 толкателя 9 и клапанным элементом 7 золотника 4. При дальнейшем перемещении толкателя 9 происходит отрыв золотника 4 от седла 5 и рабочая жидкость через полость 18 поступает в канал выхода 19 на силовой гидроцилиндр, а также через окна 20, отверстия 21, и канал 13 поступает в полость 12 между уплотняемыми поверхностями толкателя 9, создавая встречное противодавление.

Результирующее усилие толкателя 9 на рукоятку 14 в этом случае дифференцируется и определяется по следующей формуле:
Q = P_н (d₁² - d₂² + d₃²), где Р_н - величина напорного давления жидкости;
d₁ - меньший уплотняемый диаметр толкателя 9;
d₂ - больший уплотняемый диаметр толкателя 9;
d₃ - уплотняемый диаметр клапанного элемента 7 золотника 4.

Подбором значений d₁, d₂, d₃ обеспечивается минимально необходимое значение усилия толкателя 9 на рукоятку 14 при удержании незафиксированной рукоятки 14 в открытом положении золотника 4 клапана 3.

При необходимости зафиксировать рукоятку 14 в рабочем положении одного из клапанов 3, воздействуют на кнопку 17, которая перемещает фиксирующий элемент 15 в расточку 2 гнезда другого клапана 3. За счет сил трения между фиксирующим элементом 15 и кромкой расточки 2 другого клапана 3, которые возникают от воздействия усилия толкателя 9 на рукоятку 14, фиксирующий элемент 15 удерживается в выдвинутом положении и препятствует повороту рукоятки в исходное положение.

При необходимости расфиксировать рукоятку 14, достаточно дожать ее в сторону включения клапана. При этом появляется зазор между кромкой расточки 2 и фиксирующим элементом 15, и он под действием пружины 16 возвращается в исходное положение в расточке рукоятки 14, не препятствуя уже повороту рукоятки 14 в исходное положение. При падении номинального давления рабочей жидкости ниже минимального уровня, например при аварийном отключении электроэнергии в лаве, зафиксированная в рабочем положении рукоятка 14 саморасфиксируется за счет того, что сила трения между фиксирующим элементом и кромкой расточки 2, возникающая от усилия толкателя 9, исчезает и фиксирующий элемент 15 под действием пружины 16 сам возвращается в исходное положение, не препятствуя возврату рукоятки 14 в исходное положение. Золотник 4 под действием пружины 22 занимает исходное положение и канал 19 сообщается со сливом.

Применение дифференциального толкателя согласно изобретению, вместо обычного, используемого во всех гидрораспре- делителях ручного управления, позволяет отказаться от сложного двухступенчатого переключающего устройства с сохранением малого усилия на рукоятке, что позволяет значительно уменьшить габариты гидрораспределителя и повысить его надежность за счет оптимизации контактных напряжений в паре толкатель-рукоятка.

Установка подпружиненного фиксирующего элемента с кнопкой внутри рукоятки согласно изобретению повышает удобство эксплуатации и производительность труда за счет использования одной руки оператора при фиксации гидрораспределителя.

Фиксация рукоятки за счет силы трения между фиксирующим элементом и кромкой расточки клапана, которая в свою очередь возникает от усилия толкателя на рукоятку и ее самофиксация при исчезновении усилия толкателя на рукоятку, позволяет повысить безопасность работ по управлению механизированными крепями в лаве.

Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает значительное уменьшение габаритов и усилия переключения на рукоятке, повышает надежность гидрораспре- делителя и производительность труда при работе их в составе механизированной крепи, а также позволяет повысить безопасность работ по управлению механизиро- ванными крепями в лаве.

Использование: в горной промышленности, а именно в устройствах ручного управления механизированными крепями. Сущность изобретения: гидрораспределитель механизированной крепи включает корпус с расположенными в нем параллельно друг другу клапанами. Каждый из клапанов имеет распределительный элемент с золотником и клапанным элементом, седло, расположенное со стороны напорного и сливного каналов, втулку, в которой установлен толкатель, и рукоятку на корпусе, имеющую фиксирующий элемент для удержания клапанов. Толкатель выполнен в виде двухступенчатого плунжера с уплотнением по ступеням большего и меньшего диаметра и втулкой. Нижняя торцовая поверхность плунжера выполнена в виде дополнительного седла и соединена с полостью посредством канала, выполненного в плунжере. Фиксирующий элемент снабжен в нижней части пружиной, а в верхней - кнопкой и расположен внутри рукоятки с возможностью взаимодействия с расточкой соседнего клапана между втулкой и корпусом для фиксации рукоятки в рабочем положении одного из клапанов. 1 ил.

ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ, включающий корпус с расположенными в нем параллельно друг другу клапанами, каждый из которых имеет распределительный элемент с золотником и клапанным элементом, седло, расположенное со стороны напорного и сливного каналов, выполненных в корпусе, втулку, в которой установлен толкатель, и рукоятку, закрепленную на корпусе и имеющую фиксирующий элемент для удержания клапанов и канал для выхода на силовой гидроцилиндр, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, повышения надежности, снижения усилия удержания на рукоятке, толкатель каждого клапана выполнен в виде двухступенчатого плунжера с уплотнением по ступеням большего и меньшего диаметров и образованием полости между ступенью плунжера большего диаметра и втулкой, ступень большего диаметра, которая расположена в сторону клапанного элемента с возможностью взаимодействия с последним, а нижняя торцевая поверхность плунжера выполнена в виде дополнительного седла и соединена с полостью посредством канала, выполненного в плунжере, при этом фиксирующий элемент снабжен в нижней части пружиной, а в верхней - кнопкой и расположен внутри рукоятки с возможностью взаимодействия с расточкой соседнего клапана между втулкой и корпусом для фиксации рукоятки в рабочем положении одного из клапанов.