ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СТОЙКА Российский патент 2002 года по МПК E21D15/44 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для использования в шахтах, опасных по горным ударам.

Известно устройство защиты гидравлической стойки от горных ударов, описанное в статье Н.Н. Городилова, Г.Н. Боброва, Г.У. Кукушкина, С.И. Калинина "Совершенствование средств защиты крепи от динамических нагрузок". Сб.: Взаимодействие механизированных крепей с боковыми породами. Вопросы горного давления.- 45. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1987. -С. 141-146.

Устройство включает цилиндр гидравлической стойки, шток с поршнем, амортизатор, установленный под штоком, клапан, золотник со ступенью и хвостовиком с фланцем, корпус золотника со сливным отверстием в его стенке и вертикальными направляющими, пружину, размещенную на хвостовике золотника между корпусом золотника и фланцем хвостовика, груз с упором, размещенным с возможностью свободного перемещения по своей оси в вертикальных направляющих корпуса золотника и взаимодействующим нижним концом со ступенью золотника, патрубок, сообщающий полость цилиндра гидравлической стойки с полостью корпуса золотника.

Устройство работает следующим образом. При горном ударе гидравлическая стойка проседает на амортизаторе, груз, благодаря своей инерционности, остается вместе с упором на месте, упор груза выходит из зацепления со ступенью золотника, который усилием пружины смещается в корпусе золотника и открывает сливное отверстие в стенке патрубка, присоединенного к корпусу золотника, на слив жидкости из полости гидравлической стойки.

Недостаток известного устройства состоит в том, что после смещения золотника под действием горного удара сливное отверстие патрубка в корпусе золотника остается открытым и вся жидкость из полости гидравлической стойки выбрасывается в атмосферу.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является гидравлическая стойка по а.с. 985310, кл. Е 21 D 15/44, опубл. в б.и. 48, 1982, содержащая корпус, внутри которого размещены поршень со штоком и предохранительное устройство, включающее соединенный с поршневой полостью гидравлической стойки цилиндр, внутри которого последовательно размещены поршень и чувствительный элемент, при этом поршень установлен между чувствительным элементом и входом в поршневую полость гидравлической стойки, а предохранительный элемент снабжен дополнительной гидромагистралью с обратным клапаном, которая сообщена с полостью, образованной стенками цилиндра, поршнем и чувствительным элементом.

Защита гидравлической стойки от разрушения высоким давлением жидкости при горном ударе достигается сливом части жидкости из полости гидравлической стойки в полость цилиндра, присоединенного к корпусу гидравлической стойки: под действием высокого давления в гидравлической стойке поршень в цилиндре смещается в сторону чувствительного элемента и, сжимая жидкость в полости цилиндра между поршнем и чувствительным элементом, разрушает последний. В результате разрушения чувствительного элемента часть жидкости из полости гидравлической стойки перетекает в полость цилиндра, что снижает давление в гидравлической стойке и предохраняет ее от разрушения.

Недостаток известной гидравлической стойки состоит в том, что разрушение чувствительного элемента происходит под действием давления жидкости, которое при горных ударах превышает номинальное в 1,5-3,0 раза и достигает 100-120 МПа при скорости нарастания давления до 2500 МПа/с. При таких давлениях жидкости и скорости их нарастания происходит разрушение стенок гидравлической стойки, усугубляемое подпорным действием сил инерции поршня и жидкости в полости цилиндра.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение надежности защиты гидравлической стойки от разрушения горным ударом за счет увеличения быстродействия и полноты открытия диафрагмы на слив жидкости из гидравлической стойки.

Поставленная задача решается тем, что в гидравлической стойке, включающей корпус, шток, поршень, расположенный на нижнем конце штока, запирающий полость корпуса гидравлической стойки элемент в виде гильзы с диафрагмой и золотником, амортизатор, установленный под гидравлической стойкой, согласно техническому решению шток выполнен полым с окнами в его стенке, гильза установлена неподвижно в полости штока и на ее торце, обращенном в полость корпуса гидравлической стойки, выполнено коническое седло, а к торцу, обращенному в полость штока, неподвижно присоединена диафрагма, при этом золотник прикреплен к ней со стороны полости корпуса гидравлической стойки, установлен скользяще в гильзе и имеет продольные пазы на цилиндрической поверхности и конический поясок на торце, обращенном в полость гидравлической стойки.

Повышение надежности защиты гидравлической стойки от разрушения при горном ударе достигается за счет того, что на диафрагму, помимо давления жидкости в полости корпуса гидравлической стойки, действует импульсная сила инерции золотника, возникающая при просадке гидравлической стойки на амортизаторе, что увеличивает быстродействие и полноту открытия диафрагмы на слив жидкости из гидравлической стойки.

Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется примером конкретного исполнения и чертежами, где на фиг.1 показана гидравлическая стойка в продольном сечении с частичными обрывами и на фиг.2 - вид А-А на фиг.1
Гидравлическая стойка (фиг.1 и 2) включает корпус 1, полый шток 2 с окнами 3 в стенке, поршень 4, расположенный на нижнем конце штока 2, запирающий полость 5 корпуса 1 гидравлической стойки элемент в виде гильзы 6 с диафрагмой 7 и золотником 8, неподвижно установленной в полости 9 штока 2, амортизатор 10, установленный под корпусом 1 гидравлической стойки. На торце гильзы 6, обращенном в полость 5 корпуса 1 гидравлической стойки, выполнено коническое седло 11, а к торцу, обращенному в полость 9 штока 2, неподвижно присоединена диафрагма 7 с закрепленным на ней со стороны полости 5 корпуса 1 гидравлической стойки золотником 8. При этом золотник 8 установлен в гильзе 6 скользяще и имеет продольные пазы 12 на цилиндрической поверхности и конический поясок 13 на торце, обращенном в полость 5 корпуса 1.

Гидравлическая стойка работает следующим образом. При статической нагрузке поршень 4 и диафрагма 7 герметизируют полость 5 корпуса 1. При горном ударе гидравлическая стойка проседает на амортизаторе 10, на диафрагму 7 действует высокое давление жидкости в полости 5 корпуса 1 и сила инерции золотника 8, который остается на месте в связи со скользящей посадкой в гильзе 6. Под действием этих сил диафрагма 7 разрушается, золотник 8 давлением жидкости в полости 5 корпуса 1 гидравлической стойки перемещается в полости 9 штока 2, соединяя продольными пазами 12 эти полости: происходит выброс жидкости из полости 5 корпуса 1 через продольные пазы 12 золотника 8 в полость 9 штока 2 и через его окна 3 в атмосферу. Выброс жидкости прекращается, когда конический поясок 13 золотника 8 сомкнется с седлом 11 на торце гильзы 6.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для использования в шахтах, опасных по горным ударам. Задачей изобретения является повышение надежности защиты гидравлической стойки от разрушения горным ударом за счет увеличения быстродействия и полноты открытия диафрагмы на слив жидкости из гидравлической стойки. Гидравлическая стойка включает корпус, шток, поршень, расположенный на нижнем конце штока, запирающий полость корпуса гидравлической стойки элемент в виде гильзы с диафрагмой и золотником, амортизатор, установленный под гидравлической стойкой. Шток выполнен полым с окнами в его стенке. Гильза установлена неподвижно в полости штока, и на ее торце, обращенном в полость корпуса гидравлической стойки, выполнено коническое седло. К торцу, обращенному в полость штока, неподвижно присоединена диафрагма. Золотник прикреплен к ней со стороны полости гидравлической стойки, установлен скользяще в гильзе и имеет продольные пазы на цилиндрической поверхности и конический поясок на торце, обращенном в полость гидравлической стойки. 2 ил.

Гидравлическая стойка, включающая корпус, шток, поршень, расположенный на нижнем конце штока, запирающий полость корпуса гидравлической стойки элемент в виде гильзы с диафрагмой и золотником, амортизатор, установленный под гидравлической стойкой, отличающаяся тем, что шток выполнен полым с окнами в его стенке, гильза установлена неподвижно в полости штока и на ее торце, обращенном в полость корпуса гидравлической стойки, выполнено коническое седло, а к торцу, обращенному в полость штока, неподвижно присоединена диафрагма, при этом золотник прикреплен к ней со стороны полости гидравлической стойки, установлен скользяще в гильзе и имеет продольные пазы на цилиндрической поверхности и конический поясок на торце, обращенном в полость гидравлической стойки.