ШАХТНАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СТОЙКА Российский патент 2003 года по МПК E21D15/44 

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

Известна гидравлическая стойка шахтной крепи по а.с. СССР 735785, кл. Е 21 D 15/44, опубл. в БИ 19, 1980, содержащая силовой гидроцилиндр со штоковой и поршневой полостями, камеру в виде кольцевого резервуара постоянного объема, охватывающую наружную поверхность рабочего цилиндра, и клапанный блок с предохранительным клапаном. Камера соединена с поршневой полостью гидроцилиндра и подклапанной полостью предохранительного клапана.

Недостаток известной гидравлической стойки шахтной крепи состоит в том, что камера увеличивает ее массу и габариты и, кроме того, как показывает опыт работы в шахтах, не всегда предотвращает пластические деформации силового гидроцилиндра при динамических сдвижениях вмещающих пород.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является шахтная гидравлическая стойка по а.с. СССР 717360, кл. Е 21 D 15/44, опубл. в БИ 7, 1980, содержащая корпус в виде цилиндра и размещенные в ней шток с поршнем, разделяющий цилиндр на поршневую и штоковую полости, гофрированный упругий элемент, установленный по линии действия нагрузки, один из концов которого закреплен на штоке, а полость, в которой размещен гофрированный упругий элемент, имеет отверстие для соединения с атмосферой. Шток выполнен полым и в нем размещен гофрированный упругий элемент, второй конец которого установлен с возможностью раздельного относительно штока осевого перемещения и имеет заглушку.

Динамическая нагрузка в шахтной гидравлической стойке по а.с. 717360 передается на жидкость в виде энергии волны упругой деформации по штоку и далее через торец выполненного в виде поршня штока и закрепленный на нем торец гофрированного упругого элемента. Вследствие высокой жесткости штока, который представляет собой совершенный металлический волновод, энергия волны упругой деформации доходит до жидкости без потерь и повышает давление ее в цилиндре до критического, способного разрушить цилиндр.

Недостаток известной шахтной гидравлической стойки состоит в том, что ее гофрированный упругий элемент не уменьшает величину энергии импульса динамической нагрузки, передаваемого на жидкость, он только деформируется с увеличением объема своей полости под действием уже прошедшего от торца поршня и гофрированного упругого элемента и отраженного от дна цилиндра импульса давления жидкости, снижая нагрузку на цилиндр.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является уменьшение величины импульса динамической нагрузки при сдвижении вмещающих пород, воздействующего на жидкость в полости цилиндра шахтной гидравлической стойки, и снижение вероятности разрушения ее цилиндра за счет малой продольной жесткости гофрированного упругого элемента как волновода, передающего импульс от штока на поршень.

Поставленная задача решается тем, что в шахтной гидравлической стойке, содержащей корпус в виде цилиндра и размещенные в нем полый шток с отверстием для соединения полости штока с атмосферой, поршень, разделяющий цилиндр на поршневую и штоковую полости, гофрированный упругий элемент с заглушкой, установленный в полости штока по линии действия нагрузки, один из концов которого закреплен неподвижно на штоке, а второй установлен с возможностью раздельного относительно штока осевого перемещения, согласно техническому решению неподвижный конец гофрированного упругого элемента закреплен на внутреннем торце штока, служащего заглушкой, а второй его конец, установленный с возможностью раздельного относительно штока осевого перемещения, закреплен на поршне, отделенном от штока.

Уменьшение величины импульса динамической нагрузки, передаваемого поршнем на жидкость в полости цилиндра шахтной гидравлической стойки, и снижение вероятности разрушения ее цилиндра достигается тем, что импульс передается на поршень не по жесткому штоку, как в прототипе (а.с. 717360), а по гофрированному упругому элементу, в котором он многократно отражается в местах изгиба его продольного профиля и гасится на горизонтальных участках гофр. Динамическая нагрузка передается поршню как бы через пружину с жесткостью, много меньшей жесткости штока.

Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется примером конкретного исполнения и чертежом, где показана шахтная гидравлическая стойка в продольном сечении с частичными обрывами.

Шахтная гидравлическая стойка (см. чертеж) включает корпус в виде цилиндра 1 и размещенные в нем полый шток 2, поршень 3, отделяющий поршневую полость 4 цилиндра 1 от его штоковой полости 5, гофрированный упругий элемент 6, установленный в указанной полости по линии действия нагрузки F с возможностью раздельного относительно штока 2 осевого перемещения. Верхний конец 7 гофрированного упругого элемента 6 неподвижно закреплен на внутреннем торце 8 штока 2, а его нижний конец 9 - на поршне 3. Поршень 3 отделен от штока 2, полость 5 которого имеет отверстие 10 для соединения с атмосферой.

Предлагаемая шахтная гидравлическая стойка (далее стойка) работает следующим образом.

Статическая нагрузка F на стойку уравновешивается давлением жидкости в поршневой полости 4 цилиндра 1 на поршень 3 и на внутренний торец 8 штока 2, ограниченный диаметром d (см. чертеж). При динамической нагрузке давление жидкости в полости 4 стойки резко возрастает, гофрированный упругий элемент 6 деформируется, увеличиваясь в объеме, в результате чего импульс горного давления растягивается по времени. При этом импульс динамической нагрузки передается поршню 3 через гофрированный упругий элемент 6 в ослабленном виде вследствие малой его продольной жесткости по сравнению с жесткостью полого штока 2. Импульс, передаваемый на жидкость в цилиндре 1 площадкой внутреннего торца 8 штока 2, ограниченной диаметром d, частично рассеивается в виде отраженных волн стенками гофрированного упругого элемента 6, которые дополнительно деформирует его, снижая также вероятность разрушения цилиндра 1.

Изобретение относится к горному делу и может использоваться в шахтах, опасных по горным ударам. Задачей изобретения является уменьшение величины импульса динамической нагрузки при сдвижении вмещающих пород. Шахтная гидравлическая стойка содержит корпус в виде цилиндра и размещенные в нем полый шток с отверстием для соединения полости штока с атмосферой, поршень, разделяющий цилиндр на поршневую и штоковую полости, гофрированный упругий элемент с заглушкой, установленный в полости штока по линии действия нагрузки, один из концов которого закреплен неподвижно на штоке, а второй установлен с возможностью раздельного относительно штока осевого перемещения. Неподвижный конец гофрированного упругого элемента закреплен на внутреннем торце штока, служащего заглушкой, а второй его конец, установленный с возможностью раздельного относительно штока осевого перемещения, закреплен на поршне, отделенном от штока. 1 ил.

Шахтная гидравлическая стойка, содержащая корпус в виде цилиндра и размещенные в нем полый шток с отверстием для соединения полости штока с атмосферой, поршень, разделяющий цилиндр на поршневую и штоковую полости, гофрированный упругий элемент с заглушкой, установленный в полости штока по линии действия нагрузки, один из концов которого закреплен неподвижно на штоке, а второй установлен с возможностью раздельного относительно штока осевого перемещения, отличающаяся тем, что неподвижный конец гофрированного упругого элемента закреплен на внутреннем торце штока, служащего заглушкой, а второй его конец, установленный с возможностью раздельного относительно штока осевого перемещения, закреплен на поршне, отделенном от штока.