ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СТОЙКА ДВОЙНОЙ РАЗДВИЖНОСТИ РАВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК E21D15/44 

Изобретение относится к горному делу и касается конструкции стойки двойной раздвижности равного сопротивления, получившей применение в ряде механизированных гидравлических крепей очистных забоев.

Стойка двойной раздвижности равного сопротивления известна из описания изобретения к авт. свид. СССР №154210 НКИ 5 с, 10₀₁; МПК Е21с (заявл. 26.12.1960, опубл. БИ №9, 1963). Известная стойка включает цилиндр, снабженный вводами в поршневую и штоковую полости стойки, установленный в цилиндре плунжер первой ступени раздвижности с поршнем и снабженный поршнем шток второй ступени раздвижности, установленный внутри указанного плунжера. Поршневые полости плунжера и штока сообщены между собой посредством размещенного в поршне плунжера обратного клапана, обеспечивающего поступление рабочей жидкости в поршневую полость штока при распоре стойки и изолирующего поршневые полости при податливости стойки под нагрузкой; при исчерпании податливости первой ступени обратный клапан открывается толкателем при контакте с дном цилиндра и рабочая жидкость из поршневой полости штока перетекает в поршневую полость плунжера, повышая в ней давление; это приводит к выдвижению плунжера из цилиндра и закрытию обратного клапана. Штоковая полость плунжера стойки сообщена со вторым входом цилиндра; подачей напорной рабочей жидкости в штоковую полость плунжера обеспечивается принудительная осадка стойки.

Идентичную в описанной части конструкцию имеют стойки двойной раздвижности равного сопротивления, известные из описаний изобретений к авт. свид. СССР №390280 E21d ^l5/₄₄ (заявл. 21.03.72, опубл. 11.07.73), №1086175 E21D ¹⁵/₄₄ (заявл. 19.04.82, опубл. 15.04.84), №1585529 (заявл. 04.04.88, опубл. 15.08.90) и др.

Известна стойка двойной раздвижности равного сопротивления, включающая цилиндр, снабженный вводами в поршневую и штоковую полости, установленный в цилиндре плунжер первой ступени с поршнем и снабженный поршнем шток второй ступени, установленный внутри указанного плунжера. Поршневые полости плунжера и штока сообщены между собой посредством установленного в поршне плунжера обратного клапана, обеспечивающего поступление рабочей жидкости в поршневую полость штока при распоре стойки и изолирующего полости по окончании распора.

Податливость стойки под нагрузкой обеспечивается сбрасыванием через предохранительный клапан стойки порций рабочей жидкости из поршневой полости плунжера на слив; при этом плунжер совместно со штоком вдвигается в цилиндр стойки. При исчерпании податливости первой ступени обратный клапан открывается толкателем, упирающимся в дно цилиндра; происходит сброс порции рабочей жидкости из поршневой полости штока и мгновенное выравнивание давлений в поршневых полостях, и плунжер выдвигается из цилиндра, выводя толкатель из контакта с дном цилиндра; обратный клапан закрывается и изолирует поршневые полости. Выдвижение плунжера из цилиндра составляет при этом не более 1 мм; указанный зазор выбирается при дальнейшей податливости стойки под нагрузкой перемещением плунжера до следующего открытия обратного клапана толкателем. Таким образом реализуется податливость второй ступени, при которой шток вдвигается в плунжер.

Штоковые полости плунжера и штока сообщены между собой посредством каналов, выполненных в теле плунжера, и соединены со вторым вводом цилиндра.

Описанная выше в качестве прототипа стойка двойной раздвижности равного сопротивления использована в конструкциях крепей М-101Т, МК-97 (см. Ильинский С.Г. и др. Машинист механизированного комплекса очистного забоя, М., Недра, 1975, с.28-32, рис.14), крепи «Донбасс» (см. Христенко А.П. и др. Угледобывающий комплекс «Донбасс», М., Недра, 1978, с.23-25, рис.III.3), крепи 3КД90.

Недостатком известной стойки является невозможность контроля состояния обратного клапана при эксплуатации крепи. Отказ обратного клапана, причинами которого могут быть неточность изготовления, кавитационный износ элементов, попадание твердых частиц на притертые поверхности и др., приводит к тому, что поршневые полости штока и плунжера сообщаются между собой и давление рабочей жидкости в поршневых полостях выравнивается. Так как площадь поршня штока в 2-2,5 раза меньше площади поршня плунжера, давление в сообщающихся поршневых полостях достигает давления настройки предохранительного клапана при нагрузке на стойку, составляющей 40-50% от ее номинальной несущей способности (такая ситуация имеет место при полностью выдвинутом из цилиндра плунжере). Если же податливость второй ступени стойки сопровождается выдвижением плунжера из цилиндра - стойка вообще утрачивает несущую способность. Негативные последствия этого понятны специалисту.

Отказ обратного клапана известной гидравлической стойки двойной раздвижности равного сопротивления не может быть установлен ни осмотром стойки, ни по показаниям манометра или индикатора давления, индицирующего давление рабочей жидкости в поршневой полости плунжера; средств, которые позволяли бы диагностировать состояние обратного клапана стойки при эксплуатации крепи - не существует.

Задача настоящего изобретения состоит в создании конструкции гидравлической стойки двойной раздвижности равного сопротивления, в которой возможность возникновения указанных негативных ситуаций была бы в принципе исключена, а фактическая несущая способность стойки могла бы быть достоверно проконтролирована по показаниям манометра во время эксплуатации крепи.

Поставленная задача решается тем, что в гидравлической стойке двойной раздвижности равного сопротивления, включающей цилиндр, снабженный вводами в поршневую и штоковую полости, установленный в цилиндре плунжер первой ступени раздвижности с поршнем и снабженный поршнем шток второй ступени, установленный внутри указанного плунжера,

в соответствии с изобретением,

поршневая полость штока второй ступени сообщена со штоковой полостью плунжера первой ступени.

Благодаря такому выполнению стойки поршневые полости штока и плунжера изолированы между собой и имеют автономные линии подачи - слива рабочей жидкости, а манометр, индицирующий давление в одной из полостей стойки, достоверно индицирует ее фактическую несущую способность.

Другое отличие стойки состоит в том, что поршневая полость штока второй ступени сообщена с его штоковой полостью.

Такое исполнение стойки позволяет упростить технологию изготовления, в частности, понизить класс обработки контактирующих поверхностей элементов второй ступени раздвижности, исключить уплотнение поршня штока и др.

Ниже, иллюстрируемое чертежом, приводится подробное описание предлагаемой стойки двойной раздвижности равного сопротивления.

Стойка содержит цилиндр 1, плунжер 2 с поршнем, установленный в цилиндре 1, и шток 3 с поршнем, установленный в плунжере 2. Цилиндр 1 снабжен вводом 4 в поршневую полость 5 плунжера 2 и вводом 6 в штоковую полость 7 плунжера 2, соединенную каналом 8, выполненным в теле плунжера 2, с поршневой полостью 9 штока 3. Поршневая полость 9 каналом 10, выполненным в теле штока 3, может быть соединена со штоковой полостью 11 штока 3.

Таким образом, поршневая полость 5 плунжера 2 и поршневая полость 9 штока 3 изолированы между собой и имеют автономные линии подачи - слива рабочей жидкости; контроль давления рабочей жидкости в одной из поршневых полостей стойки позволяет судить о фактической нагрузке на стойку. Понятно, что гидроблок стойки (не показан) содержит два предохранительных клапана, контролирующих давление в поршневых полостях стойки и настроенных на различные давления срабатывания, соответствующие номинальной несущей способности стойки.

Понятно также, что использование штоковой полости 7 плунжера 2 в линии питания поршневой полости 9 штока 3 исключает принудительное складывание стойки, которое обеспечивалось в прототипе; поэтому использование предлагаемой стойки в конструкции механизированной крепи может потребовать установки между основанием и перекрытием секции гидропатрона или иного механизма, который обеспечивал бы такую возможность; в любом случае использование одного гидропатрона для принудительной осадки двух-четырех стоек секции крепи в итоге проще осуществить, чем выполнять каждую гидростойку секции обладающей способностью принудительного складывания.

Сообщение поршневой полости 9 со штоковой полостью 11 штока 3 второй ступени раздвижности стойки позволяет упростить технологию изготовления и ремонта, снизить требования к классу обработки внутренней поверхности плунжера 2 и поршня штока 3, повысить ресурс работы поршневой пары второй ступени.

Работает предлагаемая стойка следующим образом.

При распоре стойки рабочую жидкость подают в поршневые полости 5 и 9; при этом плунжер 2 выдвигается из цилиндра 1, а шток 3 - из плунжера 2 до упора перекрытия секции в кровлю. Закончить распор предпочтительно подачей рабочей жидкости в поршневую полость 5 плунжера 2 с тем, чтобы достичь номинального усилия распора и повысить давление рабочей жидкости в поршневой полости 9 штока 3 за счет эффекта мультипликации.

Податливость стойки под нагрузкой осуществляется сбросом рабочей жидкости из поршневых полостей 5 и 9 при срабатываниях предохранительных клапанов стоечного гидроблока. Понятно, что настройкой предохранительных клапанов блока можно обеспечить желаемую очередность складывания ступеней раздвижности стойки.

Складывание стойки осуществляют сообщением поршневых полостей 5 и 9 стойки со сливом; под весом выдвижных частей и перекрытия секции, и, возможно, под действием гидропатрона или другого механизма, сближающего основание и перекрытие секции, гидравлические стойки складываются, обеспечивая возможность передвижки секции или выполнения ремонтных и вспомогательных работ.

Предлагаемая гидравлическая стойка двойной раздвижности равного сопротивления проста по конструкции, потенциально более надежна в работе и позволяет осуществлять контроль ее фактической несущей способности при эксплуатации.

Изобретение относится к горному делу, а именно к конструкции гидравлической стойки механизированной крепи двойной раздвижности равного сопротивления. Технический результат заключается в упрощении конструкции и технологии изготовления стойки, в частности понизить класс обработки поверхностей второй ступени раздвижности стойки. Стойка включает цилиндр с вводами в поршневую и штоковую полости, установленный в цилиндре плунжер первой ступени с поршнем и снабженный поршнем шток второй ступени раздвижности, установленный внутри плунжера. При этом поршневая полость штока второй ступени сообщена со штоковой полостью плунжера первой ступени. Причем поршневая полость штока второй ступени сообщена с его штоковой полостью. Такое выполнение стойки позволяет получить изолированные поршневые полости с автономными линиями питания, достоверно контролировать фактическую несущую способность во время эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидравлическая стойка двойной раздвижности равного сопротивления, включающая цилиндр, снабженный вводами в поршневую и штоковую полости, установленный в цилиндре плунжер первой ступени раздвижности с поршнем и снабженный поршнем шток второй ступени, установленный внутри указанного плунжера, отличающаяся тем, что поршневая полость штока второй ступени сообщена со штоковой полостью плунжера первой ступени.2. Гидравлическая стойка по п.1, отличающаяся тем, что поршневая полость штока второй ступени сообщена с его штоковой полостью.