СИСТЕМА КЛАПАНОВ Российский патент 2012 года по МПК E21D23/20 E21D11/40 

Настоящее изобретение относится к системе клапанов для управления шагающим цилиндром секции механизированной крепи при подземной разработке.

При управлении шагающими цилиндрами шагающего устройства при подземной разработке из-за наличия больших передвигаемых масс необходимы особые меры. Из уровня техники известно, что предусматривается открываемый обратный клапан, который должен воспрепятствовать тому, чтобы конвейер отводился назад под действием валка или же при вытягивании соседних щитов. Если же вперед подается только одна секция механизированной крепи, то блокировка должна гарантированно отменяться.

Кроме того, из уровня техники известно, что соединения шагающего цилиндра имеют люфт. Однако поскольку шагающий цилиндр должен работать быстро, в конце люфта часто происходит нежелательный удар. Для предотвращения этого удара в уровне техники предлагается демпфирующий клапан, открывающийся под действием обратного давления. Однако давление на сливе, а тем самым минимальное давление во всей системе часто может превышать давление, при котором открывается демпфирующий клапан. Если обратное давление меньше давления переключения демпфирующего клапана, то для устранения люфта остается лишь небольшой перепад.

Задачей изобретения является усовершенствование системы клапанов для управления шагающим цилиндром, с помощью которого возможна быстрая и надежная работа шагающего цилиндра без нежелательных ударов.

Задача решается с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения.

Предпочтительные варианты выполнения изобретения описаны в описании, чертежах, а также в зависимых пунктах формулы изобретения.

Чтобы открываемый обратный клапан открывался без временной задержки, линия управления открываемого обратного клапана может быть соединена с другим подводом давления.

Кроме того, может быть предпочтительно включить в линию управления открываемого обратного клапана дроссель с обратным клапаном. Благодаря такому дросселю обратный клапан открывается без временной задержки, поскольку он управляется давлением в линии управления около 300 бар. Однако закрывается он из-за предусмотренного дросселя медленно.

Согласно другому варианту выполнения изобретения может быть предпочтительно, чтобы демпфирующий клапан открывался под давлением, действующем в подводе РВ давления. Для этого может быть предусмотрена уравнительная линия между подводом РВ давления и демпфирующим клапаном.

Кроме того, для безотказной работы может быть предпочтительно, чтобы параллельно демпфирующему клапану устанавливался дополнительный обратный клапан, закрывающийся в направлении от другого подвода РА давления к другому присоединительному отверстию А цилиндра. Таким образом, добиваются, чтобы при подаче давления по одному подводу РВ давления обеспечивался немедленный отток рабочей среды в другой подвод РА давления.

Ниже настоящее изобретение описывается лишь в качестве примера на основе предпочтительного варианта выполнения со ссылкой на приложенные чертежи, на которых

фиг.1 изображает схематически систему клапанов для управления шагающим цилиндром;

фиг.2 - поперечное сечение клапанного блока с системой клапанов по фиг.1; и

фиг.3 - дроссель с обратным клапаном по фиг.2 при увеличении.

На фиг.1 изображена система 12 клапанов для управления шагающим цилиндром 10 секции механизированной крепи при подземной разработке, причем система 12 клапанов включает первый подвод РА давления, второй подвод РВ давления, первое присоединительное отверстие А цилиндра и второе присоединительное отверстие В цилиндра. В представленном примере выполнения у первого присоединительного отверстия А цилиндра предусмотрено подсоединение поверхности поршня шагающего цилиндра 10, а у второго присоединительного отверстия В цилиндра - подсоединение тороидальной поверхности шагающего цилиндра 10. Однако выбор может быть также противоположным.

Как, кроме того, показано на фиг.1, между подводом РВ давления и присоединительным отверстием В цилиндра предусмотрен открываемый обратный клапан 14, в то время как между другим подводом РА давления и другим присоединительным отверстием A цилиндра предусмотрен демпфирующий клапан 18 с дросселем 16.

Открываемый обратный клапан 14 соединен линией 20 управления с другим подводом РА давления и при подаче давления на управляющий подвод РА он против действия пружины 22 может переключаться из положения, показанного на фиг.1, в котором проток от второго присоединительного отверстия В в направлении подвода РВ давления не возможен, в положение открытия. Между другим подводом РА давления и открываемым обратным клапаном 14 в линии 20 управления установлен дроссель 24 с обратным клапаном, содержащий обратный клапан 26 и дроссель 28, включенный параллельно ему. При этом обратный клапан 26 закрывается в направлении от другого подвода РА давления к открытому обратному клапану 14.

Демпфирующий клапан 18 против действия пружины 30 может переключаться из положения, показанного на фиг.1, в котором дроссель 16 включен между первым подводом РА давления и первым присоединительным отверстием А цилиндра, в положение открытия, в котором подвод РА давления и присоединительное отверстие А цилиндра соединены напрямую без промежуточного включения дросселя. Линия 32 управления демпфирующего клапана 18 соединена с первым присоединительным отверстием А цилиндра, так что при подаче давления к присоединительному отверстию А цилиндра демпфирующий клапан может переключаться из своего положения дросселирования в положение открытия.

Параллельно демпфирующему клапану 18 установлен другой обратный клапан 34, закрывающийся в направлении от первого подвода РА давления к первому присоединительному отверстию А цилиндра. Опорной линией 31 демпфирующий клапан 18 соединен со вторым подводом РВ давления, так что движение демпфирующего клапана 18 в положение открытия должно происходить, с одной стороны, против действия пружины 30, а с другой, против давления в подводе РВ давления. Таким образом, демпфирующий клапан 18 должен открываться из своего положения демпфирования в свое положение открытия против давления, действующего в подводе РВ давления, т.е. пружина 30 соотносится с давлением в системе в подводе РВ давления (обратным давлением).

Позицией 36 обозначается клапан ограничения давления, установленный у присоединительного отверстия В цилиндра за пределами системы 12 клапанов.

Как показано на фиг.2, все компоненты вышеописанной системы 12 клапанов установлены в выполненном, как единое целое, т.е. общем, клапанном блоке 15.

Клапанный блок 15 содержит первый подвод РА давления, второй подвод РВ давления, первое присоединительное отверстие А цилиндра и второе присоединительное отверстие В цилиндра. Позицией В´ обозначено подсоединение предохранительного клапана 36 ограничения давления.

Демпфирующий клапан 18 между подводом РА давления и присоединительным отверстием А цилиндра образован в клапанном блоке комбинацией из распределительного поршня 40 и штока 42 клапана, причем шток 42 клапана прилегает к уплотнительной поверхности 44´. Распределительный поршень 40 выполнен в виде втулки, содержит проточный канал 60 и герметизирован в канале для поршня, причем распределительный поршень 40 отжимается пружиной 30 на фиг.2 влево до упора, образованного кольцом 44, установленным в канале для поршня.

Внутри распределительного поршня с возможностью перемещения установлен шток 42 клапана, имеющий на участке тарелки клапана канал, реализующий дроссель 16. По внешнему периметру тарелки 42 клапана предусмотрены пропускные отверстия в кольцевое пространство 46, причем кольцевое пространство 46 имеет гидравлическое соединение с открываемым обратным клапаном 14, включающее дроссель 24 с обратным клапаном, изображенный на фиг.3 в увеличенном виде. Дроссель 24 с обратным клапаном содержит обратный клапан 26, нагруженный усилием пружины, в котором выполнен канал дросселя, образующий дроссель 28 дросселя 24 с обратным клапаном.

Выход дросселя 24 с обратным клапаном оканчивается открываемым обратным клапаном 14. Последний содержит распределительный поршень 50, соединенный со штоком 52 клапана таким образом, что оба конструктивных элемента могут перемещаться относительно друг друга. Для этого распределительный поршень 50 имеет закрытое дно, на противоположной стороне которого предусмотрено глухое отверстие 54, в которое с возможностью перемещения вставлена надставка 56 штока 52 клапана. Таким образом, распределительный поршень 50 и шток 52 клапана могут перемещаться в аксиальном направлении, т.е. в направлении канала, в котором установлены оба конструктивных элемента, независимо друг от друга. Если же к дну распределительного поршня 50 будет приложено давление, то оно через надставку 56 отжимает шток 52 клапана на фиг.2 вниз, так что шток 52 клапана приподнимается со своего соответствующего седла и сжимает пружину 22. В этом исходном положении шток 52 клапана прижимается пружиной 22 к седлу клапана так, как это показано на фиг.2 и 3.

Кроме того, подвод РВ давления выходит в зону открываемого обратного клапана 14, находящегося между распределительным поршнем 50 и штоком 52 клапана. Таким образом, шток 52 клапана также приподнимается со своего седла тогда, когда на подвод РВ давления подается давление.

Демпфирующий клапан 18 работает следующим образом.

В исходном положении демпфирующего клапана 18 распределительный поршень 40 под действием пружины 30 на фиг.2 перемещается влево, а именно до упора в кольцо 44. В то же время шток 42 клапана в канале и в распределительном поршне 40 еще может двигаться свободно. Когда секцию механизированной крепи необходимо подать вперед, на подвод РА подают давление, и шток 42 клапана прижимается к уплотнительной поверхности 44´. В этом случае рабочая среда устремляется только через канал дросселя 16. Шагающий цилиндр, соединенный с присоединительным отверстием А цилиндра, двигается, соответственно, лишь медленно. После того как люфт в механизме шагания устранен, давление в подводе РА повышается, и усилие на шток 42 клапана уменьшается. После того как это воздействие и действие пружины 30 становится меньше усилия, создаваемого втулочным распределительным поршнем 40, клапан открывается. Внутреннее уравновешивание с использованием опорного канала 31 делает этот механизм независимым от давления подпора. Правда, если бы тарелка 42 клапана была жестко соединена с распределительным поршнем 40, внутреннее выравнивание давления снова привело бы уплотнительную поверхность в действие по закрытию. Благодаря подвижному соединению обоих поршней с люфтом появляется дополнительный обратный клапан (обратный клапан 34 на фиг.1), обеспечивающий обратное движение (давление на РВ и открытие обратного клапана 14).

Изобретение относится к горному делу, в частности к гидравлической системе управления механизмом передвижения механизированной крепи. Техническим результатом является повышение эффективности и надежности работы предложенной системы. Система (12) клапанов для управления шагающим цилиндром (10) секции механизированной крепи содержит первый подвод (РА) давления и второй подвод (РВ) давления. Кроме того, система содержит открываемый обратный клапан (14), который предусмотрен между подводом (РВ) давления и присоединительным отверстием (В), и демпфирующий клапан (18), снабженный дросселем (16). При этом демпфирующий клапан установлен между другим подводом (РА) давления и присоединительным отверстием (А) цилиндра. 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система (12) клапанов для управления шагающим цилиндром (10) секции механизированной крепи при подземной разработке, содержащая первый подвод (РА) давления и второй подвод (РВ) давления, первое присоединительное отверстие (А) цилиндра и второе присоединительное отверстие (В) цилиндра, открываемый обратный клапан (14), который предусмотрен между подводом (РВ) давления и присоединительным отверстием (В), и снабженный дросселем (16) демпфирующий клапан (18), предусмотренный между другим подводом (РА) давления и другим присоединительным отверстием (А) цилиндра.

2. Система клапанов по п.1, отличающаяся тем, что линия (20) управления открываемого обратного клапана (14) соединена с другим подводом (РА) давления.

3. Система клапанов по п.2, отличающаяся тем, что в линии (20) управления установлен дроссель (24) с обратным клапаном.

4. Система клапанов по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что открываемый обратный клапан (14) содержит замыкающую пружину (22).

5. Система клапанов по п.1, отличающаяся тем, что демпфирующий клапан (18) содержит замыкающую пружину.

6. Система клапанов по п.1, отличающаяся тем, что демпфирующий клапан (18) выполнен с возможностью переключения из положения дросселирования в открытое положение.

7. Система клапанов по п.1, отличающаяся тем, что линия (32) управления демпфирующего клапана (18) соединена с другим присоединительным отверстием (А) цилиндра.

8. Система клапанов по п.1, отличающаяся тем, что параллельно демпфирующему клапану (18) установлен обратный клапан (34), закрывающийся в направлении от другого подвода (РА) давления к другому присоединительному отверстию (А) цилиндра.

9. Система клапанов по п.1, отличающаяся тем, что демпфирующий клапан (18) открывается под давлением, действующим в подводе (РВ) давления.

10. Система клапанов по п.1, отличающаяся тем, что элементы системы (12) клапанов установлены в одном общем клапанном блоке (15).

11. Система клапанов по п.1, отличающаяся тем, что открываемый обратный клапан (14) содержит распределительный поршень (50), соединенный со штоком (52) клапана таким образом, что оба конструктивных элемента могут перемещаться относительно друг друга.

12. Система клапанов по п.11, отличающаяся тем, что распределительный поршень (50) открываемого обратного клапана (14) имеет закрытое дно поршня.

13. Система клапанов по п.12, отличающаяся тем, что демпфирующий клапан (18) содержит распределительный поршень (40), соединенный со штоком (42) клапана таким образом, что оба конструктивных элемента могут перемещаться относительно друг друга.

14. Система клапанов по п.13, отличающаяся тем, что распределительный поршень (50) демпфирующего клапана (18) имеет проточный канал (60).