КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2013 года по МПК E21D23/16 

Настоящее изобретение касается клапанного устройства согласно ограничительной части пункта 1. Такого рода клапанное устройство известно из заявки DE 103 408 582 A1.

В распределительных блоках для секций крепи в подземных горных выработках объединены предназначенные для различных функций ходовые клапаны для приведения в движение гидравлических цилиндров. При этом необходимый поток существенно различается между отдельными функциями. Для малых секций крепи требуются номинальные внутренние диаметры главных управляющих клапанов между 4 и 20 мм. Очень большие секции крепи с диаметрами более 400 мм требуют, однако, использования главных управляющих клапанов с номинальным внутренним диаметром значительно выше 20 мм. Главные управляющие клапаны или клапанные патроны с номинальным размером свыше 20 не являются обычными устройствами и требовали бы для использования весьма большого распределительного блока. Для имеющего большие размеры блока проблемой является, однако, материал и его свойства, так как обычно требуются сталь или нержавеющая сталь.

Обычными являются капанные блоки с одним подключением (Р) подвода и одним подключением (R) отвода.

В основном в подземных разработках известны также клапанные блоки, у которых напорная линия вводится с одной стороны и вновь выводится с другой стороны, чтобы обеспечить соединение со следующим распределительным блоком. Такое устройство непригодно, однако, для больших потоков.

Задачей настоящего изобретения является такая модификация клапанного устройства названного выше типа, при которой с использованием существующих гидравлических агрегатов и гидравлических элементов управление секций крепи с большим диаметром могло бы осуществляться в течение короткого времени.

Решение этой задачи достигается с помощью признаков пункта 1 и, в частности, тем, что первое продольное отверстие распределительного блока является проходным отверстием, то есть выходит с одной и с другой стороны распределительного блока, причем на каждой из выходных сторон отверстия предусмотрен один присоединительный элемент. Оба присоединительных элемента непосредственно соединены с системой обеспечения высоким давлением. Кроме того, второе продольное отверстие также является проходным отверстием, на обеих сторонах которого предусмотрено по одному присоединительному элементу, причем к обоим присоединительным элементам подключена отводящая линия.

С помощью соответствующего изобретению клапанного устройства могут несложным образом параллельно использоваться несколько главных управляющих клапанов, причем все же должно сохраняться малое поперечное сечение распределительного блока. Так как система обеспечения высоким давлением, равно как и отводящие линии, подключена к распределительному блоку не с одной стороны, а с двух сторон и напорная линия также не проходит через распределительный блок, могут достигаться весьма высокие значения потока.

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

В соответствии с первой предпочтительной формой выполнения поперечное сечение продольных отверстий не может превышать номинальный размер DN25. Это является предпочтительным, поскольку гидравлические шланги с таким номинальным внутренним диаметром находятся в распоряжении при подземных разработках и содержат также стандартные штекерные соединения.

Кроме того, предпочтительным может быть случай, когда поперечное сечение присоединительных элементов равно поперечному сечению продольных отверстий с целью достижения в этом месте равномерно высокого потока.

Кроме того, предпочтительным может быть использование главных распределительных клапанов с номинальным внутренним диаметром DN20, так как такого рода клапаны хорошо зарекомендовали себя на практике, и за счет этого отпадает необходимость в новых конструкциях.

Для того чтобы все же добиться высоких значений потока, предпочтительно, если каждый главный управляющий клапан оснащен собственным управляемым электрически отдельно клапаном предварительного управления, так как за счет этого возможно параллельное включение двух или более главных управляющих клапанов с целью достижения необходимых потоков.

В соответствии со следующей предпочтительной формой выполнения каждый выход может быть соединен с помощью одной собственной напорной линии с секцией крепи. В основном возможно сведение обоих выходов в одну напорную линию большего поперечного сечения. Для этого потребовались бы, однако, дополнительные конструктивные элементы, которые не всегда имеются в распоряжении в стандартном исполнении.

Кроме того, названная выше форма выполнения обеспечивает то преимущество, что первый и второй выходы через соответствующий расположенный в направлении потока отпираемый обратный клапан могут быть соединены с присоединительным элементом поршневой поверхности одного цилиндра секции крепи. За счет этого могут использоваться два соответствующих главных управляющих клапана для разнесенного во времени переключения потока с тем, чтобы тем самым предотвратить нежелательный сильный импульс давления внутри системы. Предпочтительный интервал между обоими процессами переключения составляет порядка от 10 до 100 мс.

В последующем настоящее изобретение описывается чисто в качестве примера на основании одной предпочтительной формы выполнения и со ссылкой на приложенные чертежи. Чертежи показывают:

фиг.1 - распределительный блок;

фиг.2 - изображение действующих внутри блока распределения потоков при параллельном включении двух главных управляющих вентилей, если включение подачи этой среды осуществляется системой высокого давления;

фиг.3 - соответствующее фиг.2 изображение для пояснения процесса отвода через распределительный блок;

фиг.4 - гидравлическая схема для распределительного блока по фиг.1.

Изображенный на фиг.1 распределительный блок 10 выполнен из стали в качестве единого элемента и содержит два параллельных продольных отверстия 12 и 14, оба из которых проходят от левой стороны изображенного на фиг.1 распределительного блока к его противолежащей правой стороне. При этом использующийся термин «продольные отверстия» не обязательно означает, что распределительный блок 10 должен быть выполнен квадратной формы, хотя равным образом может использоваться и квадратная форма.

На передней стороне распределительного блока 10 с левой стороны предусмотрены два расположенных один над другим присоединительных элемента Р2 и R2 с номинальным внутренним диаметром DN25, причем присоединительный элемент Р2 подключен непосредственно к (неизображенной) системе снабжения высоким давлением, а присоединительный элемент R2 подключен к (также неизображенной) отводящей линии. Присоединительный элемент Р2 выходит в отверстие, которое, в свою очередь, выходит в продольное отверстие 14, тогда как присоединительный элемент R2 выходит в отверстие, которое находится в соединении с продольным отверстием 12.

На противолежащей правой стороне распределительного блока 10 аналогичным образом предусмотрены два расположенных друг над другом присоединительных элемента Р1 и R1 с номинальным внутренним диаметром DN25, из которых присоединительный элемент Р1 соединен с продольным отверстием 14, а присоединительный элемент R1 соединен с продольным отверстием 12.

Как показывает далее фиг.1, на передней стороне распределительного блока 10 расположены различные поперечные отверстия, из которых в общей сложности восемь поперечных отверстий 16 имеют номинальный размер DN20, четыре средних поперечных отверстия 18 имеют номинальный размер DN12 и шесть левых поперечных отверстий 20 имеют номинальный размер DN10.

Само собой разумеется, что открытые в направлении внешней стороны распределительного блока 10 концы, которые на фиг.1 снабжены ссылочными обозначениями 12 и 14, закрыты заглушками. Иными словами, присоединительные элементы Р1, Р2 и R1, R2 выходят в продольные отверстия не соосно, а могут проходить также поперечно или под углом к ним. Необходимо лишь, чтобы текучая среда из линий высокого давления входила в форме потока с двух сторон в продольное отверстие 14 и чтобы текучая среда уходила с двух сторон из продольного отверстия 12 в линию отвода.

Фиг.4 поясняет гидравлическую схему изображенного на фиг.1 распределительного блока 10. Как видно, продольное отверстие 14 проходит между присоединительными элементами Р1 и Р2 и продольное отверстие 12 соединяет между собой присоединительные элементы R1 и R2. Далее, каждому главному управляющему клапану придан собственный отдельно электрически управляемый клапан 24 предварительного управления, который может по отдельности электрически управляться через коммутационные присоединительные элементы Е1-Е18.

Для установки секции крепи при изображенном примере выполнения используются в общей сложности четыре главных управляющих клапана 22 (клапаны F1-F4), что для гидравлического обеспечения требует поперечного сечения, по меньшей мере, DN32. Это обеспечение осуществляется, однако, обоими присоединительными элементами Р1 и Р2 с номинальным внутренним диаметром DN25, так как обеспечение давлением главных управляющих клапанов F1-F4 осуществляется с двух сторон распределительного блока 10.

Фиг.2 схематически показывает протекание потока через распределительный блок 10, причем изображены только присоединительные элементы, продольные отверстия и главные управляющие клапаны. Поскольку оба присоединительных элемента Р1 и Р2 непосредственно соединены с системой обеспечения высоким давлением, находящаяся под давлением гидравлическая среда протекает через эти присоединительные элементы в продольное отверстие 14 и оттуда проходит с обеих сторон к главным управляющим клапанам F5-F8. В случае изображенного на фиг.3 отвода гидравлической среды поток последней проходит через клапаны F5-F8 и оттуда с двух сторон через продольное отверстие 12 к присоединительным элементам R1 и R2.

Для установки крепи четыре главных управляющих клапана F1-F4 с помощью соответствующих клапанов предварительного управления через электрические управляющие присоединительные элементы Е1-Е4 могут срабатывать со смещением на незначительный временной интервал во избежание сильных скачков давления внутри системы. С этой целью каждый выход главных управляющих клапанов F1-F4 соединен через собственную напорную линию со стойкой крепи, причем гидравлическая среда в области стойки крепи через расположенный в направлении потока соответствующий обратный клапан находится в соединении с присоединительным элементом поршневой поверхности цилиндра стойки крепи. Таким образом предотвращается, что, например, гидравлическая среда, которая была высвобождена главным управляющим клапаном F1, через еще включенный гидравлический клапан F2 вновь поступит в отводящую линию.

Изобретение относится к распределительным клапанным блокам механизированной крепи. Клапанное устройство для управления секциями механизированной крепи в подземных разработках содержит распределительный блок (10) с продольными отверстиями (12, 14), которые подключены к линии высокого давления и отводящей линии, а также несколько поперечных отверстий (16, 18, 20), в которых расположены главные управляющие клапаны (F1-F18). При этом первое продольное отверстие (14) является проходным отверстием, на обоих концах которого предусмотрено по одному присоединительному элементу Р1 и Р2, соединенных с системой обеспечения высоким давлением. Второе продольное отверстие (12) представляет собой проходное отверстие, на обоих концах которого расположено по одному присоединительному элементу R1 и R2, к которым подключена отводящая линия. Предложенная конструкция клапанного устройства обеспечивает сокращение времени на управление секцией механизированной крепи. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Клапанное устройство для управления секциями механизированной крепи в подземных разработках, содержащее распределительный блок (10) с продольными отверстиями (12, 14), которые подключены к линии высокого давления и отводящей линии, а также несколько поперечных отверстий (16, 18, 20), в которых расположены главные управляющие клапаны (F1-F18), при помощи которых осуществляется управление подводом текучей среды от продольных отверстий (12, 14) через предусмотренный на распределительном блоке (10) выход к секции крепи, отличающееся тем, что первое продольное отверстие (14) является проходным отверстием, на обоих концах которого предусмотрено по одному присоединительному элементу (P1, P2), причем оба присоединительных элемента непосредственно соединены с системой обеспечения высоким давлением, и второе продольное отверстие (12) представляет собой проходное отверстие, на обоих концах которого расположено по одному присоединительному элементу (R1, R2), причем к обоим присоединительным элементам подключена одна отводящая линия.

2. Клапанное устройство по п.1, отличающееся тем, что поперечное сечение продольных отверстий (12, 14) не превышает DN25.

3. Клапанное устройство по п.1, отличающееся тем, что поперечное сечение присоединительных элементов (Р1, P2, R1, R2) равно поперечному сечению продольных отверстий (12, 14).

4. Клапанное устройство по п.1, отличающееся тем, что главные распределительные клапаны (F1-F8) имеют номинальный внутренний диаметр DN 20.

5. Клапанное устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый главный управляющий клапан (F1-F8) снабжен собственным, отдельно электрически управляемым клапаном (24) предварительного управления.

6. Клапанное устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый его выход через собственную напорную линию соединен со стойкой крепи.

7. Клапанное устройство по п.1, отличающееся тем, что первый и второй выходы через соответствующий расположенный в направлении протекания отпираемый обратный клапан соединены с присоединительным элементом поршневой поверхности цилиндра секции крепи.

8. Способ управления клапанным устройством по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что для перемещения гидравлического цилиндра секции крепи вперед с разнесением во времени приводят в действие два главных управляющих клапана или для перемещения гидравлического цилиндра секции крепи назад с разнесением во времени приводят в действие два главных управляющих клапана.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что временной интервал меньше 1 с и предпочтительно составляет приблизительно от 10 до 100 мс.