Секция механизированной крепи Российский патент 2020 года по МПК E21D23/16 

Предлагаемое изобретение относится к горному делу и может быть использована для крепления кровли, управления горным давлением и дробления негабаритов при отработке пластовых месторождений полезных ископаемых в составе механизированных очистных комплексов с лавным конвейером.

Известна принятая за прототип секция механизированной крепи, содержащая металлоконструкцию с верхняком, гидросистему с системой управления потоками рабочей жидкости и со сливной и напорной гидролиниями, гидростойки с подключением к напорной и сливной гидролиниям эмульсии механизированной крепи, манипулятор, соединенный с верхняком посредством поворотного кронштейна, обеспечивающего возможность поворота манипулятора в горизонтальной плоскости с помощью гидроцилиндра поворотного кронштейна, и включающий в себя имеющий гидропривод гидроударник и шарнирно-сочлененные имеющие возможность поворота в вертикальной плоскости с помощью гидроцилиндров звенья, одно из которых присоединено к поворотному кронштейну, а другое совмещено с гидроударником, (пат. РФ на полезную модель №184573, МПК E21D 23/04, опубл. 30.10.2018, Бюл.№31) Наличие гидростоек и гидроударника обязательно предполагает наличие гидросистемы с системой управления потоками рабочей жидкости и со сливной и напорной гидролиниями. При этом питание гидростоек, как правило, осуществлено эмульсией с подключением к напорной и сливной гидролиниям механизированной крепи.

Недостатком данной конструкции является неэффективность разрушения негабарита, находящегося на работающем лавном конвейере, остановка которого нежелательна и приводит к потере производительности механизированного комплекса. Когда негабарит движется по ставу лавного конвейера и разрушающий его гидроударник неподвижен, времени на разрушение негабарита может быть недостаточно, а передвигать гидроударник вслед за движущимся негабаритом сложно, так как требуется управлять, как минимум, гидроцилидром поворота звеньев и гидроцилиндром поворота кронштейна.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности разрушения движущегося по ставу лавного конвейера негабарита, путем упрощения обеспечения синхронного с ним передвижения разрушающего его гидроударника со стабилизацией пространственного положения гидроударника.

Для достижения указанного технического результата в секции механизированной крепи, содержащей металлоконструкцию с верхняком, гидросистему с системой управления потоками рабочей жидкости и со сливной и напорной гидролиниями, гидростойки с подключением к напорной и сливной гидролиниям эмульсии механизированной крепи, манипулятор, соединенный с верхняком посредством поворотного кронштейна, обеспечивающего возможность поворота манипулятора в горизонтальной плоскости с помощью гидроцилиндра поворотного кронштейна, и включающий в себя имеющий гидропривод гидроударник и шарнирно-сочлененные имеющие возможность поворота в вертикальной плоскости с помощью гидроцилиндров звенья, одно из которых присоединено к поворотному кронштейну, а другое совмещено с гидроударником, применены следующие новые признаки.

Звено манипулятора, присоединенное к поворотному кронштейну, выполнено с телескопической раздвижностью при помощи гидроцилиндра для телескопической раздвижности.

Поршневые и штоковые полости гидроцилиндра поворотного кронштейна, гидроцилиндра для телескопической раздвижности и гидроцилиндров поворота звеньев манипулятора подключены к сливной и напорной гидролиниям гидросистемы с возможностью их запирания при неработающем гидроударнике.

Поршневые и штоковые полости гидроцилиндра поворотного кронштейна, гидроцилиндра для телескопической раздвижности и гидроцилиндра поворота присоединенного к поворотному кронштейну звена манипулятора, сообщены индивидуально со сливной гидролинией гидросистемы посредством устройства с функцией нормально закрытого гидравлически управляемого крана с управляющей полостью, сообщенной с гидролинией гидропривода гидроударника, в которой только при его работе имеется давление рабочей жидкости, величина которого достаточна для управления устройством с функцией нормально закрытого гидравлически управляемого крана.

В частном случае, подключение гидроцилиндра поворотного кронштейна, гидроцилиндра для телескопической раздвижности, гидроцилиндров поворота звеньев манипулятора и гидроударника осуществлено к напорной и сливной гидролиниям эмульсии механизированной крепи.

В другом частном случае, подключение гидроцилиндра поворотного кронштейна, гидроцилиндра для телескопической раздвижности и гидроцилиндров поворота звеньев манипулятора осуществлено к напорной и сливной гидролиниям эмульсии механизированной крепи, а гидропривод гидроударника выполнен с рабочей жидкостью в виде масла, индивидуальными маслонаососом, маслобаком, сливной и напорной гидролиниями.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена секция механизированной крепи, вид сбоку; на фиг. 2 - ее гидросистема с подключением гидроударника к напорной и сливной гидролиниям эмульсии механизированной крепи; на фиг. 3 - ее гидросистема, в которой в гидроприводе гидроударника в качестве рабочей жидкости использовано масло.

Секция механизированной крепи содержит несущую металлоконструкцию, которая включает верхняк 1 и, в частном случае, основание 2 (фиг. 1). К верхняку 1 крепится манипулятор со звеньями 3 и 4, имеющими возможность поворота в вертикальной плоскости при помощи гидроцилидров 5 и 6 поворота звеньев 3 и 4, соответственно, одно звено 4 из которых присоединено к поворотному кронштейну 7, с помощью которого манипулятор крепиться к верхняку 1, а другое звено 3 совмещено с гидроударником 9. Поворотный кронштейн 7 выполнен таким образом, что имеет возможность обеспечивать поворот манипулятора в горизонтальной плоскости с помощью гидроцилиндра 8 поворотного кронштейна 7. Длина звена 3, в частном случае, является наименьшей и образована длиной имеющего гидропривод гидроударника 9. Звено 4 манипулятора, присоединенное к поворотному кронштейну 7, выполнено с телескопической раздвижностью при помощи гидроцилиндра 10 для телескопической раздвижности.

Имеются гидростойки 11 с подключением к напорной 12 и сливной 13 (фиг. 2 и 3) гидролиниям эмульсии механизированной крепи, которые, как правило, проложены вдоль лавы.

Имеется гидросистема со сливной и напорной гидролиниями, которыми, в частном случае (фиг. 2), являются только напорная 12 и сливная 13 гидролинии эмульсии механизированной крепи. Гидросистема выполнена таким образом, что поршневые и штоковые полости гидроцилиндра 8 поворотного кронштейна 7, гидроцилиндра 10 для телескопической раздвижности и гидроцилиндров 5 и 6 поворота звеньев 3 и 4, подключены к сливной и напорной гидролиниям гидросистемы (в частном случае к напорной 12 и сливной 13 гидролиниям эмульсии механизированной крепи) с возможностью их запирания при неработающем гидроударнике, например, посредством индивидуальных гидрозамков 14 двустороннего действия.

Поршневая и штоковая полости гидроцилиндра 8 поворотного кронштейна 7, гидроцилиндра 10 для телескопической раздвижности и гидроцилиндра поворота присоединенного к поворотному кронштейну 7 звена 4 манипулятора сообщены индивидуально со сливной гидролинией гидросистемы (в частном случае, со сливной 13 гидролинией эмульсии механизированной крепи) посредством устройства 15 с функцией нормально закрытого гидравлически управляемого крана с управляющей полостью, сообщенной с гидролинией гидропривода гидроударника 9, в которой только при его работе имеется давление рабочей жидкости, величина которого достаточна для управления устройством 15 с функцией нормально закрытого гидравлически управляемого крана.

Устройства 15 с функцией нормально закрытого гидравлически управляемого крана с управляющей полостью, в частном случае, могут быть выполнены в виде двухлинейных двухпозиционных гидрораспределителей, которые нормально закрытыми могут являться благодаря тому, что при отсутствии сигнала внешнего управления они являются закрытыми, например под действием возвратной пружины, либо в виде обратных управляемых клапанов (как показано на фиг. 2 и 3), которые нормально закрытыми являются благодаря тому, что при отсутствии сигнала внешнего управления их клапаны являются закрытыми в направлении к сливной гидролинии гидросистемы (сливной 13 гидролинии эмульсии механизированной крепи).

Гидропривод гидроударника 9 может иметь сливную 16 и напорную 17 гидролинию, с помощью которых он подключен к напорной 12 и сливной 13 (фиг. 2) гидролиниям эмульсии механизированной крепи, либо (фиг. 3) может иметь в качестве рабочей жидкости масло, индивидуальные масляные напорную 18 и сливную 19 гидролинии, индивидуальный маслобак 20, индивидуальный маслонасос 21, имеющий привод от гидромотора 22, напорная 23 и сливная 24 гидролинии которого подключены, соотвественно, к напорной 12 и сливной 13 гидролиниям эмульсии механизированной крепи. При этом полость управления устройств 15 с функцией нормально закрытого гидравлически управляемого крана сообщена с гидролинией гидропривода гидроударника 9, в которой только при его работе имеется давление рабочей жидкости, величина которого достаточна для управления устройством 15 с функцией нормально закрытого гидравлически управляемого крана, например, с напорной 17 гидролинией гидропривода гидроударника 9 (фиг. 2), либо, как показано на фиг. 3, сообщена с индивидуальной напорной 18 гидролинией маслонасоса 21 гидропривода гидроударника 9. Полость управления устройств 15 с функцией нормально закрытого гидравлически управляемого крана может быть сообщена с другими гидролиниями гидропривода гидроударника 9, в которых при его работе имеется давление рабочей жидкости, величина которого достаточна для управления устройств 15 с функцией нормально закрытого гидравлически управляемого крана, благодаря тому, что такая величина давления рабочей жидкости поддерживается, вследствие особенности гидросистемы.

Для управления гидроцилиндрами 5 и 6 поворота звеньев 3 и 4, гидроцилиндра 8 поворотного кронштейна 7 и гидроцилиндра 10 для телескопической раздвижности могут быть использованы гидрораспределители 25, посредством которых их поршневые и штоковые полости, через индивидуальные гидрозамки 14 двустороннего действия, подключенны к сливной и напорной гидролиниям гидросистемы (в частном случае к напорной 12 и сливной 13 гидролиниям эмульсии механизированной крепи). Для включения и отключения гидроударника 9 может быть использован гидрораспределитель 26, либо другие гидравлические устройства.

Гидростойки 11 подключены к напорной 12 и сливной 13 гидролиниям эмульсии механизированной крепи посредством гидросистемы управления 27.

Работает секция механизированной крепи следующим образом.

Рабочая жидкость в виде эмульсии подается к гидросистеме секции механизированной крепи по напорной 12 гидролинии, которая проходит вдоль очистного механизированного комплекса, и таким образом подается гидравлическая энергия в систему управления 27 гидростойками 11, в результате чего для поддержания и/или ограждения выработанного пространства возможно управление гидростойками 11, которые воздействуют на верхняк 1, опираясь, например, на основание 2, а для приведения в движение звеньев 3 и 4 манипулятора возможно управление гидроцилиндрами 5, 6, 8, 10. Управляют гидроцилиндрами 5, 6, 8, 10 с помощью гидрораспределителей 25, подавая рабочую жидкость в их штоковые или поршневые полости, при этом промежуточные положения звеньев 3 и 4 манипулятора фиксируются при неработающем гидроударнике 9, так как происходит запирание указанных штоковых и поршневых полостей с помощью гидрозамков 14.

В случае поступления негабарита на работающий лавный конвейер в результате работы гидромолота 9 или очистного комбайна (на чертеже не показан), при помощи гидрораспределителей 25 управляют гидроцилиндрами 5, 6, 8, 10 таким образом, что гидроударник 9 вводят в соприкосновение с негабаритом. Затем приводят в действие гидроударник 9 с помощью гидрораспределителя 26. В частном случае (фиг. 3), гидромотор 22 приводит в действие маслонасос 21, который создает давление масла в напорной 18 гидролинии, либо, в другом частном случае (фиг. 2), используется давление в напорной 12 гидролинии эмульсии механизированной крепи, необходимое для работы гидроударника 9. Давление рабочей жидкости напорной 17 гидролинии (фиг. 2) или индивидуальной напорной 18 гидролинии маслонасоса 21 гидропривода гидроударника 9 (фиг. 3), воздействуя на управляющую полость устройств 15 с функцией нормально закрытого гидравлически управляемого крана, открывает их, и поршневые и штоковые полости гидроцилиндра 8 поворотного кронштейна 7, гидроцилиндра 10 для телескопической раздвижности звена 4 манипулятора и гидроцилиндра 6 поворота присоединенного к поворотному кронштейну 7 звена 4 манипулятора становятся сообщены индивидуально со сливной гидролинией гидросистемы (сливной гидролинией 13 эмульсии механизированной крепи). В результате этого звено 4 манипулятора может свободно поворачиваться в вертикальной плоскости относительно верхняка 1, при этом поворачиваться с гидромолотом 9 в горизонтальной плоскости и раздвигаться или сдвигаться благодаря телескопической раздвижности, что позвляет гидромолоту 9 следовать за движущимся негабаритом, так как негабарит зацепляет рабочую поверхность гидромолота 9, которая под его весом имеет необходимый для этого контакт с негабаритом. При этом, гидроударник 9 опускается вслед за разрушаемой поверхностью негабарита. Таким образом, гидроударник 9 начинает следовать за движущимся негабаритом после образования контакта с ним и приведения в разрушающее горную породу действие гидроударника 9.

При следовании работающего гидроударника 9 вслед за движущимся по ставу лавного конвейера негабаритом положение гидроударника 9 в вертикальной плоскости стабильно, так как гидроцилиндр 5 звена 3 манипулятора заперт индивидуальным гидрозамком 14 двустороннего действия или находится под управлением с помощью гидрораспределителя 25, что повышает эффективность разрушения негабарита.

Таким образом, происходит повышение эффективности разрушения движущегося по ставу лавного конвейера негабарита путем упрощения обеспечения передвижения в след за ним разрушающего его гидроударника 9 со стабилизацией пространственного положения гидроударника 9.

Секция механизированной крепи относится к горному делу и может быть использована для крепления кровли, управления горным давлением и дробления негабаритов при отработке пластовых месторождений полезных ископаемых в составе механизированных очистных комплексов с лавным конвейером. Повышается эффективность разрушения движущегося по ставу лавного конвейера негабарита путем упрощения обеспечения синхронного с ним передвижения разрушающего его гидроударника со стабилизацией пространственного положения гидроударника. Имеются металлоконструкция с верхняком, гидросистема с системой управления потоками рабочей жидкости и со сливной и напорной гидролиниями, гидростойки с подключением к напорной и сливной гидролиниям эмульсии механизированной крепи. Имеется манипулятор, соединенный с верхняком посредством поворотного кронштейна, обеспечивающего возможность поворота манипулятора в горизонтальной плоскости с помощью гидроцилиндра поворота кронштейна. Манипулятор включает в себя имеющий гидропривод гидроударник и шарнирно-сочлененные имеющие возможность поворота в вертикальной плоскости с помощью гидроцилиндров звенья. Одно из звеньев присоединено к поворотному кронштейну, а другое совмещено с гидроударником. Звено манипулятора, присоединенное к поворотному кронштейну, выполнено с телескопической раздвижностью при помощи гидроцилиндра для телескопической раздвижности. Поршневые и штоковые полости гидроцилиндра поворотного кронштейна, гидроцилиндра для телескопической раздвижности и гидроцилиндров поворота звеньев манипулятора подключены к сливной и напорной гидролиниям гидросистемы с возможностью их запирания при неработающем гидроударнике. Поршневые и штоковые полости гидроцилиндра поворотного кронштейна, гидроцилиндра для телескопической раздвижности и гидроцилиндра поворота присоединенного к верхняку с помощью поворотного кронштейна звена манипулятора сообщены индивидуально со сливной гидролинией гидросистемы посредством устройства с функцией нормально закрытого гидравлически управляемого крана. Управляющая полость устройства с функцией нормально закрытого гидравлически управляемого крана сообщена с гидролинией гидропривода гидроударника, в которой только при его работе имеется давление рабочей жидкости, величина которого достаточна для управления устройством с функцией нормально закрытого гидравлически управляемого крана. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Секция механизированной крепи, содержащая металлоконструкцию с верхняком, гидросистему с системой управления потоками рабочей жидкости и со сливной и напорной гидролиниями, гидростойки с подключением к напорной и сливной гидролиниям эмульсии механизированной крепи, манипулятор, соединенный с верхняком посредством поворотного кронштейна, обеспечивающего возможность поворота манипулятора в горизонтальной плоскости с помощью гидроцилиндра поворотного кронштейна, и включающий в себя имеющий гидропривод гидроударник и шарнирно-сочлененные имеющие возможность поворота в вертикальной плоскости с помощью гидроцилиндров звенья, одно из которых присоединено к поворотному кронштейну, а другое совмещено с гидроударником, отличающаяся тем, что звено манипулятора, присоединенное к поворотному кронштейну, выполнено с телескопической раздвижностью при помощи гидроцилиндра для телескопической раздвижности, поршневые и штоковые полости гидроцилиндра поворотного кронштейна, гидроцилиндра для телескопической раздвижности и гидроцилиндров поворота звеньев манипулятора подключены к сливной и напорной гидролиниям гидросистемы с возможностью их запирания при неработающем гидроударнике, поршневые и штоковые полости гидроцилиндра поворотного кронштейна, гидроцилиндра для телескопической раздвижности и гидроцилиндра поворота присоединенного к поворотному кронштейну звена манипулятора сообщены индивидуально со сливной гидролинией гидросистемы посредством устройства с функцией нормально закрытого гидравлически управляемого крана с управляющей полостью, сообщенной с гидролинией гидропривода гидроударника, в которой только при его работе имеется давление рабочей жидкости, величина которого достаточна для управления устройством с функцией нормально закрытого гидравлически управляемого крана.

2. Секция механизированной крепи по п. 1, отличающаяся тем, что подключение гидроцилиндра поворотного кронштейна, гидроцилиндра для телескопической раздвижности, гидроцилиндров поворота звеньев манипулятора и гидроударника осуществлено к напорной и сливной гидролиниям эмульсии механизированной крепи.

3. Секция механизированной крепи по п. 1, отличающаяся тем, что подключение гидроцилиндра поворотного кронштейна, гидроцилиндра для телескопической раздвижности и гидроцилиндров поворота звеньев манипулятора осуществлено к напорной и сливной гидролиниям эмульсии механизированной крепи, а гидропривод гидроударника выполнен с рабочей жидкостью в виде масла, индивидуальными маслонаососом, маслобаком, сливной и напорной гидролиниями.