Устройство для управления горнопроходческим комплексом Советский патент 1985 года по МПК E21C35/24 E21D9/06 E21D9/12 

Изобретение относится к горному машиностроению, в частности к тоннелепроходческим щитам. Известны проходческие щиты, включающие корпус с установленными на нем посредством продольных направляющих выдвижными Шандорами для выборочного поддерживания кровли от обрушения, имеющие привод от гидроцилиндров 1. Недостатком таких щитов является то, что они не имеют механизированного рабочего органа, т.е. разработка породы в них осуществляется вручную. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для управления горнопроходческим комплексом, включающее гидроприводы рабочего органа и элементов крепления забоя, каждый из которых содержит гидронасос, силовые гидроцилиндры, гидрораспределители, сливную и напорную с обратным клапанрм магистрали, дополнительную магистраль для соединения напорных магистралей гидронасосов и напорный золотник 2. Недостатками этого устройства являются большие потери энергии, связанные с непроизводительными переливами гидронасоса элементов крепления, и отсутствие предохранительного механизма для остановки рабочего органа в случае отказа элементов крепления. Цель изобретения - повышение КПД и степени безопасности ведения проходческих работ. Поставленная цель достигается тем, что напорный золотник установлен в напорной магистрали -между силовыми гидроцилиндрами рабочего органа и его гидрораспределителями, при этом линия управления напорного золотника связана с напорной магистралью элементов крепления забоя, а обратный клапан насоса рабочего органа установлен в дополнительной магистрали. На фиг. 1 изображен проходческий щит с несколькими рабочими органами экскаваторного типа и выдвижными элементами крепления забоя (шандорами), общий вид; на фиг. 2 - принципиальная гидравлическая схема проходческого щита (вид А на фиг. 1). Щит содержит несколько рабочих органов 1 экскаваторного типа и выдвижные элементы крепления - шандоры 2. Гидравлическая система щита включает гидропривод рабочего органа и гидропривод шандор. Гидропривод рабочего органа 1 содержит насос 3, предохранительный клапан 4, напорный золотник 5 и гидроблок управления рабочим органом 6. Гидропривод элементов крепления щандор состоит из подпиточного насоса 7, предохранительного клапана 8, обратного клапана 9, блока гидрораспределителей 10 с одним трехпозиционным 11 и несколькими (по числу гидроцилиндров) двухпозиционными 12 гидрораспределителями, из редукционного 13 и обратного 14 клапанов и гидроцилиндров шандор 15. Один из отводов трехпозиционного гидрораспределителя 11 связан с линией управления поршневыми полостями 16, а другой с линией 17, соединенной со штоковыми полостями гидроцилиндров 15, поршневые полости которых через двухпозиционные гидрораспределители 12 связаны с линией 18. Линия управления 19 напорного золотника 5 связана с напорной магистралью 20 гидропривода шандор. Напорные магистрали 21 и 20 гидроприводов рабочего органа и шандор соединены дополнительной магистралью 22 с установленными на ней двухпозиционным гидрораспределителем 23 и обратным клапаном 24. Кран 25 служит для отключения редукц-ионного йлапана 13. Рабочая жидкость в насосы подается из бака 26. Устройство работает следующим образом. При включении насосов и нейтральном положении гидрораспределителей рабочая жидкость от насосов поступает в гидрораспределитель 11 блока 10 и уходит на слив в бак. Гидроблок управления рабочим органом 6 отсечен напорным золотником 5. Для того, чтобы подать питание на гидроблок 6, необходимо включить гидрораспределитель 11 в положение, при котором поток рабочей жидкости поступит в линию 16 управления поршневыми полостями и, по меньшей мере, один из гидрораспределителей 12. При этом рабочая жидкость от обоих насосов устремляется в поршневую полость включенной шандоры и, через редукционный 13 и обратный 14 клапаны в линию 18. Когда давление во включенном гидроцилиндре достигнет заданного предела, а в неработающих гидроцилиндрах установленного на редукционном клапане 13 давления, произойдет переключение напорного золотника 5, связанного линией управления 19 с напорной магистралью 20 шандор. Рабочая жидкость от насоса 3 рабочего органа пойдет на питание гидроблока управления 6 и обеспечит возможность управления рабочим органом. Дальнейшее повышение давления в гидроприводе шандор произойдет за счет работы подпиточного насоса 7, который по достижении максимального давления будет пропускать рабочую жидкость через предохранительный клапан 8. В случае падения давления в гидроприводе шандор и, следовательно, в линии управления 19 напорный золотник 5 перекроет поток рабочей жидкости от насоса 3, и процесс повторится, как описано.

Таким образом, во время работы экскаватора шандоры постоянно поджаты к забою, причем шандоры в зоне разработки забоя поджаты высоким давлением, обеспечивающим их активное продвижение, в то время как остальные шандоры находятся под давлением, которое меньше рабочего, так как в противном случае щит может быть отодвинут от забоя суммарным усилием щандор.

Давление в системе шандор поддерживается подпиточным насосом, производительность которого небольщая, а следовательно, и малы потери в системе гидропривода. В случае падения давления в гидроцилиндрах щандор, находящихся под высоким давлением, что может быть вызвано, например, деформацией породы или вследствие работы экскаватора, к гидроприводу шандор по дополнительной магистрали переключается поток рабочей жидкости от гидропривода экскаватора. Это приводит к быстрому перемещению шандор в сво бодную зону, а поднявщееся давление в гидросистеме щандор вновь переключает поток рабочей жидкости гидропривода экскаватора на питание собственной системы. Поднявшееся давление удерживается насосом гидропривода шандор, который является в данном устройстве подпиточным. То же самое происходит при вывале или деформации породы

в зоне любой шандоры с низким давлением: если подпиточный насос не в состоянии, поддерживая высокое давление, переместить шандору с низким давлением, происходит переключение насоса экскаватора на питание гидросистемы шандор.

В предлагаемом устройстве предусмотрена при необходимости возможность разделения гидросистем с помошью гидрораспределителя, установленного в дополнительной магистрали, соединяющей обе напорные магистрали. В одном из его положений дополнительная магистраль открыта, в другом - она перекрывается и рабочая жидкость от насоса гидропривода экскаватора направляется в обход напорного золотника 5 к гидроблоку управления экскаватором.

Таким образом, для включения в работу экскаватора необходимо прежде всего включить, по крайней мере, одну шандору

на выдвижение. Поднявшееся в системе шандор давление обеспечивает переключение потока рабочей жидкости гидропривода экскаватора на питание своего гидроблока управления.

5 При отсутствии рабочего органа в щите с выдвижными Шандорами может быть рекомендована схема с одним насосом постоянной мощности, у которого расход обратно пропорционален давлению в системе. В этом случае напорная магистраль

20 связывает насос постоянной мощности с блоком гидрораспределителей 10.

н t-J U nJ L-H H H - f- ;t t д T l

t IlEo

д

J21ii--« //

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГОРНОПРОХОДЧЕСКИМ КОМПЛЕКСОМ, включающее гидроприводы рабочего органа и элементов крепления забоя, каждый из которых содержит гидронасос, силовые гидроцилиндры, гидрораспределнтели, сливную и напорную с обратным клапаном магистрали, дополнительную магистраль для соединения напорных магистралей гидронасосов и напорный золотник, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД устройства и степени безопасности ведения проходческих работ, напорный золотник установлен в напорной магистрали между силовыми гидроцилиндрами рабочего органа и его гидрораспределителями, при этом линия управления напорного золотника связана с напорной магистралью элементов крепления забоя, а обратный клапан насоса рабочего органа установлен в дополнительной магистрали. (Л со ;о 00

/

/7