Гидравлическая стойка Советский патент 1987 года по МПК E21D15/44 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в гидравлических стойках индивидуальных и механизированных крепей.

Цель изобретения - повышение надежности работы стойки за счет уменьшения упругой ее податливости.

На фиг. 1 изображена предложенная гидравлическая стойка в сложенном положении, общий вид; на фиг. 2 - положение подпружиненной ступенчатой втулки с торцовым уплотнительным элементом после распора стойки между боковыми породами; на фиг. 3 - исполнение ступенчатой втулки с обособленной пружиной и радиальным уплотнительным элементом.

Гидравлическая стойка (фиг. 1 и 2) состоит из цилиндра 1, размещенного в нем плунжера 2, опорной головки 3 с цилиндрическим нижним концом 4, сопрягаемым своей наружной поверхностью с внутренней поверхностью плунжера 2 на его верхнем конце, и ступенчатой втулки 5. Последняя подвижно соединена ступенью 6 больщего диаметра с внутренней уплотняемой поверхностью 7 плунжера 2, а ступенью 8 меньще- го диаметра - с внутренней уплотняющей поверхностью 9 нижнего конца 4 опорной головки 3, в стенке которого выполнен дроссельный канал 10 (или несколько дроссельных каналов), сообщающий рабочую полость 11 стойки с атмосферой. При этом ступень 6 и нижний конец 4 опорной головки 3 по уплотняющим своим поверхностям снабжены уплотнителями 12 и 13, делающими ступенчатую втулку 5 гидравлически неуравновещенной. На внутренней поверхности 7 плунжера 2 выполнен кольцевой упор 14 для ограничения осевого перемещения ступенчатой втулки 5, а на нижней плоской поверхности 15 опорной головки 3 - K0v ьцeвoй выступ 16, контактирующий с торцовым уплотнительным элементом 17, установленным на верхнем торце ступени 8 меньщего диаметра ступенчатой втулки 5. Силовая пружина 18 закреплена верхним концом к перемычке ступенчатой втулки 5, а нижним концом - к днищу ци.тиндра 1. Рабочая полость 11 в зависимости от выполняемых производственных операций (загрузка, осадка) может быть сообщена с внещ- ним источником питания или со сливом (атмосферой) через загрузочно-разгрузочный штуцер 19, блок клапанов 20 и канал 21, выполненный в стенке цилиндра 1.

Гидравлическая стойка работает следующим образом.

В исходном положении (фиг. 1) плунжер 2 опущен до упора в днище цилиндра 1, ступенчатая втулка 5 прижата к кольцевому упору 14 усилием пружины 18, рабочая полость 11 через дроссельный канал 10 сообщена с атмосферой.

При подаче рабочей жидкости в стойку (фиг. 1 и 2) через загрузочный щтуцер 19, блок клапанов 20 и канал 21 она попадает в кольцевой зазор между внутренней поверхностью цилиндра 1 и наружной поверхностью плунжера 2 и снизу этого плунжера поступает в рабочую полость 11. Воздух, находящийся над жидкостью, по мере ее поступления сжимается и вытесняется через

Q дроссельный канал 10 и далее через зазор между сопрягаемыми поверхностями плунжера 2 и опорной головки 3 в атмосферу. В этот период происходит также дегазация рабочей жидкости, т. е. интенсивное выделение пузырьков нерастворенного воздуха из

5 поступающей рабочей жидкости с последующим его вытеснением из стойки через дроссельный канал 10.

Выделению нерастворенного воздуха из рабочей жидкости способствуют резкое сниQ жение давления жидкости в рабочей полости 11 и скорости ее потока, циркулирующие процессы и другие возмущения жидкости. Подача рабочей жидкости в патость 11 снизу плунжера 2 также способствует подъему пузырьков воздуха с последующим их вы5 делением из жидкости.

После того, как рабочая жидкость достигает плоской поверхности 15 головки 3, дроссельный канал 10 (или несколько дроссельных каналов) создает гидравлическое сопротивление на входе, величина которого является достаточной для повышения давления жидкости в полости 11 и эффективного действия этого давления на гидравлически неуравновешенную ступенчатую втулку 5 для ее перемещения вверх с преодолением

усилия пружины 18. При этом торцовый уплотнительный элемент 17 прижи.мается к кольцевому выступу 16 и перекрывает проход рабочей жидкости к дроссельному каналу 10, а возрастающее давление жидкости в полости 11 выдвигает плунжер 2 до пол0 ного распора стойки между боковыми породами. При выдвижении плунжера 2 пружина 18 растягивается, ее усилие, действующее на ступенчатую втулку 5, увеличивается, однако превышающая по величине гидс равлическая сила, действующая на неурав- новещенную часть этой втулки при распоре стойки, плотно прижимает торцовый уплотнительный элемент 17 к кольцевому выступу 16.

По мере опускания кровли пласта вели0 чина упругой податливости стойки определяется в основном объемным модулем упругости рабочей жидкости, что существенно у.меньшает величину упругой податливости стойки и способствует интенсивному росту ее рабочего сопротивления.

5 при разгрузке стойки и сливе жидкости через щтуцер 19 ступенчатая втулка 5 усилием пружины 18 опускается до соприкосновения с кольцевым упором 14, после чего

энергия пружины 18 расходуется на опускание плунжера 2. Поскольку в этот период внутри стойки преобладает избыточное давление за счет гидравлического сопротивления на сливе, то исключается возможность попадания воздуха из атмосферы через дроссельный канал 10 в полость 11. Кроме того, процессы разгрузки и осадки стойки вызывают возмущение рабочей жидкости, что способствует выделению из ее среды пузырьков оставшегося воздуха с последующим их вытеснением из рабочей полости 11 через дроссельный канал 10. Этот процесс продолжается также в процессе перестановки стойки и в период последующего ее распора, когда от внешнего источника питания в полость 11 вместе с жидкостью дополнительно поступает новая порция нерастворимого воздуха до тех пор, пока торцовый уп- лотнительный элемент 17 не перекроет доступ к дроссельному каналу 10.

Для автоматического огкрытия дроссельного канала 10 при разгрузке стойки используется пружина 18, выполняющая функцию силового устройства для принудительного опускания плунжера 2. При отсутствии в стойке аналогичного силового устройства ступенчатая втулка 5 может быть снабжена обособленной пружиной 22 (фиг. 3), установленной между нижней плоской поверхностью опорной головки 3 и выступом 23, выполненHbi j внутри ступенчатой втулки 5.

Открытие и закрытие дроссельного канала 10 может быть осупхествлено при помощи радиального уплотнительного элемента 24 (фиг. 3), размеп,епного па верхнем конце ступени 8. Такое исполнение позволяет упростить конструкцию за счет уменьшения ко- личества сопрягаемых герметических пар.

Работа стойки со ступенчатой втулЛой, снабженной обособленной пружиной 22 и радиальным уплотнительным элементом 24,

0

5

0

5

не отличается от указанного выше, однако с той разницей, что при перемещении втулки 5 до упора торца ее ступени 8 меньшего диаметра в нижнюю поверхность опорной головки 3 обособленная пружина 22 работает на сжатие, а радиальный уплотнительный элемент 24 после прохода им дроссельного канала 10 занимает такое положение, когда сообщение полости 11 с атмосферой окажется перекрытым.

Формула изобретения

Гидравлическая стойка, содержащая цилиндр, установленный в нем полый плунжер и опорную головку с внутренней расточкой, сопряженную своим нижним концом с верхней частью плунжера пружину, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы стойки за счет уменьшения упругой ее податливости, она снабжена ступенчатой втулкой, а внутренняя поверхность плунжера в верхней части выполнена с кольцевым упором, при этом ступенчатая втулка размещена подвижно в верхней части внутри плунжера между опорной головкой и кольцевым упором, к которому поджата пружиной с возможностью взаимодействия торцом меньшего диаметра с внутренней торцовой поверхностью опорной головки, и сопряжена ступенью большего диаметра с внутренней боковой поверхностью плунжера, а ступенью меньшего диа.метра - с внутренней боковой поверхностью опорной головки, в которой выполнен дроссельный канал, сообщающий рабочую полость стойки с атмосферой, причем сопряжения торцовой поверхности меньшего диаметра с внутренней торцовой поверхностью опорной головки и боковой поверхности ступенчатой втулки с поверхностями плунжера и опорной головки выполнены с уплотнениями.

3 Т7 16

ru-v

mm

70

Z4.

фиг. 2

Составитель В. Пономарева

Редактор М. ДылыиТехред И. БересКорректор И. Эрдеми

Закал 3257/27Тираж 454Подписное

Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушекая наб., д. 4/5 Ирокзводственно-полиг рафичеекое нредприятие. г. Ужгород, ул. Проектная, 4

дзиг.З

Изобретение относится к горному делу и м.б.использовано в механизированных крепях. Цель изобретения - повышение надежности работы стойки за счет уменьшения упругой ее податливости. Стойка включает размещенные в цилиндре 1 плунжер (П) 2 и ступенчатую втулку 5. Последняя подвижно соединена ступенью 6 большего диаметра с внутренней уплотняюш,ей поверхностью 7 П 2, а ступенью 8 меньшего диаметра - с внутренней уплотняющей поверхностью 9 нижнего конца 4 опорной головки 3, имеющей канал 10 для сообщения рабочей полости 11 с атмосферой. Для осевого перемещения втулки 5 на поверхности 7 П 2 выполнен упор 14, а на нижней плоской поверхности 15 - кольцевой выступ 16, контактирующий с торцовым уплотнением 17. При подаче рабочей жидкости в стойку и попадании ее в рабочую полость 11 воздух, находящийся над жидкостью, вытесняется через дроссельный канал 10 и далее через зазор между поверхностями П 2 и опорной головки в атмосферу. По мере опускания кровли величина упругой податливости стойки определяется в основном объемным модулем упругости рабочей жидкости, что существенно уменьшает величину упругой податливости стойки и способствует интенсивному росту ее сопротивления. 3 ил. сл САЭ N3 О оо сл