Насосная станция механизированных крепей Советский патент 1990 года по МПК E21D23/16 

(21)4371863/24-03

(22)26.01.88

(46) 07.08.90. Бюл. № 29

(71)Государственный проектно-конст- рукторский и экспериментальный институт угольного машиностроения

(72)А. Н. Вишневецкий, Г.И. Пузиков и С.Ь. Роганов

(53) 622.284(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР

№ , кл. Е 21 D 23/16, 1983.

Коган Э.С. Разработка и исследование электрогидропереключателей для гидроприводов автоматизированных горных машин и комплексов: Аетореф. дис. на соиск. учен, степени канд-та техн. наук (специальность 050506, горные машины, ИГД им. Скочинского). М.: 197.

(54) НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ

(57) Изобретение относится к угольному машиностроению и может найти применение в гидроприводе механизированных крепей. Цель - повышение надежности насосной станции в работе и расширение области применения станции. Насосная станция включает гидросистему привода поступательного преобразователя 1 с приводным насосом (Н) 2, бак 3 линии нагнетания и слива и четырехлинейный двухпозиционный гидрораспределитель (ГР) 5. Элементы 6, 7 управления позиционным переключением ГР 5 сблокированы с концевыми выключателями 8, 9 и датчиками 10, 11 исходного положения подвижных элементов 12, 13 гидроцилиндров (ГЦ) 14,

л

Изобретение относится к угольному машиностроению и может найти применение в гидроприводе механизированных крепей. Цель - повышение надежности насосной станции в работе и расширение области применения станции. Насосная станция включает гидросистему привода поступательного преобразователя 1 с приводным насосом (Н) 2, бак 3, линии нагнетания и слива и четырехлинейный двухпозиционный гидрораспределитель (ГР) 5. Элементы 6, 7 управления позиционным переключением ГР 5 сблокированы с концевыми выключателями 8, 9 и датчиками 10, 11 исходного положения подвижных элементов 12, 13 гидроцилиндров (ГЦ) 14, 15. Подвижные элементы 12, 13 образованы поршнями (П) 16, 17 большого диаметра и П 18, 19 малого диаметра. Поршневые полости 22 и 23 малого диаметра соединены через обратные клапаны 26-29 с гидромагистралью нагнетания и баком 31. Поршневые полости 20, 21 большого диаметра через ГР 5 соединены линией 4 нагнетания с Н 2 и линией 36 слива с баком 3. В промежуточном положении ГР 5 поршневые полости 20, 21 большего диаметра ГЦ 14, 15 отсоединены от бака 3 и соединены между собой и с линией 4 нагнетания Н2. Вспомогательный П 37 линией нагнетания 38 соединен со штоковыми полостями 24 и 25 ГЦ 14, 15. Каждый элемент управления позиционным переключением ГР 5 имеет регулятор скорости. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

ел оо со сь

4

Целью изобретения является повышение надежности работы насосной станции механизированных крепей и расширение области применения станции

На фиг. 1 показана гидравлическая схема насосной станции механизированных крепей; на фиг. 2 - вариант установки концевых выключателей на гидроцилиндре,

Насосная станция состоит из гидросистемы 1 привода поступательного преобразователя с приводным насосом 2, например, регулируемого типа, баком 3 линией k нагнетания, четырех- линейным двухпозиционным гидрораспределителем 5 с рабочими I и V и промежуточными II-IV положениями и элементами 6 и 7 управления позиционным переключением, сблокированными с кон- цевыми выключателями 8 и 9 и датчиками 10 и 11 исходного положения подвижных элементов 12 и 13 гидроцилиндров I и 15 соответственно. Подвижные элементы 12 и 13 образованы порш- нями 16 и 17 большого диаметра и поршнями 8 и 19 малого диаметра, образующими соответственно поршневые полости 20 и 21 большего диаметра,

поршневые полости 22 и 23 малого диа

метра и штоковые полости 2k и 25 гидроцилиндров 1 и 15.

Поршневые полости 22 и 23 малого диаметра через обратные клапаны 26- 29 соединены с гидросистемой крепи (механизированная крепь не показана) включающей гидромагистраль 30 нагнетания, бак 31, линию 32 всасывания и линию 33 слива.

межуточном положении ГР 5 поршневые полости 20, 21 большего диаметра ГЦ , 15 отсоединены от бака 3 и , соединены между собой и с линией k нагнетания Н2. Вспомогательный Н 37 линией нагнетания 38 соединен со штоковыми полостями 2 и 25 ГЦ 1, 15. Каждый элемент управления Ю позиционным переключением ГР 5 имеет регулятор скорости. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

о

5 о 5

0

Поршневые полости 20 и 21 большего диаметра линиями 3 и 35 связи через четырехлинейный двухпозиционный гидрораспределитель 5 соединены линией k нагнетания с насосом 2 и линией 36 слива с баком 3 гидросистемы привода поступательного преобразователя.

В промежуточном положении III четырехлинейного двухпозиционного гидрораспределителя 5 поршневые полости 20 и 21 большего диаметра гидроцилиндров 1 и 15 отсоединены от бака 3 и соединены между собой и с линией k нагнетания приводного насоса 2. Вспомогательный насос 37 линией 38 нагнетания соединен со штоковыми полостями 2k и 25 гидроцилиндров и 15.

Предохранительный и подпорный клапаны 39 и U установлены в линиях k и 38 нагнетания приводного насоса 2 и вспомогательного насоса 37 соответственно. Регуляторы k и k2 скорости срабатывания элементов 6 и 7 управления выполнены на базе известных устройств, например электрических или гидравлических дросселей в цепях управления,

Насосная станция содержит также пневмогидроаккумулятор 3. Штоковые полости 2k и 25 гидроцилиндров соединены между собой линией kk связи.

Станция работает следующим образом.

Исходное положение гидрораспределителя 5 и подвижных элементов 12 и 13 обоих гидроцилиндров до начала работы произвольное.

Положение I гидрораспределителя 5 соответствует нагнетанию рабочей жидкости по линиям нагнетания k и связи 35 в поршневую полость 21 бо

льшого диаметра и сливу из полости 20 по линиям связи 34 и слива 36 в бак 3, в положении V поршневая полость

20линией 34 связи соединена с линией 4 нагнетания, а поршневая полость

21по линиям связи 35 и слива 36 - с баком 3.

Работа станции при рабочем положении I гидрораспределителя 5.

Рабочая жидкость от приводного насоса 2 по линии 4 нагнетания через гидрораспределитель 5 по линии 35 связи попадает в поршневую полость 21 большего диаметра, перемещая при этом подвижный элемент 13 гидроцилиндра 15, вследствие происходящего при этом сокращения объема штоковой полости 25 происходят вытеснение из нее рабочей жидкости в штоковую полость 2k гидроцилиндра 14 и перемещение подвижного элемента 12, сопровождающегося сокращением поршневой полости 20 и вытеснением из нее рабочей жидкости по линии 3 связи через гидрораспределигель 5 по линии 36 слива в бак 3. В штоковую полость 2k дополнительно поступает жидкость от вспомогательного насоса 37.

Одновременно происходит нагнетательный цикл, т.е. сокращение объема поршневой полости 23 малого диаметра гидроцилиндра 15 и вытеснение имевшейся в нем рабочей жидкости гидросистемы крепи (обычно, водомасляной эмульсии) через обратный клапан 29 в гидромагистраль 30 нагнетания гидросистемы крепи. В увеличипающийся объем поршневой полости 22 малого диаметра по линии 32 всасывания через обратный клапан 26 происходит всасывание рабочей жидкости из бака 31 гидросистемы крепи, т.е. всасывающий цик

При установке подвижного элемента 12 гидроцилиндра 14 в исходное поло- жение срабатывает датчик 10 исходного положения. Перед окончанием рабочего хода подвижного элемента 13 гидроцилиндра 15 происходит срабатывание концевого выключателя 9, сигнал от которого, суммируясь с сигналом от датчика 10 исходного положения, поступает на сблокированные с ним элементы 6 и 7 управления позиционным переключением. Происходит переключение гид- рораспределителя 5 из положения I в положение V. Скорость перехода из одного положения в другое регулируется регуляторами 41 и 42 скорости срабаты

10

15

25

40,

45 50 55вания элементов 6 и 7 управления позиционным переключением.

При переключении гидрораспределителя 5 из положения I в положение V, он проходит промежуточные положения II-IV. 8 положении II происходит отсечение линии 3 связи от линии 36 слива, линия 35 связи соединена с линией 4 нагнетания. В промежуточном положении III происходит соединение линий и 35 связи между собой и соединение их с линией 4 нагнетания. В положении IV происходит отсечение линии 35 связи от линии 4 нагнетания, а линия 34 связи остается соединенной с линией 4 нагнетания приводного насоса 2. Из схемы видно, что подвижный элемент 13 гидроцилиндра 15 закан20 чивает свой рабочий ход тогда, когда гидрораспределитель 5 находится между III и IV промежуточными позициями. Чуть раньше начинает свое движение подвижный элемент 12 гидроцилиндра 14. В этот момент возможно незначительное колебание подачи жидкости в гидроцилиндры 14 и 15, обусловленное переходным процессом при сжатии жидкостного объема, заключенного в поршневых полостях 20 и 21 в момент начала их взаимодействия с линией 4 нагнетания приводного насоса 2. Однако эти колебания незначительны и сглаживаются пневмогидроаккумуляjr тором 43, установленным в линии 4 нагнетания. Это обеспечивает отсутствие прерывистости в нагнетании рабочей жидкости в гидросистему крепи при переключении гидрораспределителя 5. Переключение гидрораспределителя из одного рабочего положения в другое осуществляется только при наличии суммарного сигнала, который складывается из сигнала концевого выключателя одного гидроцилиндра и из сигнала датчика исходного положения другого гидроцилиндра, т.е. подвижный элемент гидроцилиндра должен быть в исходном положении раньше, чем подвиж30

ный элемент гидроцилиндра, заканчивающего нагнетательный цикл, замкнет концевой выключатель. Это достигается установкой вспомогательного насоса 37, линия 38 нагнетания которого соединена с линией 44 связи, связывающей между собой штоковые полости 24 и 25. Вследствие этого скорость хода подвижного элемента, совершающего всасывающий цикл, больше скорости

хода подвижного элемента, совершающего нагнетательный цикл, на величину, определяемую подачей вспомогательного насоса 37.

При дальнейших переключениях гидрораспределителя 5, циклы повторяются. Выбор оптимальной скорости переключения гидрораспределителя Jj осуществляется один раз для конкретной станции с помощью регуляторов k и k2 скорости.

В предлагаемой насосной станции механизированных крепей устранены неравномерность подачи, пульсации давления, отрицательно сказывающиеся на долговечности рукавов высокого давления и других элементов гидросистем механизированных крепей. Применение в качестве поступательного пре- образователя мультипликатора позволяет использовать приводной насос с меньшими выходными параметрами номинального давления, чем необходимое давление в гидросистемах механизиро- ванных крепей, что дает возможность увеличить долговечность приводного насоса и всей насосной станции в целом. Изобретение позволяет использовать в качестве приводного насоса насос с регулируемой подачей, решает вопросы плавного регулирования подачи в гидросистеме механизированных крепей, т.е. позволяет применить следящую систему гидропривода, что обеспечивает экономию энергии привода. Значительно повышаются ресурс и надежность насосных станций механизированных крепей, уменьшаются шум и вибрация по сравнению с насосными станциями с механическим приводом с кривошипно-шатунным механизмом.

Формула изобретения

0 5 0

5

0

5

зователя, включающего два гидроцилиндра с поршневыми и штоковыми полостями, приводной насос, бак, линии нагнетания и слива, четырехлинейный двухпозиционный гидрораспределитель с элементами управления позиционным переключением,, сблокированными с концевыми выключателями подвижных элементов гидроцилиндров, выполненных в виде двух жестко связанных между сабой поршней разных диаметров, поршневые полости малого диаметра которых соединены через обратные клапаны с гидромагистралью нагнетания и баком гидросистемы механизированной крепи, а поршневые полости большего диаметра через четырехлинейный двухпозиционный гидрораспределитель соединены с линиями нагнетания и баком гидросистемы привода поступательного преобразователя, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы насосной станции механизированных крепей, гидросистема привода поступательного .преобразователя снабжена вспомогательным насосом, линия нагнетания которого соединена со штоковыми полостями гидроцилиндров, снабженных датчиками исходного положения их подвижных элементов, сблокированными с элементами управления позиционным переключением четырехлинейным двухпозиционным гидрораспределителем, в промежуточном положении которого поршневые полости большего диаметра гидроцилиндров отсоединены от бака и соединены между собой и с линией нагнетания приводного насоса, Снабженной пневмогидро- аккумулятором.

К гидроцилиндру /5

fit

I

От гидронасоса 37

ч

12

/

26

Фиг. 2