Устройство для управления проходческим щитом Советский патент 1991 года по МПК E21D9/06 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для управления проходческими щитами.

Цель изобретения - повышение точности управления направлением движения проходческого щита по трассе проходки за счет пропорционального перераспределения рабочей жидкости между выходными каналами блока управления при увеличенном ходе золотников.

На фиг. 1 изображено устройство для управления проходческим щитом (гидравлическая схема); на фиг.2 - блок управления, продольный разрез; на фиг.З - золотник с пазом,

В составе проходческого щита имеется насосная станция 1, содержащая контрольно-предохранительную аппаратуру в виде предохранительного клапана 2 и манометра 3. Поршневые полости щитовых гидродомкратов 4 гидролиниями 5 соединены между собой в группы, в данном примере - в четыре группы, каждая из которых гидромагистралями б через блок 7 управления и гидрораспределитель 8 реверса могут быть соединены с напорной магистралью 9 насосной станции 1 и через сливную магистраль 10 и блок 11 очистки рабочей жидкости - с баком 12 для рабочей жидкости. Штоковые полости гидродомкратов 4 могут быть соединены через гидрораспределитель 8 реверса с напорной 9 и сливной 10 магистралями. Гидрораспределители 13 включения гидродомкратов 4 установлены в гидролиниях 5, соединяющих поршневую полость соответствующего гидродомкрата 4 с гидромагистралью 6.

Блок 7 управления выполнен в виде корпуса 14 с входным 15 и выходными 16 каналами, при этом входной канал 15 блока управления сообщен с гидрораспределителем 8 реверса, а его выходные каналы 16 гидравлически соединены с соответствующими гидромагистралями 6. В корпусе 14 равномерно по окружности, центр которой расположен на продольной оси симметрии корпуса 14, установлены с возможностью перемещения золотники 17 для перекрытия входного 15 и соответствующего выходного 16 каналов. Каждый золотник 17 посредством пружины 18 подпружинен относительно корпуса 14, при этом количество и порядок расположения золотников 17 в корпусе 14 соответствует количеству и порядку расположения групп гидродомкратов 4 (в данном примере выполнения - четыре золотника 17 и четыре группы гидродомкратов 4).

Приспособление для управления перемещением золотников 17 в корпусе 14 .может быть выполнено в виде установленного с возможностью поворота вокруг продольной оси симметрии корпуса 14 диска 19 со сферической пятой 20, на котором диаметрально закреплены упор 21 и рукоять 22 управления. Упорная шайба 23 расположена на пяте 20 диска 19 и установлена с возможностью взаимодействия с одной стороны с золотниками 17 блока 7 управления,

ас другой - с упором 21.

На поверхности каждого золотника 17 блока 7 управления имеется по меньшей мере один паз 24 переменного сечения, расширяющийся в сторону выходного канала

16 и образующий с корпусом 14 дроссельный канал 25. Паз 24 переменного сечения выполнен определенной формы и площадь проходного сечения дроссельного канала 25 при каждом i-м положении золотника 17 в

корпусе 14 определяется по формуле

Si

где Si - площадь проходного сечения дроссельного канала 25 при i-м положении золотника 17;

Змакс максимальная площадь проходного сечения дроссельного канала 25:

К - коэффициент пропорциональности;

U - смещение золотника 17 относительно положения, при котором площадь проходного сечения дроссельного канала 25 максимальна.

При больших расходах рабочей жидкости через блок 7 управления целесообразно на золотниках выполнять несколько пазов 24 переменного сечения, располагая их попарно симметрично относительно осей золотников 17.

Устройство для управления проходческим щитом работает следующим образом. Включают насосную станцию 1, рукоятку гидрораспределителя 8 реверса устанавливают в позицию подачи рабочей жидкости в блок 7 управления. При необходимости поворота щита, например, вниз рукоять 22 устанавливают в положение, показанное на фиг.2. С помощью упора 21 изменяют наклон упорной шайбы 23. при этом происходит смещение золотников 17 и изменение проходных сечений дроссельных каналов 25. Пазы 24, расположенные на золотниках 17, позволяют плавно и точно отрегулировать проходные сечения дроссельных каналов 25, а следовательно, давление и расход рабочей жидкости, поступающей в группы щитовых гидродомкратов 4. При небольших углах поворота щита расход жидкости через дроссельные каналы изменяется незначительно и зависит от разности хода щитовых домкратов в противоположно расположенных группах, поэтому каждый паз 24 переменного сечения для точного управления подачей жидкости в гидродомкраты 4 должен быть такой формы, чтобы обеспечить линейную зависимость перепада давления Л р на дроссельном канале 25 от перемещения L золотника 17:

Ap aL + b, где а,Ь - коэффициенты.

Известно, что расход рабочей жидкости Q, площадь проходного сечения S и перепад давления Ар на дросселе связаны следующей зависимостью:

Q m S ,

где m - коэффициент, учитывающий характер потока и плотность рабочей жидкости.

Тогда

Q Q

где Змакс максимальная площадь

m УЬ проходного сечения дроссельного канала,

а

К коэффициент пропорциональb

ности.

Следовательно, для обеспечения линейной зависимости подачи жидкости от перемещения золотника 17 в направлении, при котором уменьшается проходное сечение дроссельного канала 25, необходимо, чтобы площадь проходного сечения дроссельного канала 25 уменьшалась обратно пропорционально квадратному корню из перемещения золотника 17 относительно положения.

соответствующего максимального проходному сечению дроссельного канала 25. Левая и правая группы гидродомкратов 4 дросселируются одинаково, дросселирование потока жидкости в верхнюю группу гидродомкратов 4 уменьшается, а в нижнюю - увеличивается. При одинаковой нагрузке на всех группах гидродомкратов 4 штоки верхней группы выдвигаются быстрее, чем штоки остальных групп гидродомкратов 4, щит разворачивается вниз.

Формула изобретения Устройство для управления проходческим щитом по авт.св. № 1559174, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности управления направлением движения проходческого щита по трассе проходки за счет пропорционального перераспределения рабочей жидкости между выходными

каналами блока управления при увеличенном ходе золотников, каждый золотник для перекрытия входного и соответствующего выходного каналов выполнен по меньшей мере с одним пазом переменного сечения

для образования с корпусом дросселирующего канала, расширяющегося в сторону выходного канала, при этом площадь проходного сечения каждого дросселирующего канала определяется по формуле

ЗЬмаки , - - - ,

К L, + 1

где Si - площадь проходного сечения дрос- селирующего канала при i-м положении золотника

Змакс - максимальная площадь проходного сечения дросселирующего канала;

К - коэффициент пропорциональности; Li - смещение золотника относительного положения, при котором площадь проходного сечения дросселирующего канала максимальна

МЛ

Фиг /

Изобретение относится к горной промышленности. Цель изобретения - повышение точности управления направлением движения проходческого щита (ПЩ) по трассе проходки за счет пропорционального перераспределения рабочей жидкости между выходными каналами (К) блока управления при увеличенном ходе золотников. Для этого блок управления выполнен в виде корпуп 16 са 14 с входным 15 и выходными 16 К. Входной К 15 сообщен с гидрораспределителем реверса. Выходные К 16 гидравлически соединены с соответствующими гидромагистралями. В корпусе 14 равномерно по окружности установлены золотники 17. Каждый золотник 17 для перекрытия входного 15 и соответствующего выходного К 16 выполнен по меньшей мере с одним пазом 24 переменного сечения для образования с корпусом 14 дросселирующего К 15, расширяющегося в сторону выходного К 16. Площадь проходного сечения каждого дроселирующего К 25 определяется по заданной формуле. При необходимости поворота ПЩ, например, вниз рукоять 22 устанавливается в положение, показанное на чертеже С помощью упора 21 изменяется наклон упорной шайбы 23. При этом происходит смещение золотников 17 и изменение проходных сечений дросселирующего К 25. 3 ил. гг о :СО со OJ ; N

Vt

17

фиг.З