Гидравлическая стойка двойной телескопичности индивидуальной крепи Советский патент 1991 года по МПК E21D15/44 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в системах ограничения хода плунжеров гидростоек.

Целью изобретения является увеличение срока службы стойки путем осуществления автоматического перекрытия потока рабочей жидкости для ограничения раздвижности плунжера

второй ступени при распоре стойки.

На фиг. 1 изображена предложенная гидравлическая стойка в сложенном положении, продольный разрез на фиг.2 - то же, сечение в плоскости уплотняю- щих затворов в конце раздвижки стойки; на фиг. 3 - то же, в раздвинутом положении.

Гидравлическая стойка двойной те- лескопичности индивидуальной крепи (фиг. 1 и 2) состоит из цилиндра 1 с последовательно расположенными в нем плунжерами 2 и 3 первой и второй ступеней с поршнями 4 и 5, направляющей трубы 6, пропущенной через герметич- ный ввод 7 и центральное отверстие, выполненное в поршне 4 с обеспечением между сопрягаемыми поверхностями кольцевой щели 8, сообщенной с рабочими полостями 9 и 10. Внутри направляющей трубы 6 установлена пружина 11 растяжения, закрепленная нижним концом к днищу цилиндра 1, а верхним - к опорной втулке 12, закрепленной на верхнем конце направляющей трубы 6. Кон- центрично последней между поршнем 5 и опорной втулкой 12 установлена пружина 13 сжатия. Направляющая труба 6 снабжена уплотняющим затвором 14,

жестко закрепленным плоским упором на ее наружной поверхности с возможностью контакта его резинового уплотнения с седлом 15, выполненным сверху поршня 4 со стороны рабочей полости 10. Со стороны рабочей полости 9 направляющая труба 6 снабжена вторым уплотняющим затвором 16, закрепленным на нижнем ее конце с обеспечением возможности контакта с уплотняемой поверхностью 17, выполненной снизу поршня 4 на участке его сопряжения с наружной поверхностью направляющей трубы 6. Уплотняющий затвор 16 расположен в трапециевидном пазу 18 и содержит опорную шайбу 19 и разрезное кольцо (уплотнитель) 20, Скошенная уплотняемая поверхность 17 выполнена в виде конического гнезда с диаметром df его основания, размер которого превышает размер dz. наружного диаметра резинового уплотнителя 20, а глубина S трапециевидного паза 18 выполнена равной 0,4 диаметра da сечения резинового уплотнителя 20. Сверху плунжера 3 установлен блок клапанов 21.

Гидравлическая стойка работает следующим образом.

В исходном положении (фиг, 1-3) нижний конец направляющей трубы 6 упирается в днище цилиндра 1 и прижат к нему силой пружины 11, при этом поршень 3 плунжера 2 расположен относительно уплотняющих затворов 14 и 16 с зазорами h/f и h, Рабочие полости 9 и 10 сообщены между собой через кольцевую щель 8, а внутренняя полость плунжера 2 сообщена с рабочей полостью 9 через направляющую трубу

При распоре стойки рабочая жидкость под давлением от внешнего источника питания подается через блок клапанов 21 во внутреннюю попость плунжера 3, далее по направляющей трбе 6 поступает в рабочую полость 9 и по кольцевой щели 8 - в рабочую полость 10. Благодаря наличию зазора п., в пределах которого плунжер 2 разгружен от действия пружины 11, происходит его перемещение относительно направляющей трубы 6, сопровождающееся перекрытием кольцевой щели 8 уплотняющим затвором 14, после чего плунжер 2 выдвигается из цилиндра 1 вместе с направляющей трубой 6 и плунжером 3, причем прижатие уплотняющего затвора 14 к уплотняемой поверхности 15 обеспечивается возвращающей силой пружины 11, чем достигается герметизация рабочей полости 10 второй ступени. После полного выдвижения плунжера 2 рабочая жидкость, преодолевая силу пружины II и перемещения направляющую трубу 6 вверх, поступает через кольцевую щель 8 в рабочую полость 10, уплотненную герметичным вводом 7. Гидравлическая сила, действующая при этом на поршень 5, выдвигает плунжер 3, причем процесс его выдвижения сопровождается упругой деформацией пружины 11, что обеспечивает сохранение гидравлической связи между рабочими полостями 9 и 10. Выдвижение плунжера 3 длится вплоть до соприкосновения витков пружины 13 сжатия, после чего в пределах зазора ti2 его перемещение продолжается вместе с пружиной 13 и направляющей трубой 6 с уплотняющими затворами 14 и 16. В момент принового уплотнителя 20 (S4,4 da) позволяют обеспечить начальное прилегание этого уплотнителя к упомянутым поверхностям под воздействием силы, направленной перпендикулярно уплотняемой поверхности 17, и дальнейшую , его упругую деформацию под воздействием гидравлической силы.

Поскольку усилие для перемещения направляющей трубы 6 на величину h- вместе с уплотняющим затвором 16 ограничено силой пружины II при ее растяжении, то витки пружины 13 сжатия

испытывают незначительные по величине контактные напряжения, что позволяет использовать ее вместе с опорной втулкой 12 в качестве ограничителя хода плунжера 3 второй ступени при разд0 вижке стойки.

В условиях эксплуатации описанный процесс раздвижки стойки на полную высоту возможен в случаях проверки стойки на поверхности шахты в крайних

5 предельных-, ее положениях по раздвиж- ности, а также в условиях забоя, когда оператор при установке стойки не соизмерил максимальную конструктивную высоту стойкости с мощностью пласта

0 при местных ее увеличениях. Как правило, в таких случаях стойка разгружается, устанавливается подкладка под верхняк и вновь раздвигается гидравлическим усилием распора с повторением того же процесса, однако с той разницей, что витки пружины 13 сжатия не соприкасаются друг1 с другом после контакта плунжера 3 с кровлей пласта, а следовательно, отсутству0 ет импульс для перемещения направляющей трубы 6 вверх и перекрытия кольцевой щели 8 уплотняющим затвором 16, После распора стойки подача рабочей жидкости прекращается, пружина 11

5

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в системах ограничения хода плунжеров гидростоек. Цель изобретения - увеличение срока службы стойки путем достижения возможности осуществления автоматического перекрытия потока рабочей жидкости для ограничения раздвиж- ности плунжера второй ступени при распоре стойки. Стойка состоит из ци-

жатия уплотняющего затвора 16 к уплот- 45 растяжения прижимает уплотняющий зат-

няемой поверхности 17 доступ жидкости в рабочую полость 10 автоматически прекращается. При этом герметичность рабочей полости 10 достигается прежде всего обеспечением свободного прохода резинового уплотнителя 20 с наружным диаметром d в кг ни чес кое гнездо с диаметром основания d.(d., dg) и дальнейшим его зажатием между цилиндрической поверхностью трапециевидного паза 18 и конусной поверхностью 1 форма и глубина S трапециевидного паза 18 в соотношении с диаметром dj поперечного сечения рези-

вор 14 к седлу 15, герметично изолируя рабочую полость 9 от рабочей полости 10,

При опускании кровли пласта и по

мере увеличения нагрузки на стойку давление жидкости в рабочей полости 9 и внутренней полости плунжера 3 возрастает до величины пропускного давления предохранительного клапана

(не показан) в блоке клапанов 21, в то время как давление жидкости в рабочей полости 10 автоматически становится выше пропускного давления предохранительного клапана па величину, зависящую от разности наружных диаметров поршней 4 и 5, что обеспечивает равнозначную гидравлическую силу, действующую на плунжеры 2 и 3. Податливость стойки под нагрузкой возникает после срабатывания предохранительного клапана и слива жидкое ти из рабочей полости 9, в результате чего плунжер 2 опускается, в то время как плунжер 3 служит в качест- . ве гидравлической надставки. Возмож- ны случаи, когда направлякщая труба 6 при податливости плунжера 2 вступает в контакт с днищем цилинлра I, тогда плунжер 3 может работать в качестве несущей опоры. Ь таком положении плунжер 2 может перемещаться вниз только за счет зазора tl под действием неуравновешенного гидравлического усилия в рабочей полости 10. Кольцевая щель 8 при этом открывается и жидкость перепускается в рабочую полость 9, в результате чего неуравновешенное гид равлическое усилие возникает теперь в рабочей полости 9, плунжер 2 поднимается, а уплотняющий затвор 14 перекрывает кольцевую щель 8. После очередного срабатывания предохранительного клапана цикл открытия и закры- тия кольцевой щели 8 повторяется до полного опускания плунжера 3. Зазор hp выбран по величине таким, что уп- лотнякщий затвор 16 не препятствует свободному проходу жидкости из рабо- чей полости Ю через кольцевую щель 8 в процессе раздвижки стойки.

При разгрузке стойки вначале под .воздействием силы пружины 1 1 растяжения опускается плунжер 2 за счет слива жидкости из рабочей полости 9 через направляющую трубу 6, внутреннюю полость плунжера 3 и радиальное отверстие 21. После вступления направляющей трубы 6 в контакт с днищем цилинд ра 1 под воздействием силы пружины 11 растяжения плунжер 2 дополнительно

o 5 0 0 35

40 45

5

перемещается на величину зазора ti , кольцевая щель 8 при этом открывается и жидкость из рабочей полости 10 поступает за счет опускания плунжера 3 пружиной 13 сжатия. Уплотняющий затвор 16 при этом не препятствует проходу жидкости благодаря наличию зазора ПЈ.

Формула изобретения , Гидравлическая стойка двойной те- 1лескопичности индивидуальной крепи, включающая цилиндр с последовательно установленными в нем плунжерами первой и второй ступеней, подпружиненную направляющую трубу, пропущенную через центральные отверстия их поршней, седло, расположенное над поршнем плунжера первой ступени, жестко прикрепленное к нему, уплотняющий затвор, жестко прикрепленный плоским упором с резиновым уплотнителем к наружной поверхности направляющей трубы, на нижнем конце которой жестко закреплен упор, отличающаяся тем, что, с целью увеличения срока службы стойки путем осуществления автоматического перекрытия подачи рабочей жидкости для ограничения раздвижности плунжера второй ступени при распоре стойки, упор снабжен вторым уплотняющим затвором, расположенным с возможностью контакта с нижней уплотняемой поверхностью поршня плунжера первой ступени на участке его сопряжения с наружной поверхностью направляющей трубы, при этом уплотняемая поверхность выполнена в виде конусного гнезда, диаметр основания которого превышает размер наружного диаметра резинового уплотнителя, установленного вместе с плоским упором в трапециевидный кольцевой паз, выполненный на наружной поверхности направляющей трубы глубиною, равной по-- ловине диаметра сечения резинового уплотнителя.

Щи г. I