Устройство для управления секцией гидрофицированной крепи Советский патент 1992 года по МПК E21D23/16 

Изобретение относится к горно-шахт- ному оборудованию для подземной выемки угля и предназначено для автоматизированного управления секциями механизированных крепей в комбинации с ручным управлением.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности работы устройства.

На фиг. 1 схематически изображено устройство в исходном положении, в разрезе; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1: на фиг. 3 - схема гидросоединений устройств управления на секциях крепи для челноко- вой схемы работы.

Устройство для управления секций гидрофицированной крепи содержит гидравлически соединенные командный блок 1

исполнительный гидрораспределитель 2, ручной многопозиционный поворотный распределитель 3, обратные клапаны 4 и гидрозамки 5, 6.

Командный блок 1 содержит команде- аппарат 7, состоящий из двух включаемых рукояткой 8 запорных клапанов 9 и 10, с функцией Пуск и Стоп, осуществляемой при работе крепи в автоматическом режиме. Для фиксации рукоятки 8 в положении Стоп имеется механическая защелка (не показана). Надклапанные полости 11 и 12 запорных клапанов 9 и 10 сообщены линией связи 13 с напорной магистралью 14. Подклапан- ная полость 15 запорного клапана 10 сооб- щена со сливной магистралью 16. Подклепанная полость 17 запорного клапана 9 соединена линией связи 18 с входом 19 клапана ИЛИ 20.

В командном блоке 1 установлен гидро- затвор 21, имеющий запорный орган 22, снабженный штоком 23 с поршнем 24 и поочередно перекрывающий седла 25. 26.

Диаметр поршня 24 больше диаметра запорного органа 22. Поршневая полость 27 гидрозатвора 21 соединена каналом 28 с датчиком переднего положения 29, установленным на соседней секции крепи. Штоко- вая полость 30 гидрозатвора 21 сообщена каналом 31 со сливной магистралью 16. Вы- ход 32 клапана ИЛИ 20 по линии связи 33 подключен со стороны седла 25 к гидрозатвору 21.

В командном блоке 1 размещен также компенсатор 34 рабочей жидкости, содер- жащий подпружиненный поршень 35 и соединенный линией связи 36 с полостью 37, расположенной между седлами 25, 26 в гидрозатворе 21.

Кроме того в командном блоке 1 разме- щен обратный разгрузочный клапан 38, имеющий толкатель 39, взаимодействующий с подпружиненным затвором 40. Подпружиненный затвор 40 взаимодействует с седлом 41, а толкатель 39 своей конической поверхностью 42 - с дополнительным седлом 43. Полость, расположенная между седлами 25, 26 гидрозатвора 21, сообщена линией связи 44 с полостью 45 управления обратного разгрузочного клапана 38.

Гидрораспределитель 2 содержит седло 46 и расположенные соосно ступенчатый золотник 47 и гидропульсатор 48.

В ступенчатом золотнике 47 размещены взаимодействующие с седлом 46 подпор- ный клапан 49 и подпружиненная раздаточная втулка 50, постоянно соединенная через канал 51 и полость 52 высокого давления с напорной магистралью 14. Кроме того в ступенчатом золотнике 47 размещено подпружиненное седло 53, удерживаемое стопорным кольцом 54.

Диаметр ступенчатого золотника 47 со стороны полости 52 высокого давления меньше его диаметра со стороны гидропульсатора 48. В гидропульсаторе 48 выполнено седло 55, образующее со ступенчатым золотником 47 полость 56 редуцированного давления. Ступенчатый золотник 47 устано- вен в гидрораспределителе 2 с образованием полости 57, постоянно соединенной со сливной магистралью 16.

Гидропульсагор 48 содержит поршень 58, выполненный со сквозным осевым отверстием 59 и двумя коническими запирающими поверхностями 60, 61 и опирающийся на регулируемую винтом 62 пружину 63.

Поршень 58 установлен в гидропульсаторе 48 с образованием полостей 64, 65 и с возможностью взаимодействия своей конической запирающей поверхностью 60 с подпружиненным седлом 53. а поверхностью 61 - с седлом 55 гидропульсатора 48. отсекая при этом полость 56 редуцированного давления от выходного канала 66. соединенного с гидролинией 67, подключенной к входу 19 клапана ИЛИ 20 командного блока 1 соседней секции.

Полости 64, 57 и 52 гидрораспределителя 2 сообщены каналами 68. 69. 70 с обратным разгрузочным клапаном 38.

Для обеспечения работы крепи по чел- ноковой схеме к выходному каналу 66 подсоединены две гидролинии 67 и 71. подключенные к входу 19 и к входу 72 клапанов ИЛИ 20 двух соседних секций.

Ручной многопозиционный поворотный распределитель 3 содержит поворотный золотник 73, запорный клапан 74, подпружиненные втулки 75 и втулку-заглушку 76. которые взаимодействуют с седлом 77. Втулки 75 перекрывают каналы 78, соединенные с поршневым полостями ПС1 и ПС2 гидростоек, а через обратные клапаны 4 - с каналом 79, выполненным в седле 46 исполнительного гидрораспределителя 2. Втулка- заглушка 76 перекрывает канал 80, соединенный с поршневой полостью ПД гидродомкрата передвижки и гидрозамком 6. Каналы 81, соединенные со штоковыми полостями ШС1 и ШС2 гидростоек, и канал 82, соединенный со штоковой полостью ШД гидродомкрата, через канал 83 седла 77 соединены с каналом 84 седла 46, сообщенным также с поршневыми полостями 85. 86 гидрозамков 5, 6. Канал 87 седла 46 через гидрозамок 5, канал 88 седла 77 сообщен с полостью 89 запорного клапана 74.

Гидрозамок 6 через канал 90 соединен со сливом.

Ручной многопозиционный поворотный распределитель 3 управляется рукояткой 91 и связан рукавами высокого давления с гидроцилиндрами соседней секции.

Устройство работает следующим образом.

Автоматическое управление крепью осуществляется при исходном положении рукоятки 91 ручного многопозиционного поворотного распределителя 3, при котором рабочая жидкость отсечена от гидросистемы секции запорным клапаном 74.

В исходном положении ступенчатый золотник 47 исполнительного гидрораспределителя 2 находится в крайнем левом положении. Для включения крепи в автоматический режим работы рукоятка 8 коман- доаппарата 7 передвинутой секции поворачивается в положение Пуск, открывая запорный клапан 9 и перепуская рабочую жидкость под давлением из линии связи 13 в линию связи 18 и в клапан ИЛИ 20, откуда по линии связи 33 рабочая жидкость поступает к запорному органу 22 гидрозатвора 21, который под действием давления перемещается вправо, перекрывая седло 26.

Рабочая жидкость под давлением через седло 25 и линию связи 44 поступает в управляющую полость 45 обратного разгрузочного клапана 38 и перемещает вправо толкатель 39 до упора его конической поверхности 42 в дополнительное седло 43, отсекая канал 68 от каналов 31 и 69. Одновременно толкатель 39 отодвигает подпружиненный затвор 40, соединив канал 68 с подведенным к клапану 38 каналом 70. из которого рабочая жидкость поступает в полость 64 гидропульсатора 48. откуда по осевому отверстию 59 поршня 58, отжав подпружиненное седло 53, попадает в полость 56. Ввиду разности площадей, на которые действует давление рабочей жидкости, золотник 47 перемещается в крайнее правое положение.

В этом положении золотника 47 раздаточная втулка 50 совмещается с каналом 84 седла 46, через который рабочая жидкость под давлением поступает в канал 83 и соединенные с ним в ручном многопозиционном поворотном распределителе 3 каналы 81 и 82 и далее в штоковые полости ШС1, ШС2, ШД гидростоек и гидродомкрата секции и одновременно в поршневые полости 85, 86 гидрозамков 5 и 6. открывая их для выхода жидкости из поршневых полостей ПД, ПС1, ПС2 гидродомкрата и гидростоек.

Из поршневой полости ПД гидродомкрата жидкость через гидрозамок 6 и канал 90 без подпора выходит на слив, а из поршневых полостей ПС1. ПС2 гидростоек жид кость с подпором вытесняется через гидрозамок 5, канал 87 седла 46, подпорный клапан 49 в полость 57. постоянно соединенную со сливной магистралью 6 Секция разгружается и передвигается.

В переднем положении секции гидродомкрат передвижки открывает датчик переднего положения 29 и жидкосчь под

давлением по каналу 28 поступает в nopoi невую полость 27 гидрозатвора 21 и перемещает влево поршень 24. Запорный орган 22 переместившись также влево, перекрывает седло 25, отсекает клапан ИЛИ 20 и рэзгружает толкатель 39 обратного разгрузочного клапана 38, соединив управляющую полость 45 через линию связи 44. седло 2-J и штоковую полость 30 гидрозатвора 21. .,:. нал 31, обратный разгрузочный клапан .

и канал 69 с полостью 57 исполнительного гидрораспределителя 2, соединенную со сливной магистралью 16. Толкатель 39 под воздействием пружины затвора 40 возвращается в исходное левое положенно. К.;,-;

68 через дополнительное седло 43 соединяется с каналом 31, а затвором 40 отсекается от канала 70. Одновременно через линию связи 36, седло 26 и штоковую полость 3 J гидрозатвора 21 под действием пружины

компенсатора 34 рабочая жидкость, попавшая под поршень 35 при запуске устройства управления, вытесняется в канал 31.

Рабочая жидкость из полости 56 испо - нительного гидрораспределителя 2 через

осевое отверстие 59 в поршне 58. канал 68. дополнительное седло 43 обратного разгрузочного калапана 38 и канал 69 вытесняется в сливную полость 57, в результате чего золотник 47 под действием напора в полости

52 перемещается влево.

Одновременно с золотником 47 влево перемещается подпружиненное седло 53 и при вступлении его в контакт с запирающей конической поверхностью 60 поршня 58 перекрывает его осевое отверстие 59 и выход рабочей жидкости из полости 56 на слив. Движение золотника 47 влево прекращается.

В этом положении золотника 47 раздаточная втулка 50 совместится с каналом 79 седла 46. Через раздаточную втулку 50 жидкость под напором поступает через обратные клапаны 4, каналы 78 в поршневые

полости ПС1 и ПС2 гидростоек - секция распирается. В это время канал 84 соединяется со сливной магистралью 16 и разгружает поршневые полости 85, 86 гидрозамков 5 и 6. Гидрозамки 5 и 6 закрываются, вследствие чего через запорный клапан 74 многопозиционного распределителя 3 жидкость на слив не проходит.

При повышении давления распора в секции повышается давление и в запертой полости 56 исполнительного гидрораспределителя 2, причем величина этого давления обратно пропорциональна соотношению площадей золотника 47, отсекающих полости 52 и 56 напорного и редуцированного давлений соответственно. При достижении давления распора стоек (80-90% от номинального давления в гидросистеме крепи) поршень 58 гидропульсатора 48 преодолевает сопротивление регулируемой пружины 63 и перемещается влево, пропустив жидкость редуцированного давления через седло 55 и выходной канал 66 к выходу 32 клапана ИЛИ 20 командного блока 1 соседней секции, тем самым включая ее устройство управления на выполнение разгрузки, передвижки и распора дистанционно управляемой секции.

Настройка срабатывания гидропульсатора 48 производится винтом 62 и пружиной 63.

При включении устройства управления соседней секции рабочая жидкость из полости 56 через клапан ИЛИ 20, гидрозатвор 21, передвинув его запорный орган 22, попадает частично в управляющую полость 45 обратного разгрузочного клапана 38 для перемещения толкателя 39. и излишек, отжав подпружиненный поршень 35 - в компенсатор 34.

Полость 56 разгружается и золотник 47 передвинутой секции занимает крайнее левое положение. Жидкость в управляющей полости 45 клапана 38 и компенсаторе 34 соединяется со сливом, когда датчик переднего положения 29 передвигаемой секции даст команду по каналу 28 в поршневую полость 27 гидрозатвора 21 управляющей секции.

В крайнем левом положении золотника 47 исполнительного гидрораспределителя 2 рабочая жидкость под напором подается через полость 52, канал 51. втулку 50, канал 87 седла 46, гидрозамок 5, канал 88 седла 77 в полость 89 ручного многопозиционного поворотного распределителя 3, где она отсекается запорным клапаном 74.

Работа крепи в автоматическом режиме с предлагаемым устройством управления осуществляется следующим образом.

При передвижке справа налево на 1-й секции командоаппаратом 7 включается устройство управления, передающее рабочие команды на посадку, передвижку и распор соседней 2-й секции, которая в конце передвижки при воздействии гидродомкратом

на датчик переднего положения 29 по каналу 28 подает давление в поршневую полость 27 гидрозатвора 21 на 1-й секции, запорный орган 22 которого, переместившись, запирает выход 32 клапана ИЛИ 20 на этой секции. Ее исполнительный гидрораспределитель 2 подает импульс давления по гидромагистрали 67 на вход 19 клапана ИЛИ 20 устройства управления 2-й секции, которая

0 передает рабочие команды на посадку, передвижку и распор 3-й секции с выполнением операций по управлению аналогичных описанным.

Из исполнительного гидрораспредели5 теля 2-й секции импульс давления подается по гидролиниям 67 и 71 на входы 19. 72 клапанов ИЛИ 20 1-й и 3-й секций. Однако клапан ИЛИ 20 1-й секции заперт ее гидрозатвором 21, поэтому давление импульса

0 включает устройство управления только 3-й секции на передвижку 4-й секции (на чертеже не показана) и т.д.

При обратном ходе передвижки слева направо (челноковая схема), рабочие олера5 ции на 3-й секции осуществляются с устройства управления 2-й секции. При этом на 3-й секции гидрозатвор 21 и клапан ИЛИ 20 заперты давлением, поданным с датчика переднего положения 29 4-й секции. Поэтому

0 импульс с исполнительного гидрораспределителя 2 устройства управления 2-й секции включает только гидрозатвор 21 1-й секции, который запускает ее устройство управления на посадку, передвижку и распор 2-й

5 секции и т.д.

Остановка передвижки в автоматизированном режиме осуществляется поворотом рукоятки 8 командоаппарата 7 в сторону запорного клапана 10 с функцией Стоп на

0 любой секции крепи. При этом напорная линия связи 13 через запорный клапан 10 соединяется с каналом 69 и полостью 57 исполнительного гидрораспределителя 2. Рукоятка 8 фиксируется в положении Стоп

5 механической защелкой.

При ручном управлении необходимо нажать на рукоятку 91 ручного многопозиционного поворотного распределителя 3 и вывести ее из исходного фиксированного

0 положения. Поднятием рукоятки 91 открывается запорный клапан 74 и жидкость под давлением подается из полости 89 во втулки 75. Поворотом рукоятки 91 в фиксируемые рабочие положения выполняются соответ5 ствующие операции по разгрузке, передвижке и распору секции крепи.

После выполнения необходимых операций рукоятка 91 многопозиционного поворотного распределителя 3 устанавливается в исходное положение, а подача жидкости

под напором в гидросистему секции отсекается запорным клапаном 74.

Использование данного технического решения позволяет обеспечить заданное начальное давление распора секций, применить для управления крепью только один вид энергии - гидравлический, что упрощает конструкцию крепи и существенно повышает надежность ее работы. При этом в гидромагистралях управления от исполнительного гидрораспределителя до командного блока соседней секции используется редуцированное (пониженное) давление, что также повышает надежность устройства управления секцией.

Формула изобретения 1. Устройство для управления секцией гидрофицированной крепи, содержащее гидравлически соединенные между собой командный блок, исполнительный гидрораспределитель со ступенчатым золотником и связанный с ним через гидрозамки и обратные клапаны ручной многопозиционный поворотный распределитель, сообщенный с гидроцилиндрами секции, напорную и сливные магистрали, отлича ющееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности крепи, командный блок снабжен соединенными внутренними линиями связи клапаном ИЛИ, гидрозатвором, содержащим два седла, поочередно перекрываемых запорным органом, снабженным штоком и поршнем и установленным в гидрозатворе с образованием штоковой и поршневой полостей, компенсатором рабочей жидкости, содержащим подпружиненный поршень, и обратным разгрузочным клапаном, управляющим перетоком рабочей жидкости в каналах, подсоединенных с каналам исполнительного гидрораспределителя, и имеющим дополнительное седло и толкатель, выполненный с конической поверхностью, взаимодействующей с дополнительным седлом, и расположенный с образованием полости управления, при этом выход клапана ИЛИ подсоединен к одному из седел гидрозатвора, штоковая полость

гидрозатвора сообщена со сливом, поршневая полость гидрозатвора соединена с датчиком переднего положения секции, а полость между седлами гидрозатвора сообщена с компенсатором рабочей жидкости и

полостью управления обратного разгрузочного клапана, исполнительный гидрораспределитель снабжен подпружиненным седлом, соосно установленным в ступенчатом золотнике и гидропульсатором, расположенным также соосно со ступенчатым золотником и имеющим седло и подпружиненный поршень, выполненный со сквозным осевым отверстием и двумя коническими запирающими поверхностями.

одна из которых взаимодействует с подпружиненным седлом, а вторая - с седлом гидропульсатора, образующим со ступенчатым золотником полость, сообщенную через это седло с входом клапана ИЛИ командного

блока соседней секции.

2. Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что, с целью обеспечения возможности воздействия оператора на работу крепи в автоматическом режиме с любой

секции в лаве, командный блок снабжен ко- мандоаппаратом, содержащим два управл емых вручную запорных клапана с функцив Стоп и Пуск, подклепанные полости которых соединены соответственно со сливом

и входом клапана ИЛИ.

3. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что, с целью обеспечения работы крепи в автоматическом режиме почелноко- вой схеме, полость между ступенчатым зо- лотником и седлом гидропульсатора исполнительного гидрораспределителя сообщена с входами клапанов ИЛИ командных блоков двух соседних секций.

80.

фиг1

А ПС2

ши

Д-Д

Изобретение относится к горно-шахт- ному оборудованию для подземной выемки угля и предназначено для автоматизированного управления секциями механизированных крепей в комбинации с ручным управлением. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности работы устройства. Устройство содержит гидравлически соединенные командный блок, исполнительный гидрораспределитель, ручной многопозиционный поворотный распределитель, обратные клапаны, гидрозамки. Командный блок снабжен клапаном ИЛИ, гидрозатвором, компенсатором рабочей жидкости и обратным разгрузочным клапаном. Исполнительный гидрораспредели тель снабжен подпружиненным седлом соосно установленным в ступенчатом золотнике, гидропульсатором, расположенным также соосно со ступенчатым золотником и имеющим седло и подпружиненный поршень, выполненный со сквозным осевым отверстием и двумя коническими запирающими поверхностями, первая из которых взаимодействует с подпружиненным седлом а вторая - с седлом гидропульсатора. Для обеспечения возможности воздействия оператора на работу крепи в автоматическое режиме с любой секции в лаве командный блок снабжен командоаппаратом, выпс i- ненным в виде двух управляемых вручную запорных клапанов с функцией Пуск и Стоп, подклепанные полости которых соединены соответственно с входом клапана ИЛИ и со сливом. Для обеспечения работы крепи в автоматическом режиме по челноко- вой схеме полость между ступенчатым золотником и седлом гидропульсатора сообщена с входом клапана ИЛИ командного блока двух соседних секций. 2 з.п. ф- лы. 3 ил. со С VJ |0 сл ел 00 о

Фи г 2

94