Гидравлическая стойка Советский патент 1992 года по МПК E21D15/44 

Изобретение касается создания шахтных гидравлических стоек, работающих в условиях динамического нагружения, и может найти применение в горном деле при изготовлении механизированных крепей и их эксплуатации.

Цель изобретения - улучшение условий эксплуатации и повышения надежности работы гидростоек при ударном нагружении

за счет автономной установки аварийного клапана и увеличения инерционных масс.

На фиг. 1 и 2 представлена предлагаемая гидростойка.

Гидростойка состоит из опоры штока 1, самого полого штока 2, на котором установлен поршень 3 с возможностью осевого перемещения в цилиндре 4, предохранительного клапана 5, реагирующего на постоянное давление (номинальное

сопротивление), и опоры цилиндра 6. Аварийный клапан 7 выполнен в виде усеченного конуса, фиксированно установленного с помощью опорного кольца или гайки 8 на оси 9, которая неподвижно закреплена с боковой поверхностью опоры штока 1. В оси 9 сделаны каналы 10, соединяющие поршневую полость с атмосферой. Седло 11 неподвижно установлено на полом штоке 2 и контактируют с аварийным клапаном 7. Дополнительная полость m расположена между торцовыми поверхностями седла 11 и опоры штока 1 и постоянно соединена с поршневой полостью продольными каналами 12, выполненными в седле 11. Причем площадь опоры штока 1, ограничивающая дополнительную полость т, больше разности площадей поршня 3 и аварийного клапана 7. Вдоль продольной оси стойки размещена пружина 13. Седло 11 может не- подвижно устанавливаться в цилиндре 4 (фиг. 2). В этом варианте дополнительная полость m образуется опорой цилиндра 6, которая жестко соединена с осью 9. Пружина 13 устанавливается между седлом 11 и опорой цилиндра 6.

Гидростойка работает следующим образом.

При подведении в гидростойку давления начального распора, обеспечиваемого насосной станцией, в дополнительной полости m возникает сила R, закрывающая аварийный клапан 7. Противодействующая сила F2, стремящаяся открыть аварийный клапан 7, меньше, чем FI, так как площадь Si, на которую действует сила давления начального распора и обеспечивающая силу FI, больше, чем площадь S2, обеспечивающая силу F2. Это можно рассмотреть на кон- кретном примере. Площадь Sz равна разности площадей поршня 3 и аварийного клапана 7. Площадь Si равна разности торцовой площади опоры штока 1 (фиг. 1) или опоры цилиндра б (фиг. 2) и его оси 9.

При статическом нагружении разность сил открытия и закрытия аварийного клапана 7 сохраняется за счет постоянного соеди- нения дополнительной полости m с поршневой полостью каналами 12 и аварийный клапан 7 остается закрытым. Придости- жении в гидростойке крепи давления, обеспечивающего номинальное сопротивление крепи, например40 МПа, происходит срабатывание предохранительного клапана 5. Пружина 13 обеспечивает предваритель- ный натяг седла 11с аварийным клапаном 7, что предотвращает утечки жидкости из гидростойки в момент начала закачивания. По мере увеличения давления резко увеличивается сила прижатия аварийного клапана 7 к седлу 11 за счет разницы площадей, на которые действует давление.

При резком динамическом нагружении гидростойки опора штока 1 (фиг. 1) или опора цилиндра 6 (фиг. 2) с жестко соединен ной осью 9, на которой фиксированно установлен аварийный клапан 7 с помощью стопорного кольца (гайки) 8, практически мгновенно приобретает скорость, равную ударной скорости нагружения, и смещается вниз относительно седла 11, которое соответственно жестко соединено либо со штоком 2 (фиг. 1), либо с цилиндром 4 (фиг. 2), и они в свою очередь из-за своей массы не успевают приобрести мгновенную скорость и отстают от движения опор. В известном устройстве во время удара неподвижным остается поршень, который имеет слишком малую массу и поэтому не всегда срабатывает. Жидкость вытесняется из дополнительной полости m через каналы 12. В этот момент происходит открытие аварийного клапана 7 и жидкость из поршневой полости через каналы 10 вытесняется в атмосферу.

В случае выхода из строя аварийного устройства, либо поломки его гидростойка эксплуатируется следующим образом. После сброса давления в поршневой полости и разгрузки гидростойки с нее легко снимается аварийный клапан 7. В случае невозможности определения неисправности на месте аварийный клапан выдается на поверхность для ремонта. На его место может устанавливаться новый клапан, или при его отсутствии устанавливается обычная опора соответственно либо штока, либо цилиндра, аким образом, предлагаемое устройство улучшает условие эксплуатации и при ударе обеспечивает эффективное срабатывание аварийного клапана.

Формула изобретения

Гидравлическая стойка, содержащая опоры штока и цилиндра, полый шток с поршнем, подвижно установленным в цилиндре, предохранительный клапан, сообщенный с полостями стойки, и выполненный по ее центру аварийный клапан в виде усеченного конуса, неподвижно закрепленного на оси, в которой выполнены каналы с возможностью соединения поршневой полости с атмосферой, а также соеди- ненную продольными каналами с поршневой полостью дополнительную полость, в которой вдоль продольной оси стойки размещена пружина и которая ограничена торцовой поверхностью, площадь которой превышает разность площадей поршня и аварийного клапана, о т- л ичающаяся тем, что, с целью улучшения условий эксплуатации и повышения надежности работы гидростойки при динамическом нагружении, она снабжена неподвижно закрепленным на конце цилиндра или штока седлом, боковая поверхность которого сопряжена с возможностью осевого перемещения опоры с боковой поверхностью последней, жестко скрепленной с осью, которая размещена в отверстии, выполненном в седле, при этом продольные каналы расположены в седле, а дополнительная полость расположена между торцовыми поверхностями седла и опоры.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для изготовления механизированных крепей и их эксплуатации. Цель - улучшение условий эксплуатации и повышение надежности работы гидростойки при динамическом нагружении. Стойка содержит опору 1, пологий шток 2 и опору 6 цилиндра (Ц) 4 с поршнем 3, подвижно установленным в Ц 4, предохранительный клапан (К) 5 и выполненный по центру стойки аварийный К 7 в виде усеченного конуса. Последний неподвижно закреплен на оси 9, на которой выполнены каналы 10с возможностью соединения поршневой полости с атмосферой. На конце Ц 4 или штока 2 неподвижно закреплено седло (С) 11. С поршневой полостью продольными каналами 12 в С 11 соединена дополнительная полость т, в которой вдоль продольной оси стойки размещена пружина 13. Полость m ограничена торцовой поверхностью, площадь которой превышает разность площадей поршня 3 и К 7 и расположена между торцовыми поверхностями С 11 и опоры 1. Боковая поверхность С 11 сопряжена с возможностью осевого перемещения опоры 6 с боковой ее поверхностью, жестко скрепленной с осью 9. Ось 9 размещена в отверстии, выполненном в С 11. При резком динамическом нагружении стойки опора штока 1 или опора 6 с осью 9, на которой установлен К 7, практически мгновенно приобретает скорость, равную ударной скорости нагру- жения, и смещается вниз относительно С 11. Шток 2 или Ц 4 отстают от движения опор 1,6. Жидкость через каналы 12 вытесняется из полости т. Открывается К7 и из поршневой полости жидкость через каналы 10 вытесняется в атмосферу. 2 ил. fe VI CJ ел ел о ю

У

Фиг.1

ю

Л%%Ь

15

20

25

30

35

40

45

Фиг. 2