Гидравлическая стойка Советский патент 1993 года по МПК E21D15/44 

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

Цель изобретения - повышение надежности работы гидростойки при динамических нагрузках.

На фиг. 1 представлен общий вид гидростойки со стаканом, установленным на штоке; на фиг. 2 - то же, со стаканом, установленным на цилиндре.

Гидростойка состоит из опоры штока 1, самого полого штока 2, на котором установлен поршень 3 с возможностью осевого пе- ремещенияв цилиндре 4, предохранительного клапана 5, реагирующего на постоянное давление(номинальное сопротивление) и опоры цилиндра 6. Аварийный клапан 7 выполнен, в виде усеченного конуса, установленного с помощью гайки 8 на центральной оси 9, которая жестко скреплена с стаканом 10, закрепленным на штоке 2. Между торцевой поверхностью опоры штока 1 и стаканом 10 образована дополнительная полость т, постоянно соединенная с поршневой полостью каналами 11. Причем площадь поршня не превышает разности площадей торцевой поверхности опоры штока 1 и центральной оси 9. Между опорой штока 1 и стакандм Ю установлена пружина 12. Центральная ось 9 вставлена в отверстие 13, которое выполнено в опоре штока 1 с возможностью соединения дополнительной полости m с атмосферой. В опоре штока 1 установлено с помощью полой гайки 14 седло 15, контактирующее с аварийным клапаном 7.

Стакан 10 может неподвижно закрепляться на цилиндре 4 (см. фиг. 2), В этом варианте дополнительная полость образуется торцевой поверхностью опоры цилиндра 6, а центральная ось вставляется в отверстие 13, выполненное в опоре цилиндра 6, в которой установлено седло 15. Пружина 12 устанавливается между опорой цилиндра 6 и стаканом 10.

Гидростойка работает следующим образом.

При подведении в гидростойку давления начального распора, обеспечиваемого насосной станцией, в дополнительной полости m возникает сила FI, закрывающая аварийный клапан 7. Противодействующая сила F2, стремящаяся открыть аварийный клапан 7 меньше, чем FI, т.к. площадь Si, на которую действует сила давления начального распора и обеспечивающая силу FI, больше, чем площадь S2, обеспечивающая силу

Fa. Это можно рассмотреть на конкретном примере. Площадь $2 равна площади поршня 3, а площадь Si равна разности торцевой поверхности опоры штока 1 (фиг. 1) (или

опоры цилиндра 6, фиг. 2) и центральной оси 9. Пружина 12 обеспечивает предварительный натяг седла 15 и аварийного клапана 7, что предотвращает утечки жидкости из гидростойки в момент начала закачивания.

При статическом нагружении разности сил открытия и закрытия аварийного клапана сохраняется и он остается закрытым. По мере увеличения давления жидкости в поршневой полости, а следовательно, и в полости m увеличивается сила прижатия седла 15 к аварийному клапану 7. При достижении в гидростойке крепи давления, обеспечиваемого номинальное сопротивление крепи, например 40 МПа происходит срабатывание предохранительного клапана 5.

При динамическом нагружении гидростойки опора штока 1 (фиг. 1) или опора цилиндра 6 вместе с седлом 15, закрепленным в опоре полой гайкой 14, практически

мгновенно приобретает скорость, равную ударной скорости нагружения, и смещаются вниз относительно стакана 10 с центральной осью 9 и аварийным клапаном 7 с гайкой 8. Стакан 10, закрепленный либо на штоке 2

(фиг. 1), на конце которого установлен поршень 3, либо на цилиндре 4 (фиг. 2) из-за своей массы не успевают приобрести мгновенную скорость и отстают от движения опор. В этот момент происходит открытие

аварийного клапана и жидкость из дополнительной полости т через отверстие 13 мгновенно выбрасывается в атмосферу с разряжением (в прототипе выброс происходит через каналы в центральной оси, что

приводит к закупориванию в них жидкости и вследствие этого аварийный клапан не обеспечивает надежность работы). При этом через каналы 11 происходит сброс давления в поршневой полости.

Формула изобретения

Гидравлическая стойка, содержащая полый шток с поршнем, установленным в

цилиндре, опоры концов стойки, предохранительный и аварийный клапаны, последний из которых выполнен в виде усеченного конуса, установленного на центральной оси, размещенной в отверстии с возможностью взаимодействия с седлом, жестко закрепленный на одном из концов стойки стакан с расположенными вдоль продольной оси стойки каналами, которыми поршневая полость сообщена с дополнительной полостью, расположенной между торцовыми поверхностями стакана и опоры того конца стойки, на котором закреплен стакан, в которой вдоль продольной оси стойки размещена пружина, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы при динамических нагрузках, центральная ось жестко прикреплена к стакану, отверстие выполнено в указанной опоре с возможностью соединения дополнительной полости с атмосферой, а седло установлено внутри этой опоры, при этом площадь поршня не больше разности площадей торцовой поверхности этой опоры и центральной оси.

Изобретение относится к созданию шахтных гидравлических стоек работающих в условиях динамического нагружения. Цель- повышение надежности в работе гидростойки (ГС) при динамических нагрузках. На полом штоке 2 на одном из концов ГС жестко закреплен стакан (С) 10 с расположенными вдоль продольной оси ГС каналами 11, которыми поршневая полость цилиндра 4 ГС сообщена с расположенной 3 между торцовыми поверхностями С 10 и опоры 1 штока 2 дополнительной полостью т. Причем к С 10 жестко прикреплена центральная ось 9 и размещена в выполненном в опоре 1 отверстии 13, соединяющем полость m с атмосферой. Внутри опоры 1 установлено седло 15, с которыми может взаимодействовать ось 9. На оси 9 установлен аварийный клапан (К) 7 в виде усеченного конуса. Площадь установленного в цилиндре 4 поршня 3 не больше разности площадей торцовой поверхности опоры 1 и оси 9. При динамическом нагружении ГС опора 1 вместе с седлом 15 смещается вниз относительно С 10 с осью 9 и К 7, В это время К 7 открывается и жидкость из полости m выбрасывается мгновенно в атмосферу с разрежением. Через каналы 11 в поршневой полости сбрасывается давление. 2 ил. ел с