Устройство для управления посадной стойки механизированной щитовой крепи Советский патент 1993 года по МПК E21D23/16 

Изобретение касается устройства для управления посадкой стойки механизированной щитовой крепи, которое включает корпус с несколькими входами, один из которых подключен к напорной магистрали перед входом гидрораспределителя для подачи рабочей жидкости в полость гидростойки, камеру с расположенным в ней управляемым поршнем с толкателем, поршневая полость которого через дополнительный гидроэлемент сообщена со вводом для подключения к поршневой полости стойки, а толкатель установлен с возможностью взаимодействия с подвижным запорным элементом переключающего клапана.

Поэтому в основе изобретения лежит задача создания быстро и надежно включающего, простого в монтаже и,малогабаритного устройства для управления посадкой стойки,

Задача согласно изобретению решается тем, что переключающий клапан снабжен вторым подвижным запорным элементом, что оба запорных элемента выполнены конусными и посредством цилиндрической винтовой пружины прижаты к уплотняющим поверхностям корпуса, которые расположены в противоположных концах клапана, что дополнительный гидроэлемент выполнен в виде клапана ограничения давления с пруел ел о

СА)

жинрй и уплотнительным поршнем, пружинная камера которого соединена с полостью камеры пружины и что диаметр торца расположенного в ней поршня, расположенный со стороны поршневой полости, больше диаметра торца, расположенного со стороны поршневой полости, причем корпус со стороны поршневой полости выполнен с отверстием, сообщенным с поршневой полостью и снабжен установленным в этом отверстии управляющим поршнем, который с возможностью перемещения расположен в камере нагнетания и имеет сопряженную с замыкающей деталью торцовую поверхность и противоположную ей торцовую поверхность, причем диаметр одного из этих торцев (торцовых поверхностей) больше диаметра другого торца.

При такого рода устройства совершенно (полностью) отказались от дополнительных включающих деталей снаружи корпуса устройства. Весь процесс включения протекает автоматически и в зависимости от давления, так что не нужно вмешательство (содействие)горняков, Уплотняющим с двух сторон поршнем переключающего клапана обеспечено то, что сообразно с направлением протекания становится активной перегородка (уплотнение) напорной (насосной) линии, причем это уплотнение в направлении линии насоса еще поддерживается посредством повышающегося давления нагрузки в системе, т.е. в стойке крегги, и повышается.

Тем самым создано быстропереключа- ющее устройство, которое имеет преимущественно небольшие размеры и которое тем самым может размещаться везде, а именно, преимущественно без расположенных снаружи корпуса переключающих элементов. Это компактное устройство особенно хорошо пригодно как раз из-за полностью зависимы от давления переключающих путей (способов) для подземных, все же жестких работах. Двойное действие переключающего клапана оптимизируется, в частности, тем что он выполнен как нагружаемый пружиной переключающий клапан, причем цилиндрическая винтовая пружина зажата между двумя секционными поршнями. Сила винтовой пружины обеспечивает то, что тогда, когда в системе нет больше потока, делительный поршень надежно прижимается к уплотняющей поверхности, так что устройство активно подключено напротив напорной линии.

Это действительно, в частности, тогда, когда винтовая пружина соразмерена соответственно давлению потока. Так как она расположена между обоими запорными

элементами, она действует, соответственно предпочтительно, в то время как она разжимает запорные элементы. Если в стойке крепи появляется повышенное давление, то это

давление в стойке поддерживает силу винтовой пружины и обеспечивает то, что повышенное давление не может оказывать воздействие в направлении напорной линии и насоса. Если смотреть в совокупности

с этим клапаном двойного действия или же переключающим клапаном узел, оптимально быстро и надежно переключающий, интегрирован в такое устройство, которое с минимальными издержками на регулирова5 ние обеспечивает безупречный режим работы.

. От дополнительных отверстий или расширений в зоне частей поршня согласно изобретению отказались, так как они выпол0

нены в виде уплощенного с двух сторон,

конусообразного с одной стороны поршня. Обе части поршня, как уже упоминалось, разжимаются с помощью винтовой пружины и своими уплотнительными поверхностя5 ми удерживаются на уплотнительных поверхностях отверстий или отводятся от этих уплотнительных поверхностей благодаря гидравлическому давлению или давлению в системе, в зависимости от

0 соотношений давлений в системе. С отведением соответствующей части поршня от уп- лотнительной поверхности становятся действующими упрощения, так что гидравлическая среда может протекать вдоль час5 тей поршня.

Чувствительная схема переключающего клапана согласно,изобретению оптимизирована тем, что части поршня клапана двойногодействия выполнены

0 соответствующими. При этом является преимуществом возможность замены этих поршней, так что достигается меньшее число разновидностей запасных частей, и прежде всего уменьшенные затраты на изготовле5 ние.

Уменьшенные затраты на изготовление и запасные части в частности, нужно отметить также благодаря тому, что части поршня переключающего клапана, уплотнительный

0 поршень клапана ограничения давления и запирающая часть управляющего поршня выполнены.взаимозаменяемыми. Одновременно этим достигнуто заблаговременное и правильное срабатывание частей

5 поршня в зависимости от положения в системе, а именно при соответственно равном повышении давления или соответствующем изменении давления.

Крепежная стойка устанавливается, путем срабатывания основного управляющего

блока, т.е. снабжается гидравлической средой, причем во время этого процесса установки в системе имеется примерно 30 бар. Чтобы необходимое и желательное установочное давление также действительно су- ществоеало до .полной установки крепи, причем в дополнительный клапан введен ограничитель давления. Согласно изобретению, пружина клапана ограничения давления может быть предварительно плавно зажата перемещаемым в корпусе установочным винтом,так что клапан ограничения давления в соответствии с этим может плавно регулироваться, При рабочем давлении во время установки величиной примерно 30 бар клапан ограничения давления целесообразно устанавливать на 80 бар. Этим клапаном ограничения давления затем приводится в активное состояние дополнительный клапан, который предусмотрен для того, чтобы поршневая поверхность крепежной стойки оставалась соединенной с трубопроводом насоса.

Преимущественно дополнительный клапан работает автоматически и без дальнейшего внешнего регулирования, для чего оказывающий влияние на часть поршня поршень, со своей стороны, регулируется управляющим поршнем в отношении, когда этим управляющим поршнем вызывается уравновешивание давления, делающее возможным возвратно-поступательное движение поршня. Для этого управляющий поршень размещен в соответствующей камере нагнетания с возможностью нагруже- ния с двух сторон, причем противолежащая запирающей части напорная поверхность больше, чем поверхность,.соответствующая запирающей части. Эти различные напорные поверхности предусмотрены для того, чтобы этот управляющий поршень находился соответственно в положении, которое предусмотрено соответствующим ходом и которое один .раз делает возможным соединение соответствующей камеры нагнетания с атмосферой и один раз такое соединение прерывает.

Особо компактная конструкция добавочного клапана образована, когда вводы к загрузочным трубопроводам расположены сбоку, ввод к насосу - с торца корпуса. При этом оказывается, что возможно не только благоприятное размещение всего добавочного клапана в крепи, но и желательная, требующая мало места конструкция.

Изобретение отличается в частности тем, что создан дополнительный клапан, который имеет оптимальные размеры и который легко, быстро и надежно в зависимости от задания переключается причем поверхность поршня крепежной стойки надежно должна быть соединена с трубопроводом насоса. Для этого основной управляющий блок практически не нужен, так. что больше 5 нет зависимости от тщательности обслужи вающего персонала, так как соответствующее давление настраивается автоматически или регулируется дополнительным клапаном.

0 На фиг.1 показана упрощенная схема дополнительного управления; на фиг.2 -дополнительный клапан, вид сбоку; на фиг.З - вид с торца части клапана; на фиг.А - вид сверхуна дополнительный клапан; на фиг.5 -5 вид с торца дополнительного клапана, изображенного частично с разрезом на фиг.1 и 2. Дополнительное устройство 1 служит для того, чтобы соединять гидростойку 2 независимо от расположения и схемы гидро0 распределителя 3 с напорной магистралью 4 насоса до тех пор, пока крепь должна проявлять свою опорную силу (см.фиг.1). Для этого поршневая полость 6 соединена с напорной магистралью 4 через дополни5 тельное устройство 1.

Если гидростойка 2 должна быть извлечена, то кольцевая поверхность 7 гидростойки 2 соединяется с отводящим трубопроводом 5, причем гидравлическая среда может сливаться через гидрораспре0 делитель 3.

Поршневой и кольцевой полостью 6, 7 обозначены обе камеры внутри цилиндра, которые разделены поршнем 8.

Избыточное давление в системе устра5 няет клапан 3 ограничения давления, который включен в трубопровод 10 и выпускает гидравлическую среду, если заданная величина превышается. Благодаря этому улавливаются, например, неожиданные удары и

0 повышения давления в системе вследствие горного удара или подобной чрезвычайной нагрузки тем, что гидравлическая среда в определенном количестве выпускается через клапан 9 ограничения давления.

5Позицией 11 обозначен трубопровод, который необходим для того, чтобы спуск или извлечение гидростойки 2 могли происходить активно благодаря тому, что гидравлическая среда подводится к кольцевой

0 поверхности 7. Это происходит благодаря установке положения на извлечение 13 в гидрораспределителе 3, в то время как положение на заполнение обозначено позицией 12.

5Показанное на фиг.1 в виде обведенной коробки дополнительное устройство 1 поясняется в деталях с помощью других фигур. Дополнительное устройство 1 имеет корпус 15 с несколькими вводами, каналами и напорными камерами, в которых размещены отдельные органы управления или клапаны, заботящиеся о бесперебойной работе дополнительного клапана.

Позицией 16 обозначен насосный ввод, т.е. здесь подключен не показанный в деталях трубопровод насоса. В соответствующем отверстии расположен переключающий клапан 17, состоящий из запорных элементов 18, 19; между которыми зажата винтовая пружина 20 так, что она прижимает оба запорных элемента 18, 19 поршня к уплотнительным поверхностям 21, 22, если гидравлическая среда в системе пришла в состояние покоя. Если запорные элементы 18, 19 поршня напротив нагружаются гидравлической средой или другими воздействиями и выдвигаются из уплотнительной поверхности 21, 22, то гидравлическая среда может вводиться в систему вдоль уплотнений 23, 24. Вид с торца на фиг.З разъясняет расположение и выполнение уплотнений 23, 24 как на запорных элементах 18, 19 поршня, так и на других идентично расположенных в системе- и выполненных поршнях.

В зоне ввода к поршневой полости б расположен клапан 26 ограничения давления, В пружинной камере 27 клапана 26 ограничения давления размещена пружина 28, которая опирается, во-первых, на установочный винт 29. а, во-вторых, на диск 30 пружины и заботится о том, чтобы уплотни- тельный поршень 31 вжимался в уплотнительную поверхность 32, так, чтобы здесь обеспечивалась герметизация и уплотнение до тех пор, пока давление пружины, устанавливаемое плавно путем срабатывания установочного винта 29, не будет превышать давление гидравлической среды на вводе к поршневой полости 6.

Позицией 33 обозначен канал в зоне установочного винта 29, через который гидравлическая среда может подводиться также и позади поршня 36, расположенного в полости 35 клапана с возможностью перемещения.

Полость 35 и пружинная камера 27 соединены друг с другом, так, что при открывании уплотняющего поршня 31 гидравлическая среда протекает через пружинную камеру 27 также и в клапанную камеру 35 с обеих сторон поршня 36. На основании соотношений величин поверхностей поршня торец поршня 36 воздействует затем своим толкателем 37 на запорный элемент 19 и выдавливает его из уплотнительной поверхности 22.

Как уже упомянуто, поршень 36 выполнен в виде поршня двойного действия, причем напорная поверхность 38 торец выбрана большим размером, чем напорная поверхность 42 торец, так что при выравнении давлений в напорной камере 39 поршень 36

всегда движется в направлении запорного элемента 19. Толкатель 37 проводится по направляющей 40 так, что перекашивание - исключено. 0-образными кольцами 41, а также 43 и 44 дано разделение камер нагнета0 ния или изолирование от атмосферы. Резьбовой заглушкой 45 облегчается монтаж, так как соответствующие детали после отвинчивания резьбовой заглушки 45 могут быть вынуты из соответствующего отвер5 стия или полости 39.

Позицией 46, а также 46, и 46 обозначены резьбовые штифты, благодаря которым могут появляться отдельные соединительные каналы в корпусе или за0 крываться.

Фиг.4 показывает вид сверху на дополнительный клапан 1 согласно фиг,2. Вводы 47 к полости 6 поршня и ввод 48 к кольцевой полости 7, а также ввод 16 насоса располо5 жены так, что получена компактная конструкция дополнительного устройства 1.

На виде, изображенном здесь частично с разрезом, видно положение и размещение управляющего поршня 50, который распо0 ложен соответствующей камере 51 нагнетания сбоку от отверстий, содержащих переключающий клапан 17 и клапан 26 ограничения давления. Благодаря запирающей части 52, которая надавливает на

5 уплотнительную поверхность 61 благодаря тому, что поршневая поверхность 53 меньше противолежащей поршневой поверхности 54, достигается .то, что гидравлическая среда вытекает из зоны полости поршня 39

0 нагнетания в атмосферу. 0-образное кольцо 55 изолирует обе частичные зоны камеры 39 нагнетания друг от друга, 0-образное кольцо 56 уплотняет резьбовую заглушку 57, так что при смещении запирающей части 52

5 гидравлическая среда через отверстие 59 во. внутренней стенке 58 корпуса может кратковременно попадать наружу, Если затем происходит снова повышение давления, запирающая часть 52 автоматически, вследст0 вне большей поршневой поверхности 54 снова надвигается на уплотнительную поверхность 61 и этим изолирует систему снова.

Фиг.5 показывает вид с торца, причем

5 видно, что отдельные вводы на корпусе 15 могут быть достигнуты через навинчивающиеся муфты 60, так что подсоединение соответствующих трубопроводов 10,11 облегчено. Фиг.5 показывает, кроме того, расположение различных отверстий, в которых размещены с возможностью перемещения переключений клапан 17, клапан 26 ограничения давления и управляющий поршень 50.

При установке крепи в забое, т.е. гидростойки 2, основной управляющий блок 3 сдвигается в положение 12 заполнения. Гидравлическая среда течет из трубопровода 4 насоса при открывании обратного клапана 63 в трубопровод 10 и оттуда в камеру цилиндра, ограниченную поршневой полостью 6.

Так как трубопровод 10 одновременно соединен также вводом 47 с дополнительным устройством, там имеется одинаковое давление. Пока поршень 8 и с ним стойка выдвигаются, давление достигает примерно 30 бар. Так как пружина 28, например, приходит в действие лишь при 80 бар. дополнительное устройство 1 во время этой фазы остается в неактивном состоянии. Если давление стойки достигает 80 бар, то через ввод 47 гидравлическая среда перемещает уп- лотнительный поршень 31 против пружинящего усилия пружины 28, так что затем гидравлическая среда втекает в пружиненную камеру 27 под давлением примерно 80 бар.

Через канал 33 эта гидравлическая среда попадает затем в полость поршня 39 нагнетания за поршнем 36 и сдвигает его с его толкателем 37 в направлении запорного элемента 19.

Запорный элемент 19 сдвигается затем против незначительно отрегулированной винтовой пружины 20. Так как одновременно через ввод 16 насоса давление в насосе воздействует на запорный элемент 18, она также поднята из уплотнительной поверхности 21, так что гидравлическая среда может втекать внутрь дополнительного устройства 1 в пределах давления насоса. Как пружинная камера 27, так и клапанная камера 35 полость поршня 39 нагнетания наполняется гидравлической жидкостью в пределах насоса. Затем обеспечено длительное соединение полости поршня 6 с трубопроводом 4 насоса в обход гидрораспределителя. Также когда снабженная схемой безопасности часть основного управляющего блока недостаточно долго подключена к месту крепежа, гидростойка 2 получает благодаря дополнительному уст ройству 1. необходимое давление,

При нагружении гидростойки 2 давление в системе повышается, т.е., в клапанной камере 35, в полости поршня 39 и в пружинной камере 27, так что гидравлическая среда помимо открытого запорного элемента 19 может воздействовать на запорный элемент

18 и ее дополнительно прижимает к уплог- нительной поверхности 21.

При этом абсолютно гарантировано то, что передача избыточного давления в тру- 5 бопровод насоса не может происходить до насоса. Скорее нагрузочное давление или давление в стойке повышает пружинное усилие винтовой пружины 20, которая # противном случае автоматически срабаты0 вает, если в этой зоне больше нет потока, .. Также поэтому затем автоматически происходит закрывание внутренней области дополнительного устройства 1 относительно трубопровода 4.

5 Выбором размеров напорной поверхности 37 и 42 обеспечено то, что также и при появлении неисправностей часть 8 поршня всегда остается в открытом положении, так что гидравлическая среда может течь через

0 насосный ввод 16 всегда в направлении трубопровода 10, т.е. в направлении полости поршня 6.

Если гидростойка 2 должна быть убрана, то гидрораспределитель 3 включается в

5 положение 13 извлечения крепи. Затем автоматически происходит нагружение кольцевой поверхности 7 через трубопровод 11, так что гидравлическая среда из пространства цилиндра позади поршневой поверх0 ности 6 может проводиться через трубопровод 10 в направлении обратного трубопров ода 5. Обратный клапан открывается через управляющий трубопровод 64, соединенный трубопроводом 11, при этом

5 гидравлическая среда соответственно может протекать.

Так как трубопровод 11 одновременно соединен также с дополнительным устройством 1, на вводе 48 имеется соответствен0 но высокое давление, как в зоне кольцевой поверхности 7. Оно действует так, что поршень 36 толкателем 37 выталкивается назад в исходное положение.

Затем запорный элемент 19 винтовой

5 пружиной 20 перемещается до упора в уп- лотнительную поверхность 22. Гидравлическая среда через насосный ввод 16 при этом больше не может проникать в систему. Обратное движение поршня 36 с толка0 телем 37 возможно лишь потому, что давление в камере 51 кратковременно повышено так, что запирающая часть 52 кратковременно поднимается или перемещается из уплотнительной поверхности 61. Благодаря

5 этому отверстие 59 в стенке 58 корпуса подсоединяется и гидравлическая среда может выходить, пока поршень 36 не будет возвращен в исходное положение. Затем снова воздействуют различные поршневые поверхности 53 и 54 управляющего поршня 50. так

что она снова автоматически возвращается в уплотняющее положение и запирающая часть 52 снова плотно прилегает к уплотни- тельной поверхности 61. Отверстие 59 затем снова закрыто.

Все части дополнительного клапана 1 снова в исходном положении, и весь процесс регулирования и переключения протекает снова, как только основной управляющий блок 3 включается снова в положение установки крепи.

Формула изобретения 1. Устройство для управления посадкой стойки механизированной щитовой крепи, включающее корпус с несколькими входами, один из которых подключен к напорной магистрали перед входом гидрораспределителя для подачи рабочей жидкости в полости гидростойки, камеру с размещенными в ней управляемым поршнем с толкателем, поршневая полость которого через дополнительный гидроэлемент сообщена с вводом для подключения к поршневой полости стойки, а толкатель установлен с возможно стью взаимодействия с подвижным запорным элементом переключающего клапана, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, - переключающий клапан снабжен вторым подвижным запорным элементом, оба запорных элемента вы- полнены конусными и посредством цилиндрической винтовой пружины прижаты к выполненным в корпусе уплотняющим поверхностям, расположенным в противог

положных концах клапана,дополнительный гидроэлемент выполнен в виде клапана ограничения давления с пружиной и уплотни- тельным поршнем, пружинная камера

5 которого соединена со штоковой полостью камеры, а диаметр торца размещенного в ней поршня, расположенный со стороны поршневой полости, больше диаметра торца, который расположен со стороны штоко10 вой полости, причем корпус со стороны поршневой полости выполнен с отверстием, которое сообщено с поршневой полостью, и снабжен размещенным в этом отверстии управляющим поршнем, диаметр одного из

15 торцов которого больше диаметра другого торца.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что запорные конусы выполнены с расположенными противоположно друг 20 другу сглаженными участками.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что запорные конусы для упрощения изготовления имеют одинаковые конструктивные размеры.

25 4. Устройство по п.1, от л и ч а ющее- с я тем, что запорные конусы, уплотнитель- ный поршень клапана ограничения давления и запирающая деталь поршня для более простой замены и для сокращения хранения 30 на складе выполнены с одинаковыми размерами.

5. Устройство по п.1. о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что с пружиной клапана ограничения давления для установки требуемого мо- 35 мента сопряжен установочный винт.

Использование: при управлении посадкой стоек механизированной крепи. Сущность изобретения: устройство для управления посадкой стоек содержит корпус с несколькими входами. Один из них подключен к напору перед входом гидрораспределителя для подачи рабочей жидкости в полости гидростойки, камеру, в которой с возможностью перемещения расположен поршень с толкателем, воздействующий на части поршня переключающего клапана, нагруженный с двух сторон. Этот поршень имеет различные напорные поверхности. При одинаковом давлении в камере нагнетания он перемещается относительно части поршня, открывая его и соединяя трубопровод насоса с поршневой полостью стойки. Камера нагнетания этого поршня должна быть соединена через дополнительный управляющий поршень с отверстием, выполненным в стенке корпуса. При извлечении стойки избыточное давление за нагруженным с двух сторон поршнем надежно и просто может быть снижено. При этом давление снижается на столько, на сколько необходимо, так что в системе всегда остается гидравлическая жидкость, и дополнительный клапан соответственно может быстро и за короткое время переключаться. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

фиг./

фиг.5