Гидравлическая стойка для механизированной крепи Советский патент 1979 года по МПК E21D23/04 E21D15/44 

Изобретение относится к области подземной добычи угля, в частности к гидравлической механизированной крепи овдсгных забоев на пластах с трудноуправляемыми кровлями и опасных по горным ударам. Известна гидравлическая стойка, которая имеет неподвижную и подвижную части, башмак, опирающийся на удлиненный злемент, внутри которого расположен упруго-податливый элемент пружинное демпферное устройство 11. Недостатком такой конструкции является то, что пружинное демпферное устройство обладая определенной инерцией, не защищает стойку от первоначального импульса высокого давления и колебательного процесса в гидравлической системе. Это способствует деформации цилиндра стойки и других злемйггов крепи. Недостатком этой конструкции является также недостаточная несущая способность, развиваемая пружинным демпфером. При увеличении несущей способности пружинного демпфера резко возрастает его масса, а следовательно инерционность, и практически ликвидируется защитная функция крепи от разру1иения. Таким образом, крепь дан НОЙ конструкции не соответствует условиям очистных забоев с данамическим проявлением горного давления. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является гидравлическая стойка для механизированной крепи, включающая цилиндр щток с поршнем, предохранительный клапан и демпферное устройство, выполненное в виде подвижного и неподвижного цилиндров (2. Целью изобретения является снижение динамических нагрузок при работе в трудноуправляемых кровлях. Поставленная цель достигается тем, что поршень выполнен из верхней и нижней разъемных частей, имеющих криволинейные внутренние поверхности, причем нижняя часть соединена с демпфером, а верхняя - со штоком, которая имеет конусный канал вдоль его оси, цилиндрическую насадку и отверстия для сброса избыточного объема жидкости, которые гидравлически соединены с цилиндрической насадкой посредством клапана.

На чертеже изображена гидравлическая стойка в разрезе.

Гидростойка состоит из цилиндра 1, в котором перемещается поршень, состоящий из верхней 2 и нижней 3 частей, с выдвижным штоком 4 распределительного блока 5, редукционного клапана 6, установленного в сливном трубопроводе для снижения ударной нагрузки в магистральной системе. В верхней части стойки расположен клапан 7 высокой пропускной способности с отверстиями 8 для сброса избыточного объема жидкости.

Верхняя 2 и нижняя 3 части поршня выполнены с внутренними поверхностями 9 и 10 соответственно, обращектыми друг к другу и предназначенными для создания в камере 11 высокого давления кумулятивного зффекта при отражении от них ударных волн. С этой целью поверхностям 9 и 10 поршня придаются формы поверхностей, образованных врашением кривых второго и высшего порядка.

Нижняя часть 3 поршня выполнена подвижной и опирается на демпферное устройство, состоящее из подвижного 12 и неподвижного 13 цилиндров, герметично входящих друг в друга, гфостранство между которыми заполняется газом (например, азотом) под давлением, несколько превьпцающим давление жидкости при но- . минальной нагрузке на стойку.

Движение подвижного цилиндра 12 демпфер ного устройства при разгрузке ограничивается упорами 14. В основании демпферного устрой- . ства имеется приспособление 15 для контроля давления газа и подзарядки.

Демпферное устройство снижает давление жидкости от первоначального импульса ударной пагрузкя за счет увеличения объема поршневой полости и возвращает выдвижную часть стойки в положение, близкое к исходаому.

Верхняя часть 2 поршня соединена с выдвижным штоком 4, в котором выполнена полость 16 в виде конуса, предназначенного для вывода жидкости из поршневой полости гидростойки в камеру клапанов через цилиндрическую .насадку 17. Выполнение полости 16-конусообразной формы обеспечивает высокий скоростной напор для снижения инерционности срабатывания клапана 7. Цилиндрическая форма насадки 17 позволяет увеличить расход жидкости.

В момент горного удара или мгновенного смещения кровли ударная нагрузка воспринимается выдвижным штоком 4 стойки, передается на нижнюю часть 3 поршня, опирающуюся на

подвижный цилиндр 12 демпферного устройства, газ в котором сжимается. За счет этого еще при закрытом клапане 7 обеспечивается первоначальная податливость крепи и снижение давления жидкости в поршневой полости.

В результате мгновенной просадки в полости штока 4 возникает высокий скоростной напор жидкости, усиленный кумулятивным отражением первичного импульса ударной волны от поверхности нижней части 3 поршня и движением жидкости в конусообразной полости штока 4. Воздействие струи жидкости с высоким скоростным напором на клапан 7 вызывает быстрое «i срабатывание, избыточный объем жидкости сбрасывается при продолжающейся просадке штока стойки через отверстия 8 наружу. В момент упрутото восстановления пород клапан 7 закрьгаается, демпферное устройство возвращает выдвижной шток 4 стойки вверх на величину упругого восстановления массива, а в результате чего крепь не теряет контакта с кровлей и несущей способности.

На протяжении всего последействия ударной нагрузки возникший колебательный процесс жидкости тормозится за счет многократного наложения отраженных с кумулятивным эффектом волн от поверхностей поршня.

Формула изобретения

Гидравлическая стойка для механизированной крепи, включающая цилиндр, шток с порк нем, предохранительный клапан и демпферное устройство выполненное в виде подвижного и неподвижного щшиндров, отличающаяся тем, что, с целью снижения динам1И5ских нагрузок при работе в трудноуправляемых кровлях, поршень выполнен из верхней и нижней разъемных частей, имеющих криволинейные внурен1ше поверхности, причем нижняя часть соединена с демпфером, а верхняя - со штоком, которая имеет конусный канал вдоль его оси, цилиндрическую насадку и отверстия для сброса избыточного объема жидкости, которые гидравлически соединены с цилиндрической насадкой посредством клапана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ № 1458670, кл. 5 С 15/50, опублик. 1973.

2.Патент ФРГ № 1000315, кл. 5 с 15/44, опублик. 1960 (прототип).

И

16