Шахтная гидростойка Советский патент 1980 года по МПК E21D15/44 

(54) ШАХТНАЯ ГИДРОСТОЙКА Изобретение относится к гидравлическим шахтным стойкам с телескопическими конструктивными элементами, которые смещаются при динамических нагрузках, и может быть использовано при разработке угольных пластов с труднообрушаемыми кровлями. Известна шахтная гидростойка,включающая клапан повышенной пропуксной способности, который выполнен в виде обратного разгрузочного клапана (гидрозамка). Запорный конический элемент, расположенный .в верхней части пустотелого штока стойки, предотвращает вытекание рабочей жидкости из ее поршневой полости. Выше запорного элемента размещен его толкатель, закрепленный в верхней части защитйого кожуха стойки. Кожух стойки опирается посредством пакета тарельчатых пружин на верхнюю часть штока,удерживая ниж нюю часть толкателя на некотором рас стоянии от запорного элемента 1|.. При воздействии динамических на.грузок стойка резко сокращается, пружины сжимаются, толкатель опускается и открывается запорный элемент, открывается окно увеличенного размера и рабочая жидкость из поршневой полости по внутреннему каналу штока и через открытое окно клапана вытесняется наружу до тех пор, пока запорный элемент не закроет окно. Однако гидростойки имеют существенный недостаток, так как снижается их герметичность из-за утечек через этот дополнительный клапан. Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является шахтная гидростойка, включающая цилиндр, поршень, шток предохранительный клапан, гидрозамок, гидроклапан сброса рабочей жидкости и предохранитель - удлинитель . для предотвращения ее повреждения прй динамических смещениях кровли, содержащий удлинитель и предохранительный элемент, взаимодействующий с гидростойкой и верхняком крепи 2. При возникновении со стороны кровли выработки динамических нагрузок, удлинитель, смещаясь относительно верхней части штока, срезает предохранительный элемент, т.е. проволочное кольцо или стенку, соединяющую верхнюю и нижнюю ступени втулки. Основным недостатком гидростойки с удлинителем - предохранителем является одноразовость использования раз рушаемого предохранительного элемента. После срабатывания предохранител ного элемента необходимо извлечь гид ростойку из секции механизированной крепи, вынуть удлинитель, извлечь разрушенный предохранительный элемен (проволочное кольцо или ступенчатую втулку), установить на место новый предохранительный элемент и удлинитель в верхней части штока гидростой ки и установить стойку в секции крепи. Производить такие операции с гидростойками- в действующем очистном забое после динамических осадок поро кровли практически невозможно. Цель изобретения - многократность использования предохранительных элементов и повышение безопасности работ. Поставленная цель достигается тем что предохранитель-удлинитель выполне в виде концентрично расположенных упругих колец с цилиндрическими поверхностями и коническим переходным пояском и устройства возврата предохранителя-удлинителя в исходное noj.o жение после его срабатывания, состоя щего из обратного и гидроуправляемого клапанов. На фиг. 1 и 2 схематично изображе ны варианты шахтной гидростойки; на фиг. 3 - упругие предохранительны кольца, до воздействия динамических нагрузок; на фиг. 4 - то же, после воздействия динамических нагрузок. Шахтная гидростойка содержит цилиндр 1, поршень 2, шток 3, предохра нительный клапан 4, гидрозамок 5, удлинитель 6, пакет тарельчатых пружин 7, гидроклапан 8 сброса рабочей жидкости. Удлинитель -б сопряжен со штоком 3. В рассматриваемых вариантах удлинитель б выполнен взаимодействующим посредством поршня 9, плунжера 10, упругих предохранительных элементов кольца 11 и 12 со штоком 3 и кожухом 13 гидростойки и образует с ними две рабочие полости 14 и 15. Гидростойка содержит поршневую 16 и штрковую 17 полости и внутренние каналы 18 и 19, к которым под соединен стоечный гидроблок 20. Рабочие полости 16 и 17 через гидроблок 20 подключены к гидролиниям 21 и 22 гидросистемы крепи, полость 15 соединена через обратный клапан 23 к гидролинии 24 и через гидроклапан 8 и вьгходное отверстие 25 с атмосферой . Удлинитель б посредством сферы и проушины 26 соединяется с опорным элементом (верхняком) секции крепи. Упругие предохранительные кольца 11 и 12 изготавливают из высококачественньк сталей, например 60С2ХФА или 6502ВА, и сопрягаются друг с дру гом по поверхностям, выполненным в виде двух цилиндрических кондентричных поверхностей 27 и 28, переходящих друг в друга посредством конической поверхности 29. Гидростойка работает следующим рбразом. - Перед распором гидростойки упругие предохранительные кольца 11 и 12 на- ходятся в положении, изображенном на фиг. 1-3. Предохранительный клапан 4 настроен на срабатывание при возникновении в поршневой полости 16 давления рабочего сопротивления (40-50 МПа). При с-татических нагрузках со стороны кровли предохранительный клапан обеспечивает просадку гидростойки со скоростью, обусловленной скоростью и нагрузкой опускающейся кровли и сечением проходного отверстия клапана 4. Гйдроклапан -8 настроен на срабатывание при возникновении в рабочей полости 15 незначительного давления . (1-2 МПа). Сечение проходного отверстия клапана в принято больше сечения клапана 4, обеспечивая более быстрый выпуск рабочей жидкости из полости 15. При динамических смещениях кровли упругие предохранительные кольца срабатывают; скользя по коническим поверхностям 29. Внутреннеекольцо 11,сужаясь входит внутрь кольца 12, которое, расширяясь, обеспечивает смещение удлинителя б относительно гидростойки. При этом движению удлинителя противодействуют усилия трения между кольцами, дросселирование рабочей жидкости из полости 14 в полость 15 и из последней через гидроклапан 8 и выхлопное отверстие 25 в атмосферу. При этом срабатывает предохранительный клапан 4 гидростойки и остается открытым до тех пор, пока давление рабочей жидко.сти в поршневой полости стойки не снизится до давления срабатывания предохранительного клапана. В конце хода удлинителя б плавность нагружения гидростойки обеспечивается тарельчатыми пружинами 7. Упругие предохранительные кольца 11 и 12 займут один относительно другого положение, изображенное на фиг. 4. . После срабатывания удлинителя предохранителя он приводится в исходное положение подачей давления гидросистемы крепи по гидролинии 24 через обратный клапан 23 в полость 15, при этом гидроклапан 8 заперт. После прекращения подачи давления обратный клапан 23 закрывается, а гидроклапан 8 стравливает давление жидкости в |Полость 15 до 1-2 МПа. Защитное устройство позволяет предотвратить повреждение уплотнений и клапанов гидростойки за счет того, что мгновенно нарастающую нагрузку со стороны кровли, при ее динамических смещениях, первоначально воспринимает удлинитель-предохранитель, обладающий меньшей массой, чем сама гидростойка. Движущийся с большим ускорением удлинитель обеспечивает срабатывание упругих предохранительных колец 11 и 12, преяоде чем в порш невой полости16 разовьется критическое давление, намного превышающее давление срабатывания предохранительного клапана 4. Таким образом, применение шахтной гидростойки предложенной конструкции в механизированных крепях при их работе в горногеологических условиях, характеризуемых труднообрушаемыми кровлями, значительно повышает ресур работы гидростойки и элементов гидро системы, снижает общее время простоя комплекса, вследствие чего значитель но возрастает нагрузка на забой.. Формула изобретения Шахтная гидростойка, включающая ц линдр, поршень, шток, предохранитель ный клапан, гидрозамок, гидроклапан сброса рабочей жидкости и предохранитель-удлинитель для предотвращения ее повреждения при динамических смещениях кровли, содержсцдий удлинитель и предохранительный элемент, взанмодайствующий с гидростойкой и верхняком крепи, отличающаяся тем, что, с целью многократного использования предохранительных элементов и повышения безопасности работ, предохранителй-удлинитель выполнен в виде концентрично расположенных упругих колец с цилиндрическими поверхностями и коническим переходным пояском и устройства возврата предохранителяудлинителя в исходное положение после его срабатывания, состоящего из обратного и гидроуправляемого клапанов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ № 2149451, кл, 5С-15/51, опублик. 1972. 2.Патент Польши № 68109, кл. 5С-15/52, опублик. 1974 (прототип) .,

26

2t

20

Фиг. /