Гидравлическое устройство для управ-лЕНия пЕРЕдВигАЕМыХ СЕКций КРЕпи ВшАХТАХ Советский патент 1981 года по МПК E21D23/16 

1

Изобретение относится к креплению очистных забоев механизированными крепями, имеющими ручное управление в комбинации с автоматическим управлением.

Известно устройство/ в котором для комбинированного управления распределительным клапаном предусмотрены два сервопоршня, подсоединенные к отдельным магистралям управления. Запорные элементы устройства выполнены коническими 1.

Известно также устройство для управления передвигаемых секций крепи, снабженное ручным и автоматическим управлением, включгиощее избирательный прибор для сервоуправления, состоящий из золотника с вмонтированными в его торцовой поверхности уплотнительными втулкг№1И, перемешаемыми по плоской поверхности зеркала с соединительными отверстиями, распределительных клапанов с запорными элементами, нмекхцими по два сервопоршня с камерами, подсоединенными к отдельным магистралям управления, и дистанционного элемента 2 .

Недостаток данных устройств заключается в недостаточной герметизации применяекими в них запорными элементами и низкий срок их

службы.

Цель изобретения - повышение герметичности и срока службы распределительных клапанов гидравлических устройств.

Указанная цель достигается тем, что запорные элементы распределительных клапанов выполнены из двух шаров, между которыми установлен дистанционный элемент, контактирую5 Щий с обоими шарами.

На фиг. 1 изображен выполненный в качестве поворотного золотника избирательный прибор, разрез; на фиг. 2-4 то же, объединенный в

0 блок управления через распределительную плиту с распределительными и рабочими клапанами гидравлического устройства управления; на фиг. 5 и 6 - распределительный клапан с

5 двумя сервопоршнями.

Прибор управления состоит из поворотного золотника, имеющего корпус 1 с плоской поверхностью, выполненный в виде диска, который

0 одновременно образует соединительную И монтажную плиту. Диск.с плоской поверхностью снабжен соединительными отверстиями, расположенными по совместной делительной окружности диска. В данном случае по делительной окружности расположены двенадцать соединительных отверстий. Соединительные отверстия располагаются на поверхности 2 тела 1, по окружности которого выточено отверстие 3. Между поверхностью управляющего зеркала и выточенным отверстием образуется кольцевой заплечик 4. Корпус 5 поворотного золотника соединен болтами с телом 1. В корпусе 5 поворотного золотник установлен орган 6, состоящий из диска круглого сечения, который плоно вставлен в корпус, и с помощью уплотнительного кольца 7 уплотнен по отношению к цилиндрической внутренней стенке корпуса. Орган 6 поворотного золотника на своей сторне, обращенной к корпусу 1, имеет расположенную центрально поворотную цапфу 8, которая заходит в центральное отверстие 9 тела с плоской повехностью и с помощью уплотнительного кольца 10 уплотнена относительно стенки отверстия.Поворотная цапфа 8 служит,для центровки органа поворотного золотника, а также одновременн в качестве соединительного органа для главного нагнетательйого подвода 11, подключенного к центральному соединительному отверстию 9. Насосный обратный трубопровод 12 подключают к соединительному отверстию 13 тела с плоской поверхностью которое также расположено вне указанной делительной окружности соединительных отверстий и эксцентричн на теле с плоской поверхностью таким образом, чтобы он вошел в кольцевую щель 14 между поверхность управляющего зеркала и торцовой поверхностью органу поворотного золотника. На стороне, противоположной поверхности 2 управляющего зеркала, орган 6 поворотного золотника имеет центральный,аксиальный, цилиндрический выступ 15, который выступает наружу через имекхцееся в основании колпакового корпуса 5 отверстие и уплотнен в последнем с помощью уплотнительных колец 16 и 17. Аксиальный выступ 15 имеет ступенчатое аксиальное внутреннее отверстие 18, в котором установлен приводиьшй в действие толкателем возвратный клапан 19. Запорный орган возвратного клапана состоит из шарика 20 клапана, который в закрытом положении прижимается пружиной 21 к кольцеобразной част 22 седла клапана, которая § аксиальном внутреннем отверстии подпирается эаплечиком. С другой стороны к органу седПа клапана прилегает

втулочный.орган 23. Элементы 22 к 23 поддерживаются в их положении запорным органом 24, который снаружи ввинчен во внутреннее отверстие аксиального выступа 15. В центральном внутреннем отверстии запорного орга- . 5 на уплотнен толкатель 25, который на переднем конце имеет палец 26, а его задний конец находится под воздействием эксцентрикового рычага 27, который на аксиальном выступе

o 15 можно поворачивать вокруг оси 28. При отклонении эксцентрикового рычага толкатель 25 действует во внутрь, в результате чего палец 25 поднимает с седла клапана шарик 20

5 клапана против восстанавливающей

силы пружины 21. Корпус 5 поворотного золотника на основании имеет кольцеобразную расточку 29, дааметр которой намного больше диаметра

0 делительной окружности соединительных отверстий. В этой расточке сидит подшипник качения 30, на который опирается орган б поворотного золотника.

5о

Орган поворотного золотника имеет эксцентрично высверленное отверстие 31, в котором находится под воздействием пружины 32 фиксиQ рующий шарик 33. На основании корпуса предусмотрены углубления 34, в которые под воздействием пружины 31 шарик 33 может заходить в зацепление в различных положениях

-включения. Кроме того, орган 6 поворотного золотника имеет отсечное отверстие 35, которое выходит на повернутую к управляющему зеркалу 1 торцовую сторону органа поворотного золотника и которое через радиальное отверстие 36 соединено

с аксиальным отверстием 18 возвратного клапана. Радиальное отверстие 35 выходит в аксиальное отверстие в пространстве между обоими радиаль5 нымн фланцами втулочного органа 23. Последний имеет пазы 37, которые соединяют отверстия 35, 36 и отверстие 9 главного нагнетательнЬго подвода 11. Отверстия 35

Q расположены по делительной окружности и в них ориентированы втулки 38 с возможностью поЕшнеобразного перемещения, с помощью пружин 39 их можно прижимать к поверхности 1 управляющего зеркала. Втулки 38 на своих наружных торцовых поверхностях имеют упругие кольцевые уплотнения 40, которые по окружности являются соосными отверстиям в седле 36, щ ипрессовываются к

0 пове рхности управляющего зеркала, в результате уплотняют соединение между соосными отверстиями (по отношению к подключенной к отводному насосному трубопроводу кольцевой

5 тели 14),. Соединительные отверстия в седле подключаются к различным распределительным и рабочим клапанам и другим потребителям,. При закрытом возвратном клапане 19 заблокировано соединение между центральквлм соединительным отверстием 9 и.соеди нительным отверстием 41 седла. Если поворачивают эксцентриковый рычаг 27, то толкатель 25 вдавливает шарик 20 клапана в положение открывания, так что через отверстия 9,35-37 и 41 подключается насосный нагнетательный подвод 11. Воздействующее на заднюю поверхность поршне вого кольца втулки 33 давление жидкости прижимает втулку с ее торцовы уплотнением 40 к поверхности 1 упра ляющего зеркала, вследствие чего соосные отверстия 35 и 41 надежно уплотняются по отношению к кольцево щели 14. При обратном поворачивании эксцентрикового рычага шарик 20 клапана снова возвращается в положе закрывания, в результате чего ,прерывается сообщение между отверстиям 9 и 41, Теперь возможно поворачиван органа 6 поворотного золотника вокруг его оси, что осуществляют с помощью находящегося в положении закрывания эксцентрикового рычага 27. Вращением органа-б поворотного золотника его отверстие 35 можно, в известных комбинациях, соединять с различными соединительными отверс тиями седла. При переключении орган поворотного золотника втулки 38 не подвергаются давлению жидкости, в результате чего на торцовых уплот нениях 40 не возникают никакие значительные прижимные силы и силы трения. В различных положениях включения орган поворотного золот-, ника с возможностью съема фиксируется шариком 33. Поворотный золотник подключают (фиг.2 и 3) с помощью винтов 42 к распределительн плите 43, снабженной отверстиями 44, которые соединяют отверстия 9 и 13 в седле .поворотного золотника с соединительными трубопроводами или потребителем, или отверстиями распределительных клапанов. Кроме того, к распределительной плите подключены приводимые в действйег: . с помощью поворотного золотника рабочие клапаны 45, а также управляемые посредством сервопривода распределительные клапаны гидравли ких устройств управления крепью, магистральные трубопроводы 11 и 12 Вся конструкция единица образует блок управления, который расположе на секции крепи. Седло с плоской поверхностью 1 снабжено (фиг.4), например, шестью распределительным по его окружности отверстиями 46, которые расположены друг от друга на равных угловых расстояниях. Дополнительно предусмотрены отверстия 47, радиальное расстояние которых от оси прибора управления соответствует- расстоянию между отверстиями 35 коммутационного элемента 48. Отверстия 47 расположены смещенными по отношению к отверстиям 46 таким образом, чтобы посредством коммутационного элемента 48 попеременно можно было перекрывать его отверстие 35 функциональным отверстием 46 фундаментной плиты или одним из отверстий фундаментной плиты, в каждом их этих положений вращения коммутационного элемента 48, которые указаны на расположенной снаружи шкале и дополнительно могут быть снабжены чувствительной маркировкой, функциональным отверстием 46 и 47 фундаментной плиты перекрыто лишь одно,из отверстий 35 коммутационного элемента 48; другое, не используемое в соответствующем положении включения, уплотнено по отношению к плоской поверхности 1 фундаментной плиты, так, что нагнетательная среда не может выходить. На фиг. 5 и 6 корпус 49 клапана закрыт и уплотнен с одного конца посредством запорного винта 50, ас другого конца посредством запорного винта 51. Между обеими запорными винтами 50 и 51 в корпусе клапана последовательно по оси расположены дистанционная втулка 52, орган 53 седла клапана, дистанционная втулка 54, орган 55 седла клапана, дистанционная втулка 56 и направляющая втулка 57. Эти элементы, посредством запорных винтов закреплены в корпусе клапана. Орган 53 седла клапана имеет выполненный в виде шарика закрывающий орган 58, а орган 55 - шарикообразный закрывающий орган 59. Между обоими шариками 58 и 59 расположен толкатель 60, проходящий через аксиальное отверстие 61 дистанционной втулки 54 и опирающийся своими расширенными в диаметре частями на шарики 58 и 59 клапана. При этом элементы расположены так, что из обоих шариков один находится в положении открывания, а другой в положении закрывания. Шарик 59 клапана направляется к дистанционной втулке 56, снабженной радиальными отверстиями 62. Два сервопоршня 63 и 64 распределительного клапана находятся в направляющей втулке 57 с возможностью скольжения и уплотнены посредством уплотнительных колец по отношению к направляющей втулке. Сервоцилиндры 65 и 66 и сервопоршни 63 и 64, а также оба шарика клапана расположены соосно друг к другу. Сервопоршень 63 имеет внутреннее отверстие, в котором помещена пружина 67, прижимающая

небольшим усилием тарелку 68 пружины к шарику 59 клапана. Марин 58 опирается на нажимной сухарь 69, который расположен с возможностью перемещения в пружинной ка-. мере 70 запорного винта 50 и находится под воздействием расположенной в пружинной камере запорной пружины 71. Усилием пружины шарики 58 и 59 клапана поддерживаются в прилегающем положении к толкателю 60 и деталям 69 и 68.

Ведущее к потребителю (цилиндру для передвижки, гидравлической стойке и т.д.) соединительное отверстие 72 через радиальные отверстия73 в дистанционной втулке 54 соединено с ее аксиальным отверстием. Соединительное отверстие 74 соединено чере радиальные отверстия 76,в направляющей втулке 57 с сервоцилиндром 65, а соединительное отверстие 75 подключено к сервоцилиндру,66. Клапан 58 закрывает обращенное к насосу отверстие направляющего клапана, а клапан 59 - обращенное к обратному проводу отверстие. В нормальном рабочем состоянии клапан 58 закрыт, так что соединенный с потребителем соединительный провод 72 через .радиальные отверстия и аксиальные отверстия 61 и открытый клапан 59 подключен к обратному проводу 12 (фиг, 5). При этом соединение насос с потребителем закрыто посредством клапана 59. Под действием давления перемешается соответствующий сервопоршень (63 или 64), причем он перемещает прижатую посредством силы натяжения пружины жесткой кинематической связи обоих шариков 58 и 59 клапана с толкателем 60 клапана аксиально против восстанавливающего усилия пружин, так что клапан 59 закрывается, и клапан 58 открывается. Для предотвращения внезапного открывания и закрывания клапанов в случае переключения толкатель 60 имеет форму профиля, вследствие, чего в начале переключен у подлежащего открыванию клапана открывается сперва небольшой кольцевой зазор, увеличивакяцийся с возрастанием хода сервопоршня. в случае прекращения давления управления в сервопоршне клапан 58 закрывается посредством щ ужины 71, клапан 59 открывается, в результате чего потрбитель подключен к отводу. Сжатый посредством закрывающей пружины 71 нажимной сухарь 69 имеет паз

на торцовой поверхности для направления и центровки шарика 58 клапана Так как шарик клапана дополнительно направлен в дистанционной втулке 52, он точно прилегает к седлу клапна. Толкатель 60 своими верхними концами направлен в аксиальных отверстиях органов 53 и 55 седла клапана. Для направления и центров шариков клапана обе торцовые поверхности толкателя выполнены в виде вкладышей подаипника. Мужду направленными в пригоночных отверстиях органов седла клапана верхними концами толкатель сильно суживается, чтоб не уменьшить живого сечения потока. Оба сервопоршня 63 и 64 направлены ,С возможностью скольжения в направляющей втулке 57. Отдельные детали расположены так, что сервопоршни вместе с пружиной, шариками клапана и толкателем совместно передвигаются и не теряют контакта между собой во время переключения.

Формула изобретения

о

Гидравлическое устройство для управления передвигаемых секций крепи в шахтах, снабженное ручным управлением и комбинированным с ним автоматическим управлением, включающее избирательный прибор для сервоуправления, состоящий из золотника с вмонтированными в его торцовой поверхности уплотнительными втулками, перемещаемыми по плоской поверхности зеркала с соединительными отверстиями, распределительных клапанов с запорными элементами, имеющими по два сервопоршня, подсоединенными к отдельным магистралям управления, и дистанционного элемента, о т л ич а ю щ е ё с я тем, что, с целью повышения герметичности и срока службы, запорные элементы распределительных клапанов -выполнены из двух шаров, между которыми установлен да|станционный элемент, контактирующий с обоими шарами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Бгшков А.И. Оборудование для добычи угля в Англии. М., НИИинформтяжмаш, шлп. 2-63-20, 1968 с. 127129.

2.Автсфское свидетельство СССР 359413, кл. Е 21 D 23/16, 1969 (прототип).

S9

71

Фиг.5

Its