Гидроблок стойки шахтной крепи Советский патент 1981 года по МПК E21D15/51 F15B13/02 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в качеств элемента гидрофинированных крепей очистных забоев. Известна конструкция гидроблока сто ки крепи, содержащая корпус с рабочей полостью, ограниченной предохранительным и обратным клапанами l . Однако в известном устройстве при работе гидроблока в режиме предохранительного клапана слив рабочей жидкости из поршневой полости стойки осушествля ,ется только через предохранительный клапан, имеющий как правило, низкую пропускную способность, что при больших расходах приводит к завышенному перепаду давления в стоечной гидросистеме и, как следствие этого, к перегрузкам конструктивных элементов шахтной крепи Наиболее близким техническим решен ем к изобретению является конструкция пщроблока стойки шахтной крепи, включающая корпус с гидравлически подвижны цилиндрическим стаканом, в торцах кото рого соответственно установлены обратный со стержневым упором и подпружиненным золотником и предохранительный с подвижным относительно тарелки седлом клапаны 2. Однако в данном техническс л решений работа гидроблока в- режиме предохранительного клапана при больших расходах рабочей жидкости возможна только придостаточно плавном увеличении расхода последней в связи р тем, что скорость перемещения обратного клапана при его срабатывании ограничивается величиной пропускной способности предохранительного клапана. Таким образом, при достаточно больших скоростях опускания кровли, зачастую имеющих место при резких осадках последней, известная конструкция гидроблока вследствие запаздывания срабатывания не обеспечивает надежней защиты крепи от перегрузок. Целью изобретения 5шляется повышение надежности работы гидростоек шахтной крепи при резких осадках кровли путем увелтг-к ндач быстродействия работы гидро- в ).ежиме больших расходов рабочей ЖЭЩКОСГН. /казенная ые.пь достигается теМ; что седло предохранительного клапана вьшол™ кено в ззиде ступенчатой втулки, образующей с подпрркинениым золотником обратного ютапаиа плунжерную пару, из полости которой : 5шдкость посредством каналов под ведена к тарелке предохранительного кларана и поршневой полости стойки. На чертеже представлена конструктив ная схема устройства. Гидроблок стойки шахтной крепи со стоит из корпуса 1 с каналами 2-3, в торяовой яа1юрно- сливной полости 6 когорого расположек ТкдраБлически подвижгиый относительно- корпуса гидроблока ютлиндрический стакан 7 с уплотнителы-ш1Ы3:1 кольцшч-ш 8 и 9j в торце Ю которого размещен обратный клапан 11, выполненный с под.пруж.иненным золотником 1-2 К стержкевььм jTiopoM 13, вэакмодейству-юлиЛ с торцовой стенкой 14 напорно- сливной полостНо Седло 15 предохрани- тельного клапана 16, тпругий элемент 17 которого выполнен-в виде газовой (азот под давлением. 3040 МПа), со стороны подвода рабочей ншдкости снабжено ступенчатой втулкой образующей с подпружиненным золот- Ш1КОМ 12 плунжерную .пару, полость 19 которой соответст.венно сообщена посред ством каналов 20 и 21 со стаканом 7. Цилиндрическая часть втулкк 18 с внутренней стороны снабжена jTtopoM 22 и тарелкой 23 предохранительного клапана, корпус 2.4 которого выполнен с каналами 25, соабщен -1ым.и с надорно сливной по™ лостыо 26о Напорно сливные полости 6 и 26 сообщены посредством каналов 2 и 3 с распределителем 27, линиями напора 2 и слива 29. Работа гидроблока стойки шахтной кре пи осуществляется следу1ощт1м образом. При распоре ггщростойлш (на чертеже Не показана) рабочая ясйдкость из напорной линии 28 гидросистемы через распределитель 27, канал 3 поступает в напорНо-сливную полость 6, Под действием давле щя обратный клапан 11 со стержневы улором 13 и подпружиненным золотником 12 поднимается, обеспечивая проход жидкости в канал 5 и далее в поршневузо по лость гидростойки. Одновременно из штоковой полости гидростойки рабо чая жидкость по каналу 4, полости 26, каналу 2 и распределителю 27 поступает Б слиниуш гшиию 2). При рабг)- те стойки шахтной крепи и режугмо постоянного сопротт -юпия гидроблок работает только как предохранителыгый клапан. При этом возможны peжшvIы работы как при малых, так и при больших расходах рабочей жидкости. При малых расходах рабочая жидкость из поршневой полости гидростойки через каналы 5 и 20, полость 19 и канал 21 поступает под тарелку 23 предохранительного клапана 16. При росте давления в системе просходит сжатие упругого элемента 17. При этом в начальный период под действием пружины и гидравлической неуравновеюенности происходит перемещение седла 15 совместно с тарелкой на Бели1{ин, равную зазору между торцами ст тпсенчатой втулки 18 и предохранительного клапана 16. Величина зазора в предохранительных клапанах с подвюкным седлом, как известно, регламентируется величиной контактного давления в паре тарелки - седло. При дальнейшем росте давления до величины срабатывания 1шапана гфоисходит отрыв тарелки 23 от седла 15, и рабочая жидкость по каналазуг 25, полости 26, каналу 2, распределителю 27 поступает в сливнута магистраль 29. Работа гидробло- ка в режиме предохранительного клапана на больших расходах основана на эффекте перепада давления при протекании жидкости через отверстие 2О. При заданных расходе и перепаде давления величина диаметра отверстия 20 выбирается расчетом по известным зависимостям. Диаметры седла, ступенчатой втулки, подпружиненного золотника и обратного клапана выбраны таким образом, что под действием возникшего в поршневой полости гидростойки в результате резкой осадки кровли необходимого перепада давления рабочей жидкости в первую очередь происходит перемещение седла 15 со ступенчатой втулкой 18. Величина перемещения ступенчатой втулки выбирается больще величины предварительного сжатия упругого элемента предохранительного ютапана и Iограничивается упором 22. В процессе указанного перемещения происходит отрыв седла 15 от тарелки 23 предохранительного клапана, в результате чего полость 19 плунжерной пары сообщается через каналы 21 и 26 со сливом. Вследствие гидравлической неуравновещенности, вызванной разницей давления в полости 19 и порщневой полости гидростойки, подпружиненный золотник 12 Перемешается

в сторону ступеичатой втуики 18, взаимодействующей в это время в упором 22 в резу льтате чего происходит открытие обратного клапана 11/ что обеспечивает проход рабочей жидкости из поршневой полости гидростойки через каналы 5 и 3, распределитель 27 в сливную линию 29. Разгерметизация предохранительного клалана в результате отхода седла 15 от тарелки 23 способствует достижению больших скоростей перемещения подпружиненного золотника 12 следствие сообщения полости 18 со сливной линией. Таким образом достигается значительное по сравнению с известными рещениями увеличение быстродействия гидроблока пр

больших расходах рабочей жидкости. При разгрузке гидростойки рабочая жидкость из напорной линии 28 через распределитель 27, канал 2 поступает в полость 26 и далее по каналу 4 в штоковую полость гидростойки, полость 6 в это время соответственно сообщена со сливом, Под действием давления рабочей жидкости стакан 7 перемешается относительно корпуса 1 в осевом направлении при это в результате взаимодействия стержневог упора 13 с торцовой стенкой 14 происходит открытие обратного клапана 11, в результате чего обеспечивается проход рабочей жидкости из поршневой полости гидростойки через канал 5, полость 6, канал 3, распределитель 27 в сливную линию 29.

Таким образом, предлагаемая конструкция гидроблока обеспечивает возможность работы обратного клапана в случае резкого роста нагрузки в режиме предохранительного с высоким быстродействием срабатывания, что обеспечивает безаварийную работу крепи в широком диапазоне скоростей опускаши кровли.

Формула изобретения

Гидроблок стойки шахтной крепи, включающий корпус, размещенный в нем с воз можностью осевого перемещения цилиндрический стакан, со стороны торцов KOTOJIO го установлены обратный со стержневым упором и подпружнневным золотником и предохранительный с тарепкой и подвижным седлом клапаны, напорную и сливную полости, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы крепи при рез1кик осадках кровли, седло предохранительного клалана выполнено в виде ступенчатой втулки образующей с подпружиненным золотником :Обратного кла пана плунжерную пару, из полости которой жидкость посредством каналов подведена к тарелке предохранительного клапана и пор шневой полости стойки.

Источники инфор ашш, принятые во внимание при экспертизе

1.Хорин В. Н. и др. Гидравлические системы механизированных крепей. М., Недра, 1971, с. 171, рис. 76.

2.Авторское свидетельство СССР № 649891, кл. F 15 В 13/02, 1976 (прототип).