Шахтная гидростойка Советский патент 1982 года по МПК E21D15/00 

(54) ШАХТНАЯ ГИДРОСТОЙКА

1

Изобретение относится к созданию шахтных гидравлических стоек, работающих в условиях труднообрушающихся кровель, и может найти применение в горном деле при изготовлении механизированных крепей и их эксплуатации.

Известны шахтные крепи с предохранительными клапанами, установленными в стенку гидроцилиндра. Срабатывание такого клапана происходит в момент повышения давления в поршневой полости до определенного уровня (номинального рабочего сопротивления) 1.

Однако при работе механизированных крепей в условиях труднообрушающихся кровель возникают случаи резких осадок основной кровли с большими скоростями, что приводит к ударным нагрузкам на гидростойки, к возникновению пиковых давлений в них, и, как правило, к раздутию их и разрушению. Время действия таких нагрузок определяется сотыми долями секунд и клапан за это время не успевает срабатывать из-за своей инерционности.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является шахтная гидростойка, содержащая цилиндр со штоковой и поршневой полостями, внутри которого подвижно установлен шток с предохранительным Kviaпаном и подпружиненным поршне.м, внутри которого выполнены каналы 2.

Однако такое устройство не обеспечивает надежной работы гидростойки при ударных нагрузках.

Цель изобретения - повышение надежности работы гидростойки.

Для достижения поставленной цели поршень гидростойки снабжен крышкой, а пре10дохранительный клапан выполнен в виде золотника, соединенного со штоком и установленного с возможностью продольного перемещения в подпружиненном поршне. В нижней части поршня может быть выполнена проточка, поверхностью которой, зо15лотником и крышкой образован замкнутый объем, а в поршне могут быть выполнены два дополнительных канала с возможностью периодического соединения штоковой полости через один из каналов с замкнутым 20 объемом, а через другой - с поршневой полостью.

На чертеже показана предлагаемая гидростойка, разрез. Гидростойка состоит из цилиндра 1, внутри которого подвижно установлен шток 2 с поршнем 3 и предохранительным клапаном. В цилиндр 1 внизу сбоку вмонfиpoвaн дополнительный предохранительный клапан 4, реагирующий на постоянное давление. Предохранительный клапан выполнен в виде золотника 5, установленного в поршень 3, который подпружинен тарельчатой пружиной 6. Величина поджатия пружины 6 контролируется гайкой 7 и соответствует настройке дополнительного предохранительного клапана 4 на номинальное сопротивление. Снизу поршня 3 под золотником 5 создан с помощью крышки 8 замкнутый объем С который постоянно соединен со штоковой полостью А гидростойки проточкой 9, выполненной в поршне 3. Поршневая полость В соединена проточкой 10, выполненной в поршне, с золотником 5, который установлен с возможностью продольного перемещения внутри поршня. Гидростойка работает следующим образом. При равномерном опускании кровли в гидростойке происходит возрастание давления, и, при достижении давления величины номинального рабочего сопротивления, происходит срабатывание дополнительного предохранительного клапана 4. При этом золотник 5 остается неподвижным в поршке 3 за счет поджатия поршня тарельчатой пружиной 6, т.е. быстродействующий клапан закрыт. По мере отработки пласта, в условиях труднообрущающихся кровель, за крепью зависает длинная монолитная плита основной кровли. При достижении предельного состояния происходит облом основной кровли и обрушение ее со значительной скоростью (до 250 мм/м и выше), что приводит ; ударному нагружению стойки. Длительность процесса удара определяется сотыми долями секунд и дополнительный предохранительный клапан ,4 в этот момент времени не успевает даже открыться. В обычных стойках при этом создается избыточное давление, способное деформировать стенки цилиндра 1. При приложении ударной нагрузки в предлагаемой стойке шток 2 с жестко соединенным золотником 5 смещается вниз .-1 соединяет штоковую А и поршневую В полости через проточку 10. При этом поршень 3 остается неподвижным и не создает избыточного давления в поршневой полости В. Смещение золотника 5 вниз также не вызывает повышения давления в поршневой полости В за счет изолирования золотника замкнутым объемом С, из которого жидкость вытесняется в штоковую полость А. Таким образом, за счет удара происходит срабатывание быстродействующего клапана и дальнейшее повышение давления в поршневой полости В происходит за счет сжатия тарельчатой пружины 6, но при этом быстродействующий клапан уже открыт (в известном устройстве быстродействующий клапан открывается за счет повышения давления в поршневой полости). Таким образом, создание в гидростойке быстродействующего клапана, срабатываюшего за счет удара по штоку, позволяет создать стойку, воспринимающую мгновенные ударные нагрузки без разрущения гидростойки, тем самым исключаются аварийные Ситуации и повышается надежность работы гидростойки. Формула изобретения 1. Шахтная гидростойка, содержащая цилиндр со щтоковой И порщневой полостями, внутри которого подвижно установлен шток с предохранительным клапаном и подпружиненным поршнем, внутри которого выполнены каналы, отличающаяся тем, что, с с целью повышения надежности работы гидростойки, ее поршень снабжен крышкой, а предохранительный клапан выполнен в виде золотника, соединенного со штоком и установленного с возможностью продольного перемещения в подпружиненном поршне. 2. Шахтная гидростойка по п. }, отличающаяся тем, что, в нижней части поршня выполнена проточка, поверхностью которой, золотником и крышкой образован замкнутый объем, а в поршне выполнены два дополнительных канала с возможностью периодического соединения штоковой полости через один из каналов с замкнутым объемом, а через другой - с поршневой полостью. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Хорин В. Н. Гидрофициров нная крепь очистных выработок. М.., «Недра, 1973, с. 206-212. 2.Расположение клапанов в гидравлической стойке, выдерживающей горные удары. - «ГлюЛауф, 1976, № 9, с. 4.

:Ь