Гидравлическая стойка шахтной крепи

 

Изобретение относится к горному оборудованию, а именно к устройствам для защиты гидростоек и крепей от динамических нагрузок. Цель - повышение надежности работы за счет быстродействия защиты от динамических нагрузок и разгрузки при зажатии горным давлением путем уменьшения трения в скользящих элементах. Гидравлическая стойка шахтной крепи включает цилиндр 1, в котором установлены шток 2 с поршнем (П) 5, гидроблок и два предохранительных клапана, настроенные на рабочее и аварийное давление. В П 5 подвижно установлен дополнительный П 19, выполненный в виде стакана с вертикальными каналами 21. Они расположены по его наружной поверхности под размещенным на его верхней части замкнутым каналом 20 до его нижнего торца. Упор для ограничения перемещения П 19 во внутренней полости П 5 выполнен в виде шариков 22, размещенных в отверстиях 18, сопряженных каналов 20, 21 и штифтов 23. Последние установлены в отверстиях 18 П 5 с возможностью взаимодействия с шариками 22. Внутренние полости П 5 и 19 образуют газовый амортизатор. Сжатый газ в него нагнетается через предохранительный клапан 10 нормально закрытый. Замкнутые каналы 20 заполняются уплотнителем для защиты от утечек газа. При динамических нагрузках происходит смещение П 19 вверх, при этом газ в замкнутой полости газового амортизатора сжимается. За счет этого обеспечивается просадка штока с П 5. После срабатывания предохранительного клапана, соединенного с каналом, выполненным в стенке гидроцилиндра, давление в поршневой полости снизится и П 19 вернется в нижнее положение. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 D 15/44

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С5

С0 (. Ь 4

CO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4428280/31-03 (22) 20.05.88 (46) 15.11.90. Бюл. № 42 (71) Тульский политехнический институт (72) В. М. Степанов, Ф. С. Чендев, В. А. Потапенко, В. Л. Попов, А. В. Орешкин и Б. И. Грицаюк (53) 622.284 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1221378, кл. E 21 D 23/04, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 123651, кл. Е 21 D 23/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР № 1314092, кл. Е 21 D 15/44, 1987.

Авторское свидетельство СССР № 1234648, кл. Е 21 D 15/44, 1986.

Авторское свидетельство СССР № 1335708, кл. Е 21 D 23/04, 1987.

„„gu„„1606706 А 1 (54) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СТОЙКА ШАХТНОЙ КРЕПИ (57) Изобретение относится к горному оборудованию, а именно к устр-вам для защиты гидростоек и крепей от динамических нагрузок. Цель — повышение надежности работы за счет быстродействия защиты от динамических нагрузок и разгрузки при зажатии горным давлением путем уменьшения трения в скользящих элементах. Гидравлическая стойка шахтной крепи включает цилиндр 1, в котором установлены шток 2 с поршнем (П) 5, гидроблок и два предохранительных клапана, настроенные на рабочее и аварийное давление. В П5 подвижно установлен дополнительный П 19, выполненный в виде стакана с вертикальными каналами 21. Они расположены по его наружной

1606706

10

55 поверхности под размещенным на его верхней части замкнутым каналом 20 до его нижнего торца. Упор для ограничения перемещения

П 19 во внутренней полости П 5 выполнен в виде шариков 22, размещенных в отверстиях 18, сопряженных каналов 20, 21 и штифтов 23. Последние установлены в отверстиях 18 П 5 с возможностью взаимодействия с шариками 22. Внутренние полости

П 5 и 19 образуют газовый амортизатор. Сжатый газ в него нагнетается через предохранительный клапан 10 нормально

Изобретение относится к горным машинам, конкретно к устройствам для защиты гидростоек и крепей от динамических нагрузок и разгрузки при зажатии их горным давлением в нижнем положении штока, которое может быть использовано в гидрооборудовании крепей.

Цель изобретения — повышение быстродействия гидравлических стоек шахтных крепей для защиты стоек и крепей от динамических нагрузок и разгрузки при зажатии горным давлением в нижнем положении штока путем унификации их элементов.

На чертеже изображена схема гидродинамического устроиства гидравлическои стоики шахтной крепи.

Гидравлическая стойка содержит цилиндр 1 с внутренним диаметром di, гидроблоком и двумя предохранительными клапанами (на чертеже не показаны), настроенными на рабочее и аварийное давление, соединенными каналами с поршневой полостью, установленную в цилиндре 1, полую нижнюю часть штока 2, в которой размещена центральная торцовая часть 3 дна (крышки) 4, выполненного в виде перевернутого стакана цилиндрического поршня 5 с внутренним диаметром с4. Поршень 5 может быть выполнен отдельно от штока 2 и жестко соединен с ним. Центральная торцовая часть 3 и дно 4 имеют размещенное по центру стойки сквозное отверстие со ступенями 6, 7, 8 и 9. Диаметр отверстия каждой предыдущей ступени больше диаметра отверстия каждой последующей ступени, начиная с диаметра отверстия ступени 6, а отверстие ступени 7 выполнено с резьбой.

Дополнительный предохранительный клапан

10 выполнен с резьбой на наружной поверхности, ввинчивается в резьбовое отверстие 7, нижняя торцовая часть 11 которого с манжетным уплотнением 12 размещается в отверстии ступени 8, и фиксируется шестигранной болтовой шляпкой 13. Он служит для нагнетания сжатого газа. Отверстие 14 закрытый. Замкнутые каналы 20 заполняются уплотнителем для защиты от утечек газа.

При динамических нагрузках происходит смещение П 19 вверх, при этом газ в замкнутой полости газового амортизатора сжимается. За счет этого обеспечивается просадка штока 6 П 5. После срабатывания предохранительного клапана, соединенного с каналом, выполненным в стенке гидроцилиндра, давление в поршневой полости снизится и П 19 вернется в нижнее положение.

1 ил. центральной торцовой части 3 крышки 4 цилиндрического поршня 5, расположенное выше шестигранной болтовой шляпки 13 предохранительного клапана 10, совмещено с отверстием 15 нижней полой части штока 2.

Нижняя торцовая часть штока 2 опирается в верхнюю поверхность сплошной кры ш ки 4 цилиндрического поршня 5.

Штифт 16 соединяет через отверстия

14 и 15 центральную торцовую часть 3 верхней сплошной крышки 4 цилиндрического поршня 5 с нижней полой частью штока 2. Цилиндрический поршень 5 уплотнен манжетами 17 и в нижней торцовой части выполнен с горизонтальными радиально расположенными отверстиями 18. Дополнительный поршень 19 с внешним диаметром равным d и внутренним диаметром dz, с высотой внутренней полости hi установлен в поршне 5 подвижно и может в пределах высоты hq внутренней полости цилиндрического поршня 5 перемещаться до упора, взаимодействуя с ней своей наружной поверхностью, выполненной с замкнутыми по окружности каналами 20 и вертикальными каналами 21, расположенными под каналами 20. Упор выполнен в виде шарика22, размещенных в отверстиях 18 и сопряжениях каналов 20 и 21 и штифтов 23, которые установлены в отверстиях 18 поршня 5 с возможностью взаимодействия с шариками

22. Упор ограничивает перемещение дополнительного поршня 19 во внутренней полости цилиндрического поршня 5. Внутренние полости цилиндрического поршня 5 и дополнительного поршня 19 образуют газовый амортизатор, сжатый газ в который нагнетается через предохранительный клапан 10, нормально закрытый. Замкнутые по окружности каналы 20 заполняются уплотнителем для защиты от утечек газа.

Устройство работает следующим образом.

При соединении напорной магистрали через гидроблок с каналом, выполненным в днище гидроцилиндра, рабочая жидкость

1606706 попадает в поршневую полость и раздвигает гидростойку (гидродомкрат управления или гидропатрон). После создания в поршневой полости рабочего давления при посадке поршня со штоком слив избыточнои жидкости осуществляется через канал, выполненный в стенке гидроцилиндра и предохранительный клапан. В нижнем положении дополнительный поршень 5, находящийся под давлением газа в замкнутой полости цилиндрического поршня 4 и дополнительного поршня 5 (газового амортизатора), удерживается шариковыми 23 опорами. Такое положение дополнительного поршня обеспечивается при условии, что если Pi — рабочее давление в поршневой полости; Р— давление газа в

1 замкнутой полости газового амортизатора;

AP=Pi — P>, то должно выполняться неравенство

Рфй — й) . diAP, 20 или г р Р (Ш А

2 gg

Л

При динамических нагрузках давление в поршневой полости увеличивается на АР и 25 когда

g 4 .г (P>+APi)(di — 2))4(2 2, произойдет смещение дополнительного поршня вверх, при этом газ в замкнутой полости газового амортизатора сжимается, а за счет этого обеспечивается просадка штока с поршнем при постоянном объеме жидкости в поршневой полости. После срабатывания предохранительного клапана, соединенного с каналом, выполненным в стенке гидроцилинд- Ç5 ра, давление в поршневой полости снизится до Pi и дополнительный поршень вернется в нижнее положение.

При просадке поршней со штоком «нажестко» канал, выполненный в стенке гидро- 40 цилиндра 1, перекрывается поршнем 5, а канал в его днище в этом случае располагается между дополнительным поршнем 19 и стенкой цилиндра 1, и давление в замкнутой полости, образованной нижней торцовой поверхностью поршня 5, наружной поверх- 45 ностью дополнительного поршня !9 и внутренней цилиндрической поверхностью цилиндра 1, может возрасти до аварийного, после чего сработает предохранительный клапан, настроенный на давление, несколько меньшее разрушающего, следовательно, про- 50 садка поршня 5 со штоком 2 значительно уменьшится или прекратится совершенно.

Для дополнительной осадки поршня со штоком при посаженных «нажестко» поршнях со штоком перед передвижением секции крепи канал, соединяющий штоковую полость с гидроблоком, соединится с напором, а канал в днище гйдроцилиндра — со сливом и поршень 5 со штоком 2, преодолевая сопротивление дополнительного поршня 19 и сжимающего газа в газовом амортизаторе, может быть опущен на величину

hz, проскальзывая по дополнительному поршню 19.

Если давление маслостанции Рз, то это произойдет при соблюдении неравенства

РЗ (! !3 ) ) 2 2

8 Л

После передвижения секции крепи канал, соединяющий штоковую полость с гидроблоком, соединяется со сливом, а канал в днище гидроцилиндра — с напором и стойка (гидродомкрат управления или гидропатрон) раздвигается, при этом давлением газа в газовом амортизаторе дополнительный поршень 19 возвращается в нижнее положение.

При нормальной работе смещения дополнительного поршня 19 не происходит, а при настройке аварийного предохранительного клапана на то же рабочее давление, что и предохранительного клапана, поршень 5 со штоком 2 будет иметь дополнительный запас хода и стойки (гидродомкрат управления или гидропатрон), а также крепь предохраняются от динамических нагрузок.

При перемещении дополнительного поршня 19 на величину Ь газ газового амортизатора заполняет внутреннюю полость с диаметром d4 дополнительного поршня 19.

Заполнение каналов 20 уплотнителем осуществляют во время сборки поршня 5 и дополнительного поршня 19, но с установленным предохранительным клапаном 10. Верхний канал 20 совмещают с четырьмя симметрично расположенными отверстиями

l8, через которые уплотнитель нагнетается в замкнутый по окружности верхний канал

20, и когда давление Р4 уплотнителя станет выше, чем давление Р газа в газовом амортизаторе P )P, тодополнительный поршень 19 под действием приложенного внешнего усилия перемещают до совмещения с последующим каналом 20. Когда нижний канал 20 совместится с отверстиями 18, то в четыре канала 21 вставляют заглушки до сопряжения каналов 20 и 21 и через отверстия 18 нагнетают уплотнитель в нижний канал 20 и, когда Р Р, то дополнительный поршень 19 под действием приложенного внешнего усилия перемещают внутри поршня 5 до перекрытия нижнего канала 20 внутренней поверхностью поршня 5. В четыре симметричных отверстия 18 вставляют шарики 22 и перемещают их до установки в каналы 21, а затем фиксируют штифтами 23.

Затем убирают заглушки из каналов 21 и нагнетают сжатый газ через предохранительный клапан 10. Под действием давления Р газа в газовом амортизаторе дополнительный поршень 19 возвращается в исходное нижнее положение и шарики 22 занимают свое положение в четырех сопряжениях ниж1606706

Формула изобретения

Составитель В. Пономарева

Редактор М. Товтин Техред А. Кравчук Корректор Л. Патай

Заказ 3537 Тираж 381 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 него канала 20 и вертикальных каналов 21.

После сборки поршня 5 и дополнительного поршня 19, а также нагнетания сжатого газа через допредохранительный клапан 10 в газовый амортизатор и возвращения дополнительного поршня 19 в нижнее положение центральную торцовую часть 3 верхней сплошной крышки 4 поршня 5 соединяют со штоком 2 через отверстия 14 и 15 штифтом 16 и вставляют в цилиндр 1 стойки (гидродомкрата управления или гидропатрона) и производят их сборку и проверку на герметичность, а по окончании проверки на герметичность осуществляют просадку поршней со штоком «нажестко» (до упора дополнительного поршня 19 в днище при сохранении зазора величиной h2 в поршне 5). При этом в замкнутой полости, образованной нижней торцовой поверхностью поршня 5, на руж ной поверхностью дополнительного поршня 19 и внутренней поверхностью цилиндра 1, находится рабочая жидкость для улучшения рабогы кольца уплотнения при их транспортировке.

Гидравлическая стойка шахтной крепи, включающая цилиндр, установленные в нем шток с поршнем, выполненным в виде стакана, дно которого имеет сквозное отверстие, допол нительный поршень, выполненный с расположенным по его наружной поверхности замкнутым каналом, заполненным уплотнителем, и установленный в поршне подвижно относительно последнего с возможностью взаимодействия с упором, газовый амортизатор, размещенный между поршнями, гидроблок с двумя предохранительными клапанами, настроенными на рабочее и аварийное давление, соединенными с поршневой полостью, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет быстродействия защиты от динамических нагрузок и разгрузки при зажатии горным давлением путем уменьшения трения в скользящих элементах, она снабжена дополнительным предохранительным клапаном для нагнетания сжатого газа, выполненным с резьбой на его наружной поверхности, установленным в выполненном с резьбой и размещенном по центру отверстии дна стакана, который расположен дном вверх и выполнен с горизонтальными радиально расположенными в его нижней части отверстиями, дополнительный

20 поршень выполнен в виде стакана с вертикальными каналами, расположенными по его наружной поверхности под размещенным на его верхней части замкнутым каналом до его нижнего торца, уплотнитель выполнен синтетическим с низким коэффициентом трения, а упор — в виде шариков, радиусы которых равны ширине канала, размещенных в вертикальных каналах дополнительного поршня и горизонтальных отверстиях поршня, и штифтов, размещенных в горизонтальных отверстиях поршня с возможностью взаимодействия с шариками.