Гидравлическая стойка шахтной крепи

 

Использование: в горной промышленности для крепления очистных выработок в качестве несущего элемента индивидуальных и механизированных крепей. Сущность изобретения: стойка гидравлическая шахтной крепи содержит цилиндр 1, выдвижную часть 2, гидрозамок 3, в загрузочной полости которого расположен разгрузочный упор 4 и дифференциальный предохранитель, снабженный запорным устройством в виде обратного клапана 10, толкателя 12 и пружины 11. Гидравлическая связь рабочей полости стойки с подклапанной полостью обратного клапана 10 осуществляется через ввод 9 и продольные каналы 17, а с атмосферой - через сквозной продольный канал, выполненный в теле толкателя 12. Дифференциальный предохранитель 8 выполняет функции загрузочного, разгрузочного и предохранительного устройств. Стойка может быть использовано в качестве несущей опоры в механизированных и индивидуальных крепях. При этом отличие стойки для индивидуальной крепи заключается в том, что вместо гидравлически управляемого разгрузочного упора 4 используется, например, эксцентрик с ручным приводом. 3 ил.

Изобретение относится к горному делу, а именно к креплению очистных выработок в качестве несущего элемента индивидуальных и механизированных крепей.

Известна стойка гидравлическая шахтной крепи, состоящая из цилиндра, выдвижной части, гидроблока, включающего предохранительный клапан, загрузочный клапан и разгрузочное устройство. Наличие системы из трех клапанов предопределяет сложность конструкции и малую эксплуатационную надежность [1].

Известна стойка гидравлическая шахтной крепи, включающая цилиндр с выдвижной частью, который имеет входной канал в рабочую полость, соединенную с гидрозамком с разгрузочным упором в загрузочной его полости, дифференциальный предохранитель, имеющий герметичный ввод, обратный клапан, пружину и толкатель, установленный с возможностью взаимодействия одного конца с обратным клапаном [2].

Существенными недостатками такой стойки являются: сложность конструкции стойки из-за необходимости использования большого количества уплотнительных узлов, продольных и поперечных каналов в конструкции дифференциального предохранителя, а также необходимости использования двух обратных клапанов с комплектующими их элементами; нерациональность использования стойки с дифференциальным предохранителем, расположенным внутри ее полости, обуславливающая неизбежность выполнения полной разборки и сборки стойки при замене дифференциального предохранителя; малая надежность стабильности рабочего сопротивления из-за большого гистерезиса трения резиновых уплотнителей дифференциального предохранителя; невозможность использования такого типа стоек в качестве несущих опор индивидуальной крепи.

Целью изобретения является упрощение конструкции, снижение трудоемкости монтажно-демонтажных работ и повышение стабильности рабочего сопротивления стойки.

Указанная цель достигается тем, что в известной стойке гидравлической шахтной крепи, содержащий цилиндр с выдвижной частью, который имеет входной канал в рабочую полость, соединенную с гидрозамком с разгрузочным упором в загрузочной его полости, дифференциальный предохранитель, имеющий герметичный ввод, обратный клапан, пружину и толкатель, установленный с возможностью взаимодействия одного конца с обратным клапаном, дифференциальный предохранитель, установленный на наружной стороне цилиндра, снабжен корпусом и установлен соосно с гидрозамком в его загрузочной полости с возможностью контакта разгрузочного упора гидрозамка с другим концом толкателя, который установлен с возможностью осевого перемещения в герметичном отверстии, выполненном в корпусе, и снабжен кольцевым пояском, расположенным между корпусом и пружиной, причем загрузочная полость гидрозамка сообщена с подклапанной полостью обратного клапана посредством сквозного продольного канала, выполненного в теле толкателя, а входной канал в рабочую полость стойки сообщен с заклапанной полостью обратного клапана посредством продольных пазов, выполненных на наружной поверхности дифференциального предохранителя.

Эти признаки обуславливают новые свойства стойки гидравлической, заключающийся в обеспечении возможности уменьшения количества клапанов с их элементами, устранения уплотнительных узлов с наружной поверхности дифференциального предохранителя, продольных и поперечных каналов, а также способствуют осуществлению новой компоновки стойки, устраняющей необходимость ее полной разборки и сборки в процессе замены дифференциального предохранителя, что позволяет упростить конструкцию стойки, снизить трудоемкость монтажно-демонтажных работ, уменьшить гистерезис трения уплотнителей и, следовательно, повысить стабильность рабочего сопротивления стойки. Кроме того, совокупность упомянутых признаков обеспечивает возможность использования такого типа стоек как в механизированных, так и в индивидуальных крепях, что предопределяет возможность расширения области их эффективного применения.

На фиг. 1 показана стойка гидравлическая шахтной крепи, продольный разрез; на фиг. 2 - исполнение стойки, используемой в качестве индивидуальной крепи; на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 2.

Стойка гидравлическая шахтной крепи (фиг.1) содержит цилиндр 1 с выдвижной частью 2, который имеет входной канал 3 в рабочую полость 4, соединенную с гидрозамком 5 с разгрузочным упором 6 в загрузочной его полости 7, и дифференциальный предохранитель 8. Последний имеет герметичный ввод 9, обратный клапан 10, пружину 11 и толкатель 12, установленный с возможностью взаимодействия одного конца с обратным клапаном 10. Дифференциальный предохранитель 8 установлен на наружной стороне цилиндра 1, снабжен корпусом 13 и установлен соосно с гидрозамком 5 в его загрузочной полости 7 с возможностью контакта разгрузочного упора 6 гидрозамка 5 с другим концом толкателя 12, который установлен с возможностью осевого перемещения в герметичном отверстии 14, выполненном в корпусе 13, и снабжен кольцевым пояском 15, расположенным между корпусом 13 и пружиной 11. При этом загрузочная полость 7 гидрозамка 5 сообщена с подклапанной полостью 16 обратного клапана 10 через сквозной продольный канал 17, выполненный в теле толкателя 12, а входной канал 3 в рабочую полость 4 стойки сообщен с заклапанной полостью 18 обратного клапана 10 посредством продольных пазов 19, выполненных на наружной поверхности дифференциального предохpанителя 8.

Гидравлически неуравновешенная площадь F дифференциального предохранителя определена разностью площадей, на которую действует давление жидкости F = - , где d₁ - диаметр герметичного ввода 9; d₂ - диаметр проходного отверстия по кромке контакта обратного клапана 10 с дифференциальным предохранителем 8.

Сжатие пружины 11 на заданное давление жидкости осуществляется регулировочной пробкой 20, которая контактирует с дифференциальным предохранителем 8, а для свободного прохода жидкости на торце регулировочной пробки 20 имеются поперечные сквозные щели 21. Загрузочная полость 7 гидрозамка 5 снабжена патрубком 22 для сообщения стойки с насосной станцией (не показана) и слива жидкости из ее рабочей полости 4.

Начальный распор стойки осуществляется подачей жидкости от насосной станции через патрубок 22 и загрузочную полость 7. Далее она поступает по сквозному продольному каналу 17 в подклапанную полость 16 и, преодолевая сопротивление обратного клапана 10, попадает в заклапанную полость 18 и в рабочую полость 4 стойки через поперечные щели 21, продольные пазы 19 и входной канал 3.

При опускании кровли пласта давление жидкости в рабочей полости 4 стойки и с обеих сторон дифференциального предохранителя 8 возрастает. При этом гидравлическая сила, действующая на дифференциальный предохранитель 8 со стороны заклапанной полости 18, преодолевая сопротивление пружины 11, перемещает его вместе с обратным клапаном 10 вплоть до контакта последнего с толкателем 12. После чего давление жидкости действует только на гидравлически неуравновешенную площадь F дифференциального предохранителя и отрывает его от обратного клапана 10, а через образовавшуюся щель жидкость из заклапанной полости 18 поступает в подклапанную полость 16 и по сквозному продольному каналу 17 - в загрузочную полость 7 и на слив через патрубок 22. После выпуска части жидкости давление жидкости в рабочей полости 4 снижается и пружина 11 возвращает его в исходное положение. По мере дальнейшего опускания кровли пласта цикл открытия и закрытия обратного клапана 10 повторяется, обеспечивая податливость стойки в заданном режиме рабочего сопротивления.

Разгрузка и посадка стойки осуществляется подачей жидкости на разгрузочный упор 6, давление которой перемещает толкатель 12. При этом кольцевой поясок 15 сжимает пружину 11, а свободный конец толкателя открывает обратный клапан 10. В образовавшуюся щель жидкость из заклапанной полости 18 по сквозному продольному каналу 17 поступает в загрузочную полость 7 и через патрубок 22 - на слив. Непрерывное заполнение заклапанной полости 18 происходит тем же путем, который описан при работе стойки под нагрузкой. После прекращения подачи жидкости на разгрузочный упор 6 толкатель 12 под действием усилием пружины 11 возвращается в исходное положение, а подпружиненный обратный клапан 10 прижимается к кромке проходного отверстия дифференциального предохранителя 8, перекрывая слив жидкости из рабочей полости 4 стойки.

Описанная конструкция и принцип работы стойки гидравлической шахтной крепи предопределяют назначение такого типа стоек в качестве несущих опор в секциях механизированных крепей без изменения существующей гидравлической их системы. При этом стойка может быть использована также в качестве индивидуальной крепи. Причем процессы распора стойки давлением жидкости от насосной станции, опускания под нагрузкой и разгрузка с последующей ее посадкой не отличаются от описанных выше. Однако с той лишь разницей, что разгрузка и посадка стойки осуществляется при помощи разгрузочного упора, выполненного, например, в виде эксцентрика 23, сблокированного с рукояткой 24 (фиг. 2 и 3). При повороте его вручную наружная поверхность, эксцентричная относительно оси вращения, контактирует с толкателем 12 и перемещает его, обеспечивая слив жидкости из рабочей полости 4 стойки через образовавшуюся щель между обратным клапаном 10 и дифференциальным предохранителем 8.

Исходя из специфических особенностей применения индивидуальной крепи, сообщение рабочей полости 4 стойки с заклапанной полостью 18 осуществляется через входной канал 25, выполненный в верхней части цилиндра 1 с возможностью подсоединения к нему гидрозамка 5 с дифференциальным предохранителем 8.

Использование нового взаимного расположения дифференциального предохранителя и новой совокупности конструктивных элементов выгодно отличает предлагаемую стойку гидравлическую шахтной крепи от известной, так как при этом обеспечивается возможность уменьшения количества клапанов с их элементами, устранения уплотнительных узлов с наружной поверхности дифференциального предохранителя, продольных и поперечных каналов в его теле, а также возможность осуществления новой компоновки стойки, устраняющей необходимость выполнения ее полной разработки и сборки при замене дифференциального предохранителя, что позволяет упростить конструкцию стойки, снизить трудоемкость монтажно-демонтажных работ, уменьшить гистерезис трения уплотнителей и, следовательно, повысить стабильность рабочего сопротивления стойки. Кроме того, совокупность упомянутых признаков обеспечивает возможность использования такого типа стоек как в механизированных, так и в индивидуальных крепях, что предопределяет возможность расширения области эффективного их применения.

Формула изобретения

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СТОЙКА ШАХТНОЙ КРЕПИ, включающая цилиндр с выдвижной частью, который имеет входной канал в рабочую полость, соединенную с гидрозамком с разгрузочным упором в загрузочной его полости, дифференциальный предохранитель, имеющий герметичный ввод, обратный клапан, пружины и толкатель, установленный с возможностью взаимодействия одного конца с обратным клапаном, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, снижения трудоемкости монтажно-демонтажных работ и повышения стабильности рабочего сопротивления стойки, дифференциальный предохранитель, установленный на наружной стороне цилиндра, снабжен корпусом и установлен соосно с гидрозамком в его загрузочной полости с возможностью контакта разгрузочного упора гидрозамка с другим концом толкателя, который установлен с возможностью осевого перемещения в герметичном отверстии, выполненном в корпусе, и снабжен кольцевым пояском, расположенным между корпусом и пружиной, причем загрузочная полость гидрозамка сообщена с подклапанной полостью обратного клапана посредством сквозного продольного канала, выполненного в теле толкателя, а входной канал в рабочую полость стойки сообщен с заклапанной полостью обратного клапана посредством продольных пазов, выполненных на наружной поверхности дифференциального предохранителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3