CS209803B2 - Overpressure valve for hydraulic props - Google Patents

Description

Vynález -se týká přetlakového ventilu pro hydraulické důlní stojky.

Hydraulické důlní stojky, které podpírají nadloží je nutno chránit před vznikem nepřípustně velkého vnitřního tlaku, který může -vzniknout při - působení tlaku horniny. Pro tento účel je pracovní prostor stojky spojen s přetlakovým ventilem, který při - dosažení předem stanoveného tlaku uvolňuje malý odlehčovací otvor, který -se -opět uzavře po zmenšení tlaku ve stojce. Dosud známé přetlakové ventily pro hydraulická důlní stojky používají jako tlakové kapaliny emulsi oleje -a vody a mají tvar vyměnitelné přetlakové patrony -s pístovým šoupátkem, které je ve výchozím postavení drženo -silou tlačné pružiny. Pístové šoupátko má slepou osovou díru, -otevřenou k přiváděči -straně, od které radiálně k válcovému obvodu vycházejí odtokové vývrty, které vybíhají do kónických -rozšíření k obvodu, případně jejich okraje vývrtů mohou být prolomeny. Na pístovém šoupátku je dálo upraven O kroužek, uspořádaný ve směru proudění za radiálními odtokovými otvory v prsténcové drážce válcové vodicí plochy pístového šoupátka a tento- O -kroužek těsně obklopuje pístové šoupátko. Na spolehlivost přetlakového ventilu jsou proto kladeny vysoké požadavky. Má být k disposici velká cilivost pro změnu tlaku, aby přetlakový ventil spolehlivě reagoval při předem - -stanoveném tlaku. Naproti, -tomu má být malá citlivost oproti provozním podmínkám, které v podzemním -důlním provozu jsou nevyhnutelně drsné a to· proto, -aby přetlakový ventil mohl pracovat bez poruchy. Přetlaková patrona musí - být především vhodná pro emulse oleje os vodou a pro provozní tlaky v rozsahu od 500 barů.

Vynález sl proto klade za úkol zicpšU 'funkční bezpečnost - přetlakového ventilu, vytvořeného jako přetlaková patrona pro emulse oleje s -vodou dříve vzphlneiшtéOo druhu tak, aby byla zvýšena nejen životnost, ale také aby neutrpěla přesnost -reagování přes určitou dobu.

Výše uvedené nedostatky -se odstraňují vynálezem ventilu a jeho podstata spočívá v tom, že válcová -vnější -plocha pístového, šoupátka má hlubku drsnosti až 1 ^m, O kroužek je z fluorovaného kaučuku, odolného proti bydrolyse a vysoce otěruvzdorného os tvrdostí 90 Shore - A a kaučukovou elasticitou 20 %, průměr šňůry O kroužku je nejméně dvakrát tak velký jako průměr radiálních odtokových vývrtů -pístového šoupátka a vnitřní průměr O kroužku je -menší než průměr pístového šoupátka.

Dosud zanedbávaná úprava povrchu vnější plochy pístového šoupátka vede -k -důsledku votoy ur^čitýc^{h hl}ou^be,k drsnost к pasnému způsobu práce. Volba materiálu O kroužku ur^čuje jeho neměnⁱte^ln^é cliování v pracovní kapalině, jejíž podstatnou -.součástí je voda -s nekontrolovatelnými kyselinami a ostatními -příměsemi. Elasticita pryže a tvrdost v jednotkách Shore má O kroužku ještě dovolovat odpovídající deformace ale na druhé straně zabraňovat, aby valchovaťelnost zejména v oblasti radiálních -vývrtů vedla k jeho zničení. Rozhodující význam má také skutečnost, že vnitřní průměr O kroužku je stejný nebo nepatrně menší než průměr pístového šoupátka, přirozeně u nejmenšího tolerančního rozměru a že vzniká adhesní tření mezi O kroužkem a pístovým šoupátkem. Tyto vzpomenuté znaky tvoří společně kombinaci význaků, která je uzpůsobena tak, že každý jednotlivý význam má velký vliv na funkci význaku druhého

Podle dalšího význaku vynálezu mezi radiálním' odtokovými vývrty- a válcovou vnější plochou pístového šoupátka vytvořené přechody -mají - hloubku - drsnosti až 1 -um, jsou povlovné a leštěny.

Uvedenou úpravou -se zabraňuje poškození O kroužku, který -nemůže rychle plnit .svoji úlohu, když jeho povrch v důsledku stykové činnosti vykazuje v oblasti radiálních odtokových -otvorů jen nepatrné poškození -nebo -opotřebování.

Podle výhodného provedení vynálezu -mezi pístovým -šoupátkem -a válcovou vodící plochou v - oblasti, která leží za O kroužkem ve směru proudění -upravená šířka prsténcové mezery obnáší 0,03 až 0,04 mm.

Tento význak má velký význam, neboť prstencová -mezera, která leží za O kroužkem ve -směru odtoku, má mít určitý tlumicí účinek, aniž by nemohla -nastávat správná deformace O kroužku v důsledku stávajícího tlaku. Dochází k vyrovnání tlaku a O kroužek se vhodně -deformuje. Na druhé straně je však -nutno zabezpečit, aby prstencová mezera umožňovala propouštět dostatečně velké množství kapaliny za časovou jednotku - aniž by rychlost průtoku přestoupila 'současně mezní hodnoty. Materiál 0 kroužku musí mít vysokou pevnost (povrchové pnutí), aniž by se volně pohyboval v prstencové mezeře.,

Podle -dalšího znaku vynálezu průměr šňůry O kroužku je -větší -než vzdálenost prstencové -mezery - od konce prstencové drážky k -dosedací ploše.

Uvedenou úpravou se předpokládá určitá 'délka či vzdálenost prstencové mezery při uzavřeném ventilu v určitém poměru k průměru šňůry O - kroužku. Tato zásada musí být přinejmenším dodržena, -aby -se bezpečně' - - udržel dynamický tlak. Dále - je - třeba, aby zdvih pístového šoupátka nebyl příliš velký -pro udržení doby reakce na -malé úrovni. .

Podle dalšího výhodného provedení - vynálezu -dosedací plocha -pro hlavu pístového šoupána má vněj^ší průmmp ^který je v^ětší než - průměr prstencové drážky.

Uvedenými úpravami je vytvořena -pístová prstencová patrona, která vyhovuje požadavkům praxe a při dodržování zásad dle vynálezu poskytuje životnost při zůstávají2 и 9 8 Ο 3 cím výkonu, jež byla dříve považována za nemožno-u.. Od spolehlivosti funkce přetla kové patrony závisí bezpečnost důlních prostorů v podzemním provozu a tam zaměstnaných osob rozhorlující měrďu tak, že nároky in^;.a ventily tohoto druhu pochopitelně stoupají. '

Příkladné provedení vynálezu je schematicky znázorněno na připojeném výkresu, kde značí obr. 1 přetlakový ventil v podélném řezu .a obr. 2 podrobnost výkresu ve zvětšeném znázornění.

Přetlakový ventil 1 má těleso 2, které io od jedné strany vyvrtáno podél středové osy. Do tohoto vývrtu 3 je v oblasti otevřeného konce vyříznut v-mlřní zavit, pomocí něhož je do vývrtu 3 našroubována vodicí část 4, jejíž vnější .plocha má odpovídající závit. Před .čelní plechou. vodicí části 4, uzavírající vývrt 3 je v tomto podélně pohyblivé sedlo· 5 pružiny, které je ilaonon pružinou 6 tlačeno ve směru na vodicí část 4. Vodicí část 4 má centrioky a podélně směřující vývrt, který tvoří vodicí plochu 7 pro pístové šoupátko 8, které jo v něm pohyblivé. Toto má -na konci, zasahujíc'm do vývrtu 3 půl kulatou hlavu s, ktorá je zasazena do odpovídajícího· půlkul stého vybrání v sedle 5 pružiny. Od konce, který leží .naproti hlavě 9 je pístové šoupátko 8 opatřeno středovou a podélně směřující .slepou dírou 11, od které v blízkosti hlavy 9 vyDázejí dva radiální, protilehlé odtokové vývrty 12, jež se kónicky rozšiřují k válcová vnější . ploše 13 pístového šoupátka 3. Mezi odtokovými vývrty 12 a hlavou 9 je ve vodicí ploše 7 zabudována prstencová drážka '14, která má O kroužek Ϊ.1 Vzdálenmt a prstencové mezery od konce prstencmvé drážky 14 až k dosedací pleše la je stejná nebo menší než průměr h šňůry O kroužku 45. Válcová vodicí plocha 7 vybíhá dDmyyuibm do- dosedací plochy 18, čímž no výDDub ovlivní proudění přetlakovým ventilem 1. Dosedaní plocha 16 je dimenzována tak, obr výsledná pružnost působila vD mreárnbo průměru c prstencové drážky lil ua doseda cí ploše 1S. Ve znázorněném .příkladu provedení. je vnější průměr d dosedací plochy 16, který odpovídá průměru hlavy 9, vetší •než vnější průměr e prstencové drážky 14. Válcová vnější plocha 13 pístového šoupátka 8 je jemně broušená a má hloubku drsností pod 1 μη. . Přechody od válcových ploch odtokových vývrtů 12 k válcové vnější ploše 13 mají právě tak hloubku drsností pod 1 pm a výhodně jsou vytvořeny povlovné a leštěny.

Jako nejlepší materiál pro O kroužek 15 vyplynul z pokusů fluorový kaučuk, odolný na hydrolysu, vysoce odolný proti otěru, s tvrdostí v jednotkách Shore ca 90 Shore A a kaučukovou elasticitou cca 20 %.

Funkce přetlakového . ventilu je následující: .

Přetlakový ventil 1 je zasazen .s těsnicím úč 1 vkoan válcovým nástavcem 16 do tělesa, кteiv V nvvnu znázorněno, a je ve spojení s pra v v-v .i. V m prostorem hydraulické důlní stj, . v v je do něho· zašroubován vnějším záv V I e miv a v v dici části 4. Pracovní tlak se šíří v v= vm V v υ 19 proudění, označeného šipkoví v do vplatinkového' ventilu 1. Přestoupí-li p v v v ovni tlak předem. stanovenou hodnotu, n ek se posune pístové šoupátko· 8 proti sílo v vvi vvV ne .pružiny 6 ve směru 19 proudění, př i čemž odtokové vývrty 12 se dostanou do ob! es VI o Iv roužku 15, případně .do koncové obi .rr^ti vál v ové vodicí plochy 7, ležící dále V6 směru 13 proudění. . Určité množství emiilse může 'přitom odstříknout a odtéká odtokovým vývrtem 21. S-mží-li se opět tlak pod předem stanovenou hodnotu, potom tlačná .pružina 6 tlačí pístové šoupátko 8 □pot do zoázorněného uzavíracího postavení. vo k.erém je uzavřen průchod přetlakovým v enDeml. P .ledem v t.vmovená hodnota, při které ma .pře ti aloový ventil 1 reagovat, ϊ e иd v itclrm . T (.do se l e iovádi změnou síly Dům 1 piuDny У,к·crč může být měněn· vD; j;uIh v -m v и V vc Ikyu v za 1 roubováním Dan v,j 2 ;ío. να· V V c v í fet 4. A v v tmce tělesa 2 n v i vod V c í části 4 se zeb v z p о V v jm upínacím kí nikom 22, 1. tery j v v odt^: okovem vý vrtu 21.

Claims (5)

1. Přetlakový ventil pro hydraulické důlní i^lbojiky s rozsahem tlaku .od 20 do 60 MPa pro emulsi oleje a vody jako tlakové kapaliny, ve tvaru vyměnitelné přetlakové patrony s pístovým šoupátkem, drženým v jeho výchozí poloze silou . pružiny, které má -slepou axiální díru, vycházející od přiváděči strany, od které radiálně ke svému válcovému .obvodu vycházejí odtokové vývrty, které vybíhají - do kónických rozšíření k obvodu, případně jejichž okraje vývrtů jsou prolomeny, a -dále s O kroužkem, uspořádaným ve -směru proudění za radiálními odtokovými -otvory -v prstencové drážce válcové vodicí plochy pro pístové šoupátko, přičemž O kroužek těsně -obklopuje pístové šoupátko, vyznačující se- tím, že válcová vnější plocha (13) pístového- šoupátka (8) má hloubku drsnosti až 1 /лт, O kroužek (15) -sestává z fluorovaného kaučuku, odolného proti hydrolyse a vysoce otěruvzdorného*, s tvrdostí 90 Sbore A a kaučukovou elasticitou 20 %, kde průměr (b) šňůry O kroužku (15) je nejméně - dvakrát tak -velký jako průměr (f) radiálních odtokových vývrtů (12) pístové ho- šoupátka (8) -a vnitřní průměr O- kroužku (15) je menší než průměr pístového* -šoupátka (8).

2. Přetlakový ventil podle bodu 1, vyznačující se tím, - že mezi radiálními odtokovými vývrty (12) a - válcovou vnější - plochou (13) pístového šoupátka [8] vytvořené přechody --.iraají hloubku - drsnosti až 1 ^m, jsou povlovně upraveny -a leštěny.

3. Přetlakový, ventil podle bodu 1 - nebo 2, vyznačující se tím, že mezi pístovým šoupátkem (8) a válcovou vodicí plochou (7) v oblastí, ležící za O kroužkem ve směru (19.) - proudění vytvořená prstencová mezera má šířku -0,03 až 0,04 mm.

4. Přetlakový ventil podle bodu 1, vyznačující se tím, že průměr (b) šňůry O kroužku (15) je větší než vzdálenost (a) prstencové mezery od konce prstencové drážky (14) k dosedací ploše (16).

5. Přetlakový ventil podle bodu 4, -vyznačující se tím, že dosedací plocha (16) pro hlavu (9) pístového šoupátka (8) má vnější .průměr, který je větší než průměr (e) prstencové drážky (14).