CS216524B2 - Zařízení pro usazování hydraulických stojek - Google Patents

Abstract

Vynález patří do oboru hornictví a důlního strojírenství. Vynález řeší problém, jak zabránit poruše omezovače tlaku hydraulické stojky v případě, když při upínání hydraulické stojky je v tlakovém potrubí tlak vyšší, než tlak, při kterém se otvírá omezovač tlaku. Problém je řešen tím, že maximální průtočný průřez omezovače tlaku je stejný, jako maximální průtočný průřez upínacího ventilu. Případně může být omezovač tlaku přemostěn vypínacím ventilem o velkém průtočném průřezu, který je uváděn v činnost přídavnou automatikou. S výhodou lze použít omezovače tlaku, opatřeného válcovým prostorem, obsahujícím ventilovou pružinu, přičemž při upínání hydraulické stojky je válcový prostor spojen s tlakovým prostorem hydraulické stojky, takže omezovač tlaku se při upínání hydraulické stojky automaticky seřizuje nad tlak upínací a omezení tlaku uskuteční po upnutí hydraulické stojky. Vynález je vhodný pro zdokonalování mechanizované výztuže, zejména v uhelných dolech.

Description

Vynález patří do oboru hornictví a důlního strojírenství.

Vynález řeší problém, jak zabránit poruše omezovače tlaku hydraulické stojky v případě, když při upínání hydraulické stojky je v tlakovém potrubí tlak vyšší, než tlak, při kterém se otvírá omezovač tlaku.

Problém je řešen tím, že maximální průtočný průřez omezovače tlaku je stejný, jako maximální průtočný průřez upínacího ventilu. Případně může být omezovač tlaku přemostěn vypínacím ventilem o velkém průtočném průřezu, který je uváděn v činnost přídavnou automatikou. S výhodou lze použít omezovače tlaku, opatřeného válcovým prostorem, obsahujícím ventilovou pružinu, přičemž při upínání hydraulické stojky je válcový prostor spojen s tlakovým prostorem hydraulické stojky, takže omezovač tlaku se při upínání hydraulické stojky automaticky seřizuje nad tlak upínací a omezení tlaku uskuteční po upnutí hydraulické stojky.

Vynález je vhodný pro zdokonalování mechanizované výztuže, zejména v uhelných dolech.

R pístové šoupátko, zatížené ventilovou pružinou, jakož i válcový prostor, spojený s tlakovým potrubím a přípojkou k upínacímu prostoru hydraulické stojky a který je uspořádán na straně ventilové pružiny. Ventilová pružina je přitom výhodně uspořádána ve válcovém prostoru.

Zařízení pro upínání hydraulických stojek, vytvořené podle vynálezu, má tu výhodu, že omezovač tlaku se nepoškodí ani v případě, kdy při upínání hydraulické stojky v přívodním potrubí vznikne tlaková špička, při níž se omezovač tlaku otvírá.

Příklady zařízení pro upínání hydraulických stojek vytvořeného podle vynálezu . jsou uvedeny na připojených výkresech, kde je znázorněno na obr. 1 zapojovací schéma zařízení a na obr. 2 jiné provedení zařízení * s omezovačem tlaku podle vynálezu.

V prvním příkladu provedení, znázorně' a ném na obr. 1, je hydraulická stojka 10 popřípadě skupina hydraulických stojek 10 jedné sekce mechanizované výztuže spojena s upínacím ventilem 11, jímž lze stojku 10,

218524 3

Vynález se vztahuje na zařízení pro upínání hydraulických stojek velikou rovnoměrnou upínací silou, sestávající z upínacího ventilu, výhodně samoblokovacího, spojeného s tlakovým potrubím, jakož i z omezovače tlaku a přídavného ventilu, který při dosažení podstatně nižšího tlaku, než je tlak upínací, spojuje automaticky tlakový prostor hydraulické stojky s tlakovým potrubím.

Takové zařízení je známo z patentové přihlášky NSR P 27 49 312.5. Tímto zařízením se uskutečňuje přídavná automatizace upínání hydraulické stojky vysokou upínací silou, která zajišťuje, že hydraulická stojka bude upnuta předvolenou silou bez ohledu na případné chyby v obsluze nebo jiné rušivé vlivy. Zařízení je uspořádáno tak, že se přídavný ventil uvede v činnost až po dosažení předem stanovené prahové hodnoty upínacího tlaku, který je vyšší, než tlak, při němž se hydraulická stojka volně posouvá, ale který je menší než provozní tlak při upnuté hydraulické stojce.

Prahová hodnota upínacího tlaku je volena tak, že ruční obsluhou upínacího ventilu ~se hydraulická stojka může libovolně vysou- + vat a zasouvat, pokud se neopře o strop, aniž se uvede v činnost přídavná automa-+ tiká. To umožňuje provádět opravy a údrž-'ζ bu, jakož i práce spojené s likvidací poruch , ' v nadloží, aniž se přitom uvádí v činnost ' · přídavná automatika. Prahová hodnota tla-J^ ku činí 5 MPa až 15 MPa, kdežto provozní upínací tlak je nad 30 MPa, výhodně v roz-‘~ mezí 35 MPa až 45 MPa.

U tohoto zařízení se přídavný ventil po dosažení předepsaného upínacího tlaku samočinně přestaví do polohy, v níž upnutá stojka je odpojena od zdroje upínacího tlaku. Toto samočinné přestavení přídavného ventilu se děje pomocí vypínacího ventilu.

Úkolem vynálezu je toto zařízení dále zdokonalit tak, aby bylo zajištěno upnutí hydraulické stojky předem zvoleným vysokým tlakem, přičemž omezovač tlaku by byl chráněn před poškozením případným přetlakem. Dále je úkolem vynálezu i vhodné vytvoření omezovače tlaku.

Úloha je řešena vytvořením zařízení pro upínání hydraulických stojek velikou rovnoměrnou upínací silou, sestávající z upínacího ventilu, výhodně samoblokovacího, spojeného s tlakovým potrubím, jakož i z omezovače tlaku a přídavného ventilu, který při dosažení podstatně nižšího tlaku, než je tlak upínací, spojuje automaticky tlakový prostor hydraulické stojky s tlakovým potrubím podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že maximální průtočný průřez omezovače tlaku je stejný jako maximální průtočný průřez upínacího ventilu. Omezovač tlaku je přitom seřízen na tlak, který je stejný nebo nejvýše o 10 % vyšší, než tlak, na který je seřízen vypínací ventil, uspořádaný mezi hydraulickou stojkou a tlakovým potrubím.

Omezovač tlaku podle vynálezu obsahuje popřípadě skupinu stojek 10 upínat, popřípadě plenit. Upínací ventil 11 je tvořen plochým kruhovým šoupátkem, jímž se pohybuje otočnou a výkyvnou řídicí pákou, j Upínací ventil 11 je samoblokovací, což znamená, že se řídící páka po svém uvolnění automaticky uvádí do neutrální polohy, 'v níž je usazovací tlakový prostor 10’ hydraulické stojky 10, jehož průřez je kruhový, blokován jak vzhledem k tlakovému potrubí P, tak i vzhledem k vratnému potrubí R. V upínací poloze upínacího ventilu 11 je upínací tlakový prostor 10’ hydraulické stojky 10 spojen s tlakovým potrubím P, kdežto plenicí tlakový prostor 10” hydraulické stojky 10, jehož průřez je prstencový, je spojen s vratným potrubím R. V této poloze upínacího ventilu 11 je hydraulická stojka 10 upnuta. V plenicí poloze upínacího ventilu 11 je zcela obráceně upínací tlakový prostor 10’ hydraulické stojky 10 spojen s vratným potrubím R a plenicí tlakový prostor 10” je napojen na tlakové potrubí P.

Ve znázorněném příkladu je upínací ventil 11 spojen s tlakovým potrubím P, které je zásobováno tlakovým médiem v množství 50 litrů za minutu. Jmenovitý tlak v potrubí P činí 40 MPa. Je zřejmé, že se při skutečném provozu tlak média liší od tlaku jmenovitého, tak že není jisté, zda bude na hydraulickou stojku 10 působit tlak, který je předpokládán. Pro zajištění hydraulické stojky 10 proti přetížení je na její první přípojku 13, uspořádanou mezi upínacím tlakovým prostorem 10’ a prvním výstupem upínacího ventilu 11, napojen omezovač tlaku

12. Plenicí tlakový prostor 10” hydraulické stojky 10 je spojen pomocí druhé přípojky 14 s druhým výstupem upínacího ventilu 11. Omezovač tlaku 12 je seřízen na maximální přípustný tlak v hydraulické stojce 10, jenž ve znázorněném příkladu činí 37 MPa, tedy

216824

S méně, než činí jmenovitý tlak v tlakovém potrubí P. Při dosažení maximálně přípustného tlaku, to jest ve znázorněném příkladu 37 MPa, otvírá omezovač tlaku 12 svůj výstup do vratného potrubí R, kam přepouští tlakovou špičku.

Omezovač tlaku 12 je vytvořen na stejné průtočné množství, na jaké je vytvořen i upínací ventil 11. Při vytvoření upínacího ventilu 11 na průtok 50 litrů za minutu je i omezovač tlaku 12 vytvořen na průtočné množství 50 litrů za minutu. Když se upínací ventil 11 ručně otevře v okamžiku, kdy tlak v tlakovém potrubí P převyšuje tlak, na který je omezovač tlaku 12 nastaven, pak se omezovač tlaku 12 otevře a veškeré množství média, přitékajícího upínacím ventilem 11, přetéká přes omezovač tlaku 12 do vratného potrubí R. Tím se zabrání, aby do upínacího tlakového prostoru 10’ hydraulické stojky 10 nepronikl tlak vyšší, než na jaký je nastaven omezovač tlaku 12. Známé omezovače tlaku nejsou však uzpůsobeny na tak velká průtočná množství, takže vzniká nebezpečí poškození omezovače tlaku 12 za těchto podmínek.

Aby se uvedené nebezpečí omezilo, je k tomuto zapojení připojena přídavná automatika. Ta obsahuje přídavný ventil 15, jehož vstupní přívod 16 je napojen bezprostředně na tlakové potrubí P, takže přemosťuje upínací ventil 11. Výstupní potrubí 17 přídavného ventilu 18 je přes první zpětný ventil 18 napojeno na upínací tlakový prostor 10’ hydraulické stojky 10. Přídavný ventil 1S je dvoupolohový. V první poloze a je výstupní potrubí 17 odpojeno od tlakového potrubí P, kdežto v druhé poloze b jsou tlakové potrubí P a výstupní potrubí 17 vzájemně propojena. Přídavný ventil 15 je řízen tlakem. Je opatřen prvním řídicím pístem 19, který je pomocí prvního řídicího potrubí 20 spojen s výstupním potrubím 17 a tím i s přípojkou 13 k upínacímu tlakovému prostoru 10’ hydraulické stojky 10. Dále je přídavný ventil 15 opatřen druhým řídicím pístem 21, jehož průřez je větší než průřez prvního řídicího pístu 19 a který působí proti prvnímu řídicímu pístu 19.

Válec druhého řídicího pístu 21 je pomocí druhého řídicího potrubí 22 spojen s výstupem vypínacího ventilu 24, který je rovněž vytvořen jako omezovač tlaku. Vypínací ventil 24 je svým vstupem spojen s výstupním potrubím 17 přídavného ventilu 15 a tím i s upínacím tlakovým prostorem 10’ hydraulické stojky 10 V obtoku 25 vypínacího ventilu 24 je uspořádán druhý zpětný ventil 26, který odděluje prostor válce druhého řídicího ventilu 21 od výstupního potrubí 17 přídavného ventilu 15 a tím i od první přípojky 13 upínacího tlakového prostoru 10’ hydraulické stojky 10. Vypínací ventil 24 je seřízen na tlak omezovače tlaku 12, popřípadě i poněkud níže. Ve znázorněném příkladu je vypínací ventil 24 seřízen na tlak 36 MPa.

•

Když se hydraulická stojka 10 má upnout, uvede se řídicí páka upínacího ventilu 11 do polohy pro upínání, čímž se hydraulická stojka 10 začne vysouvat.

Pokud se hydraulická stojka 10 nedotkne stropu, je v upínacím tlakovém prostoru 10’ pouze takový tlak, který je nutný k překonání vlastní hmotnosti a pasivních odporů hydraulické stojky 10 a který je tudíž nízký, asi kolem 5 MPa. Když se hydraulická stojka 10 dotkne stropu, stoupá tlak v upínacím tlakovém prostoru 10’ až na tlak v tlakovém potrubí P, pokud upínací ventil 11 zůstane dostatečně dlouho otevřen. Zavře-li se upínací ventil 11 předčasně, nedosáhne tlak v upínacím tlakovém prostoru 10' jmenovité hodnoty a hydraulická stojka 10 není upnuta dostatečně pevně. Tomu však zabraňuje přídavná automatika. Ta je seřízena tak, že začíná ve znázorněném příkladu pracovat při dosažení tlaku v rozmezí od 5 MPa do 15 MPa. Jakmile tlak v upínacím tlakovém prostoru 10’ a tím i v první přípojce 13 a výstupním potrubí 17 přídavného ventilu 15 dosáhne této předvolené hodnoty, přesune první řídicí píst 19 přídavný ventil 15 do druhé polohy b, takže upínací tlakový prostor 10’ je pomocí první přípojky 13 a výstupního potrubí 17 přídavného ventilu 15 spojen přímo s tlakovým potrubím P bez ohledu na polohu upínacího ventilu 11. Tím se hydraulická stojka 10 upne předvolenou jmenovitou hodnotou. Jakmile v upínacím tlakovém prostoru 10’ stoupne tlak na 36 MPa, otevře se vypínací ventil 24, takže se válec druhého řídicího pístu 21 přídavného ventilu 15 spojí s výstupním potrubím 17. Protože průřez druhého řídicího pístu 21 je větší než průřez prvního řídicího pístu 19, přesune se přídavný ventil 15 do první polohy a, čímž se spojení mezi upínacím tlakovým prostorem 10’ a tlakovým potrubím P přeruší.

Omezovač tlaku 12 je seřízen na maximální předvolený tlak, jímž může být hydraulická stojka 10 zatížena. Vypínací ventil 24 je seřízen na tlak, při němž končí upínání stojky 10. Působí však pouze při zapojené přídavné automatice, která se ve znázorněném případě uvádí v činnost při tlaku 12 MPa, což je tlak, který při volném vysouvání a zasouvání hydraulické stojky 10 nemůže nikdy vzniknout. Omezovač tlaku 12 se otevírá tehdy, když je upínací ventil 11 ručně držen v otevřené poloze příliš dlouho nebo když změnami tlaků v nadloží vznikne dodatečně nežádoucí přetížení hydraulické stojky 10.

V druhém příkladu provedení, znázorněném na obr. 2, není použita přídavná automatika. Jako omezovač tlaku 12 je v tomto případě použit pístový šoupátkový ventil, známý z německé patentové přihlášky čís. P 28 03 283.9. Pístové šoupátko 30 tohoto ventilu je svým dříkem vedeno ve vodicím otvoru 31 vodicího prvku 32, který je za218524 šroubován na konci válcového ventilového tělesa 33 jako zátka. Uvnitř válcového ventilového tělesa 33 je uspořádána ventilová pružina 34, opřená jedním svým koncem o dno válcového ventilového tělesa 33, druhým koncem o ventilový talíř 35, spočívající na polokulové hlavě 36 pístového šoupátka 30. Axiální otvor vodícího prvku 32 je pomocí spojovacího potrubí 32 spojen s první přípojkou 13 upínacího tlakového prostoru 10’ hydraulické stojky 10. Pístové šoupátko 30 je utěsněno O-kroužkem 38, zasazeným ve vodicí obvodové drážce vodícího prvku

32. Pístové šoupátko 30 je dále opatřeno axiálním otvorem a několika dovnitř směřujícími radiálními otvory, umístěnými na válcové vodicí ploše pístového šoupátka 30. Válcový prostor 39 pro ventilovou pružinu 34 je axiálním otvorem 40, vytvořeným ve vodicím prvku 32, spojen s prstencovým prostorem 41, který je potrubím 42 spojen s první přípojkou 13. Mezi spojovacím potrubím 37 a potrubím 42 je uspořádán zpětný ventil 43.

Ve znázorněném příkladu je otevírací tlak omezovače tlaku 12 seřízen na 37 MPa. Ten je shodný se jmenovitým zatížením hydraulické stojky 10. Když se upínací ventil 11 ustaví do polohy pro upínání, spojí se upínací tlakový prostor 10’ hydraulické stojky s tlakovým potrubím P a hydraulická stojka 10 se vysouvá. Po dosednutí hydraulické stojky 10 na strop stoupá tlak v upínacím tlakovém prostoru 10’ až na tlak v tlakovém potrubí P. Současně tento tlak pronikne potrubím 42 do prstencového prostoru 41, axiálním otvorem 40 do válcového prostoru 39, v němž je uspořádána ventilová pružina 34, takže pístové šoupátko 30 je jednak pod tlakem média ve válcovém prostoru 39, jednak pod tlakem ventilové pružiny 34. Tím je omezovač tlaku 12 nastaven na tlak, který je tak vysoký, že při upínání hydraulické stojky 10 nemůže být překročen. Jakmile však je hydraulická stojka 10 upnuta a upínací ventil 11 se přesune do neutrální polohy, je válcový prostor 39 omezovače tlaku 12 spojen pomocí axiálního otvoru 40 a potrubí 42 s vratným potrubím R. Válcový prostor 39 se tím odlehčí, takže otevírací tlak omezovače tlaku 12 je dán seřízením ventilové pružiny 34. Tím omezovač tlaku 12 sníží tlak v upínacím tlakovém prostoru 10’ hydraulické stojky 10 na předvolený přípustný tlak.

Uspořádání podle obr. 2 lze použít i při současném uplatnění přídavné automatiky. Pak se omezovač tlaku 12, vytvořený podle obr. 2, použije v zapojení naznačeném ha obr. 1.

Claims (4)

1. Zařízení pro upínání hydraulických stojek velikou rovnoměrnou upínací silou, sestávající z upínacího ventilu, výhodně samoblokovacího, spojeného s tlakovým potrubím, jakož i z omezovače tlaku a přídavného ventilu, který při dosažení podstatně nižšího tlaku, než je tlak upínací, spojuje automaticky tlakový prostor hydraulické stojky s tlakovým potrubím, vyznačené tím, že maximální průtočný průřez omezovače tlaku (12) je stejný, jako maximální průtočný průřez upínacího ventilu (11).

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že omezovač tlaku (12) je seřízen na tlak, který je stejný nebo nejvýše o 10 % vyšší vynalezu než tlak, na který je seřízen vypínací ventil (24), uspořádaný mezi hydraulickou stojkou (10) a tlakovým potrubím (P).

3. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že omezovač tlaku (12) obsahuje pístové šoupátko (30), zatížené ventilovou pružinou (34), jakož i válcový prostor (39), spojený s tlakovým potrubím (P) a přípojkou (13) k upínacímu tlakovému prostoru (10’) hydraulické stojky (10) a který je uspořádán na straně ventilové pružiny (34).

4. Zařízení podle bodu 3, vyznačené tím, že ventilová pružina (34) je uspořádána ve válcovém prostoru (39).