CS270415B2

CS270415B2 - Hydraulically controlled unilateral valve for posts of advancing mine support

Info

Publication number: CS270415B2
Application number: CS851161A
Authority: CS
Inventors: Karl Krieger; Jochem Hartleb; Werner Dipl Ing Reinelt
Original assignee: Hemscheidt Maschf Hermann
Priority date: 1984-03-02
Filing date: 1985-02-19
Publication date: 1990-06-13
Also published as: GB2155154B; ZA851620B; US4597557A; HU192333B; HUT39495A; CS116185A2; GB8504771D0; DE3407878C1; GB2155154A

Description

Vynález se týká hydraulicky řízeného jednostranného ventilu pro stojky posuvné důlní výztuže.

Z německého spisu OAS č. 28 30 510 je známé uspořádání ventilů к upevňování hydraulické stojky, kde pístový zdvihací prostor stojky je zajištěn hydraulicky odblokovatelným zpětným ventilem. Jako závěrné těleso slouží pružinou zatížená ventilová kuželka, která je vedena válcovou plochou svého pláště v pouzdru ventilu a je přestavitelná hydraulicky ovládaným řídicím pístem, opatřeným zdvihátkem, do otevřené polohy. Při upevňování stojky se závěrné těleso posouvá působením tlakové kapaliny, přitékající z vysokotlakého potrubí, proti síle ventilové pružiny do otevřené polohy· V opačném směru proudí tlaková kapalina zpátky, když se závěrné těleso při plenění stojky nadzdvihne působením řídicího pístu případně řídicího zdvihátka od ventilového sedla. V tomto známém uspořádání se tlakový omezovači ventil, který je připojen rovněž к pístovému prostoru stojky, oddělí při začátku upevňování stojky pomocí tlakově ovládaného rozváděče 2/2 od vysokotlakého potrubí a po skončeném upevňování stojky se к němu zase připojí. К uzavření ventilu se do tlakového prostoru nad řidicím pístem ventilu přivádí tlaková kapalina. Aby se zamezilo nárazovému působení tlaku v omezovacím ventilu, je v tlakovém potrubí, které vede к tlakovému _tprostoru ovládacího pístu, upraveno škrcení. *

V německém pat. spise č. 30 48 229 je popsán zpětný ventil s ovládacím pístem, který je v průřezu stupňovitě osazen, a s otvíracím ventilem, který je zapojen paralelně ke zpětnému ventilu a umístěn mezi prstencovým prostorem, ohraničujícím z jedné strany řidiči píst, a proudovou dráhou vedoucí do pístového prostoru stojky. Po usazení stojky Jsou po obou stranách řídicího pístu zatíženy tlakovou kapalinou stejně velké plochy, takže dojde к vyrovnání tlaku a znemožní se nežádané otevření závěrného tělesa. Při plenění stojky se stojka zatíží pomocí blokovacího ventilu na vzájemně odlišných činných plochách kapalinou, která má řídicí tlak, a tlakovou kapalinou, vytékající zpátky ze stojky. Tímto způsobem se mají tlumit účinky rázů při snížení tlaku, které jsou způsobeny při vybuzení zpětného ventilu tlakovou kapalinou, vytékající ve velkém množství a vysokou rychlostí ze stojky do zpětného potrubí. V důsledku náhlého poklesu tlaku a střídavého tlakového působení kapaliny na řídicí píst dochází к velkému kolísání tlaku s vysokými špičkovými hodnotami. Tlakové kmity s frekvencemi až 2.000 Hz způsobuji kmitání zpětného ventilu. Tato velká zatížení ovlivňují nepříznivě životnost nejen zpětného ventilu, nýbrž i připojeného tlakového omezovacího ventilu i celé hydraulické soustavy.

Aby se odstranily takové rázy vzniklé poklesem tlaku, navrhuje se v německém spise 00S č. 31 04 362 hydraulicky odblokovatelný zpětný ventil, kde ve spojce vedoucí к řídičímu tlakovému prostoru řídicího pístu je umístěn předpínací ventil a předpínací tlak je vyšší než maximální tlak, který může vzniknout při zpětném toku tlakové kapaliny. Ovlivnění řídicího pístu se však ukázalo jako náročné a není vždycky proveditelné.

Z publikace Kurznachrichten des Steinkohlenbergbauvereins, č. 91, prosinec 1973, str. 5 je známý hydraulicky odblokovatelný zpětný ventil, u něhož se mají prakticky odstranit rázy vzniklé poklesem tlaku při otevření zpétného ventilu plynulým měněním průtočného průřezu v oblasti zdvihu Škrticího kužele. Nevýhoda tohoto uspořádání spočívá v tom, že škrticí kužel velmi zužuje průtočný průřež ventilu, takže se těsnicí plochy silně opotřebovávají. S maximálním průtočným proudem 40 1 za minutu je ventil vhodný pouze к jištění stojek s poměrně malou průřezovou plochou. Škrticí otvor, uspořádaný v plášti závěrného tělesa, nemá pro funkci sériově vyráběných ventilů prakticky žádný význam, protože mezera mezi závěrným tělesem a ventilovou vložkou má v důsledku výrobních tolerancí podstatně větší průřez než samotný škrticí otvor.

Vynález odstraňuje uvedené nevýhody a jeho předmětem je hydraulicky řízený jednostranný ventil pro stojky posuvné důlní výztuže, jehož válcové závěrné těleso uložené ve ventilové vložce dosedá v závěrné poloze působením pružiny na kuželovou těsnicí plochu ventilového sedla a je přestavitelné do otevřeně polohy prostřednictvím zdvihátka řídicím pístem, zatížitelným hydraulicky současně s pístnicovým prostorem stojky, přičemž pístový

CS 270 415 B2 prostor a pístnicový prostor stojky jsou střídavě připojeny každý přes rozváděč 3/2 к vysokotlakému a zpětnému potrubí.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že mezi pláštěm závěrného tělesa a přilehlou vnitřní obvodovou plochou ventilové vložky je umístěno těsnění a utěsněný prostor pro závěrné těleso ve ventilové vložce je na straně odvrácené od ventilového sedla spojen škrtícím tělesem, opatřeným průtokovými kanálky, s cirkulačním kanálem v pouzdru, který je připojen к pístovému prostoru stojky a uzavřen závěrným tělesem v závěrné poloze.

škrtící těleso je s výhodou uspořádáno v radiálním stupňovém otvoru ventilové vložky a opatřeno křižujícími se průtokovými kanálky, z nichž podélný průtokový kanálek, který vychází z příčného průtokového kanálku a ústí do cirkulačního kanálu, má škrticí zúžený průřez. Přitom je utěsněný prostor, v němž je uloženo závěrné těleso ve ventilové vložce, spojen spojovacím otvorem, procházejícím podélnou osou závěrného tělesa, s úzkým úsekem stupňového otvoru. Cirkulační kanál je umístěn v plášti ventilové vložky a spojen s pístovým prostorem stojky přes výstupní otvor v pouzdru ventilu, přičemž šikmé otvory vycházející z cirkulačního kanálu к ventilovému sedlu směřují к závěrnému tělesu.

U zpětného ventilu podle vynálezu je závěrné těleso utěsněno vůči plášti a ventilové vložce. Tlaková kapalina, která se nachází v utěsněném prostoru ve ventilové vložce pro závěrné těleso, je při otevření závěrného tělesa vytlačována přes průtokové kanálky ve škrticím tělese, které mají velký průřez do cirkulačního kanálu, otevřeného ke zpětnému potrubí. Otvírání není nijak ovlivněno tímto utěsněním závěrného tělesa vůči ventilové vložce, protože na obou stranách závěrného tělesa a škrticího tělesa dochází к vyrovnání tlaku, škrticí těleso je pružinou zatlačeno zpátky do stupňového otvoru, takže příčné kanálky jsou pak znovu zakryty. Cirkulační kanál je pak spojen pouze škrticím zúženým podélným kanálem s utěsněným prostorem pro závěrné těleso. Ráz vyvolaný poklesem tlaku a vycházející ze zdvihacího prostoru stojky při otevření ventilu, působí na závěrné těleso udržované v otevřené poloze. Náraz tlakové kapaliny protékající přes zúžený podélný kanálek ve škrticím tělese, se neprojeví okamžitě, nýbrž s časovým zpožděním, takže nedojde к posunutí závěrného tělesa v závěrném směru. Naopak tlaková kapalina uzavřená v utěsněném prostoru pro závěrné těleso mezi závěrným tělesem a škrticím tělesem, zabraňuje posunutí závěrného tělesa v opačném směru, ke kterému by došlo v důsledku náhlého zvýšení tlaku.

Vynález využívá tlaku kapaliny, nashromážděné v utěsněném prostoru ventilové vložky pro závěrné těleso, к uklidnění otevřeného závěrného tělesa při rázech vyvolaných poklesem tlaku. Ventil podle vynálezu se hodí obzvláště dobře pro nízkoviskózní kapaliny HFA, protože přes škrticí těleso protéká jenom nepatrné množství tlakové kapaliny. Zúženým podélným otvorem škrticího tělesa, které je vsazeno do ventilové vložky bez utěsnění, prochází při rázech vzniklých poklesem tlaku jen nepatrné množství kapaliny a nastává v něm pouze vyrovnání tlaku. Ventil podle vynálezu proto pracuje velice spolehlivě, jeho konstrukce je jednoduchá a bez jakéhokoliv vlivu na vytvoření závěrného tělesa a ventilového sedla, které mohou být dimenzovány bez jakéhokoliv omezení na požadované průtočné množství.

Vynález bude vysvětlen v souvislosti s příkladem provedení znázorněným na výkrese, který ukazuje ventil v podélném řezu.

Pouzdro ventilu je opatřeno vnitřním vývrtem 2> uzavřeným víkem 2, který slouží ke vsazení ventilové vložky £ a vodicí objímky 2 P^ro řídící píst Mezi ventilovou vložkou £ a vodicí objímkou 5^ je uloženo ventilové sedlo ^na které těsně dosedá závěrné těleso Д, vytvořené jako dutý válec s kuželovou těsnicí plochou.

Závěrné těleso 8 Je vedeno posuvně svým válcovým pláštěm ve ventilové vložce 4 a je utěsněno těsněním 9. ^ve tvaru o-kroužku. Ventilová pružina 10, vsazená do závěrného tělesa

8_ a opřená o ventilovou vložku £, zatěžuje závěrné těleso v závěrném směru a přitlačuje je na ventilové sedlo 1_. Závěrné těleso 8^ je vsazeno do utěsněného prostoru 11 ve ventilové vložce 4.

CS 270 415 B2

Ve ventilové vložce £ je nad utěsněným prostorem 11 pro závěrné teleso £ uspořádán radiálně stupňový otvor 12 a spojovací otvor 13, který probíhá v podélné ose ventilu a spojuje utěsněný prostor 11 s osazeným koncem stupňového otvoru ,12. Na druhé strané ústí stupňový otvor 12 do širokého cirkulačního kanálu 14 na vnější plášťové ploše ventilové vložky 4.

Do stupňového otvoru 12 je vsazeno rozměrově přizpůsobené škrticí těleso 15, zatížené pružinou 16 opřenou o pouzdro 2 ventilu, škrticím tělesem procházejí křižující se průtokové kanálky 17, 18 _t 19, z nichž příčný průtokový kanálek 18, který je propojen se spojovacím otvorem 12, mají stejné průtočné průřezy, podstatně větší než je průtočný průřez podélného průtočného kanálku 19.» který navazuje na podélný průtočný kanálek 1B. Podélný průtočný kanálek 19 má tody škrticí zúžoný průřoz. škrticí tůleso 15 můžu být při otevření závěrného tělesa 8 posunuto tlakovou kapalinou, která vychází z utěsněného prostoru 11 , :»lupnuvóni ulvuru 12 prut! tlaku pružiny 16, přičemž příčný průtočný kanálek 17, umístěný v osazeném úseku škrticího tělesa 15, se posune do rozšířeného úseku stupňového otvoru 12.

Stojka 20 posuvné výztuže, zajištěná ventilem podle vynálezu, je spojena se dvěma rozvaděči 3/2 21, 22, které spojují střídavě pístový prostor a prstencový prostor stojky 20 s vysokotlakým potrubím P a zpětným potrubím T. Prvním rozváděčem 21 se vede tlaková kapalina z vysokotlakého potrubí P do vstupního otvoru 23 v pouzdru 2 ventilu. Tlaková kapalina proudí kolem závěrného tělesa £, které je nazdviženo proti síle ventilové pružiny 10 od ventilového sedla 2, a šikmými otvory 24 do cirkulačního kanálu 14, načež opouští ventil výstupním otvorem 25 do pístového prostoru stojky 20. Při vysunutí stojky 20 je tlaková kapalina vytlačena z prstencového prostoru stojky 20 přes druhý rozváděč 22 do zpětného potrubí T.

Po upnutí stojky 20 spočívá závěrné těleso 2 ventilu opět na ventilovém sedle 2- Tím je pístový prostor stojky 20 uzavřen vůči rozváděči 21» který jev klidové poloze otevřen do zpětného potrubí T. Pístový prostor stojky 20 je neustále zajištěn předpínacím ventilem 29 proti zatížení z nadloží.

Při plenění stojky se vede přes rozváděč 22 tlaková kapalina z vysokotlakého potrubí P do prstencového prostoru stojky 20 a současně do řídící přípojky 26 v pouzdru 2 ventilu. Řídící píst £, zatížený tlakovou kapalinou, se posune proti síle pružiny 27 a zdvihátko 28, které je s ním spojeno, nazdvihne závěrné těleso 8 proti síle ventilové pružiny 10 od ventilového sedla 2· Z utěsněného prostoru 11 se vytlačí spojovacím otvorem 13 něco tlakové kapaliny, která posune škrticí těleso 15 proti síle pružiny 16.» takže tlaková kapalina může odtékat přes příčný průtokový kanálek 17 a podélný průtokový kanálek 18 do cirkulačního kanálu 14· škrticí těleso 15 je pak okamžitě znovu zatlačeno pružinou 16 do stupňového otvoru 12, takže utěsněný prostor 11 ve ventilové vložce £ je přímo spojen s cirkulačním kanálem 14 pouze přes škrticí průtokový kanálek 19. Tlaková kapalina, proudící po začátku plenění zpět výstupním otvorem 25, nemůže tedy přímo působit na plochu závěrného tělesa 8 odvrácenou od ventilového sedla 2 ^a uvést závěrné těleso £ do kmitavého pohybu.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Hydraulický řízený jednostranný ventil pro stojky posuvné důlní výztuže, jehož válcové závěrné těleso uložené ve ventilové vložce dosedá v závěrné poloze působením pružiny na kuželovou těsnicí plochu ventilového sedla a je přestavitelné do otevřené polohy prostřednictvím ždvihátka řídicím pístem, zatížitelným hydraulicky současně s pístnicovým prostorem stojky, přičemž pístový prostor a pístnicový prostor stojky jsou střídavě připojeny každý přes rozvaděč 3/2 к vysokotlakému a zpětnému potrubí, vyznačený tím, že mezi pláštěm závěrného tělesa (8) a přilehlou vnitřní obvodovou plochou ventilové vložky (4) je umístěno těsnění (9) a utěsněný prostor (11) pro závěrné těleso (8) ve ventilové vložce

CS 270 415 B2 (4) je na straně odvrácené od ventilového sedla (7) spojen škrticím tělesem (15), opatřeným průtokovými kanálky (27, 18, 19), s cirkulačním kanálem (14) v pouzdru (1), který je připojen к pístovému prostoru stojky (20) a uzavřen závěrným tělesem (8) v závěrné poloze.
2. Hydraulicky řízený jednostranný ventil podle bodu 1, vyznačený tím, že škrticí těleso (15) je uspořádáno v radiálním stupňovém otvoru (12) ventilové vložky (4) a opatřeno křižujícími se průtokovými kanálky (27, 18,.19), z nichž podélný průtokový kanálek (19), který vychází z příčného průtokového kanálku (17) a ústí do cirkulačního kanálu (14), má škrticí zúžený průřez.
3. Hydraulický řízený jednostranný ventil podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že škrticí těleso (15) je zatíženo pružinou (16) opřenou o pouzdro (1) ventilu;
4. Hydraulicky řízený jednostranný ventil podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že utěsněný prostor (11), v némž je uloženo závěrné těleso (8) ve ventilové vložce (4), je spojen spojovacím otvorem (13), procházejícím podélnou osou závěrného tělesa (8), s úzkým úsekem stupňového otvoru (12).
5. Hydraulicky řízený jednostranný ventil podle bodů 1 až 4, vyznačený tím, že cirkulační kanál (14) je umístěn v plášti ventilové vložky (4) a spojen s pístovým prostorem stojky (20) přes výstupní otvor (25) v pouzdru (1) ventilu, přičemž Šikmé otvory (24) vycházející z cirkulačního kanálu (14) к ventilovému sedlu (7) směřují к závěrnému tělesu (8).