DE3802992A1 - Beduesungsventilvorrichtung fuer die staubbekaempfung in untertaegigen raeumen, insbesondere in untertagebetrieben mit hydraulischen ausbaueinheiten - Google Patents
Beduesungsventilvorrichtung fuer die staubbekaempfung in untertaegigen raeumen, insbesondere in untertagebetrieben mit hydraulischen ausbaueinheitenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bedüsungsventilvorrichtung
für die Staubbekämpfung in untertägigen Räumen, insbeson
dere zur Verwendung in Untertagebetrieben mit hydraulischen
Ausbaueinheiten, mit einem als Sitzventil ausgebildeten
Bedüsungsventil, dessen Ventilkörper durch eine Ventilfeder
in Schließrichtung belastet ist und der zur Verbindung des
an die Druckwasserzuführung angeschlossenen Ventileingangs
mit mindestens einem zu einer Düse führenden Ventilausgang
von einem Steuerkolben, dessen Steuerdruckraum an eine das
Öffnungssignal liefernde erste Steuerleitung angeschlossen
ist, von seinem Sitz abhebbar ist, und mit einem in der
Verbindung zu dem Steuerdruckraum angeordneten, als Rück
schlagventil ausgebildeten Halteventil, das zur Druck
beaufschlagung des Steuerkolbens und damit zum Öffnen des
Bedüsungsventils vom Steuerdruck der ersten Steuerleitung
zu öffnen ist, wobei zur Entlastung des Steuerdruckraumes
und damit zum Schließen des Bedüsungsventils eine zweite,
das Schließsignal liefernde Steuerleitung vorgesehen ist.
Die Staubbekämpfung durch Wasserbedüsung erfolgt bekannt
lich in zahlreichen Betriebspunkten des Untertage-Berg
baus, insbesondere aber beim Streckenvortrieb und vor
allem in Gewinnungsbetrieben, in denen ein aus Ausbauge
stellen, Ausbauschilden u.dg1. bestehender Schreitausbau
eingesetzt wird. Dabei ist es bekannt, die an den hydrau
lischen Ausbaueinheiten angeordneten Wasserdüsen in Abhän
gigkeit von bestimmten Bedienungsfunktionen der Ausbauein
heiten zu steuern, beispielsweise derart, daß die Bedüsung
während des Schreitvorgangs eingeschaltet und im Setzzustand
des Ausbaus abgeschaltet ist.
Bei einem Bedüsungsventil der eingangs genannten Art ist
das als federbelastetes Kugelrückschlagventil ausgebildete,
an die Stempelraubleitung angeschlossene Halteventil mit
einem Steuerkolben von seinem Sitz abhebbar, der mit der
Stempelsetzleitung verbunden ist. Ein Öffnen des Halteven
tils erfolgt nur dann, wenn beim Setzvorgang ein Mindest
setzdruck von z.B. 120 bar erreicht wird, was aber im Be
trieb nicht immer der Fall ist. Bei unzureichendem Stempel
setzdruck bleibt daher das Bedüsungsventil auch nach dem
erneuten Setzen des Ausbaus geöffnet, wodurch eine Belästi
gung des Personals und vor allem eine starke Verschlammung
des Betriebsortes eintreten kann. Außerdem weist das be
kannte Bedüsungsventil keinen definierten Öffnungsdruck
auf, da der Ventilkörper nicht nur durch die Ventilfeder,
sondern auch durch das Hochdruck-Bedüsungswasser am Ventil
eingang in Schließstellung gehalten wird. Der Wasserdruck
kann nicht unerheblichen Druckschwankungen unterliegen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bedüsungsventilvorrich
tung der genannten Art in ihrer Funktionssicherheit zu
verbessern und ein zuverlässiges Ein- und Abschalten der
Bedüsung auch bei Druckschwankungen in der Hochdruckwas
serleitung und/oder in den Steuerleitungen zu erreichen.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit folgenden
Merkmalen gelöst:
- - mit dem Ventilkörper des Bedüsungsventils ist ein Druckausgleichskolben verbunden;
- - dem Halteventil zugeordnet ist ein Schließventil, das in einer den Steuerdruckraum mit einem Ablauf verbindenden Leitung angeordnet und über die zweite Steuerleitung in Öffnungsstellung schaltbar ist.
Mit dieser Ausgestaltung der Bedüsungsventilvorrichtung
wird die gestellte Aufgabe gelöst. Das Bedüsungsventil ist
druckausgeglichen, so daß bei seinem Öffnen praktisch nur
die Kraft seiner Ventilfeder überwunden werden muß. Vor
allem aber ist ein sicheres Offenhalten des Ventils während
der Bedüsungsphase und ein sicheres Schließen des Bedüsungs
ventils nach der Bedüsungsphase gewährleistet, da dem das
Bedüsungsventil in seiner Öffnungsstellung haltenden Halte
ventil das ansteuerbare Schließventil zugeordnet ist, das
sich ohne weiteres so auslegen läßt, daß es schon bei ver
hältnismäßig niedrigen Steuerdrücken (Stempelsetzdrücken)
öffnet, z.B. bei einem Steuerdruck in der Größenordnung
von 30 bis 70 bar. Die vergleichsweise niedrigen Steuer
drücke reichen aus, um das druckausgeglichene Bedüsungs
ventil in die Schließstellung zurückzuführen. Das Halte
ventil kann auf einen kleinen Öffnungsdruck, der unter
10 bar liegen kann, eingestellt werden.
Bei der bevorzugten Verwendung der erfindungsgemäßen Be
düsungsventilvorrichtung in Verbindung mit einem hydrau
lischen Schreitausbau, bei dem z.B. eine Kappenbedüsung
nur während der Rückphase erfolgt, kann die erste Steuer
leitung an die Stempelraubleitung oder an die beim Rücken
der Ausbaueinheit beaufschlagte Schreitzylinderleitung und
die zweite Steuerleitung an die Stempelsetzleitung ange
schlossen werden. Es wird hier in jedem Fall sichergestellt,
daß beim Stempelsetzen das Bedüsungsventil abgeschaltet
wird, auch dann, wenn keine ausreichende Auflastung der
Stempel vorliegt.
Im einzelnen läßt sich die erfindungsgemäße Bedüsungsven
tilvorrichtung mit Vorteil so ausgestalten, daß als Schließ
ventil ein federbelastetes und stößelbetätigtes Rückschlag
ventil, vorzugsweise ein Kugelrückschlagventil, mit hydrau
lischen Druckausgleich seines Schließgliedes, verwendet
wird. Das Schließventil wird zweckmäßig abströmseitig vor
dem Halteventil mit der ersten Steuerleitung verbunden.
Das Bedüsungsventil ist vorteilhafterweise nach Art einer
Ventilpatrone ausgebildet, die sich in einer Axialbohrung
einer mit den notwendigen Anschlüssen versehenen Ventil
platte einsetzen läßt, wobei das Halteventil und das
Schließventil in die Axialbohrung schneidenden Querboh
rungen sitzen.
Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher er
läutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Bedüsungsventil
vorrichtung im Schnitt;
Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltdiagramm zu
der Ventilvorrichtung nach Fig. 1.
Die dargestellte Bedüsungsventilvorrichtung weist als Ge
häuseteil eine Ventilplatte 1 auf, welche die verschiedenen
Ventile in Axial- und Querbohrungen aufnimmt und mit einem
an eine Druckwasserzuführung anschließbaren Ventileingang
2 und mindestens einem, hier zwei zu jeweils einer Düse
oder einem Düsenstock führenden Ventilausgang 3, ferner
mit einem an eine erste hydraulische Steuerleitung anschließ
baren Anschluß 4 und einem an eine zweite hydraulische
Steuerleitung anschließbaren Anschluß 5 versehen ist.
Sämtliche Anschlüsse 2 bis 5 sind so ausgeführt, daß der
Leitungsanschluß mit Hilfe von Steckkupplungen mit Steck
gabelsicherung erfolgen kann.
In einer mehrfach gestuften Axialbohrung 6 der Ventilplatte
1, die von den Querbohrungen der Anschlüsse 2 und 3 ge
schnitten wird, sitzt ein als Ventilpatrone ausgebildetes
Bedüsungsventil 7, das als Sitzventil ausgeführt ist und
dessen als Ventilkegel ausgebildeter Ventilkörper 8 durch
eine Ventilfeder 9 in Schließrichtung belastet ist. In der
Schließstellung liegt der Ventilkörper 8 auf dem Ventil
sitz 10 eines in die gestufte Axialbohrung 6 eingesetzten
ringförmigen Ventilsitzgliedes. Das die Ventilfeder 9 auf
nehmende Gehäuse 11 der Ventilpatrone ist durch Verschrau
ben oder mit Hilfe von Spannhülsen 12 od.dgl. in der Axial
bohrung 6 lösbar festgelegt. Der im Durchmesser gegenüber
dem Ventilkörper 8 abgesetzte, jedoch mit diesem einstückig
verbundene Ventilschaft bildet einen in die Axialbohrung
des Gehäuses 11 eintauchenden Druckausgleichskolben 13,
der mittels eines O-Ringes 14 in der Axialbohrung des
Gehäuses 11 abgedichtet ist. Abströmseitig ist mit dem
Ventilkörper 8 ein Stößel 15 verbunden, dessen Endbereich
als ein ebenfalls mit Kolbendichtung 16 versehener Kolben
17 ausgeführt ist.
In der Schließstellung des Ventilkörpers 8 sind die Ventil
ausgänge 3 gegenüber dem Ventileingang 2 abgesperrt. Der
am Ventileingang 2 anstehende Druck des Bedüsungswassers
wirkt im Raum 19 am Ventilkörper 8 und dessen Ausgleichs
kolben 13 in der Weise, daß die in Schließrichtung des
Ventilkörpers 8 wirkende Kraft durch eine in Öffnungsrich
tung wirkende Kraft praktisch aufgehoben wird. Das Bedü
sungsventil 7 ist also druckausgeglichen. Sein Schaltdruck
ist also im wesentlichen nur abhängig von der Federkraft
der Ventilfeder 9.
In einer die Axialbohrung 6 schneidenden Querbohrung 20
sitzt ein als Kugelrückschlagventil ausgebildetes Halte
ventil 21, dessen aus der Ventilkugel bestehendes Schließ
glied mit 22 und dessen Ventilfeder mit 23 bezeichnet sind.
Das Halteventil ist ausgangsseitig an eine im Durchmesser
abgesetzte Bohrung 24 angeschlossen, die Teil der Axial
bohrung 6 ist, und eingangsseitig über eine Bohrung 25 an
den Anschluß 4 der ersten Steuerleitung. Durch das Druck
signal in dieser ersten Steuerleitung kann daher das Halte
ventil 21 gegen die Rückstellkraft seiner Ventilfeder 23
geöffnet werden, um das Bedüsungsventil 7 zu öffnen. Das
Halteventil 21 hält dann den Ventilkörper 8 des Bedüsungs
ventils in der Öffnungsstellung, da der Steuerdruckraum 17′ hinter dem
Steuerkolben 17 mit der Bohrung 24 hydraulisch vom geschlossenen
Halteventil verriegelt wird.
In einer weiteren, hier durchgehenden, mehrfach gestuften
Querbohrung 26, in der der den Steueranschluß 5 bildende
Anschlußnippel sitzt, befindet sich ein Schließventil 27,
das als stößelbetätigtes Kugelrückschlagventil ausgebil
det ist. In einer von der einen Seite her in die Querboh
rung 26 eingeschraubten Hülse 28 befindet sich die Ventil
feder 29 des Schließventils, die das aus der Ventilkugel
bestehende Schließglied 30 über einen Stößel 31 in Schließ
richtung belastet. Auf der gegenüberliegenden Seite des
Schließgliedes 30 befindet sich ein mit Kolbendichtung
versehener Steuerkolben 32 mit Stößel 33. Da der Stößel
31 und der Steuerkolben 32 über O-Ringdichtungen am Umfang
abgedichtet sind, findet, wie beim Bedüsungsventil 7, ein
Druckausgleich statt, so daß die zum Öffnen des Schließ
ventils 27 notwendige, von dem Steuerdruck am Steuerkolben
32 aufzubringende Steuerkraft praktisch nur von der Feder
kraft der Ventilfeder 29 abhängig ist. Die beiden Ventile
21 und 27 sind im übrigen abströmseitig über die Bohrung
24 untereinander und mit dem unterhalb des Kolbens 17
befindlichen Raum 17′ verbunden. Wie auch das vereinfachte
Schaltbild nach Fig. 2 zeigt, überbrückt das Schließven
til 27 das Halteventil 21. Es ist mit seinen beiden Ventil
anschlüssen ein- und ausgangsseitig an die mit dem Anschluß
4 der ersten Steuerleitung verbundenen Leitung, die durch
die Bohrung 25 gebildet wird, angeschlossen, während sein
Steuerdruckraum 34, der im Anschluß 5 liegt, an die zweite
hydraulische Steuerleitung angeschlossen ist. Im Schalt
bild nach Fig. 2 ist die erste Steuerleitung mit St 1 und
die zweite Steuerleitung St 2 bezeichnet.
Es sei angenommen, daß die erste Steuerleitung St 1 an die
Stempelraubleitung angeschlossen ist, über welche die hy
draulischen Stempel einer rückbaren hydraulischen Ausbau
einheit aktiv eingeraubt werden. Statt dessen kann die
Steuerleitung St 1 aber auch an die Schreitzylinderleitung
angeschlossen werden, über die der Schreitzylinder beim
Schreiten der Ausbaueinheit vom hydraulischen Druck beauf
schlagt wird. Die zweite Steuerleitung St 2 ist dann an die
Stempelsetzleitung dieser Ausbaueinheit angeschlossen.
Beim Rauben bzw. Schreiten der Ausbaueinheit steht daher
der hydraulische Druck als hydraulisches Öffnungssignal
am Steueranschluß 4 und damit über die Bohrung 25 am Halte
ventil 21 an, wodurch dieses gegen die Federrückstellkraft
geöffnet wird, so daß der Steuerdruck auf den Steuerkolben
17 des Bedüsungsventils wirkt und dieses gegen die Rück
stellkraft seiner Ventilfeder 9 öffnet, wodurch die Ver
bindung der zu den Düsen führenden Ausgänge 3 mit dem
Ventileingang 2 der Druckwasserzuführung hergestellt und
die Düsen eingeschaltet werden. Während des Raub- und/oder
Schreitvorgangs bleibt das Bedüsungsventil 7 geöffnet und
demgemäß die Bedüsung eingeschaltet. Sobald der Druck in
der Steuerleitung St 1 zusammenbricht, schließt das Halte
ventil 21 unter der Kraft seiner Ventilfeder, wodurch das
Bedüsungsventil 7 in seiner Öffnungsstellung hydraulisch
verriegelt wird. Wenn über die zweite Steuerleitung St 2
am Steueranschluß 5 ein hydraulischer Steuerdruck als
hydraulisches Schließsignal ansteht, was bei erneutem
Setzen der Stempel der Ausbaueinheit nach erfolgtem
Schreitvorgang der Fall ist, so wird das Schließventil 27
über den Steuerkolben 32 in die Öffnungsstellung gebracht,
in der sich der Druck in der Bohrung 24 und unter dem Kol
ben 17 des Bedüsungsventils über die Bohrung 25 zum An
schluß 4 hin abbaut, der beim Stempelsetzen mit dem Rück
lauf verbunden ist. Damit gelangt das Bedüsungsventil 7
unter der Wirkung seiner Ventilfeder 9 wieder in die
Schließstellung.
Das federbelastete Halteventil 21 kann auf einen sehr
kleinen Öffnungsdruck unter etwa 10 bar, z.B. von 3 bar,
eingestellt werden. Das druckausgeglichene Bedüsungsventil
7 kann so ausgelegt werden, daß es bei einem Steuerdruck
in der Größenordnung von 30 bis 70 bar, z.B. bei 40 bis 60
bar, öffnet. Die Ventilfeder 29 des Schließventils 27 wird
zweckmäßig so ausgelegt, daß dieses Ventil bei einem Steuer
druck über die Leitung St 2 öffnet, der etwa gleich oder
geringfügig niedriger ist als der Steuerdruck, bei dem das
Bedüsungsventil öffnet.
Claims (5)
1. Bedüsungsventilvorrichtung für die Staubbekämpfung in
untertägigen Räumen, insbesondere zur Verwendung in
Untertagebetrieben mit hydraulischen Ausbaueinheiten,
mit einem als Sitzventil ausgebildeten Bedüsungsventil
(7), dessen Ventilkörper (8) durch eine Ventilfeder (9)
in Schließrichtung belastet ist und das zur Verbindung
des an die Druckwasserzuführung angeschlossenen Ventil
eingangs (2) mit mindestens einem zu einer Düse führenden
Ventilausgang (3) von einem Steuerkolben (17), dessen
Steuerdruckraum (17′) an eine das Öffnungssignal liefern
de erste Steuerdruckleitung (4, St 1) angeschlossen ist,
von seinem Sitz abhebbar ist, und mit einem in der Ver
bindung zu dem Steuerdruckraum (17′) angeordneten, als
Rückschlagventil ausgebildeten Halteventil (21), das zur
Druckbeaufschlagung des Steuerkolbens (17) und damit zum
Öffnen des Bedüsungsventils (7) vom Steuerdruck der
ersten Steuerleitung (St 1) zu öffnen ist, wobei zur Ent
lastung des Steuerdruckraumes (17′) und damit zum
Schließen des Bedüsungsventils (7) eine zweite, das
Schließsignal liefernde Steuerleitung (St 2) vorgesehen
ist, gekennzeichnet durch
folgende Merkmale:
- - mit dem Ventilkörper (8) des Bedüsungs ventils (7) ist ein Druckausgleichskolben (13) verbunden;
- - dem Halteventil (21) zugeordnet ist ein Schließventil (27), das in einer den Steuerdruckraum (17′) mit einem Ablauf verbindenden Leitung (24, 25) angeordnet und über die zweite Steuerleitung (St 2) in Öffnungsstellung schaltbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die erste Steuerleitung
(St 1) an die Stempelraubleitung und/oder an die Schreit
zylinder-Leitung und die zweite Steuerleitung (St 2) an
die Stempelsetzleitung angeschlossen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schließventil
(27) aus einem federbelasteten und stößelbetätigten
Rückschlagventil, vorzugsweise einem Kugelrückschlag
ventil, mit hydraulischem Druckausgleich seines Schließ
gliedes (30) besteht.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß das
Schließventil (27) abströmseitig vor dem Halteventil
(21) mit der ersten Steuerleitung (St 1) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß das
Bedüsungsventil (7) nach Art einer Ventilpatrone ausge
bildet und in eine Axialbohrung (6) der mit den An
schlüssen versehenen Ventilplatte (1) eingesetzt ist,
wobei das Halteventil (21) und das Schließventil (27)
in die Axialbohrung (6) schneidenden Querbohrungen (20,
26) sitzen.
Priority Applications (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3802992A1 true DE3802992A1 (de) | 1989-08-10 |
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ID=6346426
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DE (1) | DE3802992C2 (de) |
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- 1988-02-02 DE DE3802992A patent/DE3802992C2/de not_active Expired - Fee Related
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