PL160954B1 - Zawór sterowany ciśnieniem - Google Patents

Abstract

1. Zawór sterowany ciśnieniem, przeznaczony zwłaszcza dla hydraulicznego układu zasilania stojaków podporowych obudowy górniczej, mający w swym korpusie kanały czynnika roboczego i czynnika sterującego, i przesuwny osiowo tłoczek sterujący z popychaczem współpracującym ze sprężyście zamocowanym zawieradłem przepływu czynnika roboczego, znamienny tym, ze korpus (1) zaworu ma nieprzelotową komorę (17) i jest zakończony obustronnie króćcami (7, 9), a na powierzchniach bocznych ma króćce (3, 5), przy czym jeden z nich (3) ma kanał wlotowy (2), a drugi (5) ma kanał wylotowy (4), połączony z komorą (12) usytuowaną po zewnętrznej stronie tłoczka sterującego (13) za pośrednictwem co najmniej jednego kanalika (16), a ponadto w korpusie (1) zaworu znajduje się wlotowy magistralny kanał (8) do przepływu czynnika roboczego, a zawieradło (20) przepływu czynnika roboczego znajduje się w magistralnym k an ie (8).

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawór sterowany ciśnieniem, przeznaczony zwłaszcza dla hydraulicznego układu zasilania stojaków podporowych obudowy górniczej.

Hydrauliczny układ zasilania stojaków podporowych wyposażony jest w blok zaworowy zawierający znane zawory zwrotne, w indywidualne zawory zwrotne, rozdzielacze oraz w inne elementy, za pomocą których układ połączony jest przepływowo z magistralą zasilającą zawierającą hydrauliczny czynnik roboczy.

Znany, na przykład z polskiego opisu patentowego nr 133 338, zawór zwrotny sterowany ciśnieniem hydraulicznego czynnika sterującego ma w swym korpusie kanał wlotowy do przepływu czynnika roboczego, kanał wylotowy oraz kanał sterujący. W kanale wylotowym zaworu znajduje się zawieradło przepływu czynnika roboczego, składające się z zewnętrznego elementu zamykającego dociskanego do gniazda za pomocą sprężyny oraz z wewnętrznego elementu zamykającego w postaci kulki, dociskanego do gniazda za pomocą sprężyny zamocowanej wewnątrz zawieradła. Zawór wyposażony jest w przesuwny osiowo tłoczek sterujący mający popychacz współpracujący z kulką oraz z zewnętrznym elementem zamykającym zawieradła. Ponadto znajdujący się w korpusie zaworu kanał sterujący połączony jest z komorą usytuowaną w korpusie, po zewnętrznej stronie tłoczka sterującego. Znany zawór zwrotny umożliwia przepływ czynnika roboczego w jednym kierunku, na przykład z magistrali zasilającej, poprzez układ zasilania - do przestrzeni podtłokowej stojaka podporowego obudowy górniczej. Natomiast przepływ czynnika w odwrotnym kierunku to jest od odbiornika /stojaka/ do magistrali zasilającej nie jest możliwy, bez przesterowania zaworu zwrotnego. Ponadto przepływ czynnika roboczego z magistrali do przestrzeni podtłokowej stojaka, poprzez zawór zwrotny, odbywa się po ręcznym przesterowaniu rozdzielacza przepływu przez operatora, przy czym ponowne ręczne przesterowanie rozdzielacza - w celu odcięcia przepływu - następuje wówczas, gdy ciśnienie czynnika roboczego w stojaku osiągnie wartość ciśnienia czynnika w magistrali zasilającej.

Czynności ręcznego przesterowywania rozdzielacza są w praktyce uciążliwe, gdyż muszą odbywać się bardzo często z uwagi na zmiany roboczych położeń tłoczysk stojaków, powodujących określone zmiany ciśnienia roboczego w przestrzeni podtłokowej, a także z uwagi na

160 954 zmiany ciśnienia w stojaku spowodowane nieszczelnością układu zasilania stojaków, co ma niekorzystny wpływ a niejednokrotnie uniemożliwia zachowanie wymaganej, stałej podpomości wstępnej stojaków koniecznej ze względów bezpieczeństwa, gdyż brak jest możliwości kontroli ciśnienia czynnika roboczego w przestrzeni podtłokowej. Problem ten jest również szczególnie istotny w przypadku opróżniania przestrzeni podtłokowej w celu luzowania podpomości stojaka, gdyż nadmierne obniżenie ciśnienia w tej przestrzeni może spowodować całkowitą utratę podpomości wstępnej stojaka, co ze względów bezpieczeństwa jest niedopuszczalne.

Zagadnieniem technicznym wymagającym rozwiązania jest zmodyfikowanie konstrukcji znanego zaworu zwrotnego sterowanego ciśnieniem tak, aby wyrównywanie ciśnienia w odbiorniku, do wartości ciśnienia czynnika roboczego w magistrali zasilającej mogło odbywać się automatycznie, po zaistnieniu określonej różnicy pomiędzy tymi ciśnieniami.

Istota wynalazku polega na tym, że wylotowy kanał zaworu połączony jest, za pomocą co najmniej jednego kanalika, z komorą w korpusie usytuowaną po zewnętrznej stronie tłoczka sterującego a kanał sterujący połączony jest, za pomocą co najmniej jednego kanalika, z komorą w korpusie usytuowaną po wewnętrznej stronie tłoczka sterującego. Korpus zaworu wyposażony jest dodatkowo we wlotowy, magistralny kanał do przepływu czynnika roboczego z magistrali zasilającej, a zawieradło przepływu czynnika roboczego znajduje się w kanale magistralnym. Pomiędzy kanałem wylotowym a kanałem wlotowym znajduje się kanałowy dławik przepływu czynnika roboczego, przy czym dławik stanowi prowadnicę dla popychacza tłoczka sterującego oraz styka się z gniazdem zawieradła przepływu czynnika roboczego. Ponadto w kanale magistralnym znajduje się dystansowa tuleja umieszczona pomiędzy gniazdem zawieradła a króćcem kanału magistralnego, przy czym zawieradło zamocowane jest w tym króćcu.

Zawór według wynalazku umożliwia zachowanie stałej podpomości wstępnej stojaka podporowego, niezależnie od zmian ciśnienia czynnika roboczego w magistrali zasilającej oraz istnienia nieszczelności w układzie zasilania stojaków, gdyż uzupełniające zasilanie przestrzeni podtłokowej odbywa się automatycznie, w sposób wymuszony, po zaistnieniu określonej różnicy pomiędzy ciśnieniem czynnika roboczego w magistrali zasilającej a ciśnieniem, odpowiadającym określonej podpomości wstępnej w przestrzeni podtłokowej stojaka podporowego. Zawór według wynalazku jest szczególnie przydatny do współpracy ze znanymi zaworami zwrotnymi usytuowanymi indywidualnie lub w bloku zaworowym, usytuowanymi przed kanałem wlotowym oraz przed kanałem magistralnym.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zawór w przekroju osiowym, a fig. 2 - ten sam zawór usytuowany w hydraulicznym układzie zasilania stojaka podporowego obudowy górniczej.

Zawór ma korpus 1, w którym znajduje się wlotowy kanał 2, do przepływu czynnika roboczego, połączony z wlotowym króćcem 3, wylotowy kanał 4 - dla czynnika roboczego, połączony z wylotowym króćcem 5, sterujący kanał 6 - do przepływu czynnika sterującego będącego pod ciśnieniem, połączony z zasilającym króćcem 7 oraz znajduje się wlotowy, magistralny kanał 8 - do przepływu czynnika roboczego, połączony z magistralnym króćcem 9, który połączony jest z zasilającą magistralą 10, przy czym każdy z króćców 3, 5, 7, 9 osadzony jest w korpusie 1 zaworu. Wylotowy kanał 4 połączony jest za pomocą kanalika 11 z komorą znajdującą się w korpusie 1, po zewnętrznej stronie osiowo przesuwnego sterującego tłoczka mającego popychacz 14, na którym znajduje się rozprężnie działająca sprężyna 15. Natomiast sterujący kanał 6 połączony jest za pomocą kanalika 16 z komorą 17 znajdującą się w korpusie 1, po wewnętrznej stronie sterującego tłoczka 13. Pomiędzy wylotowym kanałem 4 a wlotowym kanałem 2 znajduje się w korpusie 1 kanałowy dławik 18 przepływu czynnika roboczego, przy czym dławik połączony jest przepływowo z magistralnym kanałem 8 oraz stanowi prowadnicę dla popychacza 14 sterującego tłoczka 13. Ponadto dławik 18 styka się czołowo z przelotowym gniazdem 19 kulkowego zawieradła 20, które znajduje się w magistralnym kanale 8, przy czym zawieradło, za pośrednictwem sprężyny 21, zamocowane jest w magistralnym króćcu 9, przy czym w magistralnym kanale 8 znajduje się dystansowa tuleja 22 umieszczona pomiędzy gniazdem 19 zawieradła 20 a magistralnym króćcem 9.

Zawór przedstawiony w przykładzie wykonania działa następująco: hydrauliczny czynnik roboczy pod ciśnieniem przepływa, za pośrednictwem rozdzielacza 23 i zaworowego bloku 24 w układzie zasilania, z zasilającej magistrali 10 do wlotowego króćca 3 a następnie do wlotowego kanału 2 zaworu i dalej - poprzez dławik 18, wylotowy kanał 4, wylotowy króciec 5 przepływa do podtłokowej przestrzeni 25 podporowego stojaka 26. Z chwilą, gdy podczas rozpierania stojaka ciśnienie czynnika roboczego w przestrzeni 25 osiągnie wartość wynoszącą około jednej trzeciej ciśnienia panującego w zasilającej magistrali 10, czynnik roboczy pod ciśnieniem panującym w tej przestrzeni poprzez kanalik 11 i komorę 12 oddziaływuje na czołową powierzchnię sterującego tłoczka 13 powodując jego osiowe przesunięcie, a następnie odsunięcie - za pomocą popychacza 14 - kulkowego zawieradła20 od gniazda 19. W wyniku tego zostaje otwarta droga dla przepływu czynnika roboczego z magistralnego kanału 8 do wylotowego kanału 4 poprzez dławik 18, a następnie do podtłokowej przestrzeni 25, stojaka 26. Przepływ z kanału magistralnego do przestrzeni 25 trwa do chwili, gdy ciśnienia się wyrównają - wówczas następuje automatyczne odcięcie przepływu z magistrali 10 do kanału magistralnego, przez zwrotny zawór 27 usytuowany przed magistralnym króćcem 9. Po wyrównaniu się ciśnień, stojak utrzymuje przez pewien okres czasu ewentualny, dalszy wzrost nacisku od górotworu. Podczas luzowania rozpartego stojaka w wyniku opróżniania jego przestrzeni podtłokowej następującego po przesterowaniu tłoczka 13 pod działaniem czynnika sterującego doprowadzonego kanalikiem 16 do komory 17 oraz po przesterowaniu zwrotnego zaworu 28 w zaworowym bloku 24 oraz rozdzielacza 23, następuje zamknięcie magistralnego kanału 8 i przepływ czynnika do odpływowej magistrali 29. Ciśnienie w przestrzeni podtłokowej stojaka w wyniku istnienia nieszczelności w układzie zasilania nie może zmniejszyć się poniżej jednej trzeciej ciśnienia magistralnego, gdyż ze względów bezpieczeństwa konieczne jest zachowanie określonej, stałej podpomości wstępnej stojaka. W przypadku, gdy ciśnienie w przestrzeni podtłokowej osiągnie wartość zbliżoną do około jednej trzeciej ciśnienia magistralnego, następuje przesterowanie tłoczka 13 i otwarcie drogi dla przepływu z zasilającej magistrali 10, poprzez magistralny kanał 8 do przestrzeni podtłokowej stojaka podporowego.

IW 954

Fig.2

160 954

fig. f

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zawór sterowany ciśnieniem, przeznaczony zwłaszcza dla hydraulicznego układu zasilania stojaków podporowych obudowy górniczej, mający w swym korpusie kanały czynnika roboczego i czynnika sterującego, i przesuwny osiowo tłoczek sterujący z popychaczem współpracującym ze sprężyście zamocowanym zawieradłem przepływu czynnika roboczego, znamienny tym, że korpus (1) zaworu ma nieprzelotową komorę (17) i jest zakończony obustronnie króćcami (7,9), a na powierzchniach bocznych ma króćce (3,5), przy czym jeden z nich (3) ma kanał wlotowy (2), a drugi (5) ma kanał wylotowy (4), połączony z komorą (12) usytuowaną po zewnętrznej stronie tłoczka sterującego (13) za pośrednictwem co najmniej jednego kanalika (16), a ponadto w korpusie (1) zaworu znajduje się wlotowy magistralny kanał (8) do przepływu czynnika roboczego, a zawieradło (20) przepływu czynnika roboczego znajduje się w magistralnym kanale (8).
2. 2. Zawór sterowany ciśnieniem według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy wlotowym kanałem (2) a wylotowym kanałem (4) króćców na powierzchniach bocznych korpusu znajduje się w korpusie (1) kanałowy dławik (18) przepływu czynnika roboczego, stanowiący prowadnicę dla popychacza (14) tłoczka sterującego (13) i stykający się z gniazdem (19) zawieradła (20) przepływu czynnUca roboczego.