PL163414B1 - Układ hydrauliczny sterowania podpornośclą zmechanizowanej obudowy górniczej - Google Patents

Abstract

Układ hydrauliczny według zastrz. 1, znamienny tym, że hydrauliczny zespół regulacji docisku zamykającego elementu (10) zaworu (8) bezpieczeństwa tworzy tłoczek (14) osadzony w cylindrze (15) połączony tłokowym trzpieniem (13) z zamykającym elementem (10), przy czym jedna komora (16,18) cylindra (15) połączona jest z magistralą (3) o regulowanym ciśnieniu cieczy zasilającej.

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ hydrauliczny sterowania podpomością roboczą zmechanizowanej obudowy górniczej.

Z praktyki górniczej wiadomym jest, że podpomość robocza obudowy ma znaczący wpływ na wydajność i energochłonność urabiania calizny, a wielkość podpomości określana jest ciśnieniem otwarcia zaworów bezpieczeństwa w blokach zaworowych podpór, którą to wielkość określa producent obudowy kierując się najczęściej wytrzymałością mechaniczną konstrukcji obudowy lub żądaniem kopalni.

Komplet obudowy zmechanizowanej w okresie eksploatacji instalowany jest w różnych wyrobiskach ścianowych o często zróżnicowanych warunkach górniczo-geologicznych dla

163 414 których podpomość robocza określonej obudowy jest nie odpowiednia. Znane są również przypadki dla których korzystne byłoby zróżnicowanie podpomości grupy zestawów obudowy w komplecie ścianowym, wobec zróżnicowanych warunków na długość eksploatowanej ściany. Do chwili obecnej nieznane są metody pozwalające na wcześniejsze określanie koniecznej podpomości roboczej obudowy i dlatego też wartość ta dobierana być może jedynie eksperymentalnie.

W warunkach dołowych kopalni, przy obecnej konstrukcji bloków zaworowych trudna jest zmiana wielkości ciśnienia otwarcia zaworu bezpieczeństwa lub operacja ta trwałaby bardzo długo, burząc cykl eksploatacyjny wyrobiska. Rozwiązanie takie znane jest z polskiego patentu nr 246 840, które nie znalazło praktycznego zastosowania.

Znany jest z polskiego patentu 146 749 układ hydrauliczny umożliwiający płynną regulację podpomości roboczej obudowy od wartości maksymalnej do określonej wartości minimalnej dla danej obudowy. Układ ten zaopatrzony jest w dodatkową magistralę zasilającą o regulowanym ciśnieniu cieczy, która zasila przestrzeń podtłokową podpór obudowy określając podporność roboczą obudowy oraz steruje zaworem bezpieczeństwa usytuowanym w dodatkowym bloku sterującym, wspomagając sprężynę dociskową grzybka zaworu, a wielkość siły docisku jest stale proporcjonalna do zadanego ciśnienia w magistrali o regulowanym ciśnieniu. Układ hydrauliczny według patentu 146 749 pozwala na odłączenie zespołu sterowania podpomością roboczą i pracę obudowy z podpomością nominalną określoną nastawieniem zaworu bezpieczeństwa, przy zasilaniu z normalnej magistrali wysokiego ciśnienia.

Układ ten w czasie prowadzonych prób okazał się nader skomplikowany wobec znacznej rozbudowy, zaś przyjęcie zasady dociążania zaworu bezpieczeństwa w układzie regulowanej podpomości za błędne. Spadkowi ciśnienia lub zanikowi ciśnienia w magistrali o regulowanym ciśnieniu towarzyszyć może samorabowanie obudowy lub co najmniej osiągania zawsze podpomości minimalnej, określonej napięciem sprężyny co stwarza zagrożenie dla załogi.

Celem wynalazku jest uproszczenie układu hydraulicznego obudowy górniczej oraz eliminacja wad dotychczasowego układu sterowania podpomością roboczą zmechanizowanej obudowy górniczej.

W układzie hydraulicznym według wynalazku sterowania podpomością roboczą obudowy, zastosowano podobnie jak ma to miejsce w znanych układach drugi przewód zasilający o regulowanym ciśnieniu cieczy zasilającej. W bloku zaworowym każdej podpory zestawu obudowy, zawór bezpieczeństwa zaopatrzony jest w zespół regulacji siły jego otwarcia, przy czym elementem podstawowym pozostaje sprężyna obciążająca element zamykający gniazdo zaworu a element zamykający w części mechanizmu docisku jest ukształtowany tak, że może on być odwodzony lub dociskany do gniazda zaworu bezpieczeństwa na drodze hydraulicznej. Siła docisku lub odwodzenia sprężyny zależnajest od czynnych powierzchni hydraulicznego zespołu elementu zamykającego oraz ciśnienia w magistrali regulowanego ciśnienia zasilania. W tym celu element zamykający dociskany do gniazda zaworu bezpieczeństwa znaną sprężyną, ukształtowany jestjakoby w zespół tłokowy zasilany cieczą z magistrali o regulowanym ciśnieniu cieczy zasilającej.

W przypadku zasilania przestrzeni nadtłokowej hydraulicznego zespołu elementu zamykającego zaworu bezpieczeństwa, siła działająca na element zamykający działa przeciwnie do siły sprężyny, a tym samym następuje obniżenie siły niezbędnej dla otwarcia zaworu co jest równoznaczne ze zmianą (obniżeniem) podpomości roboczej obudowy. W przypadku zasilania przestrzeni podtłokowej elementu zamykającego zaworu bezpieczeństwa, siła działająca na element zamykający działa zgodnie z kierunkiem siły sprężyny, zwiększając siłę docisku elementu zamykającego do gniazda zaworu bezpieczeństwa co jest równoznaczne ze wzrostem wartości podpomości roboczej obudowy.

Wielkość sił działających na element zamykający zaworu bezpieczeństwa, określa ciśnienie w magistrali o regulowanym ciśnieniu cieczy. Układ według wynalazku w przypadku zaniku ciśnienia w magistrali o regulowanym ciśnieniu zasilania, zapewnia zawsze nominalną wartość podpomości roboczej obudowy, gwarantującą jej prawidłową i bezpieczną pracę. Ponadto nie nastąpiła znacząca rozbudowa układu hydraulicznego w obrębie zestawu obudowy w stosunku do rozwiązania bez układu regulacji oraz znaczne uproszczenie układu.

163 414

Układ hydrauliczny według wynalazku sterowania obudową górniczą przedstawiony jest w przykładzie wykonania na załączonym rysunku którego fig. 1 przedstawia schemat ideowy układu z jednostronną regulacją podpomości roboczej względem wartości nominalnej, a fig. 2 - schemat ideowy układu z dwustronną regulacją podpomości roboczej względem wartości nominalnej.

Wzdłuż kompletu obudowy prowadzone są trzy magistrale główne - zasilająca magistrala 1 wysokiego ciśnienia, spływowa magistrala 2 oraz magistrala 3 o regulowanej wartości ciśnienia, zasilania z odrębnego agregatu bądź związana z zasilającą magistralą 1 poprzez sterowany redukcyjny zawór 4 jak ma to miejsce w znanych rozwiązaniach. Każdej podporze 5 zestawu obudowy przynależy zaworowy blok 6 utworzony ze zwrotnego zaworu 7 oraz zaworu 8 bezpieczeństwa, włączony w układ równolegle do znanego rozdzielacza 9. Zawór 8 bezpieczeństwa będący zaworem przelotowym otwierającym się przy określonej wartości ciśnienia ma zamykający element 10 obciążony znaną sprężyną 11 dociskającą go do gniazda zaworu 8. Zamykający element 10 zaworu 8 ukształtowany jest w zespół hydrauliczny regulacji napięcia sprężyny 11, przy czym w zależności od konstrukcji zaworu 8 bezpieczeństwa zamykający element 10 ma kształt ogólnie stosowanych zawieradeł jak suwak cylindryczny, kula, grzybek płaski, grzybek stożkowy i inne, względnie jest elementem pośrednim funkcjonalnie związanym z zwieradłem sterując zawieradłem.

Zespół hydrauliczny regulacji napięcia sprężyny zamykającego elementu 10 zaworu 8 tworzy jakoby siłownik hydrauliczny, którego tłokowy trzpień 13 połączony jest z zamykającym elementem 10 i zakończony tłoczkiem 14 osadzonym w cylindrze 15. Nadtłokowa przestrzeń 16 hydraulicznego zespołu 13, 14, 15 połączona jest przewodem 17 z magistralą 3 o regulowanym ciśnieniu, zaś podtłokowa przestrzeń 18 połączona jest ze spływową magistralą 2 lub atmosferą. Dociskany napięciem sprężyny 11 do gniazda zaworu 8 zamykający element 10 jest w tym przypadku odwodzony siłą skierowaną przeciwnie do siły sprężyny 11 a jej wielkość jest wypadkową powierzchni nadtłokowej tłoka 14 i ciśnienia w magistrali 3. Praktycznie przez zmianę ciśnienia w magistralai 3 uzyskujemy zmianę siły działającej na zamykający element 10 a tym samym zmianę roboczej podpomości obudowy od wartości nominalnej w dół. W przypadku zaniku ciśnienia w magistrali 3 obudowa będzie pracowała z podpomością roboczą nominalną, wynikającą z napięcia sprężyny 11 obciążającej zamykający element 10 zaworu 8.

O ile niezbędna jest regulacja podpomości zarówno w górę jak i w dół od wartości nominalnej, koniecznia jest możliwość zasilania cieczą o regulowanym ciśnieniu zarówno podtłokowej przestrzeni 18 jak i nadtłokowej przestrzeni 16 cylindra 15. Przykładowy układ takiej regulacji przedstawiono na fig. 2. Dla dwustronnego sterowania zaworem 8 bezpieczeństwa zaworowego bloku 6, wzdłuż kompletu ścianowego obudowy przebiega dodatkowa spływowa magistrala 19 stanowiąca parę z magistralą 3 o regulowanym ciśnieniu cieczy zasilającej. Poszczególne komory 16 i 18 cylindra 15 połączone są przewodami z magistralami 3 i 19, przy czym na magistralach 3 i 19 zabudowany jest rewersyjny rozdzielacz 20 zmiany przepływu w magistralach 3 i 19 a więc w zależności od położenia rozdzielacza 20 zasilana jest cieczą o regulowanym ciśnieniu komora 16 lub 18 cylindra 15, zaś komora przeciwległa jest wtedy połączona ze spływem. Tak więc rozdzielacz 20 zamienia funkcjami magistrale 3 i 20 w zależności od konieczności podniesienia lub obniżenia podpomości roboczej obudowy. Również i w tym przypadku nie zasilanie układu hydraulicznego sterowania napięciem sprężyny 11 zaworu 8, gwarantuje pracę obudowy z podpomością roboczą nominalną.

Układ według wynalazku może być stosowany dla całej długości wyrobiska ścianowego a więc dla kompletu ścianowego obudowy lub komplet ścianowy obudowy może być dzielony na grupy zestawów o różnych ciśnieniach w magistrali 3 o regulowanej wielkości ciśnienia, lecz w tym przypadku dla każdej grupy zestawów obudowy istnieje wydzielona magistrala 3 z zespołem zasilającym tę magistralę.

163 414

163 414

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena I^{0 000} zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ hydrauliczny sterowania podpomością zmechanizowanej obudowy górniczej, mający magistralę zasilającą wysokiego ciśnienia cieczy i magistralę spływową, z którymi to magistralami są połączone przestrzenie podtłokowa i nadtlokowa podpór obudowy poprzez rozdzielacz i blok zaworowy usytuowany szeregowo w stosunku do rozdzielacza, a ponadto ma magistralę o regulowanym ciśnieniu cieczy zasilającej połączoną z magistralą zasilającą wysokiego ciśnienia cieczy poprzez zawór redukcyjny regulowany, znamienny tym, że magistrala (3) o regulowanym ciśnieniu cieczy zadającej połączona jest z zaworem (8) bezpieczeństwa zaworowego bloku (6), przy czym zawór (8) bezpieczeństwa ma zamykający element (10) ukształtowany w hydrauliczny zespół (13,14,15) regulacji siły docisku sprężyny (11) zamykającego elementu (10) zaworu (8) bezpieczeństwa do gniazda.
2. 2. Układ hydrauliczny według zastrz. 1, znamienny tym, że hydrauliczny zespół regulacji docisku zamykającego elementu (10) zaworu (8) bezpieczeństwa tworzy tłoczek (14) osadzony w cylindrze (15) połączony tłokowym trzpieniem (13) z zamykającym elementem (10), przy czym jedna komora (16, 18) cylindra (15) połączona jest z magistralą (3) o regulowanym ciśnieniu cieczy zasilającej.
3. 3. Układ hydrauliczny sterowania podpomością roboczą zmechanizowanej obudowy górniczej, mający magistralę zasilającą wysokiego ciśnienia cieczy i magistralę spływową, z którymi to magistralami są połączone przestrzenie podtłokowa i nadtłokowa podpór obudowy poprzez rozdzielacz i blok zaworowy usytuowany szeregowo w stosunku do rozdzielacza, a ponadto ma magistralę o regulowanym ciśnieniu cieczy zasilającej połączoną z magistralą zasilającą wysokiego ciśnienia cieczy poprzez zawór redukcyjny regulowany, znamienny tym, że ma dodatkową spływową magistralę (19), która wraz z magistralą (3) o regulowanym ciśnieniu cieczy zasilającej tworzą parę na której zabudowany jest rewersyjny rozdzielacz (20) zmiany funkcji magistrali (3) o regulowanym ciśnieniu cieczy i dodatkowej spływowej magistrali (19), które to magistrale są połączone z zaworem (8) bezpieczeństwa zaworowego bloku (6), przy czym zawór (8) bezpieczeństwa ma zamykający element (10) ukształtowany w hydrauliczny zespół (13,14,15) regulacji siły sprężyny (11) docisku zamykającego elementu (10) zaworu (8) bezpieczeństwa do gniazda.
4. 4. Układ hydrauliczny według zastrz. 3, znamienny tym, że hydrauliczny zespół regulacji docisku zamykającego elementu (10) zaworu (8) bezpieczeństwa tworzy tłoczek (14) osadzony w cylindrze (15) połączony dokowym trzpieniem (13) z zamykającym elementem (10), przy czym podtłokowa komora (18) i nadtłokowa komora (16) cylindra (15) połączone są odpowiednio ze spływową magistralą (19) i magistralą (3) o regulowanym ciśnieniu cieczy.