PL166576B1 - Układ tłoczący z napędem hydraulicznym siłownikowym do pompowania komponentów kleju poliuretanowego - Google Patents

Abstract

1. Układ tłoczący z napędem hydraulicznym siłownikowym do V pompowania komponentów kleju poliuretanowego, zawierający siłownik napędowy hydrauliczny, pompy tłokowe, zawory zwrotne, zawory sterujące i regulacyjneorazzbiornikkomponentów kleju poliuretanowego, znamienny tym, że ma pompy tłokowe (łą, Ib) w ilości równej ilości stosowanych komponentów kleju poliuretanowego o cylindrach tej samej długości, lecz średnicach o wymiarachodpowiadających wielkościomproporcjonalnymdo wielkości wagowych składu ilościowego poszczególnych komponentów kleju poliuretanowego, zaś tłoczyska pomp tłokowych (la, 1b) są przyłączone równolegle do łącznika tłoczysk (3) sprzęgającegoje z tłoczyskiem położonego przeciwlegle siłownika napędowego hydraulicznego (2) dwustronnego działania, przy czym do obu wlotów cylindra siłownika napędowego hydraulicznego(2)dwustronnegodziałaniajest podłączony poprzezprzewody zasilające(18a, 18b)rozdzielaczrewersyjny(19) przyłączonydo obiegu zasilania hydrauliki siłowej (20), a sterowany przez sterownik samoczynnej rewersji (21), natomiast cylinder każdej pompy tłokowej (la, 11)) jest przyłączony swymwlotempoprzez zawórzwrotnymssania(7a,7b)i wąż ssawny (8a, 8b) do odpowiadającej mu komory (9a, 9b) zbiornika komponentów kleju poliuretanowego (9), zaś swym wylotem poprzez zawór zwrotny tłoczenia (10a, 10b) i zawór sterujący (11a, 11b)jest przyłączony do węża tłocznego (12a, 12b) doprowadzonego do odrębnego wlotu nabojnicy (15) wprowadzonej do otworu wiertniczego (16)w górotworze kopalni głębinowej.

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ tłoczący z napędem hydraulicznym siłownikowym do pompowania komponentów kleju poliuretanowego pod ciśnieniem do nabojnicy wprowadzonej w otwór wiertniczy górotworu dla wzmocnienia i uszczelnienia górotworu lub calizny węglowej w strefach zaburzeń tektonicznych, a zasilany bezpośrednio z obiegu hydrauliki siłowej zwłaszcza w wyrobiskach górniczych ścianowych z obudową zmechanizowaną w podziemiach kopalni głębinowej.

Dotychczas stosowane układy i urządzenia do pompowania komponentów kleju poliuretanowego pod ciśnieniem do nabojnic wprowadzonych w otwory wiertnicze górotworu w podziemiach kopalni głębinowej nie są przystosowane do zasilania bezpośrednio z obiegu hydrauliki siłowej zwłaszcza obudów zmechanizowanych zlokalizowanych w podziemnych wyrobiskach górnicznych ścianowych.

Znany jest i stosowany układ do pompowania dwuskładnikowych komponentów kleju poliuretanowego pod ciśnieniem do nabojnicy z mieszalnikiem, wprowadzonej do otworu wiertniczego w górotworze kopalni głębinowej dla jego wzmocnienia i uszczelnienia w strefach zaburzeń tektonicznych, zwłaszcza w wyrobiskach górniczych ścianowych z obudową zmechanizowaną. Powyższy układ jest wyposażony w pompy tłoczące komponenty kleju poliuretanowego zlokalizowane w wyrobiskach górniczych chodnikowych nadścianowych lub podścianowych oraz zasilane w tych wyrobiskach sprężonym powietrzem.

Niedogodnością techniczną i eksploatacyjną powyższego układu jest konieczność prowadzenia z pomp zlokalizowanych w wyrobisku górniczym chodnikowym długich podwójnych

166 576 węży wysokociśnieniowych dla przekazania pod ciśnieniem komponentów kleju poliuretanowego do nabojnic z mieszalnikami, umieszczonych w kolejno wykonanych otworach wiertniczych w skałach stropowych lub w caliźnie węglowej w strefach zaburzeń tektonicznych eksploatowanego wyrobiska górniczego ścianowego. Każda kolejno prowadzona operacja wtłaczania do kolejnych otworów wiertniczych górotworu po wymieszaniu w mieszalniku komponentów szybkowiążącego się kleju poliuretanowego wymaga każdorazowo skrupulatnego czyszczenia i udrożnienia stosowanych długich węży wysokociśnieniowych oraz czyszczenia lub wymiany mieszalnika przyłączonego rozłącznie do nabojnicy. Wskutek tego tak prowadzona technologia pompowania i mieszania komponentów kleju poliuretanowego oraz klejenia nim skał stropowych i calizny węglowej cechuje się dużą pracochłonnością i materiałochłonnością, a zwłaszcza stratami komponentów kleju poliuretanowego w tak długich wężach wysokociśnieniowych po każdej operacji klejenia, jak również zużycia znacznch ilości sprężonego powietrza.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 103 983 rozwiązanie urządzenia do dozowania i wprowadzania w grunt wieloskładnikowego iniektu, uzyskiwanego przy użyciu sprężonego gazu za pomocą zamkniętej komory ciśnieniowej do dozowania, w której są umieszczone urządzenia do pomiaru intensywności przepływu dozowanych składników iniektu. Ciśnienie w komorze dozowania i mieszania jest wyższe od ciśnienia atmosferycznego, a niższe od ciśnienia gazu w pojemnikach składników iniektu. Powyższe urządzenie nie może być przystosowane do tłoczenia do otworów wiertniczych górotworu komponentów kleju poliuretanowego, jak również do zasilania z obiegu hydrauliki siłowej.

Znane jest również z polskiego opisu patentowego nr 152 592 rozwiązanie sposobu i instalacji do wzmacniania oraz uszczelniania górotworu, w którym zastosowana instalacja ma do wlotu podstawowych składników w głowicy mieszającej nabojnicy iniekcyjnej podłączony zawór odcinający z zaworem zwrotnym oraz posobnie przyłączonym zaworem regulacyjnym lub regulatorem ciśnienia, tłoczącym przewodem z pompą podstawowych składników połączoną króćcem ssącym i przewodem ze zbiornikiem podstawowych składników substancji. Do wlotu roztworu wodnego katalizatora albo katalizatora z antybuforem głowicy mieszającej wysokociśnieniowej jest przyłączony zawór zwrotny z zaworem odcinającym i przewodem tłoczącym wraz z zaworem regulacyjnym pompy wodnego roztworu katalizatora i zaworem przelewowym, osadzonymi pomiędzy przewodem tłoczącym i króćcem tłoczącym pompy przyłączonej swoim króćcem ssącym poprzez przewód ze zbiornikiem wodnego roztworu katalizatora, bądź katalizatora z antybuforem, a połączonych najkorzystniej ze wspólnym napędem obrotowym dla pompy podstawowych składników substancji klejowej i pompy roztworu wodnego katalizatora, mocowanych na wspólnej płycie montażowej. Pompa roztworu wodnego katalizatora ma regulowane ciśnienie i wydajność proporcjonalnie do wydajności i ciśnienia pompy podstawowych składników substancji klejowej na wlocie do wysokociśnieniowej głowicy mieszającej.

Powyższa instalacja do wzmacniania oraz uszczelniania górotworu cechuje się skomplikowaną konstrukcję z napędami wymagającymi zasilania elektrycznego lub sprężonym powietrzem stacjonarnej lokalizacji z elastycznymi przewodami odpowiedniej długości dla pompowania oddzielnie podstawowych składników substancji i roztworu wodnego katalizatora do głowicy mieszającej przyłączonej do nabojnicy iniekcyjnej w danym otworze wiertniczym. Zastosowana konstrukcja wysokociśnieniowej głowicy mieszającej nie może być przystosowana do skutecznego i bezawaryjnego mieszania komponentów kleju poliuretanowego, zaś zastosowana instalacja z napędem pompowym przystosowana jako przenośna nie może być zasilana bezpośrednio z obiegu hydrauliki siłowej obudowy zmechanizowanej. Również nie znalazło zastosowania do zasilania bezpośrednio z obiegu hydrauliki siłowej rozwiązanie pompy hydraulicznej według zgłoszenia wynalazku do ochrony patentowej nr P. 262 432, w której korpusie jest umieszczony dwustopniowy zespół tłoczący napędzany dźwignią jednoramienną, pobierający medium ze zbiornika i przekazujący pod ciśnieniem medium do obrotowego zaworu rozdzielczego, a stamtąd poprzez przyłącza do odbiornika. Pod obudową obrotowego zaworu rozdzielczego znajduje się komora o zmiennej objętości, która w zależności od panującego w układzie ciśnienia przesuwa wzdłużnie łącznik, wywierający zmienny nacisk na zawór tłoczący, zmieniając jego charakterystykę.

166 576

Powyższe niedogodności zostały wyeliminowane przez nowe rozwiązanie układu tłoczącego z napędem hydraulicznym siłownikowym do pompowania komponentów kleju poliuretanowego, zawierającego siłownik napędowy hydrauliczny, pompy tłokowe, zawory zwrotne, zawory sterujące i regulacyjne oraz zbiornik komponentów kleju poliuretanowego. Zgodnie z wynalazkiem powyższy układ ma pompy tłokowe w ilości równej ilości stosowanych komponentów kleju poliuretanowego o cylindrach tej samej długości, lecz średnicach o wymiarach odpowiadających wielkościom proporcjonalnym do wielkości wagowych składu ilościowego poszczególnych komponentów kleju poliuretanowego. Tłoczyska pomp tłokowych są przyłączone równolegle do łącznika tłoczyska, sprzęgającego je z tłoczyskiem położonego przeciwlegle siłownika napędowego hydraulicznego dwustronnego działania. Do obu wlotów cylindra siłownika napędowego hydraulicznego dwustronnego działania jest podłączony poprzez przewody zasilające rozdzielacz rewersyjny, przyłączony do obiegu zasilania hydrauliki siłowej, a sterowany przez sterownik samoczynnej rewersji. Natomiast cylinder każdej pompy tłokowej jest przyłączony swym wlotem poprzez zawór zwrotny i wąż ssawny do odpowiadającej mu komory zbiornika komponentów kleju poliuretanowego, zaś swym wylotem poprzez zawór zwrotny tłoczenia i zawór sterujący jest przyłączony do węża tłocznego, doprowadzonego do odrębnego wlotu nabojnicy wprowadzonej do otworu wiertniczego w górotworze kopalni głębinowej. Pomiędzy każdy zawór zwrotny tłoczenia a zawór sterujący jest przyłączony zawór regulacyjny z wężem zwrotnym doprowadzonym do odpowiadającej mu komory zbiornika komponentów kleju poliuretanowego.

Zastosowanie układu tłoczącego według wynalazku umożliwia uzyskanie lekkiej i zwartej konstrukcji przenośnej zespołu pomp tłokowych z napędem hydraulicznym siłownikowym, w pełni przydatnej do bezpośredniego przyłączenia do zasilania z obiegu hydrauliki siłowej poprzez przyłącza hydrauliczne poszczególnych sekcji obudowy zmechanizowanej w podziemnym wyrobisku górniczym ścianowym, w którym konieczne jest wzmocnienie lub uszczelnianie skał stropowych względnie calizny węglowej w strefach spękań górotworu wtłaczaniem do odpowiednich otworów wiertniczych przez nabojnicę pod ciśnieniem mieszaniny z komponentów kleju poliuretanowego. Celowe wprowadzenie zróżnicowanych wymiarów cylindrów pomp tłokowych o tych samych długościach, lecz o różnych średnicach, proporcjonalnych do wielkości wagowych składu ilościowego poszczególnych komponentów kleju poliuretanowego, umożliwia uzyskanie każdorazowo po wymieszaniu właściwej konsystencji tego kleju poliuretanowego, co zapewnia osiągnięcie maksymalnych parametrów wytrzymałościowych klejenia skał stropowych lub calizny węglowej górotworu przy minimalnych nakładach materiałowych. Powyższe rozwiązanie pozwala znacznie zmniejszyć pracochłonność wykonywanych operacji klejenia górotworu oraz czyszczenia całej instalacji, z uwagi na krótkie odcinki węży zasilających i dozujących. Lekki i zwrotny zespół pomp tłokowych z siłownikiem napędowym hydraulicznym dwustronnego działania wraz z rozdzielaczem rewersyjnym oraz zaworami zwrotnymi, sterującymi i regulacyjnymi jest łatwy w przenoszeniu i instalacji w najdogodniejszym miejscu przyłączenia się do obiegu zasilania hydrauliki siłowej, a szczególnie w wyrobisku górniczym ścianowym do przyłączy hydraulicznych sekcji obudowy zmechanizowanej blisko wykonanego otworu wiertniczego w górotworze.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładowym wykonaniu na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia schemat połączeń układu tłoczącego z napędem hydraulicznym siłownikowym do pompowania dwóch komponentów kleju poliuretanowego do nabojnicy wprowadzonej w górotwór, fig. 2 przedstawia zespół pomp tłokowych z napędem hydraulicznym siłownikowym powyższego układu w widoku z góry, natomiast fig. 3 przedstawia zespół pomp tłokowych z napędem hydraulicznym siłownikowym powyższego układu z wykrojem bocznym A - A w widoku od czoła.

Układ tłoczący z napędem hydraulicznym siłownikowym według wynalazku zawiera dwie pompy tłokowe 1a i 1b oraz położony przeciwlegle siłownik napędowy hydrauliczny 2 dwustronnego działania, sprzężone ze sobą swymi tłoczyskami poprzez łącznik tłoczysk 3. Cylindry obu pomp tłokowych 1a i 1b są tej samej długości oraz średnicy i są umocowane w płytce mocującej pomp 4. Cylinder siłownika napędowego hydraulicznego 2 dwustronnego działania jest umocowany w płytce mocującej siłownika 5. Płytka mocująca pomp 4 jest połączona z płytką

166 576 mocującą siłownika 5 przy pomocy czterech dwustronnie złączonych śrub 6. Do wlotu cylindra pierwszej pompy tłokowej la jest włączony poprzez zawór zwrotny ssania 7a wąż ssawny 8a doprowadzony do pierwszej komory 9a zbiornika komponentów kleju poliuretanowego 9. Do wylotu cylindra pierwszej pompy tłokowej 1a jest włączony poprzez zawór zwrotny tłoczenia 10a i zawór sterujący 11a wąż tłoczny 12a. Pomiędzy ten zawór zwrotny tłoczenia 10a a zawór sterujący 11a jest przyłączony zawór regulacyjny 13a z wężem zwrotnym 14a doprowadzonym do pierwszej komory 9a zbiornika komponentów kleju poliuretanowego 9. Do wlotu cylindra drugiej pompy tłokowej 1b jest włączony poprzez drugi zawór zwrotny ssania 7b drugi wąż ssawny 8b doprowadzony do drugiej komory 9b zbiornika komponentów kleju poliuretanowego 9. Do wylotu cylindra drugiej pompy tłokowej 1b jest włączony poprzez drugi zawór zwrotny tłoczenia 10b i drugi zawór sterujący 11b drugi wąż tłoczny 12b. Pomiędzy ten drugi zawór zwrotny tłoczenia 10b a drugi zawór sterujący 11b jest przyłączony drugi zawór regulacyjny 13b z drugim wężem zwrotnym 14b doprowadzonym do drugiej komory 9b zbiornika komponentów kleju poliuretanowego 9. Oba węże tłoczne 12a i 12b są doprowadzone do nabojnicy 15 wprowadzonej do otworu wiertniczego 16 w górotworze kopalni głębinowej. Do cylindrów obu pomp tłokowych 1a i 1b są wkręcone manometry 17a i 17b. Do obu wlotów cylindra siłownika napędowego hydraulicznego 2 dwustronnego działania są doprowadzone dwa przewody zasilające 18a i 18b przyłączone poprzez rozdzielacz rewersyjny 19 do obiegu zasilania hydrauliki siłowej 20. Rozdzielacz rewersyjny 19 jest sterowany przez sterownik samoczynnej rewersji 21 z regulatorem czasowym rewersji.

Układ tłoczący według wynalazku instaluje się w wyrobisku górniczym ścianowym blisko wykonanego otworu wiertniczego 16 w górotworze, przyłączając jego siłownik napędowy hydrauliczny 2 dwustronnego działania z rozdzielaczem rewersyjnym 19 do obiegu zasilania hydrauliki siłowej 20 poprzez najbliżej położone przyłącze hydrauliczne sekcji obudowy zmechanizowanej. Po wprowadzeniu do odpowiednich komór 9a, 9b podręcznego zbiornika komponentów kleju poliuretanowego 9 węży ssawnych 8a, 8b i węży zwrotnych 14a, Mb oraz po przyłączeniu węży tłocznych 12a, 12b do wlotów nabojnicy 15 wprowadzonej do otworu wiertniczego 16 górotworu uruchamia się sterownikiem samoczynnej rewersji 21 z odpowiednio nastawionym regulatorem czasowym rozdzielacz rewersyjny 19, który przełączany cyklicznie powoduje ruch posuwisto - zwrotny tłoczyska siłownika napędowego hydraulicznego 2 oraz sprzężonych z nim tłoczysk pomp tłokowych 1a i 1b. Przy cyklu wsuwania tłoczyska tego siłownika napędowego hydraulicznego 2 następuje wysuwanie tłoczysk obu pomp tłokowych 1 a i 1b z ich cylindrów, powodując zasysanie do nich komponentów kleju poliuretanowego przez ich zawory zwrotne ssania 7a, 7b wężami ssawnymi 8a, 8b z komór 9a, 9b podręcznego zbiornika komponentów kleju poliuretanowego 9. Natomiast przy następnym cyklu wysuwania tłoczyska tego siłownika napędowego hydraulicznego 2 następuje wsuwanie tłoczysk obu pomp tłokowych 1a i 1b do ich cylindrów, powodując wtłaczanie zawartych w nich komponentów kleju poliuretanowego poprzez zawory zwrotne tłoczenia 10a, 10b i wysterowane zawory sterujące 11a, 11b oraz przez ich węże tłoczne 12a, 12b do odrębnych wlotów nabojnicy 15, która wtłacza mieszaninę tych komponentów kleju poliuretanowego do otworu wiertniczego 16 w strefie spękań górotworu. Przez zamknięcie zaworów sterujących 11a i 11b i równoczesne otwarcie zaworów regulacyjnych 13a i 13b zostaje przerwany proces wtłaczania komponentów kleju poliuretanowego do węży tłocznych 12a i 12b, zaś uruchomiony wewnętrzny obieg przepływu zwrotnego komponentów kleju poliuretanowego z obu pomp tłokowych 1a i 1b poprzez węże zwrotne Ma i Mb do komór 9a i 9b podręcznego zbiornika komponentów kleju poliuretanowego 9.

l66 576

Fg.2

166 576

Fig.3

166 516

1b 1a 10b 17a 7a 8ą 10a 13a 11a 12a_ 15

!|tt!

Fig.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ tłoczący z napędem hydraulicznym siłownikowym do pompowania komponentów kleju poliuretanowego, zawierający siłownik napędowy hydrauliczny, pompy tłokowe, zawory zwrotne, zawory sterujące i regulacyjne oraz zbiornik komponentów kleju poliuretanowego, znamienny tym, że ma pompy tłokowe (la, Ib) w ilości równej ilości stosowanych komponentów kleju poliuretanowego o cylindrach tej samej długości, lecz średnicach o wymiarach odpowiadających wielkościom proporcjonalnym do wielkości wagowych składu ilościowego poszczególnych komponentów kleju poliuretanowego, zaś tłoczyska pomp tłokowych (la, Ib) są przyłączone równolegle do łącznika tłoczysk (3) sprzęgającego je z tłoczyskiem położonego przeciwlegle siłownika napędowego hydraulicznego (2) dwustronnego działania, przy czym do obu wlotów cylindra siłownika napędowego hydraulicznego (2) dwustronnego działania jest podłączony poprzez przewody zasilające (18a, l8b) rozdzielacz rewersyjny (19) przyłączony do obiegu zasilania hydrauliki siłowej (20), a sterowany przez sterownik samoczynnej rewersji (21), natomiast cylinder każdej pompy tłokowej (la, lb) jest przyłączony swym wlotem poprzez zawór zwrotnym ssania (7a, 7b) i wąż ssawny (8a, 8b) do odpowiadającej mu komory (9a, 9b) zbiornika komponentów kleju poliuretanowego (9), zaś swym wylotem poprzez zawór zwrotny tłoczenia (l0a, l0b) i zawór sterujący (lla, llb) jest przyłączony do węża tłocznego (l2a, l2b) doprowadzonego do odrębnego wlotu nabojnicy (l5) wprowadzonej do otworu wiertniczego (l6) w górotworze kopalni głębinowej.
2. 2. Układ tłoczący z napędem hydraulicznym siłownikowym według zastrz. l, znamienny tym, że pomiędzy każdy zawór zwrotny tłoczenia (l0a, l0b) a zawór sterujący (lla, llb) jest przyłączony zawór regulacyjny (l3a, l3b) z wężem zwrotnym (l4a), (l4b) doprowadzonym do odpowiadającej mu komory (9a, 9b) zbiornika komponentów kleju poliuretanowego (9).