PL207470B1 - Blok zaworowy, zwłaszcza do stojaków obudów górniczych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest blok zaworowy, zwłaszcza do stojaków obudów górniczych, mający zastosowanie w układach hydraulicznych zmechanizowanych obudów ścianowych, pracujących w podziemiach kopalń .

Z polskiego opisu patentowego nr 189037 wynalazku znany jest hydraulicznie sterowany zawór zwrotny do układu hydraulicznego w górnictwie podziemnym zawierający umieszczony w obudowie element zaworowy, obciążony sprężyną zamykającą w kierunku zamykania. Element zaworowy, w celu odciążenia ciś nienia strony wysokociś nieniowej układu hydraulicznego, jest podnoszony ze swojego gniazda zaworowego przez tłok sterujący, umieszczony w obudowie i zasilany hydraulicznym ciśnieniem sterowania wbrew sile sprężyny zamykającej. Tłok sterujący jest zaopatrzony w popychacz, oddziałujący na element zaworowy po jego stronie odpływowej. W obudowie zaworu zwrotnego jest umieszczony zawór odciążenia wstępnego sterowany przez tłok sterujący wbrew sile jego sprężyny zamykającej. Zawór odciążenia wstępnego jest zasilany hydraulicznym ciśnieniem sterującym tłok sterujący. W odniesieniu do swojej powierzchni zasilanej ciśnieniem sterowania, jest tak zwymiarowany, że element zaworowy zaworu zwrotnego jest podnoszony przez tłok sterujący ze swojego gniazda zaworowego przy odciążeniu ciśnienia roboczego poprzez otwarty zawór odciążenia wstępnego, po stronie wysokiego ciśnienia, do wartości ciśnienia, odpowiadającej około 20-50% tego ciśnienia roboczego.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 176368 wynalazku sterowany zawór zwrotny, mający element zaworowy dociskany wstępnie do gniazda zaworowego sprężyną oraz ciśnieniem cieczy przestrzeni roboczej urządzenia do którego zawór jest podłączony. Zawór jest sterowany za pośrednictwem tłoka lub tłoków sterujących umieszczonych jeden nad drugim w osi korpusu zaworu, a połączonych z różnymi przyłączami medium sterującego. Ponad dociskowymi powierzchniami gniazda zaworu i zaworowego elementu ma pierścieniową dławiącą szczelinę o pewnej wysokości, a w osi zaworu pomiędzy kanałem łączącym przestrzeń roboczą urządzenia z zaworem a zaworowym elementem ma osadzony przesuwnie różnicowy tłok z zaworem przelotowym, którego przesuw w zaworze jest ograniczony. Korpus zaworu zamknię ty jest od góry korkiem z otworem w osi, do którego dołączony jest jeden z układów sterowania, a od dołu zamykającą tuleję z kanałem połączonym z przestrzenią roboczą odbiornika.

Celem wynalazku jest taka konstrukcja bloku zaworowego, która - przy zapewnieniu jego szczelności i pewności działania - zapobiegnie nadmiernym przyrostom ciśnienia w części zasilającej przestrzeń odbiornika, a tym samym ewentualnym uszkodzeniom jego elementów.

Cel ten osiągnięto w bloku zaworowym, który według wynalazku zawiera korpus z otworami gniazd przyłączy ciśnieniowych, przyłączy odbiornika i przyłączy przelewowych oraz z otworem montażowym zespołu elementów sterujących, a także element ustalający z osiowym otworem stanowiącym przyłącze sterujące. Zespół elementów sterujących ma postać tulei zaworu zwrotnego z suwliwie osadzonym tłoczkiem współpracującym z gniazdem i sterujących tulei z osadzonym suwliwie co najmniej jednym tłoczkiem sterującym zespolonych w jedną wyjmowalną całość.

Blok zaworowy charakteryzuje się tym, że sterująca tuleja zamykająca ma dwa rzędy otworów łączących przestrzeń gniazda przyłącza ciśnieniowego z przestrzenią gniazda przyłącza odbiornika, przy czym otwory gniazda przyłącza ciśnieniowego i gniazda przyłącza odbiornika są usytuowane w korpusie niesymetrycznie wzglę dem siebie.

Pożądane jest, kiedy tuleja zaworu zwrotnego ma co najmniej jeden przelewowy otwór łączący przestrzeń pod grzybkiem tłoczka zaworu zwrotnego z przestrzenią gniazda przyłącza odbiornika i gniazd przyłączy przelewowych.

Celowe jest ponadto, kiedy tłoczek zaworu zwrotnego jest połączony rozłącznie ze sterującym tłoczkiem, korzystnie skręcony.

Najlepiej jest przy tym, kiedy tuleja zaworu zwrotnego, sterująca tuleja pośrednia i sterująca tuleja zamykająca oraz ustalający element są ze sobą połączone w sposób umożliwiający ich łączne wyjęcie z korpusu.

W preferowanym wykonaniu tuleja zaworu zwrotnego, sterują ca tuleja poś rednia i sterują ca tuleja zamykająca są ze sobą połączone rozłącznie, najlepiej skręcone.

Równie celowe jest, kiedy ustalający element jest połączony obrotowo ze sterującą tuleją zamykającą, korzystnie za pomocą ustalających kołków.

PL 207 470 B1

Wskazane jest przy tym, kiedy nadgrzybkowa część tłoczka zaworu zwrotnego jest osadzona suwliwie w sterującej tulei pośredniej.

Dalsze korzyści według wynalazku uzyskuje się, kiedy stosunek powierzchni denka sterującego tłoczka do powierzchni podstawy grzybka tłoczka zaworu zwrotnego jest dobrany w sposób pozwalający na odsunięcie stożkowej powierzchni grzybka tłoczka zaworu zwrotnego od zaworowego gniazda przy ciśnieniu sterującym niższym od ciśnienia panującego pod tłoczkiem zaworu zwrotnego.

W zalecanym wykonaniu sterują ca tuleja pośrednia dociska zaworowe gniazdo do tulei zaworu zwrotnego.

Pożądane jest także, kiedy tuleja zaworu zwrotnego ma otwory usytuowane w dolnej części swej pobocznicy.

Najlepiej jest ponadto, kiedy sterujący tłoczek osadzony suwliwie w sterującej tulei zamykającej ma uszczelnienie w postaci ślizgowego pierścienia.

Równie korzystne jest, kiedy sterujący tłoczek dodatkowego sterowania jest osadzony suwliwie w ustalającym elemencie i ma uszczelnienie w postaci ślizgowego pierścienia.

Szczególnie celowe jest również, kiedy otwór gniazda przyłącza odbiornika usytuowany jest osiowo w dnie korpusu i przesunięty w zasadzie równolegle w stosunku do osi wzdłużnej korpusu.

Dodatkowo wskazane jest, kiedy korpus ma po stronie otworu gniazda przyłącza odbiornika korzystnie dwa montażowe otwory rozmieszczone prostopadle i symetrycznie względem przyłączeniowego otworu gniazda przyłącza ciśnieniowego.

W uprzywilejowanym wykonaniu zaworowe gniazdo jest wykonane z materiału plastycznego o wysokiej odporności na ścieranie i udarność.

Konstrukcja bloku zaworowego według wynalazku, zapewnia szczelność i pewność jego działania oraz zapobiega nadmiernym przyrostom ciśnienia w części zasilającej przestrzeń odbiornika. Zapewnia to węzeł konstrukcyjny, utworzony przez sterującą tuleję zamykającą z dwoma rzędami otworów łączących przestrzeń gniazda przyłącza ciśnieniowego z przestrzenią gniazda przyłącza odbiornika i tłoczek sterujący oraz usytuowanie w korpusie otworów gniazda przyłącza ciśnieniowego i gniazda przyłącza odbiornika niesymetrycznie względem siebie.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia blok zaworowy w przekroju wzdłużnym, fig. 2 przedstawia blok zaworowy w widoku od strony otworów gniazd PA, PB i A1 przyłączy ciśnieniowych oraz przelewowego, fig. 3 przedstawia blok zaworowy w widoku od strony otworów gniazd B i A2 przyłącza odbiornika i przyłącza przelewowego, a fig. 4 przedstawia blok zaworowy w widoku od strony otworu gniazda A przyłącza odbiornika.

Blok zaworowy zawiera korpus 1 z umiejscowionymi w jego ściankach otworami gniazd PA i PB przyłączy ciśnieniowych, otworem gniazda B przyłącza odbiornika oraz otworami gniazd A1 i A2 przyłączy przelewowych. Gniazdo PA jest gniazdem przyłączeniowym zasilania i spływu przestrzeni podtłokowej odbiornika. Gniazdo PB jest gniazdem przyłączeniowym zasilania i spływu przestrzeni nadtłokowej odbiornika. Gniazda A1 i A2 stanowią przyłącza nie pokazanych na rysunku zaworu przelewowego i manometru. Ponadto korpus 1 ma przyłączeniowy otwór gniazda A odbiornika usytuowany osiowo w dnie korpusu 1 i przesunięty w zasadzie równolegle w stosunku do jego wzdłużnej osi, łączący blok z przestrzenią podtłokową odbiornika oraz montażowy otwór 2 otwarty od góry, w którym montowany jest zespół elementów sterujących. Zespół elementów sterujących zwiera tuleję 3 zaworu zwrotnego z suwliwie osadzonym tłoczkiem 4 współpracującym z gniazdem 5 wykonanym z materiału plastycznego o wysokiej odporności na ścieranie i udarność. Tłoczek 4 jest dociskany w pozycji zamkniętej do zaworowego gniazda 5 siłą sprężyny 6 umieszczonej w jego wnętrzu oraz dodatkową siłą pochodzącą od ciśnienia czynnika roboczego doprowadzonego przez otwory 7 usytuowane w dolnej pobocznicy tulei 3. Tuleja 3 ma przelewowe otwory 8 łączące przestrzeń pod grzybkiem tłoka 4 zaworu zwrotnego z przestrzenią gniazda A odbiornika i gniazd A1, A2 przyłączy przelewowych umożliwiające zasilanie odbiornika medium roboczym lub jego powrót do spływu układu hydraulicznego poprzez gniazdo PA w korpusie 1. Sterująca tuleja 9 pośrednia z promieniowymi otworami 10 jest skręcona z tuleją 3 dociskając do niej zaworowe gniazdo 5 i stanowi zarówno prowadzenie nadgrzybkowej części 11 tłoczka 4 jak i podparcie dla sprężyny 12 sterującego tłoczka 13. Nagwintowany koniec 14 nadgrzybkowej części 11 tłoczka 4 jest skręcony ze sterującym tłoczkiem 13. Sterujący tłoczek 13 jest osadzony suwliwie w sterującej tulei 15 zamykającej i ma uszczelnienie w postaci ślizgowego pierścienia 16. Sterująca tuleja 15 ma promieniowe otwory 17 umiejscowione w dwóch rzędach na jej pobocznicy, tworzące razem z gniazdem PB przyłącza ciśnieniowego i gniazdem B przyłącza odbiornika, które są umiejscowione w ściankach korpusu 1 niesymetrycznie względem siebie - układ tzw.

PL 207 470 B1 podwójnej przegrody. Z jednej strony sterująca tuleja 15 jest połączona obrotowo za pomocą dwóch ustalających kołków 18 z ustalającym elementem 19 wkręcanym od góry w montażowy otwór 2 korpusu 1 i wyposażonym w otwór gniazda X przyłącza sterującego, a z drugiej strony jest skręcona z tuleją 9. Wewnątrz ustalającego elementu 19 osadzony jest suwliwie sterujący tłoczek 20 dodatkowego sterowania wyposażony w ślizgowe pierścienie 21, prowadzony dodatkowo przez otwór w sterującej tulei 15. Sterujący tłoczek 20 jest wprawiany w ruch impulsem ciśnienia doprowadzonym do gniazda X przyłącza sterującego z innego urządzenia hydraulicznego układu sterującego. Stosunek powierzchni 22 denka sterującego tłoczka 13 do powierzchni 23 podstawy grzybka tłoczka 4 zaworu zwrotnego jest dobrany w sposób pozwalający na odsunięcie stożkowej powierzchni grzybka tłoczka 4 od zaworowego gniazda 5 przy ciśnieniu sterującym niższym od ciśnienia panującego pod tłoczkiem 4. Połączenie tulei 3 zaworu zwrotnego, sterujących tulei 9 i 15 oraz ustalającego elementu 19 tworzy z zespołu elementów sterujących jedną wyjmowalną całość. Korpus 1 ma ponadto dwa montażowe otwory 24 umiejscowione po stronie gniazda B przyłącza odbiornika, rozmieszczone prostopadle i symetrycznie względem otworu gniazda PA przyłącza ciśnieniowego.

Do gniazda PA przyłącza ciśnieniowego w korpusie 1 doprowadzone jest medium robocze pod określonym ciśnieniem, które skierowane poprzez promieniowe otwory 10 sterującej tulei 9 wywiera nacisk na tłoczek 4 zaworu zwrotnego, dociskany do gniazda 5 i połączony ze sterującym tłoczkiem 13, powodując jednoczesne ugięcie się sprężyn 6 i 12 i otwarcie przestrzeni w tulei 3 zaworu zwrotnego kierującej medium robocze do odbiornika połączonego z gniazdem A. W tym samym czasie następuje otwarcie przestrzeni odbiornika połączonej z gniazdem B i skierowanie medium roboczego poprzez promieniowe otwory sterującej tulei 15 do gniazda PB odprowadzającego medium do spływu. Po ustaniu zasilania doprowadzanego do gniazda PA, siła sprężyn 6 i 12 oraz ciśnienie medium doprowadzonego pod tłoczek 4 zaworu zwrotnego otworami 8 w dolnej części tulei 3 zaworu zwrotnego powoduje dociśnięcie stożkowej powierzchni grzybka tłoczka 4 zaworu zwrotnego do gniazda 5 zaworu zapewniając szczelność zasilonego odbiornika podłączonego do gniazda A.

W drugiej fazie pracy do gniazda PB w korpusie 1 zostaje podane medium robocze o określonym ciśnieniu, które przez otwory 17 sterującej tulei 15 dostaje się do przestrzeni nad sterującym tłoczkiem 13 wywierając na niego nacisk i pokonując siłę sprężyn 6 i 12, powoduje przesunięcie się sterującego tłoczka 13 połączonego z tłoczkiem 4 zaworu zwrotnego, otwierając tym samym przestrzeń łączącą gniazdo PB z gniazdem B odbiornika. W tym samym czasie następuje skierowanie medium roboczego z przestrzeni odbiornika A do gniazda PA i odprowadzenie go do spływu. Sterująca tuleja 15 w połączeniu ze sterującym tłoczkiem 13 tworzą węzeł konstrukcyjny zapewniający pewne otwarcie przestrzeni odbiornika A, zanim nastąpi pełny przepływ od gniazda PB przyłącza ciśnieniowego do gniazda B odbiornika, zapobiegając nadmiernym przyrostom ciśnienia w części zasilającej przestrzeń odbiornika A i B. Ponadto zespół elementów sterujących ma umiejscowione w ustalającym elemencie 19 gniazdo X przyłącza sterującego, które pozwala na otwarcie zaworu impulsem hydraulicznym z innego urządzenia sterującego, poprzez wywarcie nacisku na sterujący tłoczek 20 dodatkowego sterowania i przesunięcie połączonego układu sterującego tłoczka 13 i tłoczka 4 zaworu zwrotnego.

Claims (15)

1. Blok zaworowy, zwłaszcza do stojaków obudów górniczych, zawierający korpus z otworami gniazd przyłączy ciśnieniowych, przyłączy odbiornika i przyłączy przelewowych oraz z otworem montażowym zespołu elementów sterujących w postaci tulei zaworu zwrotnego z suwliwie osadzonym tłoczkiem współpracującym z gniazdem i sterujących tulei z osadzonym suwliwie co najmniej jednym tłoczkiem sterującym zespolonych w jedną wyjmowalną całość, a także element ustalający z osiowym otworem stanowiącym przyłącze sterujące, znamienny tym, że sterująca tuleja (15) zamykająca ma dwa rzędy otworów (17) łączących przestrzeń gniazda (PB) przyłącza ciśnieniowego z przestrzenią gniazda (B) przyłącza odbiornika, przy czym otwory gniazda (PB) przyłącza ciśnieniowego i gniazda (B) przyłącza odbiornika są usytuowane w korpusie (1) niesymetrycznie względem siebie.

2. Blok zaworowy według zastrz. 1, znamienny tym, że tuleja (3) zaworu zwrotnego ma co najmniej jeden przelewowy otwór (8) łączący przestrzeń pod grzybkiem tłoczka (4) zaworu zwrotnego z przestrzenią gniazda (A) przyłącza odbiornika i gniazd (A1, A2) przyłączy przelewowych.

3. Blok zaworowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że tłoczek (4) zaworu zwrotnego jest połączony rozłącznie ze sterującym tłoczkiem (13), korzystnie skręcony.

PL 207 470 B1

4. Blok zaworowy według zastrz. 1 do 3, znamienny tym, ż e tuleja (3) zaworu zwrotnego, sterująca tuleja (9) pośrednia i sterująca tuleja (15) zamykająca oraz ustalający element (19) są ze sobą połączone w sposób umożliwiający ich łączne wyjęcie z korpusu (1).

5. Blok zaworowy według zastrz. 4, znamienny tym, ż e tuleja (3) zaworu zwrotnego, sterująca tuleja (9) pośrednia i sterująca tuleja (15) zamykająca są ze sobą połączone rozłącznie, najlepiej skręcone.

6. Blok zaworowy według zastrz. 4, znamienny tym, że ustalający element (19) jest połączony obrotowo ze sterującą tuleją (15) zamykającą, korzystnie za pomocą ustalających kołków (18).

7. Blok zaworowy według zastrz. 4, znamienny tym, że nadgrzybkowa część (11) tłoczka (4) zaworu zwrotnego jest osadzona suwliwie w sterującej tulei (9) pośredniej.

8. Blok zaworowy według zastrz. 2 albo 4, znamienny tym, ż e stosunek powierzchni (22) denka sterującego tłoczka (13) do powierzchni (23) podstawy grzybka tłoczka (4) zaworu zwrotnego jest dobrany w sposób pozwalający na odsunięcie stożkowej powierzchni grzybka tłoczka (4) zaworu zwrotnego od zaworowego gniazda (5) przy ciśnieniu sterującym niższym od ciśnienia panującego pod tłoczkiem (4) zaworu zwrotnego.

9. Blok zaworowy według zastrz. 5 albo 8, znamienny tym, ż e sterująca tuleja (9) pośrednia dociska zaworowe gniazdo (5) do tulei (4) zaworu zwrotnego.

10. Blok zaworowy według zastrz. 2 albo 9, znamienny tym, że tuleja (3) zaworu zwrotnego ma otwory (7) usytuowane w dolnej części swej pobocznicy.

11. Blok zaworowy według zastrz. 10, znamienny tym, że sterujący tłoczek (13) osadzony suwliwie w sterującej tulei (15) zamykającej ma uszczelnienie w postaci ślizgowego pierścienia (16).

12. Blok zaworowy według zastrz. 11, znamienny tym, że sterujący tłoczek (20) dodatkowego sterowania jest osadzony suwliwie w ustalającym elemencie (19) i ma uszczelnienie w postaci ślizgowego pierścienia (21).

13. Blok zaworowy według zastrz. 12, znamienny tym, że otwór gniazda (A) przyłącza odbiornika usytuowany jest osiowo w dnie korpusu (1) i przesunięty w zasadzie równolegle w stosunku do osi wzdłużnej korpusu (1).

14. Blok zaworowy według zastrz. 13, znamiermy tym, że korpus (1) ma po stronie otworu gniazda (B) przyłącza odbiornika korzystnie dwa montażowe otwory (24) rozmieszczone prostopadle i symetrycznie względem przyłączeniowego otworu gniazda (PA) przyłącza ciśnieniowego.

15. Blok zaworowy według zastrz. 1 do 14, znamienny tym, że zaworowe gniazdo (5) jest wykonane z materiału plastycznego o wysokiej odporności na ścieranie i udamość.