PL213628B1 - Sposób sterowania obudowa scianowa i zawór regulujacy cisnienie - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy sposobu sterowania obudową ścianową w eksploatacji podziemnej podczas rabowania, w którym sekcja obudowy jest za pomocą przesuwnika korekcyjnego osłony bocznej stropnicy (S) i przesuwnika korekcyjnego spągnicy (Ż) odpychana od przyległej sekcji obudowy, przy czym zarówno przesuwnik korekcyjny osłony bocznej stropnicy (S) jak i przesuwnik korekcyjny spągnicy (Ż) posiadają każdy swój własny zawór, regulujący ciśnienie.

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu sterowania zmechanizowaną obudową ścianową w eksploatacji podziemnej, w którym sekcja zmechanizowanej obudowy ścianowej podczas rabowania odsuwana jest od sekcji przyległej za pomocą co najmniej jednego przesuwnika korekcyjnego osłony bocznej znajdującego się w obszarze stropnicy i za pomocą co najmniej jednego przesuwnika korekcyjnego znajdującego się w obszarze spągnicy. Wynalazek dotyczy również zaworu regulującego ciśnienie dla realizacji tego sposobu sterowania obudową ścianową.

Przesuwnik korekcyjny osłony bocznej stropnicy może być przy tym poniżej osłony bocznej, która zapobiega opadaniu kamienia ze stropu pomiędzy osłonami względnie sekcjami. Równocześnie taki przesuwnik korekcyjny osłony bocznej stropnicy stanowi podporę przy stropnicy ku przyległej sekcji.

Obecnie przesuwnik korekcyjny osłony bocznej stropnicy i przesuwnik korekcyjny spągnicy (ang.: pusher) są zasilane za pomocą ciśnienia zasilania poprzez zawory sterujące.

Celem wynalazku jest stworzenie sposobu sterowania obudową ścianową w eksploatacji podziemnej, który przy małych kosztach zapewniałby na nachyleniach zwiększone zabezpieczenie przed przewróceniem przyległych sekcji obudowy.

Istotą wynalazku jest więc sposób sterowania zmechanizowaną obudową ścianową w eksploatacji podziemnej, w którym to sekcja zmechanizowanej obudowy ścianowej podczas rabowania odsuwana jest od sekcji przyległej za pomocą co najmniej jednego przesuwnika korekcyjnego osłony bocznej (S) znajdującego się w obszarze stropnicy i za pomocą co najmniej jednego przesuwnika korekcyjnego (Z) znajdującego się w obszarze spągnicy, który to sposób charakteryzuje się tym, że przesuwnik korekcyjny osłony bocznej stropnicy i przesuwnik korekcyjny spągnicy są zasilane zredukowanym ciśnieniem maksymalnym, które dla każdego z przesuwników jest pobierane z przewodu wysokiego ciśnienia (P) przez osobny zawór regulujący ciśnienie. W korzystnym sposobie ciśnienie maksymalne dla każdego zaworu regulującego ustala się oddzielnie dla obu zaworów regulujących ciśnienie.

Wynalazek dotyczy również zaworu regulującego ciśnienie charakteryzującego się tym, że, obejmuje korpus zaworu z wlotem dla wysokiego ciśnienia, wylotem do przewodu powrotnego oraz wylotem dla zredukowanego ciśnienia płynów, przy czym w korpusie zaworu znajduje się tłoczek mierniczy, obciążony za pomocą regulowanego nacisku sprężyny, który posiada zamykany iglicą zaworu przepust między wylotem dla zredukowanego ciśnienia płynów a wylotem do przewodu powrotnego. Korzystnie iglica zaworu jest dociskana przez sprężynę w kierunku tłoczka mierniczego. Równie korzystnie w korpusie zaworu znajduje się zamykany iglicą zaworu przepust między wlotem dla wysokiego ciśnienia a wylotem dla zredukowanego ciśnienia płynów. W korzystnym zaworze zarówno w przepuście korpusu zaworu jaki w przepuście tłoczka mierniczego znajduje się szczelne gniazdo przy czym osiowy odstęp obu szczelnych gniazd przy braku ciśnienia jest mniejszy niż osiowy odstęp odpowiednich stożków na iglicy zaworu. W korzystnym zaworze przy braku ciśnienia sprężyna dociska tłoczek mierniczy do ogranicznika, przy czym korzystnie znajduje się w nim drugi ogranicznik, który ogranicza ruch tłoczka mierniczego przeciwnie do siły sprężyny. W równie korzystnym zaworze co najmniej jeden ogranicznik posiada sferycznie ukształtowaną powierzchnię ogranicznika, która współpracuje ze sferyczną powierzchnią przeciwną. W innym równie korzystnym zaworze przyłączenie sprężyny do tłoczka mierniczego następuje przez powierzchnię sferyczną. W korzystnym zaworze dla przyłączenia sprężyny do tłoczka mierniczego znajduje się talerzyk sprężyny, który współpracuje korzystnie ze sferyczną powierzchnią tłoczka mierniczego.

W sposobie sterowania obudową ścianową w eksploatacji podziemnej korzystne jest to, że przesuwnik korekcyjny osłony bocznej stropnicy i przesuwnik korekcyjny spągnicy są zasilane zredukowanym ciśnieniem maksymalnym, które dla każdego z przesuwników jest pobierane z przewodu wysokiego ciśnienia przez osobny zawór regulujący ciśnienie. Dzięki temu można nie tylko zasilać ciśnieniem przesuwnik korekcyjny osłony bocznej stropnicy i przesuwnik korekcyjny spągnicy niezależnie od siebie, ale możliwe jest też nastawienie różnego ciśnienia dla każdego z tych przesuwników. Ponadto zredukowane ciśnienie maksymalne nie jest zapewniane przez przewód niskiego ciśnienia, tylko ciśnienie to jest pobierane z przewodu wysokiego ciśnienia, który w ścianie i tak jest dostępny, poprzez zawory regulujące ciśnienie oddzielne dla przesuwnika korekcyjnego osłony bocznej stropnicy i dla przesuwnika korekcyjnego spągnicy.

Według wynalazku przy małych kosztach siły, z jakimi sekcja opiera się o sekcję przyległą, dobrane są tak, że z jednej strony zapobiega się osunięciu, a z drugiej strony przewrócenie się nie jest możliwe.

Według następnego aspektu wynalazku dotyczy on zaworu regulującego ciśnienie dla realizacji powyżej wymienionego sposobu, który obejmuje korpus zaworu z wlotem dla wysokiego ciśnienia, wyloPL 213 628 B1 tem do przewodu powrotnego oraz wylotem dla zredukowanego ciśnienia płynów. Przy tym w korpusie zaworu znajduje się tłoczek mierniczy obciążony za pomocą regulowanego nacisku sprężyny, który posiada zamykany za pomocą iglicy zaworu przepust między wylotem dla zredukowanego ciśnienia płynów a wylotem do przewodu powrotnego. Poprzez tłoczek mierniczy, który jest obciążony za pomocą regulowanego nacisku sprężyny, może zostać wybrane pożądane zredukowane ciśnienie maksymalne, po przekroczeniu którego tłoczek mierniczy otwiera się wbrew naciskowi sprężyny, aby ograniczyć ciśnienie hydrauliczne docierające do wylotu dla zredukowanego ciśnienia płynów. Zawór według wynalazku może zostać podłączony do istniejącego w ścianie przewodu wysokiego ciśnienia i do odpowiedniego przewodu powrotnego, przy czym na wylocie dla zredukowanego ciśnienia płynów dostępne jest wówczas ciśnienie hydrauliczne, które nie przekracza nastawionej wartości, tzn. zredukowanego ciśnienia maksymalnego. Nastawienie pożądanego zredukowanego ciśnienia maksymalnego może nastąpić w prosty sposób, mianowicie taki, że sprężynę, która naciska na tłoczek mierniczy, wkręca się głębiej lub płycej do korpusu zaworu.

Według jednej z form realizacji wynalazku może być korzystne, gdy iglica zaworu dociskana jest przez odpowiednią sprężynę w kierunku tłoczka mierniczego, ponieważ w tym wypadku przy braku ciśnienia przepust między wylotem dla zredukowanego ciśnienia płynów a wylotem do przewodu powrotnego jest zamknięty.

Ponadto może być korzystne, gdy w korpusie zaworu jest zamykany iglicą zaworu przepust między wlotem dla wysokiego ciśnienia a wylotem dla zredukowanego ciśnienia płynów. W ten sposób iglica zaworu może zablokować dalszy dopływ płynu znajdującego się pod wysokim ciśnieniem a to wówczas, gdy ciśnienie pojawiające się na wylocie dla zredukowanego ciśnienia płynów osiągnie lub przekroczy nastawioną wartość maksymalną. Jeśli ciśnienie na wylocie dla zredukowanego ciśnienia płynów wzrosłoby w sposób niepożądany z powodu zewnętrznych sił działających na obudowę, wówczas tłoczek mierniczy jest odpychany od iglicy zaworu przeciwnie wobec nastawionej siły sprężyny, tak że płyn może odpływać do przewodu powrotnego przez przepust między wylotem dla zredukowanego ciśnienia płynów a wylotem do przewodu powrotnego.

Dla dobrego i pewnego funkcjonowania może być korzystne, gdy przy braku ciśnienia sprężyna dociska tłoczek mierniczy do umieszczonego nieruchomo w obudowie ogranicznika. Ponadto może być korzystne, gdy jest drugi ogranicznik, który ogranicza ruch tłoczka mierniczego przeciwny do siły sprężyny, ponieważ w tym wypadku można zapewnić sytuację, w której także przy mocnych uderzeniach ciśnienia zawsze pozostaje otwarte połączenie do przewodu powrotnego, a po uderzeniu ciśnienia wszystkie części zaworu znajdują się na pożądanych pozycjach.

Według następnej formy realizacji wynalazku co najmniej jeden ogranicznik, do którego dobija tłoczek mierniczy, może posiadać sferycznie ukształtowaną powierzchnię ogranicznika, która współoddziałuje ze sferyczną powierzchnią przeciwną. W ten sposób można kompensować odchylenia, które są powodowane przez sprężynę, która nie wytwarza siły skierowanej dokładnie osiowo.

Z tego samego powodu korzystne może być przeprowadzenie przyłączenia sprężyny do tłoczka mierniczego za pomocą powierzchni sferycznej. W tym celu może być wykorzystany np. talerzyk sprężyny, który korzystnie współoddziałuje ze sferyczną powierzchnią tłoczka mierniczego. Talerzyk sprężyny może być przy tym ukształtowany tak, że styk między talerzykiem sprężyny a tłoczkiem mierniczym następuje wzdłuż sferycznej powierzchni częściowej albo przez przybliżony styk liniowy.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania został uwidoczniony na rysunku, na którym: fig. 1 - przedstawia zawór regulujący ciśnienie w przekroju wzdłużnym fig. 2 - przedstawia powiększenie fragmentu przekroju z fig. 1;

fig. 3 - przedstawia schemat układu hydraulicznego z trzema przesuwnikami korekcyjnymi osłony bocznej stropnicy i jednym przesuwnikiem korekcyjnym spągnicy; oraz fig. 4 - przedstawia schemat układu hydraulicznego następnej formy realizacji z automatycznym sterowaniem zaworów regulujących ciśnienie.

Fig. 1 pokazuje przekrój przez zawór regulujący ciśnienie, obejmujący korpus zaworu 10 z wlotem 11 dla wysokiego ciśnienia P, wylotem 14 do przewodu powrotnego R i wylotem 12 dla zredukowanego ciśnienia płynów A. Wlot 11 jest tu podłączany do istniejącego w ścianie przewodu dopływowego z wysokim ciśnieniem P, a wylot 14 do odpowiedniego przewodu powrotnego R. Wylot 12 dla zredukowanego ciśnienia płynów A może zostać podłączony do przesuwnika korekcyjnego osłony bocznej stropnicy albo do przesuwnika korekcyjnego spągnicy.

Jak pokazują fig. 1 i 2, do centralnego otworu korpusu zaworu 10 wkręcona jest poprzez pierścienie uszczelniające obudowa sprężyny 16, w której mieści się sprężyna śrubowa 17, której wolny koniec naci4

PL 213 628 B1 ska na kołnierz 18 tłoczka mierniczego 20, przy czym kołnierz 18 przy (przedstawionym tu) braku ciśnienia przylega do dna wkładki gwintowanej 22. Wkładka gwintowana 22 posiada stopniowany przekrój i jest w sposób uszczelniony wkręcona do osiowego otworu korpusu zaworu 10. W środku wkładki gwintowanej 22 jest centralny otwór, w którym w sposób uszczelniony zainstalowany jest tłoczek mierniczy 20.

Tłoczek mierniczy 20 jest poprowadzony w sposób uszczelniony we wnętrzu wkładki gwintowanej 22 i posiada centralny otwór nieprzelotowy 24, który tworzy przepust 24' między wylotem 12 dla zredukowanego ciśnienia płynów A, a wylotem 14 do przewodu powrotnego R. Na prawym (patrząc na figury) końcu otworu nieprzelotowego 24 jest wykonany krzyżujący się z nim przelotowy otwór poprzeczny 26, który tworzy połączenie między otworem 24 a wylotem 14.

Przepust 24' w tłoczku mierniczym 20 w obszarze szczelnego gniazda 28 daje się zamknąć za pomocą stożka 30 iglicy zaworu 32, przy czym iglica zaworu 32 dociskana jest przez sprężynę 34 w kierunku tłoczka mierniczego 20 względnie w kierunku szczelnego gniazda 28. Sprężyna 34 mieści się w otworze nieprzelotowym następnej wkładki gwintowanej 36, która jest wkręcona do korpusu zaworu 10. W tym otworze nieprzelotowym poprowadzony jest przesuwnie lewy koniec iglicy zaworu 32.

W korpusie zaworu 10, tzn. dokładniej w prawym (na figurach) końcu wkładki gwintowanej 36 znajduje się następne szczelne gniazdo 38, za pomocą którego może zostać zamknięty przepust 39 między wlotem 11 dla wysokiego ciśnienia P a wylotem 12 dla zredukowanego ciśnienia płynów A. Do zamykania służy następny stożek 40, który jest uformowany na iglicy zaworu 32.

Jak pokazano szczegółowo na fig. 2, osiowy odstęp szczelnego gniazda 38 umiejscowionego w przepuście 39 korpusu zaworu 10 od szczelnego gniazda 28 umiejscowionego w przepuście 24' tłoczka mierniczego 20 jest przy (przedstawionym) braku ciśnienia mniejszy niż osiowy odstęp odpowiednich stożków 40 i 30 na iglicy zaworu 32. Dzięki temu przy braku ciśnienia stożek zaworu 40 nie przylega do szczelnego gniazda 38, tak że istnieje połączenie przepływu między przewodem dopływowym P a złączem 12 dla zredukowanego ciśnienia płynów A. Równocześnie w tym stanie przepust 20 jest zamknięty przez stożek zaworu 30 przylegający do gniazda zaworu 28.

Ciśnienie wyjściowe powstające na złączu 12 dla zredukowanego ciśnienia płynów A może być ustawione w bardzo dużym zakresie od ok. 15 do ok 250 bar przy ciśnieniu zasilania P w wysokości ok. 300 bar poprzez wkręcenie obudowy sprężyny 16 głębiej lub płycej do korpusu zaworu 10. W ten sposób można zmieniać siłę, z którą sprężyna 17 naciska na tłoczek mierniczy 20.

W normalnej eksploatacji przedstawiony zawór jest zasilany wysokim ciśnieniem P poprzez złącze 11 a płyn hydrauliczny płynie najpierw przez przepust 39 w szczelnym gnieździe 38 do wylotu 12 dla zredukowanego ciśnienia płynów A. To ciśnienie naciska równocześnie na tłoczek mierniczy 20, który utrzymywany jest w swoim położeniu przez sprężynę 17. Gdy zebrane ciśnienie osiągnie siłę odpowiadającą nastawionej sile sprężyny, wówczas tłoczek mierniczy 20 na fig. 2 przesuwa się na prawo, przy czym równocześnie iglica zaworu 32 z powodu siły sprężyny 34 przesuwa się w prawo aż stożek zaworu 40 przylgnie do szczelnego gniazda 38 i zamknie przepust 39. W tym stanie połączenie między P a A jest zamknięte, a na złączu 12 obecne jest nastawione ciśnienie maksymalne, które jest zredukowane względem ciśnienia zasilania P. Jednak gdy ciśnienie na złączu 12 z powodu sił zewnętrznych będzie zwiększać się nadal, to tłoczek mierniczy 20 zostanie przesunięty wbrew sile sprężyny 17 na fig. 1 w prawo, tak że tłoczek mierniczy 20 w obszarze szczelnego gniazda 28 odsunie się od stożka zaworu 30 i otworzy połączenie do przewodu powrotnego R, tak że płyn naciskający będzie mógł odpłynąć a ciśnienie opadnie znów do wartości nastawionej.

Dzięki użyciu dwóch powyżej opisanych zaworów regulujących ciśnienie przesuwnik korekcyjny osłony bocznej stropnicy i przesuwnik korekcyjny spągnicy mogą być zasilane zredukowanym ciśnieniem maksymalnym, przy czym to zredukowane ciśnienie maksymalne jest pobierane z przewodu wysokiego ciśnienia P dla każdego przesuwnika przez oddzielny zawór regulujący ciśnienie. Dzięki użyciu dwóch oddzielnych zaworów regulujących ciśnienie możliwe jest oddzielne ustalanie ciśnienia maksymalnego dla każdego z przesuwników.

Fig. 3 pokazuje schemat układu hydraulicznego, w którym powyżej opisany zawór regulujący ciśnienie jest stosowany do przesuwnika korekcyjnego osłony bocznej stropnicy S i dla przesuwnika korekcyjnego spągnicy Z. Poprzez złącze A dla zredukowanego ciśnienia maksymalnego przestrzeń nadtłokowa każdego z siłowników jest połączona z odpowiednim zaworem regulującym ciśnienie. Przestrzenie podtłokowe każdego z siłowników są połączone z przewodem powrotnym R. W przewodzie powrotnym zaworu regulującego ciśnienie dla przesuwnika korekcyjnego Z spągnicy umieszczony jest zawór przeciwzwrotny 50, który dzieli funkcje obu zaworów regulujących ciśnienie.

PL 213 628 B1

Zawory przedstawione w bloku 60 to różne zawory sterujące np. dla stojaków, stropnicy wysięgowej, albo tym podobnych elementów danej sekcji obudowy. Ponadto za pomocą dwóch z przedstawionych zaworów zasilane są w wysokie ciśnienie zawory regulujące ciśnienie 52 i 54.

Schemat przedstawiony na fig. 4 pokazuje z kolei dwa zawory 52 i 54 regulujące ciśnienie, które są sterowane przez automatykę hydrauliczną. W tej formie realizacji funkcja uruchomienia przesuwnika korekcyjnego spągnicy Z oraz przesuwnik korekcyjny osłony bocznej stropnicy S jest włączana automatycznie przez rabowanie obudowy i wyłączana przez rozpieranie. Gdy rabowane są oba stojaki 56 i 58, złącze przestrzeni podtłokowej stojaków 56 i 58 jest łączone za pomocą zaworów umiejscowionych w bloku 60 jak przedstawiono z przewodem powrotnym, tak że zawór 2/2-drogowy 62 umieszczony przed zaworami regulującymi ciśnienie 52 i 54 przełącza i łączy złącza wysokiego ciśnienia 11 zaworów regulujących ciśnienie 52 i 54 z przewodem wysokiego ciśnienia P. Gdy odwrotnie oba stojaki 56 i 58 są znowu rozpierane, wówczas na przestrzenie nadtłokowe stojaków kierowane jest wysokie ciśnienie, tak że zawór 62 zamyka się i oddziela przez to zawory regulujące ciśnienie 52 i 54 od zasilania w wysokie ciśnienie.

Opisane powyżej zawory regulujące ciśnienie noszą na średnicy zewnętrznej obudowy 16 sprężyny skalę, która pozwala rozpoznać nastawione ciśnienie. Z nachylenia poprzecznego, grubości pokładu, wagi sekcji obudowy, jej środka ciężkości jak również powierzchni cylindrów osłony bocznej daje się wyliczyć nacisk, z jakim osłona boczna względnie przesuwnik albo przesuwniki korekcyjne osłony bocznej stropnicy powinny wspierać się o przyległą sekcję. Ponadto można wyliczyć siłę zsuwającą sekcji, odjąć od tego siłę podparcia osłony bocznej i z pozostałej koniecznej siły i powierzchni przesuwnika korekcyjnego spągnicy wyliczyć nacisk, który jest wymagany, aby zapobiec osuwaniu się podstawy osłony.

Claims (10)

1. Sposób sterowania zmechanizowaną obudową ścianową w eksploatacji podziemnej, przy czym sekcja zmechanizowanej obudowy ścianowej podczas rabowania odsuwana jest od sekcji przyległej za pomocą co najmniej jednego przesuwnika korekcyjnego osłony bocznej (S) znajdującego się w obszarze stropnicy i za pomocą co najmniej jednego przesuwnika korekcyjnego (Z) znajdującego się w obszarze spągnicy, znamienny tym, że przesuwnik korekcyjny osłony bocznej stropnicy i przesuwnik korekcyjny spągnicy są zasilane zredukowanym ciśnieniem maksymalnym, które dla każdego z przesuwników jest pobierane z przewodu wysokiego ciśnienia (P) przez osobny zawór regulujący ciśnienie.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie maksymalne dla każdego zaworu regulującego ustala się oddzielnie dla obu zaworów regulujących ciśnienie.

3. Zawór regulujący ciśnienie, znamienny tym, że obejmuje korpus zaworu (10) z wlotem (11) dla wysokiego ciśnienia (P), wylotem (14) do przewodu powrotnego (R) oraz wylotem (12) dla zredukowanego ciśnienia płynów (A), przy czym w korpusie zaworu (10) znajduje się tłoczek mierniczy (20), obciążony za pomocą regulowanego nacisku sprężyny (17), który posiada zamykany iglicą zaworu (32) przepust (24') między wylotem (12) dla zredukowanego ciśnienia płynów (A) a wylotem (14) do przewodu powrotnego (R).

4. Zawór według zastrz. 3, znamienny tym, że iglica zaworu (32) jest dociskana przez sprężynę (34) w kierunku tłoczka mierniczego (20).

5. Zawór według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że w korpusie zaworu (10) znajduje się zamykany iglicą zaworu (32) przepust (39) między wlotem (11) dla wysokiego ciśnienia (P) a wylotem (12) dla zredukowanego ciśnienia płynów (A).

6. Zawór według zastrz. 5, znamienny tym, że zarówno w przepuście (39) korpusu zaworu (10) jaki w przepuście (24') tłoczka mierniczego (20) znajduje się szczelne gniazdo (38, 28), przy czym osiowy odstęp obu szczelnych gniazd (38, 28) przy braku ciśnienia jest mniejszy niż osiowy odstęp odpowiednich stożków (40, 30) na iglicy zaworu (32).

7. Zawór według zastrz. 3 - 6, znamienny tym, że przy braku ciśnienia sprężyna (17) dociska tłoczek mierniczy (20) do ogranicznika, przy czym korzystnie znajduje się drugi ogranicznik, który ogranicza ruch tłoczka mierniczego (20) przeciwnie do siły sprężyny.

8. Zawór według zastrz. 7, znamienny tym, że co najmniej jeden ogranicznik posiada sferycznie ukształtowaną powierzchnię ogranicznika, która współpracuje ze sferyczną powierzchnią przeciwną.

PL 213 628 B1

9. Zawór według zastrz. 3 - 8, znamienny tym, że przyłączenie sprężyny (17) do tłoczka mierniczego (20) następuje przez powierzchnię sferyczną.

10. Zawór według zastrz. 3 - 9, znamienny tym, że dla przyłączenia sprężyny (17) do tłoczka mierniczego (20) znajduje się talerzyk sprężyny, który współpracuje korzystnie ze sferyczną powierzchnią tłoczka mierniczego (20).