PL215435B1 - Hydrauliczny stojak teleskopowy, zwłaszcza do zmechanizowanych obudów górniczych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest hydrauliczny stojak teleskopowy, zwłaszcza do zmechanizowanych obudów górniczych zabezpieczających podziemne wyrobiska górnicze przed niekontrolowanym osuwaniem się skał płonnych. Stojak może być przeznaczony również do indywidualnego podpierania stropu podziemnych wyrobisk górniczych oraz do innych maszyn i urządzeń zaopatrzonych w siłowniki hydrauliczne.

Z polskiego opisu patentowego nr 119713 znana jest górnicza obudowa osłonowa zaopatrzona w co najmniej potrójny hydrauliczny stojak teleskopowy o nośności nie zmieniającej się na całej drodze osiadania. W przewodzie doprowadzającym ciecz roboczą do przestrzeni tłocznej dolnej części stojaka znajduje się zawór wlotowy utrzymujący ciśnienie, pierwszy zaś patrząc od dołu cylinder teleskopowy jest zamknięty płytą denną, w której otworze osiowym umieszczony jest sprężynowy zawór zwrotny łączący w położeniu otwartym dolną przestrzeń tłoczną z połączonymi ze sobą przestrzeniami tłocznymi ruchomych cylindrów teleskopowych, przy czym zawór zwrotny ma wystający ku dołowi, skierowany w stronę płyty dennej popychacz, który po opadnięciu cylindrów uderza o dno dolnej części stojaka i powoduje otwarcie zaworu zwrotnego. W innym przykładzie wykonania znany z przedmiotowego opisu patentowego stojak hydrauliczny zaopatrzony w ruchomy cylinder teleskopowy ma drugą płytę denną z otworem umieszczonym peryferyjnie i otworem centralnym, a u góry ma koncentrycznie z tymże otworem centralnym umocowaną rurę podporową, na której górnym końcu znajduje się poruszający się w trzecim cylindrze teleskopowym tłok, również z otworem w środku, zaś rura podporowa przechodzi szczelnie przez otwór współśrodkowy w trzeciej płycie dennej, u dołu trzeciego ruchomego cylindra teleskopowego, przy czym przestrzeń znajdująca się między tłokiem i trzecią płytą zamykającą jest połączona z atmosferą zewnętrzną, korzystnie otworem w ściance cylindra.

Znany jest także z polskiego opisu patentowego nr 167210 hydrauliczny stojak obudowy górniczej zawierający tłok składający się z tłoka właściwego, zamocowanego na stałe do rdzennika stojaka oraz do tłoka zewnętrznego osadzonego przesuwnie na tłoku właściwym i z grzybka zaworu. Tłoki mają przelewowy otwór, w którym jest usytuowany grzybek zaworu. Trzon grzybka jest zamocowany w otworze właściwego tłoka, a łeb grzybka poprzez przylgnię zaworu w dolnej części tłoka zewnętrznego zamyka wlot otworu. Pomiędzy czołowymi powierzchniami tłoków znajduje się komora odciążająca, która jest połączona z komorą podtłokową stojaka poprzez kalibrowane kanały znajdujące się w tłoku zewnętrznym. Tłok zewnętrzny w stanie swobodnym może przesuwać się poosiowo nasuwając się na tłok właściwy. Skok ten jest ograniczony z jednej strony powierzchnią czołową tłoka właściwego, a z drugiej strony łbem grzybka zaworu. Grzybek zaworu ma wewnątrz wydrążony rozwidlony promieniowo kanał, który łączy komorę podtłokową ze spływem.

Ponadto znany jest z polskiego opisu patentowego nr 200734 dwustopniowy stojak teleskopowy zawierający tak ukształtowaną postać przestrzennego rdzennika zewnętrznego, że zawiera wewnątrz swojej konstrukcji, zamkniętej od dołu tłokiem, tłoczysko zakończone od góry uszczelnionym tłokiem. W przestrzeni podtłokowej drugiego stopnia pomiędzy tłoczyskiem i wewnętrzną ścianką, rdzennik ma osadzony wydrążony tłok, będący zakończeniem tłoczyska drugiego stopnia. Jednocześnie rdzennik zewnętrzny ma w tłoku co najmniej jeden poziomy kanał połączony z pionowym kanałem wykonanym w części wysokości tłoczyska, a co najmniej jeden wylot pionowego kanału jest połączony z przestrzenią nadtłokową drugiego stopnia stojaka. W innej wersji stojaka teleskopowego, tłoczysko jego rdzennika zewnętrznego jest zbudowane z dwóch współśrodkowych rur, a pionowy kanał stanowi połączenie pomiędzy tymi rurami. Tłoczysko rdzennika zewnętrznego korzystnie połączone jest tłokiem, uszczelnionym połączeniem gwintowanym.

W publikacji książkowej „Zmechanizowane obudowy ścianowe” H. Irresberger, F. Grawe, P. Migenda, wyd. Tiefenbach Polska Sp. z o.o. Katowice 2003 na stronie 150 przedstawiony jest także na rysunku 96 stojak hydrauliczny dwuteleskopowy zbudowany z zewnętrznego cylindra, w którym suwliwie umiejscowiony jest cylinder pierwszego stopnia zamknięty z jednej strony tłokiem pierwszego stopnia z tłoczyskiem zakończonym tłokiem końcowym. Tłok pierwszego stopnia jest wyposażony w kanał prostopadły do podłużnej osi symetrii i połączony z równoległym do podłużnej osi symetrii kanałem wykonanym w tłoczysku i połączonym z przestrzenią nadtłokową drugiego stopnia oraz we wzdłużny kanał równoległy do podłużnej osi symetrii łączący przestrzeń podtłokową pierwszego stopnia z przestrzenią nadtłokową drugiego stopnia.

Hydrauliczny siłownik teleskopowy według wynalazku posiada zewnętrzny cylinder, w którym suwliwie umiejscowiony jest cylinder pierwszego stopnia zamknięty z jednej strony tłokiem pierwszego

PL 215 435 B1 stopnia z tłoczyskiem zakończonym tłokiem końcowym. Tłok pierwszego stopnia jest wyposażony w poprzeczny kanał połączony z równoległym do podłużnej osi symetrii kanałem wykonanym w tłoczysku i połączonym z przestrzenią nadtłokową drugiego stopnia oraz jest wyposażony we wzdłużny kanał łączący przestrzeń podtłokową pierwszego stopnia z przestrzenią podtłokową drugiego stopnia. Tak wyposażony tłok pierwszego stopnia ma co najmniej jeden poprzeczny kanał nachylony pod kątem a do podłużnej osi symetrii i co najmniej jeden wzdłużny kanał nachylony pod kątem β do podłużnej osi symetrii.

Korzystnym jest, jeżeli kąt a spełnia zależność:

a e<45°;90°M90°;135°>

Także korzystnie jest, jeżeli kąt β spełnia zależność:

β e(0°;45°..135°;180°)

Rozwiązanie według wynalazku odpowiednio kieruje strumień wypływającej ze skośnych kanałów strugi cieczy, przez co nieoczekiwanie nastąpiło zmniejszenie powstawania niekorzystnego zjawiska turbulencji oraz kawitacji, natomiast wyrównanie czynnej powierzchni tłoka pierwszego i drugiego stopnia skutecznie eliminuje powstawanie skoków obciążenia. Praca stojaka w całym zakresie odbywa się płynnie. W konsekwencji znacznie wydłuża się żywotność hydraulicznych stojaków.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, przedstawiającym hydrauliczny stojak teleskopowy w przekroju osiowym.

Hydrauliczny stojak teleskopowy zbudowany jest z cylindra zewnętrznego 1 zamkniętego z jednej strony płytą denną 2, natomiast z drugiej strony cylinder zewnętrzny 1 zakończony jest tuleją 3 stanowiącą ograniczenie skoku cylindra pierwszego stopnia 4 o kształcie rury. Wewnątrz zewnętrznego cylindra 1 jest usytuowany cylinder pierwszego stopnia 4 rozłącznie połączony za pomocą uszczelnionego połączenia śrubowego z tłokiem pierwszego stopnia 5 wykonującym względem cylindra zewnętrznego 1 ruch posuwisto - zwrotny. Tłok pierwszego stopnia 5 za pomocą nakrętki 6 oraz przeciwnakrętki 7 jest unieruchomiony względem cylindra pierwszego stopnia 4. Drugi koniec cylindra pierwszego stopnia 4 jest zakończony tuleją 8 stanowiącą ograniczenie skoku cylindra drugiego stopnia 9. Poprzecznie na tłoku pierwszego stopnia 5 usytuowane są skośne kanały 10 nachylone pod kątem a do podłużnej osi symetrii 11 stojaka, natomiast wzdłużnie wydrążone są kanały 12 nachylone pod kątem β do podłużnej osi symetrii 11. Zespół uszczelnień 13 tłoka pierwszego stopnia 5 służy do szczelnego połączenia kanału 10 i 15. Tłoczysko 16 jest rozłącznie połączone za pomocą uszczelnionego połączenia śrubowego z jednej strony z tłokiem pierwszego stopnia 5, a z drugiej strony z tłokiem końcowym 20. Tłoczysko 16 ma kanały 14, 19 równoległe do podłużnej osi symetrii 11, przy czym kanał 14 poprzez skośny kanał 10 wykonany w tłoku pierwszego stopnia 5 i skośny kanał 15 wykonany w cylindrze pierwszego stopnia 4 jest połączony z przestrzenią A oraz jest połączony z przestrzenią B. Natomiast pionowy kanał 19 łączy przestrzeń C z przestrzenią D. Wewnątrz cylindra pierwszego stopnia 4 umiejscowiony jest ruchomy cylinder drugiego stopnia 9 zakończony z jednej strony tłokiem drugiego stopnia 17, a z drugiej strony dnem 18. Tłok drugiego stopnia 17 posiada uszczelnienia zapewniające szczelność pomiędzy komorami B i E.

Rozsunięcie stojaka następuje po podaniu ciśnienia cieczy roboczej do punktu PT, po czym następuje wypełnienie cieczą roboczą przestrzeni C, E i D. Ciecz robocza przepływa z przestrzeni C do przestrzeni E poprzez kanał 12, zaś z przestrzeni C do przestrzeni D kanałem 19. Następuje wówczas wspólny wysuw cylindra pierwszego stopnia 4 i cylindra drugiego stopnia 9 do momentu oparcia się cylindra pierwszego stopnia 4 o powierzchnię oporową tulei 3. Na tym etapie wartość siły roboczej wynika z działania ciśnienia cieczy roboczej na całą powierzchnię roboczą w przestrzeni C. W drugim etapie następuje wysuw cylindra drugiego stopnia 9. Wartość siły roboczej w tym zakresie wynika z działania ciśnienia cieczy roboczej na powierzchnię roboczą przestrzeni E i D. Jednocześnie następuje wypływ cieczy roboczej z przestrzeni nadtłokowych A i B w punkcie NT.

Zsuw stojaka jest realizowany poprzez podanie ciśnienia cieczy roboczej do punktu NT. Ciecz robocza wypełnia wówczas przestrzenie A i B. W przestrzeni E następuje przepływ cieczy roboczej poprzez kanał 12 do przestrzeni C i zsunięcie cylindra drugiego stopnia 9. Po oparciu się tłoka drugiego stopnia 17 o tłok pierwszego stopnia 5, następuje zsuw cylindra pierwszego stopnia 4. W tym samym czasie, podczas zsuwania, następuje wypływ cieczy roboczej z przestrzeni podtłokowej pierwszego stopnia C w punkcie PT.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Hydrauliczny stojak teleskopowy, zwłaszcza do zmechanizowanych obudów górniczych wyposażony w zewnętrzny cylinder, w którym suwliwie umiejscowiony jest cylinder pierwszego stopnia zamknięty z jednej strony tłokiem pierwszego stopnia z tłoczyskiem zakończonym tłokiem końcowym, przy czym tłok pierwszego stopnia jest wyposażony w poprzeczny kanał połączony z równoległym do podłużnej osi symetrii kanałem wykonanym w tłoczysku i połączonym z przestrzenią nadtłokową drugiego stopnia oraz we wzdłużny kanał łączący przestrzeń podtłokową pierwszego stopnia z przestrzenią podtłokową drugiego stopnia, znamienny tym, że tłok pierwszego stopnia (5) ma co najmniej jeden poprzeczny kanał (10) nachylony pod kątem α do podłużnej osi symetrii (11) i co najmniej jeden wzdłużny kanał (12) nachylony pod kątem β do podłużnej osi symetrii (11).
2. 2. Hydrauliczny stojak teleskopowy według zastrz. 1, znamienny tym, że kąt α korzystnie spełnia zależność;

   α e<45°;90°)o(90°;135°>
3. 3. Hydrauliczny stojak teleskopowy według zastrz. 1, znamienny tym, że kąt β korzystnie speł-