PL216826B1 - Stojak hydrauliczny z pompą wewnętrzną - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest stojak hydrauliczny z pompą wewnętrzną.

Indywidualny stojak hydrauliczny z pompą wewnętrzną jest podstawowym elementem górniczej, indywidualnej obudowy wyrobiska. Stojak może być stosowany zarówno jako bezpośrednia, jak i pośrednia podpora stropu, a także jako podpora rumowiska skalnego, gdy wykonywany jest chodnik ratowniczy. Stojak ten może być stosowany w rejonach zagrożonych i niezagrożonych wstrząsami górotworu, a także w wyrobiskach zagrożonych wybuchami gazów i pyłów.

Znanych jest wiele indywidualnych stojaków hydraulicznych o różnych konstrukcjach pompy wewnętrznej zarówno jedno, jak i dwustopniowego działania, oraz o różnych średnicach rdzennika i cylindra, przy czym w górnictwie podziemnym powszechnie stosowane są stojaki firm Salzgitter Dowty, których podporność robocza wynosi 200 kN oraz Duke Prop - Strata Products Worldwide, których podporność robocza wynosi 270 kN. Stojaki firmy Dowty znane są np. z opisów patentowych nr nr: US3001808, US3000358, US2621631. Składają się one z: cylindra, rdzennika, ręcznej pompy olejowej, zaworu rabującego oraz przelewowego. Ponadto znany jest z publikacji M. Chudek pt. Obudowa hydrauliczna wyrobisk górniczych”, wyd. Politechnika Śląska, Gliwice 1966, str. 93-98 stojak hydrauliczny GS. Stojak ten składa się z: cylindra stanowiącego dolny element nośny, zakończonego od dołu podporą i zamkniętego od góry dławnicą, umieszczonego w cylindrze tłoka z tłoczyskiem, stanowiących górny element nośny stojaka. Na górnej części tłoczyska zamocowany jest pojemnik, do którego wmontowane są: zawory odciążający, bezpieczeństwa, mechanizm korbowy pompy ręcznej i odpowietrznik. W górnym dnie pojemnika znajduje się otwór do zalewania i spuszczania oleju, który zamykany jest korkiem. Tłoczysko i pojemnik są jednocześnie zbiornikami płynu roboczego dla stojaka. Wewnątrz tłoczyska umieszczona jest obustronnie działająca pompa ręczna, która składa się z tłoka, nurnika, tłoka wysokiego ciśnienia, zaworów ssawnego i tłocznych oraz mechanizmu korbowego. Ponadto znany jest też stojak hydrauliczny wykonany według rozwiązania firmy Atlas PM - Gerom International SA. Ma on zwiększoną podporność roboczą do wartości 400 kN i w związku z tym jest on stojakiem stosunkowo ciężkim, co jest niekorzystne z uwagi na ręczną zabudowę stojaków, ponieważ ich ciężar ma duże znaczenie.

Celem wynalazku jest zmniejszenie ciężaru stojaka, przez zoptymalizowanie jego wzajemnych parametrów konstrukcyjnych, przy równoczesnym zachowaniu wysokiej podporności roboczej, wynoszącej 400 kN.

Stojak hydrauliczny z pompą wewnętrzną według wynalazku ma rdzennik wyposażony w dwustopniowy zespół tłokowo-pompowy. Przestrzeń podtłokowa stojaka połączona jest z zespołem przelewowo-spustowym znajdującym się w górnej części rdzennika. Stojak charakteryzuje się tym, że stosunek zewnętrznej średnicy d_c cylindra stojaka do grubości jego ścianki g_c wynosi: 10,0 < d_c/g_c < 13,0, korzystnie 12,0, a stosunek zewnętrznej średnicy dr rdzennika zawierającego dwustopniową pompą wewnętrzną do grubości jego ścianki gr wynosi: 12,5 < dr/gr < 15,5, korzystnie 13,1, zaś stosunek zewnętrznej średnicy dz zbiornika olejowego, stanowiącego przedłużenie rdzennika, do grubości ścianki gz zbiornika wynosi: 14,0 < dz/gz < 22,8, korzystnie 19,0. Poza tym na drugim stopniu pompy wewnętrznej, w tłoku rdzennika zastosowano zawór przelewowy ograniczający ciśnienie wstępne w stojaku. Ponadto dźwignia współpracująca z mimośrodowym mechanizmem napędu pompy wewnętrznej wyposażona może być w klucz dynamometryczny ograniczający siłę pompowania. Oprócz tego zbiornik olejowy wyposażony jest w dwa zawory: odpowietrzający i dopowietrzający, a tłok pierwszego stopnia pompy wewnętrznej wyposażony jest w zawory jednostronnego działania, które zamontowane są w przeciwległych kierunkach.

Stojak hydrauliczny według wynalazku ukazano w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia ogólny widok stojaka, fig. 2 - stojak w półwidoku-półprzekroju, a fig. 3 - przekrój przez rdzennik z umieszczonym w nim zespołem tłokowo-pompowym.

Cylinder 1 jest dolnym elementem nośnym stojaka, zamkniętym od góry dławnicą 2. Rdzennik kompletny, stanowiący górną część nośną stojaka, składa się z rdzennika właściwego 3, który wraz z tłokiem 4 znajduje się we wnętrzu cylindra 1 oraz ze zbiornika olejowego 5, stanowiącego jego przedłużenie, a całość zakończona jest głowicą koronkową 6. We wnętrzu rdzennika właściwego 3 umieszczony jest zespół tłokowo-pompowy 7, w skład którego wchodzą dwa tłoki 8 i 9. Tłok 8 pierwszego stopnia wytwarza ciśnienie rzędu 3:4 MPa i umożliwia szybkie wysuwanie rdzennika w celu osiągnięcia wymaganej długości stojaka. Tłok 9 drugiego stopnia, o niskiej wydajności, umożliwia uzyskanie ciśnienia do 31,5 MPa i przez to osiągnięcie przez stojak podporności wstępnej o wartości

PL 216 826 B1

200 kN. Ciśnienie wstępne ograniczone jest zaworem przelewowym 10 montowanym w tłoku 4 rdzennika właściwego 3. Tłoki pompy poruszane są ręcznie dźwignią 11, współpracującą z mechanizmem mimośrodowym 12. Dźwignia 11 wyposażona może być w klucz dynamometryczny. W gniazdach zbiornika olejowego 5 umieszczone są: zawory rabujący i przelewowy 13 oraz mechanizm mimośrodowy 12 napędu pompy. Wyrabowanie stojaka odbywa się za pomocą uchwytu 14, którego mimośród naciska na zawór rabujący, powodując przepływ oleju z przestrzeni roboczej do rdzennika (zbiornika). Zbiornik olejowy 5 zamknięty jest pokrywą zaworową 15, w której montowane są dwa zawory: odpowietrzający 16 i dopowietrzający 17. Gniazda zaworów 16 i 17 służą również do napełniania stojaka olejem. Ponadto w tłoku 8 pierwszego stopnia pompy wewnętrznej umieszczone są zawory 18 i 20 jednostronnego działania - zamontowane w przeciwległych kierunkach.

W przedstawionym rozwiązaniu stosunek zewnętrznej średnicy d_c cylindra 1 do grubości jego ścianki g_c wynosi od 10 do 13, a stosunek zewnętrznej średnicy d_r rdzennika właściwego 3 do grubości jego ścianki g_r wynosi od 12,5 do 15,5, zaś stosunek zewnętrznej średnicy d_z zbiornika olejowego 5 do grubości g_z jego ścianki wynosi od 14 do 22,8.

Zastosowanie na drugim stopniu pompy olejowej zaworu przelewowego 10, którego zadaniem jest ograniczenie ciśnienia wstępnego w stojaku do ustalonej wartości oraz wyposażenie dźwigni 11 w klucz dynamometryczny ograniczający siłę pompowania pozwala w obu tych przypadkach na dowolne nastawienie podporności wstępnej stojaka, maksymalnie do wartości 200 kN. Rozwiązanie to zabezpiecza również mechanizm mimośrodowy 12 napędu pompy przed uszkodzeniem, które może powstać wskutek niewłaściwej eksploatacji stojaka (np. przez przedłużenie rurki dźwigni współprac ującej z mechanizmem mimośrodowym).

Poza tym wyposażenie zbiornika olejowego 5 stojaka w zespół dwóch zaworów - zaworu odpowietrzającego 16 i zaworu dopowietrzającego 17, pozwala na regulowanie ilości powietrza w układzie. Ma to duże znaczenie, ponieważ pompa wewnętrzna stojaka pracuje w układzie zamkniętym, tzn. cały obieg olejowy odbywa się wewnątrz stojaka i podczas przetłaczania oleju ze zbiornika 5 do przestrzeni podtłokowej stojaka powstaje podciśnienie, utrudniające pracę pompy. Wówczas zawór dopowietrzający 17 dostarcza odpowiednią ilość powietrza. Z kolei w trakcie rabowania powracający z przestrzeni podtłokowej olej wypycha powietrze ze zbiornika 5 przez zawór odpowietrzający 16, umożliwiając tym samym swobodny zsuw stojaka.

Ponadto podczas rozsuwania stojaka, wskutek jałowego ruchu zespołu tłokowo-pompowego, zawory 18 otwierają się i olej ze zbiornika przechodzi pod tłok 8 pompy, następnie ruch roboczy dźwigni powoduje zamknięcie tych w zaworów, a olej przetłaczany jest przez zawory 19, umieszczone w tłoku rdzennika 4, do przestrzeni podtłokowej stojaka. W przypadku rozpierania stojaka pod obciążeniem, wskutek wzrostu ciśnienia oleju zawory 20 otwierają się, a dalsze przetłaczanie oleju do przestrzeni podtłokowej stojaka odbywa się na drugim stopniu pompy.

Claims (5)

1. Stojak hydrauliczny z pompą wewnętrzną, którego rdzennik wyposażony jest w dwustopniowy zespół tłokowo-pompowy, a przestrzeń podtłokowa połączona jest z zespołem przelewowo-spustowym znajdującym się w górnej części rdzennika, znamienny tym, że stosunek zewnętrznej średnicy d_c cylindra (1) do grubości jego ścianki g_c wynosi: 10,0 < d_c/g_c < 13,0, korzystnie 12,0, a stosunek zewnętrznej średnicy d_r rdzennika właściwego (3), mieszczącego dwustopniową pompą wewnętrzną, do grubości jego ścianki g_r wynosi: 12,5 < d_r/g_r < 15,5, korzystnie 13,1, zaś stosunek zewnętrznej średnicy d_z zbiornika olejowego (5) do grubości jego ścianki g_z wynosi: 14,0 < d_z/g_z < 22,8, korzystnie 19,0.

2. Stojak hydrauliczny według zastrz. 1, znamienny tym, że na drugim stopniu pompy wewnętrznej, w tłoku (4) rdzennika (3) ma zawór przelewowy (10) ograniczający ciśnienie wstępne w stojaku.

3. Stojak hydrauliczny według zastrz. 1, znamienny tym, że dźwignia (11), współpracująca z mimośrodowym mechanizmem (12) napędu pompy wewnętrznej, wyposażona jest w klucz dynamometryczny ograniczający siłę pompowania.

4. Stojak hydrauliczny według zastrz. 1, znamienny tym, że zbiornik olejowy (5) wyposażony jest w dwa zawory: zawór odpowietrzający (16) oraz zawór dopowietrzający (17).

5. Stojak hydrauliczny według zastrz. 1, znamienny tym, że tłok (8) pierwszego stopnia pompy wewnętrznej wyposażony jest w zawory (18) i (20) jednostronnego działania - zamontowane w przeciwległych kierunkach.