PL216851B1 - Układ zaworowy i sposób sterowania układem zaworowym - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ zaworowy do sterowania stojakami obudowy w eksploatacji podziemnej, zawierający blok rozdzielczy z otworami wzdłużnymi, które są podłączone do przewodu wysokociśnieniowego i do przewodu powrotnego, jak również większą liczbą otworów poprzecznych, w których są umieszczone główne zawory sterujące, za pomocą których jest sterowane doprowadzanie cieczy od otworów wzdłużnych przez przewidziane na bloku rozdzielczym wyjście do stojaka obudowy, oraz sposób sterowania układem zaworowym.

Układ zaworowy o opisanej powyżej konstrukcji jest znany z DE 103 48 582 A1.

W blokach rozdzielczych dla stojaków obudowy w eksploatacji podziemnej zawory rozdzielcze przeznaczone do różnych funkcji są połączone w jedną całość w celu przemieszczania cylindrów hydraulicznych. Wymagany przepływ różni się przy tym bardzo dla poszczególnych funkcji. Dla małych stojaków obudowy wymagane są główne zawory sterujące o średnicach nominalnych od 4 mm do 20 mm. Bardzo duże stojaki obudowy o średnicach stempli większych niż 400 mm wymagają jednakże głównych zaworów sterujących, które są znacznie większe niż 20 mm. Główne zawory sterujące lub wkładki zaworowe o wielkości nominalnej większej niż 20 mm nie są powszechnie stosowane i wymagałyby bardzo dużego bloku rozdzielczego. Jednakże w wypadku dużego bloku problem stanowi materiał i jego nabycie, ponieważ zazwyczaj jest wymagana stal lub stal stopowa.

Powszechnie używane są bloki zaworowe z przyłączem dopływowym (P) i przyłączem powrotnym (R).

W eksploatacji podziemnej zasadniczo znane są również bloki zaworowe, w których przewód ciśnieniowy jest wprowadzany z jednej strony i wyprowadzany ponownie z drugiej strony, żeby tworzyć połączenie z następnym blokiem zaworowym. Taki układ nie nadaje się jednak do dużych przepływów.

Celem niniejszego wynalazku jest takie udoskonalenie układu zaworowego opisanego na wstępie rodzaju, żeby stojaki obudowy o dużych średnicach stempli dawały się uruchamiać w krótkim czasie za pomocą istniejących agregatów hydraulicznych i elementów hydraulicznych.

Układ zaworowy do sterowania stojakami obudowy w eksploatacji podziemnej, zawierający blok rozdzielczy z otworami wzdłużnymi, które są podłączone do przewodu wysokociśnieniowego i do przewodu powrotnego, jak również większą liczbą otworów poprzecznych, w których są umieszczone główne zawory sterujące, za pomocą których jest sterowane doprowadzanie cieczy od otworów wzdłużnych przez przewidziane na bloku rozdzielczym wyjście do stojaka obudowy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pierwszy otwór wzdłużny jest otworem przelotowym, na którego obu końcach jest przewidziane przyłącze, przy czym oba przyłącza są bezpośrednio połączone z układem zasilania wysokim ciśnieniem, i że drugi otwór wzdłużny jest otworem przelotowym, na którego obu końcach jest przewidziane przyłącze, przy czym do obu przyłączy jest podłączony przewód powrotny.

Korzystnie przekrój poprzeczny otworów wzdłużnych jest nie większy niż DN25.

Korzystnie przekrój poprzeczny przyłączy jest równy przekrojowi poprzecznemu otworów wzdłużnych.

Korzystnie główne zawory sterujące mają wielkość nominalną DN20.

Korzystnie każdy główny zawór sterujący jest zaopatrzony we własny, sterowany oddzielnie elektrycznie zawór sterowania wstępnego.

Korzystnie każde wyjście jest połączone ze stojakiem obudowy za pomocą własnego giętkiego przewodu ciśnieniowego.

Korzystnie pierwsze i drugie wyjście jest połączone z przyłączem powierzchni tłoka cylindra stojaka obudowy za pomocą umieszczonego w kierunku przepływu, otwieralnego zaworu zwrotnego.

Sposób sterowania układem zaworowym według wynalazku charakteryzuje się tym, że w celu wsuwania hydraulicznego cylindra stojaka obudowy uruchamia się dwa główne zawory sterujące z przesunięciem w czasie lub że w celu wysuwania hydraulicznego cylindra stojaka obudowy uruchamia się dwa główne zawory sterujące z przesunięciem w czasie.

Korzystnie przesunięcie w czasie jest mniejsze niż 1 s i korzystnie leży pomiędzy około 10 ms i 100 ms.

Układ zaworowy według wynalazku rozwiązuje zatem postawione przed wynalazkiem zadanie w ten sposób, że pierwszy otwór wzdłużny w bloku rozdzielczym jest otworem przelotowym, to znaczy na swoim jednym końcu i na swoim drugim końcu wychodzi z bloku rozdzielczego, przy czym na obydwu końcach jest przewidziane przyłącze. Obydwa przyłącza są połączone bezpośrednio z układem

PL 216 851 B1 zasilania wysokim ciśnieniem. Ponadto drugi otwór wzdłużny również jest otworem przelotowym, na którego obu końcach jest przewidziane przyłącze, przy czym do obydwu przyłączy jest podłączony przewód powrotny.

Za pomocą układu zaworowego według wynalazku w prosty sposób może być równolegle zastosowana większa liczba głównych zaworów sterujących, przy czym mimo to może być zachowany mały przekrój poprzeczny bloku rozdzielczego. Ponieważ układ zasilania wysokim ciśnieniem, jak i przewód powrotny nie są podłączone tylko z jednej strony, lecz z dwóch stron do bloku rozdzielczego i przewód ciśnieniowy także nie przechodzi przez blok rozdzielczy, mogą być uzyskane bardzo duże przepływy.

Jeżeli przekrój poprzeczny otworów wzdłużnych jest nie większy niż wielkość nominalna DN25, wówczas elastyczne przewody hydrauliczne o takiej średnicy nominalnej są korzystnie do dyspozycji pod ziemią i także mają znormalizowane złącza wtykowe.

Wykonanie przekroju poprzecznego przyłączy równego przekrojowi poprzecznemu otworów wzdłużnych pozwala uzyskać w tym wypadku równie duży przepływ.

Zastosowanie głównych zaworów sterujących o wielkości nominalnej DN20 jest korzystne, ponieważ takie zawory sprawdziły się w praktyce, dzięki czemu nie są potrzebne nowe konstrukcje.

Aby mimo to uzyskiwać duże przepływy, każdy główny zawór sterujący jest korzystnie zaopatrzony we własny, sterowany oddzielnie elektrycznie zawór sterowania wstępnego, ponieważ pozwala to na równoległe połączenie dwóch lub więcej głównych zaworów sterujących, żeby uzyskać wymagane przepływy.

Każde wyjście może być połączone za pomocą własnego przewodu elastycznego ze stojakiem obudowy. Chociaż bowiem w zasadzie byłoby możliwe połączenie dwóch wyjść w jeden przewód elastyczny o większym przekroju poprzecznym, jednak do tego byłyby potrzebne dodatkowe elementy konstrukcyjne, które nie zawsze są do dyspozycji zgodnie z normą.

Ponieważ według wynalazku pierwsze i drugie wyjście może być połączone za pomocą umieszczonego w kierunku przepływu, otwieralnego zaworu zwrotnego z przyłączem powierzchni tłoka cylindra roboczego stojaka obudowy, można zastosować dwa przynależne główne zawory sterujące, aby łączyć przepływ z przesunięciem w czasie i w ten sposób zapobiegać niepożądanym silnym impulsom ciśnienia wewnątrz systemu. Korzystny odstęp między dwoma przebiegami łączenia jest rzędu od około 10 ms do 100 ms.

Niniejszy wynalazek jest przedstawiony na podstawie korzystnego przykładu wykonania z powołaniem się na rysunek, na którym fig. 1 przedstawia blok rozdzielczy, fig. 2 - odtworzenie przepływów panujących wewnątrz bloku rozdzielczego przy równoległym połączeniu dwóch głównych zaworów sterujących, gdy włączają one płyn z układu zasilania wysokim ciśnieniem, fig. 3 - ujęcie odpowiadające fig. 2 dla uwidocznienia powrotnego przepływu przez blok rozdzielczy, oraz fig. 4 - schemat hydrauliczny bloku rozdzielczego z fig. 1.

Blok rozdzielczy 10 przestawiony na fig. 1 jest wykonany jako jedna część ze stali i ma dwa równoległe otwory wzdłużne 12 i 14, które rozciągają się od lewej na fig. 1 strony bloku rozdzielczego do przeciwległej prawej strony. Użyte tutaj pojęcie „otwory wzdłużne” nie oznacza przy tym koniecznie, że blok rozdzielczy 10 musi być prostopadłościenny, ponieważ w taki sam sposób może także zostać zastosowany kształt o zarysie kwadratu.

Z przodu bloku rozdzielczego 10, po lewej stronie, są przewidziane dwa leżące jeden nad drugim przyłącza P2 i R2 o średnicy nominalnej DN25, przy czym przyłącze P2 jest podłączone bezpośrednio do (nie przedstawionego) układu zasilania wysokim ciśnieniem, zaś przyłącze R2 jest podłączone do (również nie przedstawionego) przewodu powrotnego. Przyłącze P2 ma ujście w otworze, który z kolei ma wylot w otworze wzdłużnym 14, natomiast przyłącze R2 uchodzi do otworu, który jest połączony z otworem wzdłużnym 12.

Na przeciwległej, prawej stronie bloku rozdzielczego 10 są przewidziane w taki sam sposób dwa, leżące jedno nad drugim, przyłącza P1 i R1 o wielkości nominalnej DN25, z których przyłącze P jest połączone z otworem wzdłużnym 14, zaś przyłącze R jest połączone z otworem wzdłużnym 12.

Ponadto, jak pokazano na fig. 1, na przedzie bloku rozdzielczego 10 są umieszczone różne otwory poprzeczne, z których ogółem osiem otworów poprzecznych 16 ma wielkość nominalną DN20, cztery środkowe otwory poprzeczne 18 mają wielkość nominalną DN12 i sześć lewych otworów poprzecznych ma wielkość nominalną DN10.

Rozumie się, że otwarte od strony zewnętrznej powierzchni bloku rozdzielczego 10 końce, które na fig. 1 są widoczne przy odnośnikach 12 i14, są zamknięte za pomocą korków. Innymi słowy, przy4

PL 216 851 B1 łącza P1, P2 i R1, R2 nie muszą uchodzić współosiowo do otworów wzdłużnych, lecz mogą także przebiegać w poprzek lub ukośnie do nich. Wymagane jest jedynie, żeby płyn z przewodów wysokociśnieniowych wpływał z dwóch stron do otworu wzdłużnego 14 i żeby płyn wypływał na dwie strony z otworu wzdłużnego 12 do przewodu powrotnego.

Na fig. 4 uwidoczniono schemat hydrauliczny bloku rozdzielczego 10, przedstawionego na fig. 1. Jak widać, otwór wzdłużny 14 przebiega między przyłączami P1 i P2, zaś otwór wzdłużny 12 łączy ze sobą przyłącza R1 i R2. Poza tym każdemu głównemu zaworowi sterującemu jest przyporządkowany własny, sterowany oddzielnie elektrycznie zawór sterowania wstępnego 24, którym można sterować oddzielnie elektrycznie za pomocą przyłączy łączeniowych E1 - E18.

Do osadzania stojaka obudowy w przedstawionym przykładzie wykonania używane są ogółem cztery główne zawory sterujące 22 (zawory F1 do F4), co sprawia, że zasilanie hydrauliczne wymaga przekroju poprzecznego co najmniej DN32. Zasilanie to jest jednak zapewnione przez oba przyłącza P1 i P2 o wielkości nominalnej DN25, ponieważ zasilanie ciśnieniowe do głównych zaworów sterujących F1 do F4 następuje z dwóch stron bloku rozdzielczego 10.

Na fig. 2 pokazano schematycznie przepływ przez blok rozdzielczy 10, przy czym przedstawione są tylko przyłącza, otwory wzdłużne i główne zawory sterujące. Ponieważ oba przyłącza P1 i P2 są połączone bezpośrednio z układem zasilania wysokim ciśnieniem, płyn hydrauliczny znajdujący się pod ciśnieniem płynie przez te przyłącza do otworu wzdłużnego 14, a stamtąd na dwie strony do głównych zaworów sterujących F5 do F8. Przy powrocie płynu hydraulicznego przedstawionym na fig. 3 płynie on przez zawory F5 do F8, a stamtąd w dwie strony przez otwór wzdłużny 12 do przyłączy R1 i R2.

W celu osadzenia obudowy cztery główne zawory sterujące F1 do F4 przy użyciu przynależnych do nich zaworów sterowania wstępnego można uruchamiać z niewielkim przesunięciem w czasie za pomocą elektrycznych przyłączy sterujących E1 do E4, żeby zapobiec silnym uderzeniom ciśnienia wewnątrz systemu. W tym celu poszczególne wyjścia głównych zaworów sterujących F1 do F4 są połączone za pomocą odrębnych giętkich przewodów ciśnieniowych ze stojakiem obudowy, przy czym płyn hydrauliczny w obszarze stojaka obudowy jest połączony za pomocą umieszczonego w kierunku przepływu, otwieralnego zaworu zwrotnego z przyłączem powierzchni tłoka roboczego cylindra stojaka obudowy. W ten sposób zapobiega się sytuacji, w której na przykład płyn hydrauliczny, uwolniony przez główny zawór sterujący F1, cofałby się przez jeszcze niewłączony zawór hydrauliczny F2 do przewodu powrotnego.

Claims (9)

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ zaworowy do sterowania stojakami obudowy w eksploatacji podziemnej, zawierający blok rozdzielczy z otworami wzdłużnymi, które są podłączone do przewodu wysokociśnieniowego i do przewodu powrotnego, jak również większą liczbą otworów poprzecznych, w których są umieszczone główne zawory sterujące, za pomocą których jest sterowane doprowadzanie cieczy od otworów wzdłużnych przez przewidziane na bloku rozdzielczym wyjście do stojaka obudowy, znamienny tym, że pierwszy otwór wzdłużny (14) jest otworem przelotowym, na którego obu końcach jest przewidziane przyłącze (P1, P2), przy czym oba przyłącza są bezpośrednio połączone z układem zasilania wysokim ciśnieniem, i że drugi otwór wzdłużny (12) jest otworem przelotowym, na którego obu końcach jest przewidziane przyłącze (R1, R2), przy czym do obu przyłączy jest podłączony przewód powrotny.

2. Układ zaworowy według zastrz. 1, znamienny tym, że przekrój poprzeczny otworów wzdłużnych (12, 14) jest nie większy niż DN25.

3. Układ zaworowy według zastrz. 1, znamienny tym, że przekrój poprzeczny przyłączy (P1, P2, R1, R2) jest równy przekrojowi poprzecznemu otworów wzdłużnych (12, 14).

4. Układ zaworowy według zastrz. 1, znamienny tym, że główne zawory sterujące (F1 - F8) mają wielkość nominalną DN2O.

5. Układ zaworowy według zastrz. 1, znamienny tym, że każdy główny zawór sterujący (F1 - F8) jest zaopatrzony we własny, sterowany oddzielnie elektrycznie zawór sterowania wstępnego (24).

6. Układ zaworowy według zastrz. 1, znamienny tym, że każde wyjście jest połączone ze stojakiem obudowy za pomocą własnego giętkiego przewodu ciśnieniowego.

PL 216 851 B1

7. Układ zaworowy według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsze i drugie wyjście jest połączone z przyłączem powierzchni tłoka cylindra stojaka obudowy za pomocą umieszczonego w kierunku przepływu, otwieralnego zaworu zwrotnego.

8. Sposób sterowania układem zaworowym według jednego z powyższych zastrz., znamienny tym, że w celu wsuwania hydraulicznego cylindra stojaka obudowy uruchamia się dwa główne zawory sterujące z przesunięciem w czasie lub że w celu wysuwania hydraulicznego cylindra stojaka obudowy uruchamia się dwa główne zawory sterujące z przesunięciem w czasie.

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że przesunięcie w czasie jest mniejsze niż 1 s i korzystnie leży pomiędzy około 10 ms i 100 ms.