PL217591B1 - Układ zaworów i obudowa zmechanizowana w górnictwie podziemnym - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ zaworów do sterowania dwoma cylindrami nastawczymi do klap zderzaka czołowej ściany wyrobiska obudowy zmechanizowanej w górnictwie podziemnym. Przedmiotem wynalazku jest także obudowa zmechanizowana w górnictwie podziemnym zawierająca układ zaworów według wynalazku.

Tego rodzaju układy zaworów są zasadniczo znane i służą do sterowania dwoma cylindrami nastawczymi uruchamiających po jednej klapie zderzaka czołowej ściany wyrobiska obudowy zmechanizowanej w górnictwie podziemnym. W celu ochrony uciosu węglowego i stropu przed niepożądanymi wyłomami dąży się do podparcia wyrzutu węgla w najwyżej położonej z trzech części i podparcia stropu możliwie najdalej ku przodowi. W przeszłości w tym zakresie sprawdziła się konstrukcja z klapami zawieszonymi na sobie, które są dociskane hydraulicznie do czołowej ściany wyrobiska i mogą zostać również hydraulicznie odciągnięte.

W tego rodzaju znanych konstrukcjach do stropnicy obudowy zmechanizowanej przytwierdzone są przegubowo dwie umieszczone jedna za drugą klapy, przy czym każda klapa jest sterowana przy pomocy przynależnego cylindra hydraulicznego. Każdy cylinder hydrauliczny jest w znanych konstrukcjach sterowany przez każdorazowo dwa otwierane zawory przeciwzwrotne, przy czym dwa zawory przeciwzwrotne jednego cylindra są w ten sposób połączone ze sobą, że przyłącze ciśnieniowe jednego zaworu jest połączone z przyłączem sterowniczym drugiego zaworu. Tym samym do sterowania dwoma cylindrami hydraulicznymi potrzeba łącznie czterech otwieranych zaworów przeciwzwrotnych i czterech zaworów ograniczających ciśnienie. Ponadto sterowanie obydwoma cylindrami hydraulicznymi wykonywane jest zwykle bez sensoryki i dla każdego kroku konieczne jest takie poruszanie klap, aby klapy rozciągnięte w pionie leżały pod stropnicą tarczy. Gdy następnie tarcza zostanie ponownie ustawiona, to stropnica jest najpierw dociskana do zakończenia stropu, a następnie są wysuwane obydwie klapy zderzaka czołowej ściany wyrobiska. W tym celu ciśnienie jest przykładane do powierzchni tłoka pierwszego cylindra pierwszej klapy, a powierzchnia pierścieniowa jest odblokowywana. Drugi cylinder musi zostać najpierw wciągnięty i dopiero wtedy, gdy pierwszy cylinder przylega do czołowej ściany wyrobiska i jest wyłączony, wysuwany jest znowu drugi cylinder aż do momentu, gdy przylega on całkowicie do czołowej ściany wyrobiska. Ponieważ dla wszystkich tych ruchów zwykle brak jest czujnika, to proces ten trwa stosunkowo długo.

Celem wynalazku jest takie udoskonalenie układu zaworów opisanego na wstępie rodzaju, aby możliwe było uzyskanie taniej konstrukcji z niewieloma zaworami i jednocześnie uproszczone zostało sterowanie układu zaworów.

Układ zaworów do sterowania dwoma cylindrami nastawczymi dla klap zderzaka czołowej ściany wyrobiska obudowy zmechanizowanej w górnictwie podziemnym, zawierający dwa otwierane zawory przeciwzwrotne, których wejście sterownicze połączone jest z przyłączem ciśnieniowym drugiego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego według wynalazku charakteryzuje się tym, że wyjście pierwszego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego połączone jest za pośrednictwem umieszczonego odcinająco pierwszego zwykłego zaworu przeciwzwrotnego z dwoma innymi umieszczonymi szeregowo zwykłymi zaworami przeciwzwrotnymi, przy czym miejsce połączenia między obydwoma kolejnymi zaworami przeciwzwrotnymi połączone jest z wyjściem drugiego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego.

Korzystnie, wejście pierwszego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego połączone jest z wyjściem drugiego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego.

Korzystnie, wejście pierwszego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego połączone jest z wyjściem drugiego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego za pośrednictwem zaworu ograniczającego ciśnienie.

Korzystnie, wejście pierwszego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego połączone jest z przyłączem powierzchni pierścieniowej i wyjściem drugiego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego z przyłączem powierzchni tłoka dla cylindra nastawczego zderzaka czołowej ściany wyrobiska.

Korzystnie, obydwa kolejne zawory przeciwzwrotne są wychodząc z pierwszego zaworu przeciwzwrotnego umieszczone przepuszczająco.

Korzystnie, wszystkie zawory znajdują się we wspólnym bloku zaworowym.

Korzystnie, każdy otwierany zawór przeciwzwrotny ma tłok sterowniczy, przy czym obydwa tłoki sterownicze są umieszczone współosiowo w otworze i mogą być aktywowane zgodnie z dokonanym wyborem przez umieszczony między nimi tłok centralny.

PL 217 591 B1

Obudowa zmechanizowana w górnictwie podziemnym, z dwoma cylindrami nastawczymi dla klap zderzaka czołowej ściany wyrobiska i z układem zaworów, którego cechy zostały wymienione powyżej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wyjście pierwszego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego połączone jest z powierzchnią tłoka i wyjściem drugiego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego z powierzchnią pierścieniową pierwszego cylindra nastawczego zderzaka czołowej ściany wyrobiska.

Korzystnie, wejście pierwszego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego połączone jest z powierzchnią pierścieniową, a wyjście drugiego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego połączone jest z powierzchnią tłoka drugiego cylindra nastawczego (Z2) zderzaka czołowej ściany wyrobiska.

Za pomocą układu zaworów według wynalazku można łatwo sterować obydwoma cylindrami zderzaka czołowej ściany wyrobiska, przy czym zamiast czterech otwieranych zaworów przeciwzwrotnych konieczne są tylko dwa zawory tego rodzaju, które służą w powszechnie znany sposób do sterowania pierwszym cylindrem hydraulicznym. Drugi cylinder hydrauliczny zderzaka czołowej ściany wyrobiska jest aktywowany przez łącznie trzy zwykłe zawory przeciwzwrotne, których wyprodukowanie jest tanie i które nie wymagają własnego sterowania. Tym samym obydwie klapy zderzaka czołowej ściany wyrobiska mogą być sterowane przy pomocy tylko dwóch przyłączy ciśnieniowych, a mianowicie przy pomocy przyłącza ciśnieniowego na pierwszym otwieranym zaworze przeciwzwrotnym i przyłącza ciśnieniowego na drugim otwieranym zaworze przeciwzwrotnym.

Zgodnie z korzystną postacią wykonania wynalazku wejście pierwszego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego może zostać połączone z wyjściem drugiego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego, zwłaszcza za pośrednictwem zaworu ograniczającego ciśnienie. W ten sposób z jednej strony przy pomocy zaworu ograniczającego ciśnienie zabezpieczona jest objętość przestrzeni pierścieniowej przyporządkowanego zaworu przed wyciekiem. Gdy jednak podczas wysuwania czubek drugiej klapy uderzy w czołową ścianę wyrobiska, to zwiększeniu ulegnie ciśnienie do momentu otwarcia zaworu ograniczającego ciśnienie, kiedy to płyn hydrauliczny będzie mógł wyciekać przez pierwszy kolejny zawór przeciwzwrotny.

Zgodnie z inną korzystną postacią wykonania przewidziano, że wszystkie zawory będą znajdowały się we wspólnym bloku zaworowym. Tak więc zawory przeciwzwrotne mogą zostać osadzone w otworach bloku zaworowego, a zawory ograniczające ciśnienie mogą zostać wkręcone w otwory bloku zaworowego. Jednocześnie w bloku zaworowym mogą zostać przewidziane przyłącza dla przewodów ciśnieniowych i cylindrów hydraulicznych, w wyniku czego można uzyskać niezwykle zwarty układ.

Zgodnie z inną korzystną postacią wykonania każdy otwierany zawór przeciwzwrotny może posiadać tłok sterowniczy, przy czym obydwa tłoki sterownicze umieszczone są współosiowo w otworze bloku zaworowego i mogą być uruchamiane zgodnie z dokonanym wyborem przy pomocy umieszczonego między nimi tłoka centralnego. Konstrukcja taka jest bardzo zwarta i może być wykonana w tani sposób.

Zgodnie z innym aspektem wynalazku dotyczy on obudowy zmechanizowanej z układem zaworów opisanego wyżej rodzaju.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat połączeń układu zaworów do sterowania dwoma cylindrami nastawczymi dla klap zderzaka czołowej ściany wyrobiska, a fig. 2 - przekrój przez blok zaworowy z układem zaworów zgodnym z fig. 1.

Fig. 1 ukazuje schematycznie stropnicę 10 nie pokazanej tu obudowy mechanicznej w górnictwie podziemnym, przy czym na przednim krańcu stropnicy jest zamocowana przegubowo pierwsza klapa 12, na której przednim krańcu znajduje się klapa 14, która jest również zamocowana przegubowo do pierwszej klapy. Do wychylenia pierwszej klapy 12 służy pierwszy cylinder hydrauliczny Z1, który jest w obszarze swego przyłącza powierzchni tłoka przymocowany przegubowo do stropnicy 10 i którego tłoczysko jest połączone przegubowo z pierwszą klapą 12. Do przemieszczania drugiej klapy 14 służy drugi cylinder hydrauliczny Z2, który jest w obszarze swego przyłącza powierzchni tłoka przymocowany przegubowo do pierwszej klapy 12 i którego tłoczysko jest połączone przegubowo z drugą klapą 14.

Do sterowania pierwszym cylindrem hydraulicznym Z1 przewidziano pierwszy otwierany zawór przeciwzwrotny 16 i drugi otwierany zawór przeciwzwrotny 18, przy czym przyłącze ciśnieniowe A pierwszego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego 16 jest połączone z wyjściem sterowniczym 20 drugiego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego 18, a przyłącze ciśnieniowe B drugiego otwieranego

PL 217 591 B1 zaworu przeciwzwrotnego 18 jest połączone z wyjściem sterowniczym 22 pierwszego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego 16. Wyjście 24 pierwszego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego 16 jest połączone z przyłączem powierzchni tłoka A1 pierwszego cylindra hydraulicznego Z1, a przyłącze B1 powierzchni pierścieniowej pierwszego cylindra hydraulicznego Z1 jest połączone z wyjściem 26 drugiego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego 18. W ten sposób cylinder hydrauliczny Z1 może zostać wysunięty przez przyłożenie ciśnienia do wejścia A i połączenia wejścia B z powrotem. Wciągnięcie odbywa się w odwrotny sposób przez przyłożenie ciśnienia do przyłącza ciśnieniowego B i połączenia wejścia B drugiego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego 18 i połączenie przyłącza ciśnieniowego A pierwszego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego 16 z powrotem.

Odnośniki 28 i 30 oznaczają każdorazowo zawór ograniczający ciśnienie połączony z wyjściem pierwszego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego 16 lub z wyjściem drugiego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego 18.

Do sterowania drugim cylindrem hydraulicznym Z2 przewidziano pierwszy zwykły zawór przeciwzwrotny 32 i dwa inne zwykłe zawory przeciwzwrotne 34 i 36, przy czym pierwszy zwykły zawór przeciwzwrotny 32 jest umieszczony wychodząc z wyjścia 24 pierwszego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego 16 w kierunku odcinania, tzn. odcinająco, i jest on połączony z wejściem pierwszego zwykłego zaworu przeciwzwrotnego 34. Dwa inne zwykłe zawory przeciwzwrotne 34 i 36 są umieszczone szeregowo i wychodząc z pierwszego zwykłego zaworu przeciwzwrotnego 32 są one ustawione na przepuszczanie, tzn. w kierunku przepuszczania. Wejście pierwszego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego 34 jest za pośrednictwem przewodu 38 połączone z wyjściem drugiego kolejnego zwykłego zaworu przeciwzwrotnego 36, przy czym do tego przewodu 38 wstawiony jest zawór ograniczający ciśnienie 40. Ponadto przewód 38 względnie wejście pierwszego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego 34 połączone jest z przyłączem powierzchni pierścieniowej B2 drugiego cylindra hydraulicznego Z2, a wyjście drugiego kolejnego zwykłego zaworu przeciwzwrotnego 36 jest połączone z przyłączem powierzchni tłoka A2 drugiego cylindra hydraulicznego Z2. Na koniec połączenie między obydwoma kolejnymi zwykłymi zaworami przeciwzwrotnymi 34 i 36 jest połączone z jednej strony z przyłączem powierzchni pierścieniowej B1 pierwszego cylindra hydraulicznego Z1, a z drugiej strony z wyjściem 26 drugiego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego 18.

Sposób działania opisanego wyżej układu zaworów jest następujący:

W celu wciągnięcia zderzaka czołowej ściany wyrobiska do przyłącza ciśnieniowego B drugiego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego 18 jest przykładane ciśnienie, przy czym otwiera się pierwszy otwierany zawór przeciwzwrotny 16. Przestrzeń pierścieniowa B1 pierwszego cylindra hydraulicznego Z1 znajduje się pod ciśnieniem i jednocześnie ciśnieniem zasilana jest powierzchnia tłoka A2 drugiego cylindra hydraulicznego Z2 za pośrednictwem drugiego kolejnego zwykłego zaworu przeciwzwrotnego

26. Przestrzeń pierścieniowa B2 drugiego cylindra hydraulicznego Z2 jest połączona za pośrednictwem pierwszego zwykłego zaworu przeciwzwrotnego 32 z przyłączem A, które jest w tym momencie połączone z powrotem. Przestrzeń pierścieniowa B1 pierwszego cylindra hydraulicznego Z1 i powierzchnia tłoka A2 cylindra hydraulicznego Z2 znajdują się pod ciśnieniem i powierzchnia tłoka A1 cylindra hydraulicznego Z1 i powierzchnia pierścieniowa B2 cylindra hydraulicznego Z2 są połączone z powrotem. W wyniku tego obydwie klapy 12 i 14 chowają się i rozciągnięte w pionie układają się pod stropnicą 10 tarczy.

Stropnica jest utrzymywana w tym położeniu, a następnie przyłącze ciśnieniowe B drugiego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego 18 jest łączone z powrotem, w wyniku czego zamknięty zostaje pierwszy otwierany zawór przeciwzwrotny 16. Także drugi otwierany zawór przeciwzwrotny 18 jest w tym stanie zablokowany. Drugi cylinder hydrauliczny Z2 został teraz całkowicie wysunięty i siła grawitacji ciągnie go w jego położenie krańcowe. Mógłby on się poruszyć tylko wtedy, gdyby z przestrzeni tłokowej A2 wyciekł wypełniający ją płyn. Uniemożliwia to jednak zawór ograniczający ciśnienie 40 i dodatkowo jest to blokowane przez pierwszy otwierany zawór przeciwzwrotny 16.

W celu wysunięcia zderzaka czołowej ściany wyrobiska do przyłącza ciśnieniowego A pierwszego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego 16 jest przykładane ciśnienie, w wyniku czego otwiera się także drugi otwierany zawór przeciwzwrotny 18. W wyniku tego z przestrzeni pierścieniowej B1 pierwszego cylindra hydraulicznego Z1 i z przestrzeni pierścieniowej B2 drugiego cylindra hydraulicznego Z2 może uchodzić ciecz hydrauliczna. Cylinder Z1 zostaje wysunięty, a cylinder Z2 jest już wysunięty. Jeżeli teraz czubek drugiej klapy 14 podczas wysuwania uderzy w czołową ścianę wyrobiska, to wzrośnie ciśnienie w przyłączu powierzchni tłoka A2, a gdy zostanie osiągnięte ciśnienie ustawione na zaworze ograniczającym ciśnienie 40, to ten zawór otworzy się i ciecz hydrauliczna może przepłyPL 217 591 B1 nąć przez pierwszy kolejny zawór przeciwzwrotny 34 i ujść przez drugi otwierany zawór przeciwzwrotny 18. Następnie ruch ulegnie zatrzymaniu, gdy przegub między pierwszą klapą 12 i drugą klapą 14 uderzy w czołową ścianę wyrobiska.

Ta pozycja jest utrzymywana poprzez połączenie przyłącza ciśnieniowego A i przyłącza ciśnieniowego B obydwóch otwieranych zaworów przeciwzwrotnych 16 i 18 z powrotem. W wyniku tego obydwa zawory przeciwzwrotne ulegają zamknięciu, a klapa 14 jest utrzymywana przy czołowej ścianie wyrobiska, ponieważ powierzchnia tłokowa drugiego cylindra hydraulicznego Z2 musi mieć wyższe ciśnienie niż powierzchnia tłokowa A1 lub przestrzeń pierścieniowa B1 pierwszego cylindra hydraulicznego Z1 o wartość ustawioną na zaworze ograniczającym ciśnienie. Obydwie przestrzenie A1 i B1 są jednak również odcięte.

Fig. 2 ukazuje blok zaworowy 42, w którym zrealizowany został wymieniony wyżej układ zaworu. Na pokazanej na fig. 2 lewej stronie bloku zaworowego 42 znajdują się przyłącza powierzchni tłokowych A1 i A2 oraz przyłącza przestrzeni pierścieniowych B1 i B2 dla pierwszego cylindra hydraulicznego Z1 i dla drugiego cylindra hydraulicznego Z2. Na przeciwległej prawej stronie bloku zaworowego 42 znajdują się przyłącza ciśnieniowe A i B obydwóch otwieranych zaworów przeciwzwrotnych. Ponadto na tej stronie bloku zaworowego znajduje się zawór ograniczający ciśnienie 28. Kolejny zawór ograniczający ciśnienie 40 jest wstawiony w dolną część bloku zaworowego 42. Przy takiej konstrukcji można zrezygnować z zaworu ograniczającego ciśnienie 30, ponieważ w tym miejscu nie może występować ciśnienie przekraczające sumę obydwóch ciśnień zaworów ograniczających ciśnienie 28 i 40.

Ponadto, jak to ukazane jest na fig. 2, obydwa otwierane zawory przeciwzwrotne 16 i 18 są wstawione koncentrycznie do podłużnego otworu 44 w bloku zaworowym 42, a każdy otwierany zawór przeciwzwrotny posiada tłok sterowniczy 46, 48, który w znany sposób uszczelnia gniazdo zaworu i jest zamocowany przy pomocy sprężyny. Obydwa tłoki sterownicze 46, 48 są wstawione do otworu 44 koncentrycznie przeciwległe do siebie, przy czym zakończenia obydwóch tłoków sterowniczych 46, 48 są osadzone w tłoku centralnym 50 umieszczonym między obydwoma tłokami sterowniczymi, który w stanie uszczelnionym został wstawiony do podłużnego otworu 44. W ten sposób tłok sterowniczy 48 otwiera drugi otwierany zawór przeciwzwrotny 18, gdy do przyłącza ciśnieniowego A przyłożone zostanie ciśnienie. W ten sam sposób tłok sterowniczy 46 otwiera pierwszy otwierany zawór przeciwzwrotny 16, gdy do przyłącza ciśnieniowego B przyłożone zostanie ciśnienie.

Pierwszy zwykły zawór przeciwzwrotny 32 osadzony jest w podłużnym otworze w górnej części bloku zaworowego 42 i blokuje on połączenie między przyłączami A1 i B2 w postaci podłużnego otworu 52. W podobny sposób obydwa kolejne pierwsze i drugie zwykłe zawory przeciwzwrotne 34 i 36 są osadzone we wspólnym podłużnym otworze w dolnej części bloku zaworowego 42, przy czym poprzeczne i skośne otwory ustanawiają odpowiednie połączenia między poszczególnymi zaworami.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ zaworów do sterowania dwoma cylindrami nastawczymi dla klap zderzaka czołowej ściany wyrobiska obudowy zmechanizowanej w górnictwie podziemnym, zawierający dwa otwierane zawory przeciwzwrotne, których wejście sterownicze połączone jest z przyłączem ciśnieniowym drugiego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego, znamienny tym, że wyjście (24) pierwszego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego (16) połączone jest za pośrednictwem umieszczonego odcinająco pierwszego zwykłego zaworu przeciwzwrotnego (32) z dwoma innymi umieszczonymi szeregowo zwykłymi zaworami przeciwzwrotnymi (34, 36), przy czym miejsce połączenia między obydwoma kolejnymi zaworami przeciwzwrotnymi (34, 36) połączone jest z wyjściem (26) drugiego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego (18).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wejście pierwszego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego (34) połączone jest z wyjściem drugiego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego (36).
3. 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wejście pierwszego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego (34) połączone jest z wyjściem drugiego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego (36) za pośrednictwem zaworu ograniczającego ciśnienie (40).
4. 4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wejście pierwszego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego (34) połączone jest z przyłączem powierzchni pierścieniowej (B2) i wyjściem drugiego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego (36) z przyłączem powierzchni tłoka (A2) dla cylindra nastawczego (Z2) zderzaka czołowej ściany wyrobiska.

   PL 217 591 B1
5. 5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że obydwa kolejne zawory przeciwzwrotne (34, 36) są wychodząc z pierwszego zaworu przeciwzwrotnego (32) umieszczone przepuszczająco.
6. 6. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wszystkie zawory znajdują się we wspólnym bloku zaworowym (42).
7. 7. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że każdy otwierany zawór przeciwzwrotny (16, 18) ma tłok sterowniczy (46, 48), przy czym obydwa tłoki sterownicze są umieszczone współosiowo w otworze (44) i mogą być aktywowane zgodnie z dokonanym wyborem przez umieszczony między nimi tłok centralny (50).
8. 8. Obudowa zmechanizowana w górnictwie podziemnym, z dwoma cylindrami nastawczymi dla klap zderzaka czołowej ściany wyrobiska i z układem zaworów według jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienna tym, że wyjście (24) pierwszego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego (16) połączone jest z powierzchnią tłoka (A1) i wyjściem (26) drugiego otwieranego zaworu przeciwzwrotnego (18) z powierzchnią pierścieniową (B1) pierwszego cylindra nastawczego (Z1) zderzaka czołowej ściany wyrobiska.
9. 9. Obudowa zmechanizowana według zastrz. 8, znamienna tym, że wejście pierwszego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego (34) połączone jest z powierzchnią pierścieniową (B2), a wyjście drugiego kolejnego zaworu przeciwzwrotnego (36) połączone jest z powierzchnią tłoka (A2) drugiego cylindra nastawczego (Z2) zderzaka czołowej ściany wyrobiska.