PL219896B1 - Nabojowy wkład rozdzielacza 3/2 - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest nabojowy wkład rozdzielacza 3/2 przeznaczony głównie do stosowania w układach hydraulicznych sekcji obudów górniczych, stanowi jeden z segmentów jej sekwencyjnego rozdzielacza. Wykonany jest w postaci naboju (patronu), wkręcanego do specjalnego korpusu w ilości od dwóch do ich wielokrotności, zależnie od potrzeb. Powstały w ten sposób blok sterujący stanowi jeden z elementów całego systemu sterowania kompleksem ścianowym w podziemnym wyrobisku górniczym.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 186937 wynalazek dotyczy rozdzielacza sterowanego hydraulicznie charakteryzuje się tym, że gniazdo zaopatrzone jest w dwie ostre krawędzie, z których jedna usytuowana jest nad stożkową powierzchnią elementu zaworu, a druga krawędź pod stożkową powierzchnią tłoczka, zaś zakończeniem powierzchni stożkowej tłoczka, rozłącznego z elementem zaworu, jest walcowa powierzchnia, suwliwie pasowana w cylindrycznym otworze gniazda. Układ zaworów, zwrotnego i spływowego, usytuowany jest osiowo i posiada jedno uszczelnienie suwliwe na tłoczku.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 205693 wynalazek dotyczy konstrukcji urządzenia sterującego, elektrohydraulicznego, znajdującego zastosowanie w szczególności w układach hydraulicznych zmechanizowanych obudów górniczych. Blok zaworowy posiada korpus z gniazdami zaworowymi i otworami przyłączeniowymi dla przyłączy odbiorników, które zlokalizowane są na wspólnej osi i wzajemnie się przenikają. Gniazda zaworowe wykonane są tak samo dla wszystkich zaworów wielodrożnych, składających się z głównego zaworu sterującego i zaworu sterowania wstępnego. W korpusie obok kanału wysokociśnieniowego i kanału spływowego znajduje się kanał sterowania, w którym medium hydrauliczne pod ciśnieniem służy do włączania głównego zaworu sterującego. Zawory sterowania wstępnego uruchamiane są elektromagnesami, które w korzystnym wykonaniu służą również do mocowania zaworów wielodrożnych w gniazdach zaworowych.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 208923 jako wynalazek pod nazwą zawór hydrauliczny posiada tłok zaworowy, sprzężone z nim elementy uszczelniające oraz tłok sterujący, przy czym przyłącze spływowe zamykane jest przez tłok sterujący, a po otwarciu elementów uszczelniających, powstaje połączenie cieczowe pomiędzy przyłączem wysokociśnieniowym a przyłączem odbiornika. Przy zadziałaniu ciśnienia sterującego tłok sterujący przesuwa się od swej pozycji wyjściowej, przez pozycję pośrednią do pozycji końcowej, przy czym w zależności od zajmowanej pozycji połączenie cieczowe pomiędzy przyłączem odbiornika a przyłączem spływowym jest otwarte bądź zamknięte. Tłok zaworowy posiada drugi przepust przesunięty w stosunku do pierwszego przepustu ku czołowej stronie, a pierwszy radialny przepust zamykany jest przez tłok sterujący po osiągnięciu przez niego pozycji pośredniej. Pomiędzy tłokiem zaworowym a jego prowadnicą może nie istnieć punkt dławikowy.

Znany z ujawnionego w zgłoszeniu nr 379830 jako wynalazek pod nazwą wkład zaworowy dla dającego się odblokowywać zaworu zwrotnego stempla stojaka obudowy, zawierający obudowę, w której umieszczone są tłok zaworu, tłok sterujący oraz sprężyna tłoka, przy czym w celu oddziaływania na tłok sterujący ciśnieniem w obudowie wkładu jest przewidziany otwór wprowadzający, który uchodzi do otworu tłokowego. Otwór wprowadzający ma wylot w powierzchni bocznej otworu tłokowego w pewnej odległości od dna otworu tłokowego, przy czym w obszarze otworu wprowadzającego, pomiędzy tłokiem sterującym i otworem tłokowym, jest przewidziana szczelina pierścieniowa. Przedmiotem wynalazku jest także układ zaworowy dla stempla stojaka obudowy zawierający wkład zaworowy.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 195576 wynalazek dotyczy konstrukcji zaworu rozdzielającego, zwłaszcza do obudów górniczych, znajdującego zastosowanie w szczególności w układach hydraulicznych zasilania elementów tych obudów pracujących w podziemiach kopalń. Zawór posiada w otworze mocującym obudowy tuleję wykonawczą, w której przesuwnie osadzony jest tłok, oraz tuleję rozdzielczą sterującą, w której przesuwnie osadzony jest tłok sterujący. Tłok, korzystnie połączony jest z tłokiem sterującym gwintowym. Przepływ medium hydraulicznego pod wysokim ciśnieniem otwierany jest lub zamykany grzybkiem tłoka, który w sąsiedztwie pierścienia uszczelniającego prowadzony jest w tulei wykonawczej bezuszczelnieniowo, przy czym grzybek dociskany jest do pierścienia uszczelniającego sprężyną dociskową. Przednia część tłoka sterującego, służąca do zamykania otworów przelotowych tulei sterującej prowadzona jest również bezuszczelnieniowo i swą powierzchnią czołową, korzystnie stożkową współpracuje z odpowiadającą jej powierzchnią uszczelniającą, również korzystnie stożkową, pierścienia uszczelniającego. Tuleja sterująca ma otwory odciążające połączone obiegiem hydraulicznym z przyłączem spływowym. Medium pod wysokim ciśnieniem

PL 219 896 B1 podawane jest z przyłącza zasilania wysokociśnieniowego do przyłącza odbiornika stopniowo, w ramię otwierania grzybka tłoka przy sukcesywnym zamykaniu tłokiem sterującym otworów przelotowych w obiegu hydraulicznym przyłącza spływowego.

Istotą rozwiązania pod nazwą nabojowy wkład rozdzielacza 3/2 w stosunku do już istniejących, bądź ujawnionych rozwiązań jest to, że w tulei 4, w jego otworze głównym 16 umiejscowiona jest suwliwie tuleja zaworowa 6, w otworze której z kolei ma możliwość przemieszczania się popychacz 5. Dzięki pierścieniowemu występowi 28 w popychaczu 5 i odpowiadającemu mu wybraniu 31 w dolnej części tulei zaworowej 6 zapewniony jest ich wspólny ruch zarówno w jedną stronę jak i ich powrót. Podczas ruchu związanego z podaniem impulsu sterującego do dennej komory tuleja zaworowa 6 przemieszczając się zaczyna zahaczać swym wybraniem 31 o pierścieniowy występ 28 w popychaczu 5 kontynuując wspólny ruch tych dwóch elementów, aż do zetknięcia się płaskiej powierzchni 29 z pierścieniową powierzchnią 30 zawieradła 3. Przemieszczająca się tuleja zaworowa 6 w otworze głównym 16 przysłoni promieniowe otwory 23 w tulei 4 zanim stożkowa powierzchnia 24 zetknie się z gniazdem 2 krawędź 17, a w ruchu powrotnym je odsłoni. Dalszy ruch popychacza 5 odbywa się już wspólnie z zawieradłem 3, które odsuwa się od gniazda 2, gdyż stożkowa powierzchnia 24 tulei zaworowej 6 styka się z powierzchnią stożkową 25 gniazda 2 uniemożliwiając jej dalszy ruch. Ruch powrotny odbywa się w odwrotnej kolejności, najpierw wspólnie przemieszczają się zawieradło 3 razem z popychaczem 5 do momentu zetknięcia się zewnętrznej powierzchni stożkowej 10 zawieradła 3 z wewnętrzną powierzchnią stożkową 11 gniazda 2. W następnej fazie ruchu pierścieniowy występ 28 popychacza 5 styka się z wybraniem 31 tulei zaworowej 6 i następuje ich wspólne przemieszczenie. Ponieważ popychacz 5 wraz z zawieradłem 3 nie tworzą elementów zaworowych a jedynie współpracujące ze sobą elementy tego typu konstrukcja uniezależnia od zapewnienia współosiowości otworu głównego 31 tulei zaworowej 6 i popychacza 5 w korku 4 względem zawieradła 3 i gniazda 2 posadowionych we wielostopniowej tulei z gniazdem 1. Możliwość wspólnego ruchu popychacza 5 i tulei zaworowej 6 możliwa jest dzięki temu, że średnica zewnętrzna 32 występu 28 jest większa od średnicy wewnętrznej 33 tulei zaworowej 6, w której przemieszcza się popychacz 5.

W ujawnionych wcześniej rozwiązaniach zawieradło stanowiło jednolity element z nieprzelotowym osiowym otworem głównym, z jednej strony pełniący rolę zaworu zwrotnego przez współpracę z gniazdem, a z drugiej jako element prowadzący dla jedno, lub dwuśrednicowej tulei stanowiącej zawór spływowy. W rozwiązaniu proponowanym przez twórców zawieradło zostało rozdzielone na dwa elementy, z których jeden stanowi zawór zwrotny zasilający a drugi jako para tulei zaworowej i popychacza zarazem jako zawór spływowy i element otwierający zawór zasilający. Rozdzielone elementy jako para nie stanowią same w sobie zaworu zwrotnego, a jedynie oddziaływają na siebie siłowo.

Przedmiotem wynalazku jest nabojowy wkład rozdzielacza 3/2, wykonany w postaci patronu, pełniący rolę trójdrogowego dwupołożeniowego o dużej przepustowości cieczy hydraulicznej rozdzielacza, sterowanego hydraulicznie, który wkręcony do odpowiedniego, wielostopniowego gniazda wykonanego w specjalnej płycie, umożliwia sterowanie odbiornikiem a szczególnie siłownikiem sekcji zmechanizowanej obudowy górniczej. Tak więc jego głównym zastosowaniem jest górnictwo, zwłaszcza układy hydrauliczne kompleksów ścianowych.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania został uwidoczniony na rysunkach fig. 1 i fig. 2, na którym fig. 1 przedstawia nabojowy wkład rozdzielacza 3/2, w przekroju wzdłużnym, który zbudowany jest z wielostopniowej tulejki z gniazdem 1, z umieszczonym w jej wnętrzu zawieradłem 3 w postaci odpowiednio ukształtowanej tulejki z osiowym przelotowym otworem 8. Zawieradło 3 posiada zewnętrzną powierzchnię stożkową 10 dociskaną do odpowiadającej jej wewnętrznej powierzchni stożkowej 11 gniazda 2, sprężyną 7 tworząc szczelne połączenie. Część walcowa 12 zawieradła 3 uszczelniona jest w wielostopniowej tulejce z gniazdem 1, pakietem uszczelnień 13. Wielostopniowa tulejka z gniazdem 1 posiada szereg skośnych otworów 15, których zakończenia trafiają w stożkowe powierzchnie 10 i 11 i połączona jest rozłącznie z tuleją 4 połączeniem 14, tworząc jednolity nabój (patron). W osi tulei 4 w jej otworze głównym 16 umieszczone są suwliwie, tuleja zaworowa 6 i popychacz 5, przy czym popychacz 5 ma możliwość jednostronnego niezależnego ruchu względem tulei zaworowej 6, a ruch powrotny odbywa się częściowo indywidualnie, a częściowo wspólnie z tuleją zaworową 6. Popychacz 5 od strony pierścieniowej powierzchni 30 zawieradła 3 zakończony jest osiowym nieprzelotowym otworem z dolotowymi promieniowymi otworami 9. Tuleja 4 posiada wybranie 21 połączone z komorą spływową 22, promieniowymi otworami 23. Tuleja zaworowa 6 od strony gniazda 2 zakończona jest stożkową powierzchnią 24, tak że po przemieszczeniu się jej i zetknięciu z powierzchnią stożkową 25 gniazda 2 tworzy szczelne połączenie. Z kolei pierścieniowe zakończenie 26 tulei zaworowej 6 od strony dennej

PL 219 896 B1 komory 19 posiada co najmniej jedno promieniowe nacięcie 27 umożliwiające dostanie się cieczy na całą pierścieniową powierzchnię 26. Popychacz 5 od strony zawieradła 3 posiada pierścieniowy występ 28 zakończony płaską powierzchnią 29, która po zetknięciu się z pierścieniową powierzchnią 30 odsuwa zawieradło 3 od gniazda 2. W ruchu powrotnym poruszający się w kierunku dennej komory 19 popychacz 5 swoim pierścieniowym występem 28 zahacza o wybranie 31 w tulei zaworowej 6 powodując odsunięcie jej stożkowej powierzchni 24 od powierzchni stożkowej 25 w gnieździe 2 i wspólne z nią przemieszczenie się w otworze głównym 16 tulei 4.

Fig. 2 przedstawia nabojowy wkład rozdzielacza 3/2, w przekroju wzdłużnym, w którym w stosunku do nabojowego wkładu rozdzielacza 3/2 uwidocznionego na fig. 1, wielostopniowa tuleja z gniazdem została zastąpiona, wielostopniową tuleją 1 bez gniazda, którego rolę przejęła komora odbiornikowa 37, a tuleja, korkiem z gwintem 4. W korku między dwoma sąsiednimi uszczelnieniami zostało wykonane wybranie 34 do połączenia go poprzez otwór sterujący 35 z pierścieniową komorą 36. Pierścieniowa komora 36 w dalszej kolejności została połączona z denną komorą 19 przez promieniowe nacięcia 27. Taki ciąg połączeń umożliwił doprowadzenie impulsu sterującego od wybrania 34 do dennej komory 19 i do przemieszczania się elementów zaworowych: popychacza 5 tulei zaworowej 6 i zawieradła 3.

Zasada działania nabojowego wkład rozdzielacza 3/2 oparta jest na działaniu dwupołożeniowego trójdrogowego rozdzielacza sterowanego hydraulicznie. W przedmiotowym rozwiązaniu fig. 1 wybranie 21 łączy się ze spływem, wybranie 20 z zasilaniem, osiowy przelotowy otwór 8 z odbiornikiem podłączonym do gniazda w wielostopniowej tulei 1. W fazie, gdy nie jest podany impuls hydrauliczny do dennej komory 19, odbiornik poprzez osiowy przelotowy otwór 8, komorę spływową 22 i promieniowe otwory 23 połączony jest ze spływem (wybranie 21), co umożliwia swobodny przepływ cieczy hydraulicznej od odbiornika do spływu. Z kolei w tej samej fazie stykające się ze sobą wewnętrzna powierzchnia stożkowa 11, gniazda 2 z zewnętrzną powierzchnią stożkową zawieradła 3 tworząc szczelne połączenie blokują przepływ cieczy hydraulicznej od zasilania podłączonego do wybrania 20 z odbiornikiem.

Z chwilą doprowadzenia od urządzenia sterującego, impulsu hydraulicznego do dennej komory 19, następuje wspólne przemieszczanie się tulei zaworowej 6 wraz z popychaczem 5, dzięki zetknięciu się wybrania 31 z pierścieniowym występem 28, w kierunku zawieradła 3 i stopniowe przymykanie promieniowych otworów 23 krawędzią 17. Po zetknięciu się stożkowej powierzchni 24 tulei zaworowej 6 z powierzchnią stożkową 25 gniazda 2 następuje całkowite odcięcie połączenia odbiornika ze spływem. Po uzyskaniu tego połączenia dalej przemieszcza się jedynie popychacz 5 i natrafiając swą płaską powierzchnią 29 na pierścieniową powierzchnię 30 zawieradła 3 odsuwa jego zewnętrzną powierzchnię stożkową 10 od wewnętrznej powierzchni stożkowej 11 gniazda 2 uginając sprężynę 7. Odsunięcie zawieradła 3 od gniazda 2 umożliwia połączenie wybrania 20, do którego podłączone jest zasilanie z osiowym przelotowym otworem 8 połączonym z odbiornikiem. W ten sposób ciecz hydrauliczna przepływa od wybrania 20, otworami 15, szczeliną między stożkowymi powierzchniami 10 i 11, do osiowego otworu 8.

Po wyłączeniu impulsu sterującego, co powoduje zanik ciśnienia w dennej komorze 19, popychacz 5 przestaje oddziaływać na zawieradło 3, które przemieszczając się wspólnie z nim styka się z gniazdem 2 odcinając przepływ od zasilania do odbiornika. Panujące jeszcze w odbiorniku ciśnienie powoduje utratę szczelności między powierzchniami stożkowymi 24 i 25 tulei zaworowej 6 i gniazda 2 oraz wspólny ruch popychacza 5 i tulei zaworowej 6 w kierunku dennej komory 19. Przemieszczająca się krawędź 17 tulei zaworowej 6 stopniowo odsłania promieniowe otwory 23 umożliwiając swobodny przepływ cieczy hydraulicznej od odbiornika przez osiowy otwór 8, komorę spływową 22 do wybrania 21 połączonego ze spływem.

Usytuowanie w tulei 4, tulei zaworowej 6 wraz z popychaczem 5, a w wielostopniowej tulejce z gniazdem 1 zawieradła 3 i gniazda 2, jako w dwóch oddzielnych niezależnych elementach przyniesie korzyści technologiczne ze względu na to iż od wzajemnego usytuowania tych dwóch elementów nie będzie wymagane zachowanie szczególnej współosiowości. Również ze względu na to, iż przemieszczający się popychacz 5 zakończony płaską powierzchnią 29 po zetknięciu się z pierścieniową powierzchnią 30 zawieradła 3 nie tworzy pary zaworowej a jedynie odpycha zawieradło 3 od gniazda 2, w związku z czym nie wymagane jest również zachowanie w tym miejscu współosiowości. B udowa nabojowa wkładu rozdzielacza ułatwia montaż i demontaż szczególnie w trakcie serwisowania, a mała ilość elementów wewnętrznych i ich prosta budowa obniża koszty wykonania. Dwa typy wkładów jeden z gniazdem do podłączenia odbiornika fig. 1 drugi bez takiego gniazda fig. 2 stwarzają dowolność

PL 219 896 B1 w wykonaniu korpusu płyty podłączeniowej do którego będą wmontowywane nabojowe wkłady rozdzielacza 3/2, co ma istotny wpływ na kierunek wyprowadzenia przewodów łączących korpus płyty z odbiornikami.

Claims (7)

1. Nabojowy wkład rozdzielacza 3/2 wykonany w postaci patronu, pełniący rolę trójdrogowego dwupołożeniowego o dużej przepustowości cieczy hydraulicznej rozdzielacza sterowanego hydraulicznie, który wkręcony do odpowiedniego, wielostopniowego gniazda wykonanego w specjalnej płycie, umożliwia sterowanie odbiornikiem a szczególnie siłownikiem sekcji zmechanizowanej obudowy górniczej, znamienny tym, że: tuleja zaworowa (6) posiada w dolnej części otworu o średnicy wewnętrznej (33) wybranie (31), a popychacz (5) pierścieniowy występ (28) ukształtowane w taki sposób, że po doprowadzeniu impulsu sterującego do dennej komory (19), przemieszczająca się w otworze głównym (16) tulei (4), tuleja zaworowa (6), po zetknięciu się swym wybraniem (31) z pierścieniowym występem (28) w popychaczu (5) powoduje ich wspólny ruch w kierunku pierścieniowej powierzchni (30) zawieradła (3).

2. Nabojowy wkład rozdzielacza 3/2 według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że: tuleja zaworowa (6) posiada w dolnej części otworu o średnicy wewnętrznej (33) wybranie (31), a popychacz (5) pierścieniowy występ (28) ukształtowane w taki sposób, że po zaniku impulsu hydraulicznego w dennej komorze (19) popychacz (5) posadowiony suwliwie w tulei zaworowej (6) posiadający pierścieniowy występ (28), po zetknięciu się z wybraniem (31) powoduje wspólne z nią przemieszczenie się w otworze głównym (16) tulei (4) w kierunku dennej komory (19) a krawędź (17) odsłonięcie promieniowych otworów (23).

3. Nabojowy wkład rozdzielacza 3/2 według zastrzeżenia 1 do 2, znamienny tym, że: powierzchnia popychacza (5) wynikająca ze średnicy wewnętrznej (33) jest mniejsza od powierzchni pierścieniowej wynikającej z różnicy średnic między punktem styku powierzchni stożkowej zawieradła (3) z odpowiadającą jej powierzchnią stożkową gniazda (2) a średnicą zewnętrzną części walcowej (12) zawieradła (3) co uniemożliwia odsunięcie zawieradła (3) od gniazda (2) tylko pod wpływem oddziaływania popychacza (5).

4. Nabojowy wkład rozdzielacza 3/2 według zastrzeżeń 1 do 3, znamienny tym, że: tuleja zaworowa (6) posiada powierzchnię walcową (18) zakończoną krawędzią (17) w taki sposób, że po doprowadzeniu impulsu sterującego do dennej komory (19), krawędź (17) powierzchni walcowej (18) tulei zaworowej (6) przysłoni promieniowe otwory (23) tulei (4) zanim popychacz (5) odsunie zawieradło (3) od gniazda (2) a stożkowa powierzchnia (24) tulei zaworowej (6) zetknie się z powierzchnią stożkową (25) gniazda (2).

5. Nabojowy wkład rozdzielacza 3/2 według zastrzeżeń 1 do 4, znamienny tym, że: popychacz (5) i zawieradło (3) nie stanowią jednolitego elementu a są oddzielnymi detalami.

6. Nabojowy wkład rozdzielacza 3/2 według zastrzeżeń 1 do 5, znamienny tym, że: średnica zewnętrzna (32) występu (28) od strony zawieradła (3) jest większa od średnicy wewnętrznej (33) tulei zaworowej (6), w której przemieszcza się popychacz (5).

7. Nabojowy wkład rozdzielacza 3/2 według zastrzeżeń 1 do 6, znamienny tym, że: płaska powierzchnia (29) pierścieniowego występu (28) po zetknięciu się z pierścieniową powierzchnią (30) zawieradła (3) nie tworzy szczelnego połączenia.