PL243145B1 - Blok zaworowy dla stojaka górniczego hydraulicznego - Google Patents

Abstract

Prostopadłościenny korpus (1) bloku zaworowego ma przelotowe, wielostopniowe gniazdo (2), w którym z jednego końca osadzony jest pierwszy zawór zwrotny sterowany (3), a w drugim końcu dołączony jest miernik ciśnienia (M1) połączony z komorą podtłokową stojaka górniczego. Do gniazda (2) dochodzą poprzecznie z jednego boku dwa przyłącza (4) rozdzielacza sterującego i jedno przyłącze (5) komory podtłokowej stojaka górniczego. Na przeciwnym boku korpusu (1) są dwa gniazda: drugie gniazdo (6), w którym osadzony jest drugi zawór zwrotny sterowany (7) oraz trzecie gniazdo (12) z zaworem progowym (13). Drugie gniazdo (6) połączone jest z przelotowym wielostopniowym gniazdem (2) dwoma wewnętrznymi kanałami (8, 9). Do trzeciego gniazda (12) dochodzą poprzeczne kanały (15, 19) z poprzecznie usytuowanych zaworów zwrotnych wlotowego (17) i wylotowego (21), oraz wewnętrzny kanał (14) z przelotowego wielostopniowego gniazda (2). Do wewnętrznego kanału (14) dochodzi równolegle kanał (22) bocznikujący zawór progowy (13). Do drugiego zaworu zwrotnego sterowanego (7) przyłączony może być wskaźnik ciśnienia (M2) i dochodzi poprzeczne przyłącze (10) komory nadtłokowej stojaka górniczego. Blok zaworowy pozwala na automatyczne doładowanie stojaka górniczego oraz na bieżącą ocenę stanu uszczelnień stojaka górniczego.

Description

Przedmiotem wynalazku jest blok zaworowy dla stojaka górniczego hydraulicznego znajdujący zastosowanie zwłaszcza w układach sterowania sekcji górniczej obudowy zmechanizowanej.

Jednym z głównych warunków zapewnienia bezpiecznej pracy górników w wyrobiskach wybierakowych jest właściwe rozparcie stojaków górniczych, zarówno indywidualnych, jak i będących na uzbrojeniu sekcji obudów zmechanizowanych. Rozparcie stojaka niższym ciśnieniem od wymaganego sprawia, że nie uzyskuje on wymaganej podporności, co w konsekwencji można prowadzić do zwiększonej konwergencji skał stropowych, przerywaniem ciągłości skał stropowych przed czołem wyrobiska ścianowego, a w skrajnych przypadkach do powstawania obwałów stropu do przestrzeni wyrobiska ścianowego. Przyczynami występowania w stojakach górniczych podporności mniejszej od wymaganej może również być przykładowo spadek ciśnienia medium hydraulicznego w magistrali zasilającej stojaki lub nieszczelności tłoka w cylindrze stojaka. Dla wyeliminowania tych niekorzystnych zjawisk wprowadza się zabezpieczenia, mające sygnalizować obsłudze niewłaściwe rozparcie stojaków. Znany jest przykładowo z prawa ochronnego polskiego PL68366 Y1 blok zaworowy dla podpory hydraulicznej, dzięki któremu uzyskuje się automatyczną sygnalizację wadliwej pracy poszczególnych podpór hydraulicznych sekcji kompleksu obudowy zmechanizowanej, rozróżniającą stan pracy awaryjnej od rabowania podpory w cyklu technologicznym. Blok zaworowy według tego rozwiązania wyposażony jest w dwa zawory zwrotne sterowane, wyposażone w tłumienie drgań hydraulicznych. Jeden zawór zwrotny sterowany osadzony jest w przelotowym, wielostopniowym gnieździe z przyłączem rozdzielacza sterującego i przyłączem do przestrzeni podtłokowej stojaka górniczego, natomiast dragi zawór zwrotny sterowany osadzony jest w drugim, równolegle względem pierwszego usytuowanym, gnieździe wyposażonym w przyłącze do rozdzielacza sterującego. Poprzeczny kanał od wielostopniowego gniazda prowadzący do rozdzielacza sterującego stanowi wlot do poprzecznego gniazda połączonego z przyłączem miernika ciśnienia, natomiast rozdzielacz sterujący ma postać rozdzielacza trójdrogowego dwupołożeniowego, przy czym może mieć dodatkowe przyłącze miernika ciśnienia w przestrzeni nadtłokowej podpory hydraulicznej. W przypadku na przykład nieszczelności tłoka podpory hydraulicznej w jej przestrzeni nadtłokowej pojawia się ciśnienie medium hydraulicznego, które po osiągnięciu założonej wartości powoduje przestawienie rozdzielacza trójdrogowego dwupołożeniowego, przez co miernik ciśnienia wytwarza impuls sygnalizujący uszkodzenie podpory hydraulicznej bez konieczności śledzenia i porównywania wartości ciśnienia w komorach podtłokowej i nadtłokowej tej podpory hydraulicznej. Impuls ten może być przekierowany do jednostki monitorującej prace sekcji obudowy i/lub sygnalizowany wizualnie. Niedogodnością takiego rozwiązania jest brak możliwości automatycznej reakcji układu hydraulicznego na zasygnalizowany stan wadliwej pracy podpory hydraulicznej, zanim podjęta zostanie odpowiednia akcja obsługi.

Celem wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji bloku zaworowego dla stojaka górniczego hydraulicznego, która umożliwi automatyczną reakcję układu hydraulicznego sekcji obudowy zmechanizowanej na pojawianie się pracy tego stojaka z niewłaściwym ciśnieniem roboczym, zanim obsługa będzie mogła stan ten stwierdzić i przedsięwziąć właściwe działania.

Zadanie te osiągnięto w bloku zaworowym, którego prostopadłościenny korpus ma jedno przelotowe wielostopniowe gniazdo z osadzonym w nim z jednego końca pierwszym zaworem zwrotnym sterowanym, do którego doprowadzone są zewnętrzne przyłącza rozdzielacza sterującego i komory podtłokowej stojaka górniczego, oraz drugie gniazdo, w którym osadzony jest dragi zawór zwrotny sterowany, połączone wewnętrznymi kanałami z pierwszym wielostopniowym gniazdem i zaopatrzone w zewnętrzne przyłącza komory nadtłokowej i magistrali spływowej. Istota wynalazku polega na tym, że blok zaworowy ma wielostopniowe trzecie gniazdo, w którym osadzony jest zawór progowy, połączone z pierwszym wielostopniowym gniazdem wewnętrznym kanałem, przy czym do tego trzeciego gniazda doprowadzone są poprzeczny kanał wlotowego zaworu zwrotnego z przyłączem magistrali ciśnieniowej i poprzeczny kanał wylotowego zaworu zwrotnego, połączony na wlocie z komorą stożka zaworowego tłoczka różnicowego zaworu progowego, oraz równoległy kanał przyłączony do wewnętrznego kanału do pierwszego wielostopniowego gniazda, połączonego z przyłączem do komory podtłokowej stojaka górniczego.

Korzystnie zawór progowy ma postać zaworu dwudrogowego, dwupołożeniowego o progu działania ustawianym sprężyną.

Najlepiej jest, gdy blok ma na drugim końcu pierwszego wielostopniowego gniazda, oraz przyłącza do drugiego zaworu zwrotnego sterowanego przyłączone mierniki ciśnienia.

Zasadniczą zaletą bloku zaworowego według wynalazku jest jego zwarta budowa obejmująca łącznie elementy sterujące dotychczas przewidziane do funkcjonowania w rozproszeniu. Taki blok zaworowy umożliwia automatycznie doładowywanie stojaka górniczego do wartości wymaganego ciśnienia roboczego, co może mieć miejsce w przypadku zarówno błędnej obsługi sekcji obudowy, jak i chwilowego spadku ciśnienia w magistrali ciśnieniowej, czy też wystąpienia nieszczelności tłoka w cylindrze stojaka górniczego. Dołączenie do bloku według wynalazku mierników ciśnienia wskazujących ciśnienie w komorach podtłokowej i nadtłokowej umożliwia gruntowną diagnozę stanu stojaka górniczego. Pojawienie się ciśnienia w komorze nadtłokowej wskazuje na nieszczelność osadzenia tłoka w cylindrze, a różnica ciśnień w komorach pozwala na określenie progu nieszczelności i jej czasu narastania. Diagnoza ta przebiega w sytuacji automatycznego utrzymywania żądanej podporności stojaka górniczego, co dotychczas było nieosiągalne.

Wynalazek został bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie przedstawiono blok zaworowy w uproszczonym przekroju przez korpus.

Blok zaworowy ma prostopadłościenny korpus 1, w którym wykonane jest przelotowe, wielostopniowe gniazdo 2, w jednym końcu którego osadzony jest pierwszy zawór zwrotny sterowany 3, a w drugim końcu zamocowany jest miernik ciśnienia M1. Do przelotowego, wielostopniowego gniazda 2 doprowadzone są trzy przyłącza: dwa przyłącza 4 rozdzielacza sterującego, oraz jedno przyłącze 5 z komorą podtłokową stojaka górniczego. Osie O2, O3 przyłączy 4 rozdzielacza sterującego, oraz oś O4 przyłącza 5 do komory podtłokowej są prostopadłe do osi O1 przelotowego, wielostopniowego gniazda 2. Z drugiego boku korpusu 1 wykonane jest drugie gniazdo 6 o osi O5 prostopadłej do osi O1 przelotowego, wielostopniowego gniazda 2, w którym osadzony jest drugi zawór zwrotny sterowany 7, połączony wewnętrznymi kanałami 8, 9 z przelotowym, wielostopniowym gniazdem 2. Drugie gniazdo 6 ma poprzeczne przyłącze 10 komory nadtłokowej stojaka górniczego, a drugi zawór zwrotny sterowany 7 dołączony jest przyłączem 11 z miernikiem ciśnienia M2 w komorze nadtłokowej stojaka górniczego. W korpusie 1 bloku zaworowego wykonane jest również trzecie, wielostopniowe gniazdo 12 o osi O6 prostopadłej do osi O1 przelotowego, wielostopniowego gniazda 2, w którym osadzony jest zawór progowy 13, połączony z tym przelotowym, wielostopniowym gniazdem 2 za pomocą wewnętrznego kanału 14. Trzecie wielostopniowe gniazdo 12 połączone jest poprzecznym kanałem 15 z gniazdem 16, w którym zamocowany jest wlotowy zawór zwrotny 17 z przyłączem 18 zaworu odcinającego na przewodzie magistrali ciśnieniowej, oraz również poprzecznym kanałem 19 z gniazdem 20, w którym osadzony jest wylotowy zawór zwrotny 21 połączony równolegle kanałem 22 względem zaworu progowego 13 do wewnętrznego kanału 14 połączonego z przelotowym, wielostopniowym gniazdem 2. Poprzeczny kanał 19 wyprowadzony jest z komory 23 spod stożka zaworowego tłoczka różnicowego 24 zaworu progowego 13.

Przestawienie dźwigni rozdzielacza sterującego w położenie rozpierania stojaka górniczego powoduje doprowadzenie medium pod ciśnieniem do jednego przyłącza 4 bloku zaworowego i dalszy przepływ przez zawór zwrotny sterowany 3 przyłącze 5 do komory podtłokowej stojaka górniczego. Jednocześnie następuje otwarcie drugiego zaworu zwrotnego sterowanego 7, łączącego przez przyłącze 10 z komorą nadtłokową stojaka górniczego przez wewnętrzny kanał 9 z drugim, przyłączem 4 bloku zaworowego z rozdzielaczem sterującym. Następuje rozpieranie stojaka górniczego. Przepływające medium pod ciśnieniem równocześnie oddziałuje na tłok sterujący zaworu progowego 13 i gdy ciśnienie to pokona napięcie sprężyny sterującej tłokiem różnicowym 24, zostaje otwarty przepływ medium przez wlotowy zawór zwrotny 17, zawór progowy 13, wylotowy zawór zwrotny 21, wewnętrzny kanał 14 do przyłącza 5 i do komory podtłokowej stojaka górniczego. Dalsze rozpieranie stojaka górniczego jest realizowane mimo wyłączenia funkcji rozpierania przestawieniem dźwigni rozdzielacza sterującego. Wzrost ciśnienia medium w komorze podtłokowej stojaka górniczego pod wpływem nacisku górotworu nie powoduje przepływu medium przez otwarty zawór progowy 13 do przyłącza 18 magistrali ciśnieniowej, ponieważ wylotowy zawór zwrotny 21 i wlotowy zawór zwrotny 17 są zablokowane. Doprowadzenie medium pod ciśnieniem do drugiego przyłącza 4 bloku zaworowego powoduje jego przepływ przez drugi zawór zwrotny 7 i przyłącze 11 do komory nadtłokowej, a jednocześnie otwarty zostaje pierwszy zawór zwrotny 3, umożliwiając rabowanie stojaka górniczego.

Jeżeli w trakcie pracy stojaka górniczego nastąpi utrata szczelności wewnętrznej stojaka górniczego, wtedy medium z komory podtłokowej przepływa przez nieszczelność do komory nadtłokowej i przez przyłącze 11 do drugiego zaworu zwrotnego sterowanego 7. Dalszy przepływ jest niemożliwy, przez co ciśnienie w komorze nadtłokowej wzrasta, umożliwiając wzrost ciśnienia w komorze podtłokowej do wartości nominalnej. Przełączenie rozdzielacza sterującego w przeciwne położenie otwiera przepływ medium przez drugi zawór zwrotny sterowany 7 i przyłącze 10 do komory nadtłokowej, a jednocześnie steruje otwarciem pierwszego zaworu zwrotnego sterowanego 3, umożliwiając przepływ z komory podtłokowej przez kanał 8, pierwszy zawór zwrotny sterowany 3 do przyłącza 4 połączonego z magistralą spływową. Spadek ciśnienia w komorze podtłokowej stojaka górniczego poniżej nastawy zaworu progowego 13 powoduje zamknięcie przepływu przez ten zawór progowy 13, umożliwiając zsuw stojaka górniczego.

W trakcie pracy obudowy obsługa ma możliwość obserwacji przebiegu faz pracy i wnioskowania dotyczącego ewentualnych stanów nieprawidłowości. Jest to możliwe poprzez obserwację chwilowych wartości ciśnienia medium, pokazywanych przez mierniki ciśnienia M1 i M2. Ciśnienie medium na mierniku M2 pozwala na określenie wewnętrznej szczelności stojaka górniczego, natomiast zmiany różnicy wskazań na miernikach M1 i M2 wskazują na stopień nieszczelności wewnętrznej i dają możliwość określenia czasu niezbędnej wymiany stojaka górniczego.

Przedstawiony blok zaworowy nie wyczerpuje wszystkich możliwości szczegółów jego budowy, wchodzących w zakres zastrzeżeń patentowych.

Claims (3)

1. Blok zaworowy dla stojaka górniczego hydraulicznego, którego prostopadłościenny korpus ma jedno przelotowe, wielostopniowe gniazdo z osadzonym w nim z jednego końca pierwszym zaworem zwrotnym sterowanym, do którego doprowadzone są zewnętrzne przyłącza rozdzielacza sterującego i komory podtłokowej stojaka górniczego, oraz drugie gniazdo, w którym osadzony jest drugi zawór zwrotny sterowany, połączone wewnętrznymi kanałami z wielostopniowym gniazdem i zaopatrzone w zewnętrzne przyłącza do komory nadtłokowej i magistrali spływowej znamienny tym, że ma wielostopniowe trzecie gniazdo(12), w którym osadzony jest zawór progowy (13), połączone z pierwszym wielostopniowym gniazdem (2) wewnętrznym kanałem (14), przy czym do trzeciego gniazda (12) doprowadzone są poprzeczny kanał (15) wlotowego zaworu zwrotnego (17) z przyłączem (18) magistrali ciśnieniowej i poprzeczny kanał (19) wylotowego zaworu zwrotnego (21) połączony na wlocie (23) z komorą (23) stożka zaworowego tłoczka różnicowego (24) zaworu progowego (17) oraz równoległy kanał (22) do wewnętrznego kanału (14) pierwszego wielostopniowego gniazda (2) połączonego z przyłączem (5) do komory podtłokowej stojaka górniczego.

2. Blok według zastrz. 1 znamienny tym, że zawór progowy (13) ma postać zaworu dwupołożeniowego dwudrogowego o progu działania ustawianym sprężyną.

3. Blok według zastrz. 1 albo 2 znamienny tym, że ma na drugim końcu pierwszego wielostopniowego gniazda (2) oraz przyłączu (11) do drugiego zaworu zwrotnego sterowanego (7) przyłączone mierniki ciśnienia (M1, M2).