Opublikowano dnia 21 wrzesnia 1961 r. ^:z% & ^ E2A4 *A<* POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY X- Nr 44911 fi^UsL s-^^fU 1\1- o C <4 U* U1 Bytomskie Zaklady Naprawcze Przemyslu Weglowego Przdsiebiorstwo Panstwowe*) Bytom, Polska Mechaniczna przesuwana obudowa hydrauliczna Patent trwa od dnia 13 kwietnia 1960 r.Przedmiotem wynalazku jest mechaniczna, przesuwna obudowa hydrauliczna, sluzaca do zabezpieczania wyrobisk górniczych.W porównaniu ze znanymi podobnymi obu¬ dowami, wyróznia sie ona prosta i lekka kons¬ trukcja oraz duza podpornoscia i podatnoscia dzieki zastosowaniu stojaków kopalnianych o specjalnej konstrukcji oraz oddzielnych roz¬ dzielaczy dla kazdego z jej czlonków. Obudo¬ wa umozliwia jednoczesne przesuwanie prze¬ nosnika i ewentualnie kombajnu.Mechaniczna obudowa hydrauliczna wedlug wynalazku sklada sie z dwóch czlonów, sprze¬ gnietych ze soba za pomoca przesuwnika hy- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa mgr inz. Jerzy Rabsz- tyn, inz. Stanislaw Romik, mgr inz. Józef Kolt, inz. Gerard Bialon, Aleksander Krawczyk i Artur Drzymala. draulicznego, który umozliwia kolejne przesu¬ wanie naprzód kazdego z tych czlonów. Czlon posiada podstawe, spoczywajaca na sprezystej plozie stalowej, latwo dostosowujacej sie do nierównosci spagu oraz zaopatrzona w trzy nastawne stojaki hydrauliczne. Na kazdym stojaku zamocowana jest belka stropnicowa; na belkach trzech stojaków jednego czlonu za¬ mocowany jest plaskownik stalowy, stanowiacy wlasciwa stropnice.Stojak kopalniany obudowy wedlug wynalaz¬ ku wykazuje duza podpornosc oraz podatnosc i sprezystosc zamocowania dzieki specjalnemu zamocowaniu jego czesci. Podstawa rurowa i rdzennik stojaka kopalnianego sa osadzone w ich gniazdach wychylnie, mianowicie pod¬ stawa stojaka moze wychylac sie w swoim gniezdzie w stosunku do pionu o kat do 5°, a jego rdzennik — o kat do 15°. To znane wychylne zamocowanie stojaków obudowy w gniazdach podstawy i stropnicy zostalo ulep-szone zgodnie z Wynalazkiem |rzez równoczes¬ ne nadanie^tYm polaczenipm charakteru samo- stateczni^^^zwa^Chp&l^PO ustaniu obciaze¬ nia na samoczynny powrót elementów wzgle¬ dem siebie przymusowo odchylonych np. strop¬ nicy wzgledem rdzennika stojaka lub spodnika wzgledem podstawy obudowy ramowej do polozenia wspólosiowego. Takie sprezyste za¬ mocowanie stojaka uzyskuje sie przez zastoso¬ wanie zarówno w dolnym jak i górnym jego gniezdzie zestawu pierscieni gumowych, które w celu lepszego przenoszenia sil sa zbiezne, przy czym w gniezdzie podstawy obudowy ra¬ mowej sa one zbiezne w kierunku ich wew¬ netrznego obwodu, a w gniezdzie stropnicy — w kierunku ich zewnetrznego obwodu. Zamo¬ cowanie podatne stojaków /umozliwia sprowa¬ dzenie momentów gnacych stojaka do minimum i calkowicie usuwa niebezpieczenstwo skrzy¬ wienia stojaka. Uniezaleznia przez to równiez prate stropnic od nierównosci stropu.Druga zasadnicza cecha stojaka obudowy wedlug wynalazku stanowi zastosowanie zasady jednostronnego dzialania czynnika hydraulicz¬ nego, co pozwala na wyeliminowanie wew¬ netrznych zaworów sterujacych. Ciecz hydra¬ uliczna doprowadza sie do podstawy rurowej stojaka tylko przez jeden króciec, która dziala na rdzennik od dolu w celu (podniesienia strop¬ nicy. Natomiast opuszczanie stropnicy uzyskuje sie jedynie pod dzialaniem ciezaru wlasnego rdzennika i stropnicy bez wywierania nacisku hydraulicznego. W celu przyspieszenia opusz¬ czaniu sie- stropnicy zastosowano w stacji za¬ silajacej ukladu hydraulicznego ejektor obni¬ zajacy cisnienie oleju w glównym przewodzie splywowym do 0,5 atn.Stojak posiada tylko jeden króciec zaopatrzo¬ ny w zawór sterujacy, polaczony przewodem gietkim z rozdzielaczem hydraulicznym, a sama konstrukcja stojaka jest prosta i lekka.Nalezy jeszcze nadmienic, ze stojak wedlug wynalazku jest zaopatrzony w przedluzacze o róznej dlugosci, dajace sie latwo osadzac na rdzenniku za pomoca tulei laczacej. Dzieki zastosowaniu przedluzaczy stojak moze byc ¦przedluzony'?ó** 30,-55, 75, 100 lub 125 cm, co pozwala na stosowanie obudowy przy ura¬ bianiu pokladów o róznej grubosci, czyli o gru¬ bosci od 1,5 do 3,0 m.Erzesuwnik posiada postac cylindra hydra¬ ulicznego, który sprzega obydwa czlony obu¬ dowy w ten sposób, ze cylinder przesuwnika jest sztywno polaczony z podstawa jednego czlonu, a tlok tego cylindra jest polaczony z podstawa drugiego czlonu za pomoca specjal¬ nej ramy.Do sterowania obiegu hydraulicznego sluza rozdzielacze hydrauliczne, zaopatrzone w szereg zaworów sterujacych. Obudowa wedlug wyna¬ lazku posiada dwa rozdzielacze, zmontowane na podstawach obydwóch czlonów, co umozli¬ wia sterowanie tych czlonów niezaleznie od siebie. Rozdzielacze sa polaczone wzajemnie dwoma przewodami gietkimi, z których jeden jest na wysokie cisnienie (okolo 150 atn), a dru¬ gi przewód i (wylotowy) — na niskie cisnienie, przy czym jeden z przewodów jest polaczony z odpowiedniAi- agregatem hydraulicznym, np. z wysokopreziia pompa olejowa, a drugi prze¬ wód jest polaczony ze zbiornikiem na olej.Ponadto kazdy z rodzielaczy jest polaczony sprezystym przewodem stalowym z trzema stojakami • kopalnianymi danego czlonu. Roz¬ dzielacze posiadaja prócz zaworów steruja¬ cych po jednym samoczynnym zaworze bez¬ pieczenstwa, czyli zaworze przelewowym, otwie¬ rajacym sie, gdy cisnienie/ oleju przekroczy 300 atn. Kazdy z czlonów obudowy jest stero¬ wany osobna, za pomoca dzwigien recznych, zmontowanych na-rozdzielaczach. , Obudowa wedlug wynalazku jest uwidocz¬ niona na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok .'boczny obudowy wraz z przenosnikiem, fig. 2 — przekrój poziomy obudowy wzdluz #linii a^a na fig. 1, fig. 3 — przekrój pionowy poprzeczny wzdluz linii b—b na fig. 1, fig. 4 — w podzialce powiekszonej — przekrój pionowy stojaka, fig. 5 — schemat rozdzielaczy hydra¬ ulicznych/fig. 6 — schemat hydrauliczny stacji zasilajacej, a fig. 7 — widok z góry obudowy podczas pracy.' Obudowa sklada rsieJ z^ dwóclV czlóriów* *4:v,il'fi (fig. "Z),l sprzezonych ze soba za pbnioca \'prze^- suwnika hydraulicznego C. Kazdy z czlonów posiada podstawe 1, spoczywajaca na stalowej plozie sprezystej. Przesuwnik hydrauliczny C w postaci cylindra hydraulicznego, sprzega wzajemnie czlony obudowy w ten sposób, ze cylinder 2 (fig. 3) przesuwnika jest sztywno po¬ laczony z podstawa jednego czlonu, a z podsta¬ wa drugiego czlonu jest polaczony tlok 3 prze¬ suwnika za pomoca ramy 4 i wodzidla zakon¬ czonego zderzakiem 5, który sluzy do przesu¬ wania przenosnika.Kazdy z czlonów A, B obudowy jest zaopa¬ trzony w komplet trzech nastawnych stojaków — 2 —kopalnianych, sterowanych hydraulicznie. Sto¬ jak sklada sie z podstawy rurowej 6 i osadzo¬ nego w niej teleskopowo rdzennika 7 oraz prze¬ dluzacza 9, który laczy sie z rdzennikiem 7 odejmowalnie za pomoca tulei laczacej 9'.W celu zwiekszenia podatnosci stojaka w kie¬ runku poprzecznym podstawa rurowa 6 jest osadzona w zamocowanym na podstawie 1 gniezdzie 8, wychylnie w zakresie do 5° wzgle¬ dem pionu, przy czym w celu uzyskania spre¬ zystosci tego wychylnego zamocowania gniazdo 8 jest wylozone zbieznymi pierscieniami 9" z twardej gumy. W podobny sposób osadzony jest w gniezdzie stropnicowym 8' górny koniec rdzennika 7 lub przedluzacza 9 przy uzyciu pierscieni gumowych 9" o odwrotnej zbieznosci.Zakres wychylenia rdzennika wynosi do 15° w stosunku do pionu. Stanowi to bardzo wazna ceche obudowy wedlug wynalazku, gdyz za¬ pewnia sprezyste podparcie stropu i unieza¬ leznia od jego nierównosci, a zastosowanie od¬ dzielnych pierscieni zapewnia przenoszenie stosunkowo duzych sil bocznych.Kazdy ze stojaków posiada belke stropnico¬ wa 10, a na trzech belkach kompletu stojaków jednego czlonu przymocowany jest plaskownik stalowy 11, stanowiacy wlasciwa stropnice.Belka stropnicowa stojaka przyociosowego jest zaopatrzona w stropnice dodatkowa 12, osadzo¬ na przesuwnie tak, iz moze byc wysunieta recznie na dlugosc okolo 60 cm. Stropnice 12 sluza do zabezpieczania stropu bezposrednio po jego odslonieciu, czyli po przejsciu kombaj¬ nu lub po oderwaniu laty wegla w czasie przed przesunieciem do przodu calej obudowy.Stojak kopalniany obudowy posiada bardzo prosta i lekka konstrukcje dzieki zastosowaniu jednostronnego cisnienia czynnika hydraulicz¬ nego. Ciecz doprowadza sie tylko do dolnej czesci podstawy 6 przez króciec 8" i wywiera ona cisnienie na dolna strone rdzennika 7 przy podnoszeniu stropnicy, natomiast opusz¬ czanie stropnicy nastepuje pod dzialaniem jegc wlasnego ciezaru lub nacisku stropu, wiekszego niz cisnienie oleju na cala dolna powierzchnie rdzennika.Do sterowania czynnika hydraulicznego, np. oleju, w stojakach kopalnianych i w przesuw- niku sluza rozdzielacze 13, 13', zmontowane na podstawie 1 kazdego z czlonów A, B. Kaz#dy z rozdzielaczy jest zaopatrzony w szereg za¬ worów do sterowania obiegu hydraulicznego, jak przedstawiono schematycznie na fig. 5.Rozdzielacze sa polaczone ze soba za pomoca dwóch przewodów gietkich 14, 14', z których jeden przewód 1.4 jest wysokocisnieniowy, a drugi przewód 14* jest wylotowy na niskie cisnienie. Ponadto kazdy rozdzielacz jest po¬ laczony gietkim przewodem 15 i 15' ze stoja¬ kami kopalnianymi odnosnych czlonów A, B.Jeden z przewodów jest polaczony z wysoko¬ cisnieniowa pompa olejowa, a drugi ze zbior¬ nikiem na olej. Do sterowania stojaków i prze- suwnika C rozdzielacze posiadaja zawory 16, 17, rozrzadzane dzwigniami recznymi. Prócz zaworów sterowniczych -rozdzielacze posiadaja równiez samoczynny zawór bezpieczenstwa 18, 18', dla kazdego zespolu stojaków czlonu, przy czym zawór ten otwiera sie samoczynnie wów¬ czas, gdy cisnienie oleju przekroczy 300 atn, czyli gdy cisnienie górotworu przekroczy 30 ton.Zawór ten zostaje równiez samoczynnie za¬ mkniety, gdy nacisk górotworu wskutek jego rozprezania zmniejszy sie ponizej 30 ton na stojak. Dzieki zastosowaniu jaworów bezpie- czenstwa zapobiega sie uszkodzeniu obudowy, wskutek nadmiernego jej obciazenia górotwo¬ rem. Stojaki elastycznie poddaja sie, Utrzy¬ mujac przy iym swa duza podpornosc, dopóki górotwór nie rozprezy sie lub dopóki obudowa nie obnizy sie do swego polozenia najnizszego, w którym posiadaja one wieksza podpornosc (okolo 50 ton na stojak). Kazdy rozdzielacz po¬ siada zawór 20, 20' do wylaczania stojaków.Rozdzielacz jest zaopatrzony równiez w szesc zaworów zwrotnych 17 i 17', czyli po dwa za¬ wory na kazdy stojak kopalniany. Zabezpiecza¬ ja one utrzymywanie podpornosci stojaków mimo ewentualnych uszkodzen awaryjnych, wyniklych poza tym stojakiem i przewodem laczacym stojak z rozdzielaczem. W przypadku uszkodzenia jednego stojaka lub laczacego go przewodu pozostale dwa stojaki nie traca swej aktualnej podpornosci, czyli clej nie moze z nich wyplywac przez takie miejsce uszko¬ dzone, poniewaz zawór zwrotny uszkodzonego stojaka nie przepuszcza oleju do tego stojaka,- a zawory zasilajace 19, 19' nie przepuszczaja oleju ze stojaków nieuszkodzonych. Do stero¬ wania zaworów zwrotnego i zasilajacego sluzy pojedyncza dzwignia i walek z dwiema krzyw¬ kami.Nalezy tu podkreslic ogromne znaczenie po¬ datnosci stojaków kopalnianych, a tym samym i calej obudowy wedlug wynalazku pod dzia¬ laniem rozprezania sie górotworu przy równo¬ miernym utrzymywaniu duzej podpornosci, wy¬ noszacej 30 ton. Taka wlasciwosc obudowy po- — 3 —zwala na lagodne rozladowanie cisnienia góro¬ tworu bez zawalenia sie stropu i bez uszko¬ dzenia obudowy. Duze znaczenie posiada rów¬ niez wielkosc wstepnej podpornosci stojakaf wynoszacej okolo 13 ton, która uzyskuje sie wskutek doprowadzania do stojaka oleju przez zawór zasilajacy 19 lub 19', znajdujacy sie pod cisnieniem 140 atn i uniemozliwiajacy wyplyw tego oleju.Wazna czescia obiegu hydraulicznego stanowi stacja zasilajaca, przedstawiona schematycznie na fig. 6. Zawiera ona zbiornik 22 na olej o pojemnosci 0,5—1,0 m3, dwie niezalezne od siebie pompy olejowe 23 oraz szereg zaworów, mianowicie zawory 24, 24* samoczynnego roz¬ ladowania, zawory zwrotne 25, 25', zawory bezpieczenstwa cisnieniowe 26, 26', zawory bez¬ pieczenstwa natezeniowe 27, 27' i zawory 28, 28'. Jeden z powyzszych zespolów pompowych jest czynny, a drugi zapasowy. Pompa olejowa 23 tloczy olej ze^jdaionuka 22 przez filtry 29 i zawory zwrotne 25 do glównego przewodu zasilajacego 14. W przewodzie 14 wlaczony jest hydroakumulator 30, majacy na celu wyrówny¬ wanie cisnienia oleju i zapobiezenie powsta¬ waniu uderzen hydraulicznych.W przypadku, gdy odbiór oleju ustaje i cis¬ nienie w przewodzie zasilajacym 14 osiagnie 140 atn, wówczas nastepuje samoczynne prze¬ laczenie pompy 23x na bieg jalowy w ten spo¬ sób, ze zawór 24 samoczynnego rozladowania kieruje obieg oleju z przewodu tlocznego do przewodu przelewowego, prowadzacego do zbiornika 22. Gdy w czasie jalowego biegu pompy nastapi odbiór oleju w glównym prze¬ wodzie i cisnienie w przewodzie tlocznym wzrosnie do 80 atn, wówczas zawór 24 po¬ woduje przywrócenie normalnego roboczego oleju. W przypadku zas nadmiernego wzrostu cisnienia oleju powyzej 140 atn, wywolanego np. uszkodzeniem któregokolwiek elementu zespolu pompowego, cisnieniowy zawór bezpie¬ czenstwa 26 kieruje obieg oleju do przewodu przelewowego 31.Natezeniowy zawór bezpieczenstwa 27 ma za zadanie kierowanie oleju do przewodu przele¬ wowego 31 w przypadku gwaltownego wyply¬ wu oleju w przewodzie glównym 14, co moze wystapic, np. w razie pekniecia glównego przewodu zasilajacego.Zastosowanie opisanego wyzej obiegu hy¬ draulicznego oraz prezsuwnika hydraulicznego umozliwia samoczynne przesuwanie obudowy wedlug wynalazku. Uzyskuje sie to przez kolejne przesuwanie czlonów A i B, np. przy przesuwaniu do przodu czlonu B obudowy unieruchomia sie czlon A przez rozparcie je¬ go stojaków hydraulicznych, po czym nieznacz¬ nie luzuje sie stojaki hydrauliczne czlonu B i wlacza przesuwnik C. Wskutek tego cisnie¬ nie oleju pod tlokiem 3 wzrasta do 150 atn i powoduje przesuw tloka 3 wraz z polaczonym z nim czólnem B. Razem z czlonem B przesu¬ wany jest zderzak 5, który przesuwa równiez przenosnik pancerny 21, przylegajacy do niego luzno. W celu zapewnienia wiekszej statecznos¬ ci czlonu B wodzidlo zakonczone zderzakiem 5 posiada w kilku miejscach prowadnice. Po przesunieciu czlonu B unieruchomia sie go przez rozpieranie jego stojaków kopalnianych.Nastepnie luzuje sie stojaki czlonu B i wlacza sie przesuwnik hydrauliczny w ten sposób, aby olej byl doprowadzany do przestrzeni cy¬ lindra nad tlokiem. Poniewaz tlok 3 z rama 4 i unieruchomionym czlonem B stanowi jedna calosc, przeto olej sciskany w cylindrze opie¬ rajac sie o nieruchomy tlok cisnie na górne denko cylindra 2 przesuwnika i powoduje jego przesuw naprzód, a tym samym i przesuw czlonu A. Przy dalszym przesuwaniu czloifew powyzsze czynnosci powtarza sie.Sterowanie przesuwnika jest rozwiazane tak, aby przesuwanie jego tloka wraz z czlonem B na zewnatrz odbywalo sie wskutek przestawie¬ nia zaworu rozdzielacza, umieszczonego na czlo¬ nie A, natomiast przesuwanie cylindra prze¬ suwnika wraz z czlonem A nastepowalo wsku¬ tek przestawienia zaworu rozdzielacza, zmon¬ towanego na czlonie B. W tym celu zastosowa¬ no zawory suwakowe 16, 16', które przy usta¬ wieniu w normalnym polozeniu (dociskane sprezynami) otwieraja polaczenie przestrzeni cylindra przesuwnika z przewodem odplywo¬ wym. W chwili przesuwania czlonu B zawór suwakowy 16 rozdzielacza czlonu A zostaje wcisniety, dzieki czemu olej z przewodu za¬ silajacego jest wtlaczany do cylindra przesuw¬ nika pod tlok, powodujac jego wysuwanie sie.Olej znajdujacy sie w przestrzeni nad tlokiem jest w tym czasie wypychany za pomoca tloka przez przewód do bloku sterujacego na czlonie B i dalej do przewodu odplywowego.Wysuwanie sie tloka przesuwnika trwa przy zacisnietym zaworze suwakowym 16' az do oporu. W chwili zluzowania dzwigni zaworu sprezyna przestawia suwak zaworu w nor¬ malnym polozeniu, tj. zamyka doplyw oleju pod cisnieniem 140 atn, a otwiera polaczenie — 4 —z przewodem odplywowym. Zatem uklad zo¬ staje przygotowany do przesuniecia kolejnego czlonu A.Dzialanie obudowy mechanicznej wedlug wy¬ nalazku jest nastepujace w zastosowaniu do urabiania scianowego.- W stadium wyjsciowym, czyli na poczatku cyklu urabiania wegla obu¬ dowe górnicza, skladajaca sie z kilku obudów wedlug wynalazku, ustawia sie wzdluz ociosu dosunieta do przenosnika pancernego 21 (fig. 7).Cykl zaczyna sie od urabiania wegla za po¬ moca kombajnu, przesuwanego wzdluz ociosu od jednego chodnika ociosowego do chodnika drugiego, przy czym zabiór wynosi okolo 60 cm.Jezeli po przejsciu kombajnu pozostaje przy stropie lata wegla, to cdrywa sie ja w miare przesuwania sie kombajnu. Strop zabezpiecza sie za pomoca recznie wysuwanych stropnic 12.W drugim stadium cyklu przesuwa sie kombajn do ociosu wraz z przenosnikiem 21 w ten spo¬ sób, ze w co drugim zespcle obudowy przesuwa sie do przodu na drodze 60 cm lewy czlon B, który przesuwa zderzakiem 5 przenosnik 21.Nastepnie przesuwa sie kolejno pozostale lewe czlony obudo#y, po czym nastepuje podobne przesuniecie kolejne czlonów prawych A. Pod¬ czas przesuwania czlonów obudowy stropnice 11 i IV nie powinny tracic styku ze stropem, przez to ewentualne zluzowane kesy górotwo¬ ru nie beda spadaly na konstrukcje obudowy.Uzyskuje sie to przez stala obserwacje stropu podczas przesuwu obudowy oraz przez czule manewrowanie dzwigniami sterujacymi. Po przejsciu kombajnu zabezpiecza sie odsloniety strop tymczasowo za pomoca stropnic 12, wy¬ suwanych recznie na dlugosci 0,6 m.Obudowa wedlug wynalazku pozwala na trwale zabezpieczenie stropu, bowiem przy szerokosci stropnic 11, IV, równej 40 cm, szerokosc odkrytego pasa stropu miedzy strop¬ nicami wynosi 40 cm, co pozwala na zabezpie¬ czenie nawet bardzo slabego stropu bez ko¬ niecznosci zabezpieczenia dodatkowego. Po przesunieciu obudowy do ociosu O nastepuje równomierne zawalenie stropu z przeciwnej strony obudowy, oznaczone na fig. 7 litera Z.Obudowa jest stosunkowo lekka i latwo roz¬ bieralna na czesci o ciezarze ponizej 100 kg, wskutek czego transport obudowy jest znacz¬ nie ulatwiony. Obudowa wyróznia sie racjo¬ nalnym obiegiem hydraulicznym, pozwalaja¬ cym na latwe i pewne jej sterowanie. PL