Pierwszenstwo: 27.1.1962 dla zastrz. 1, 2, 4, 7 08.11.1962 dla zastrz. 3, 5, 6 Wielka Brytania Opublikowano: 6.IL1967 52462 -A re, fsj ki. 5-MiiaiL^ MKP E 21 d UKD iy/H Twórca wynalazku: Donald Thomas Walsh Wlasciciel patentu: Gullick Ltd. Wigan, Lancs (Wielka Brytania) Zawór do stojaka kopalnianego Przedmiotem wynalazku jest zawór do hydrau¬ licznego stojaka kopalnianego sluzacy do wypusz¬ czania niewielkiej ilosci cieczy hydraulicznej, któ¬ ra moze byc olej, woda lub emulsja olejowo-wod- na, z przestrzeni cisnieniowej, aby stojak hydrau¬ liczny lub czlon obudowy zaopatrzony w stojaki hydrauliczne poddawal sie w przypadku nadmier¬ nego obciazenia. Zawór wedlug wynalazku jest nastawny w szerokim zakresie cisnien od kilku¬ dziesieciu do powyzej 1000 atm.Znane sa zawory stosowane do stojaków kopal¬ nianych zawierajace element zamykajacy na przyklad kulke, dociskany sila sprezyny do sie¬ dziska zaworowego. Wada tych zaworów polega na tym, ze wypuszczana ciecz eroduje element zamykajacy i siedzisko, na skutek czego zawór po krótkiej pracy staje sie nieszczelny. Wady tej nie posiada zawór wedlug wynalazku.Wynalazek polega na zastosowaniu elastycznego zbiornika z cie'cza do wywierania sily potrzebnej do zamykania zaworu, na umieszczeniu tego zbiornika we wspólnej obudowie zaworu oraz na plaskim uksztaltowaniu siedziska zaworu i ele¬ mentu zamykajacego.W zaworze wedlug wynalazku elementem zamy¬ kajacym, który wspólpracuje z siedziskiem zawo¬ rowym jest czolowa sciana zbiornika zawieraja¬ cego ciecz pod wysokim cisnieniem. Cisnienie we¬ wnatrz zbiornika dociska te sciane do plaskiego siedziska zaworowego. Mozliwe jest umieszczenie 2 miedzy czolowa sciana zbiornika a siedziskiem plaskiego elementu posredniego, który przejmuje nacisk tej sciany i przylega do siedziska. Poprzez siedzisko zaworowe przechodza przewody doply- 5 wowe doprowadzajace ciecz hydrauliczna z ukladu obslugiwanego przez ten zawór jak równiez prze¬ wody odplywowe, przez które ta ciecz wyplywa na zewnatrz. Wyloty tych przewodów stanowia otwory w czolowej powierzchni siedziska, wobec 10 czego przy docisnieciu do siedziska plaskiego ele¬ mentu zamykajacego sa one zamkniete. W ko¬ rzystnym rozwiazaniu przewody majace za zadanie doprowadzenie i odprowadzenie cieczy hydraulicz¬ nej sa uksztaltowane jako dwie wspólsrodkowe 15 szczeliny szerokosci rzedu wielkosci 0,1 mm. We¬ wnetrzna szczelina polaczona jest z osiowym prze¬ wodem doprowadzajacym ciecz z ukladu hydrau¬ licznego, a zewnetrzna z przewodem odplywowym prowadzacym na zewnatrz poprzez obudowe za- 20 woru.Zawór jest zamkniety jezeli element zamykajacy przylega do siedziska zaworowego. Jezeli cisnienie cieczy hydraulicznej wywiera wieksza sile na ele¬ ment zamykajacy anizeli sila o kierunku przeci- 25 wnym wynikajaca z wewnetrznego cisnienia panu¬ jacego w zbiorniku z ciecza, sciana czolowa zbior¬ nika stanowiaca element zamykajacy zostaje prze¬ sunieta lub zdeformowana, przy czym odsuniecie elementu zamykajacego od siedziska o maly ula- 30 mek milimetra wystarcza, aby powstal przeplyw 52462< - ¦¦" ¦ - 8 '-'" cieczy hydraulicznej po powierzchni siedziska z przewodu doprowadzajacego te ciecz do przewodu odplywowego.Warunkiem dobrej pracy zaworu polegajacej na samoczynnym zamykaniu i otwieraniu zaworu przy 5 zalozonych wielkosciach cisnienia w ukladzie hy- ' draulicznym jest dostateczna elastycznosc zbiornika z ciecza. Zbiornik winien byc wypelniony scisliwa ciecza, na przyklad olejem silikonowym pod wy¬ sokim cisnieniem, aby jego czolowa sciana o cha- 10 rakterze membrany pelnila funkcje elementu za¬ mykajacego. Moze on zawierac zwykla niescisliwa ciecz jesli ma dostatecznie cienkie i elastyczne sciany, a co najmniej czesc scian. Wówczas ela¬ stycznosc ukladu uzyskuje sie w wyniku elasty- 15 cznosci scian zbiornika. Najlepsze rezultaty osiaga sie przez polaczenie obu wyzej wymienionych srodków.Okazalo sie, ze plaskie siedzisko zaworowe i plaski element zamykajacy wedlug wynalazku wy- 20 kazuja znacznie mniejsza erozje niz znane siedzis¬ ko zaworowe i wspólpracujace z nimi stozkowe badz kuliste elementy zamykajace. Dalsze rozwi¬ niecie wynalazku praktycznie calkowicie wyklu¬ czylo erozje dzieki wprowadzeniu porowatych ele- 25 mentów ze spieku, zwlaszcza spieku metalicznego, w miejsca w których przeplyw odbywal sie z naj¬ wieksza predkoscia i zachodzila mozliwosc erozji.Ciecz przeplywajaca przenika przez elementy po¬ rowate z pewnym oporem na skutek czego naste- 30 puje w nich wyrównanie strumienia cieczy na powierzchniach siedziska oraz elementu zamyka¬ jacego to jest w miejscach najbardziej narazonych na erozje.W celu napelnienia lub dopelnienia zbiornika 3B znajdujacego sie w zaworze wedlug wynalazku, a zarazem nastawiania zaworu na wymagane cisnie¬ nie, zbiornik z ciecza jest zaopatrzony w króciec do doprowadzania cieczy pod cisnieniem poprzez zawór zwrotny z rurociagu o wysokim cisnieniu 40 tej cieczy. Inne rozwiazanie nastawiania cisnienia polega na zastosowaniu tloka zanurzajacego sie w cieczy w zbiorniku, który na skutek obracania sruby zostaje wtlaczany lub wysuwany zmieniajac pojemnosc cieczowa zbiornika/ Oba wymienione 45 srodki sa znane. Moga byc one zastosowane równo¬ legle. Przez rózne uksztaltowanie znanego zaworu zwrotnego i umieszczenie go w róznym miejscu zbiornika jak równiez przez rózne uksztaltowanie i rózne umieszczenie znanego ukladu tlokowo-sru- 50 bowego mozna wykonac zawór wedlug wynalazku w róznych postaciach nie rózniacych sie istotnie* Okazalo sie celowe wyeliminowanie lub przy¬ najmniej zmniejszenie zmian cisnienia w zbiorni¬ ku z ciecza spowodowanych przez zmiane tempe- 5B ratury. Wedlug wynalazku osiagnieto to przez wprowadzenie do zbiornika z ciecza ciala stalego.Cialo to moze byc w jednym kawalku lub moze byc rozporoszone w cieczy. Przez dobranie ciala stalego o minimalnym wspólczynniku rozszerzal- 60 nosci cieplnej i przez zmniejszenie objetosci cie¬ czy w wyniku zastosowania tego ciala, zmniejsza sie w wysokim stopniu wrazliwosc zaworu na zmiany temperatur.Zawór wedlug wynalazku przedstawiony jest 65 4 na rysunku schematycznym, którego fig. 1, fig. 2 i fig. 3 przedstawiaja osiowe przekroje zaworów w trzech odmianach wykonania.Obudowa 1 zaworu przedstawionego w trzech odmianach na fig. 1, fig. 2 i fig. 3 jest zaopatrzona w lacznik 2 z osiowym przewodem 3 sluzacy do laczenia zaworu z obslugiwanym przez niego systemem hydraulicznym. Lacznik ten równoczes¬ nie podpiera siedzisko zaworu 4 znajdujace sie wewnatrz obudowy 1. Siedzisko 4 jest dostosowane do pracy z plaskim elementem zamykajacym 5.Siedzisko 4 ma przewody doprowadzajace G i od¬ plywowe 7. Droga wyplywu cieczy z ukladu hy¬ draulicznego prowadzi przez przewody 3 i 6 na czolowa strone siedziska 4, a stad w przeciwnym kierunku przewodami odplywowymi 1 do dalszych przewodów odplywowych 8 w obudowie 1. Pola¬ czenie wylotów przewodów 6 i 7 na czolowej stro¬ nie siedziska 4 zostaje przerwane przez docisnie¬ cie elementu zamykajacego 5 do siedziska. -*-¦ Jezeli przewody 6 i 7 uksztaltowane sa jako okragle wspólsrodkowe szczeliny w siedzisku, dzie¬ la one siedzisko na trzy czesci i wówczas siedzisko 4 zawiera rdzen 9 i pierscien 10, bedace odreb¬ nymi elementami.Element zamykajacy 5 majacy postac membrany stanowi sciane czolowa zbiornika 11 z ciecza, umieszczonego we wspólnej obudowie 1 .Sciana ta moze plasko przylegac do siedziska zaworu 4 pod dzialaniem wewnetrznego cisnienia w zbiorniku 11, albo moze ulegac deformacji i odrywac sie od siedziska zaworu 4 o ulamek milimetra pod prze¬ wazajacym cisnieniem cieczy hydraulicznej.Do napelniania wzglednie dopelniania zbiornika 11 ciecza pod wysokim cisnieniem z rurociagu nie uwidocznionego na rysunku, sluzy króciec ze zna¬ nym kulowym zaworem zwrotnym 12. Do nasta¬ wiania wymaganego cisnienia cieczy w zbiorniku 11 sluzy znany tlok-nurnik 13, na który dziala sruba 14, ewentualnie za posrednictwem sprezyny 15, wtlaczajac go do zbiornika.Przyklad wykonania przestawiony na fig. 1 wy¬ maga napelniania zbiornika 11 ciecza scisliwa, poniewaz zbiornik 11 jest w tym przykladzie gru- bóscienny. Przyklad wykonania przedstawiony na fig. 2 rózni sie glównie tym od przykladu przed¬ stawionego na fig. 1, ze zbiornik z ciecza ma na pewnym odcinku cienka boczna sciane 16. Dzieki tej cienkiej scianie oraz doborowi odpowiedniego elastycznego tworzywa, osiagnieta jest elastycz¬ nosc zbiornika 11. Pozwala to na poslugiwanie sie w tym zbiorniku zwykla niescisliwa ciecza. Dalsza róznica polega na nieco innym uksztaltowaniu i zamocowaniu w obudowie 1 czolowej sciany zbiornika stanowiacej element zamykajacy 5. W zbiorniku na fig. 2 uwidoczniony jest blok 17 wykonany z tworzywa o malej rozszerzalnosci cieplnej, który zmniejsza pojemnosc cieczowa zbiornika. Przyklad przedstawiony na fig. 3 rózni sie od przykladu przedstawionego na fig. 1 osio¬ wym umieszczeniem zaworu zwrotnego 12.W szczególnie korzystnej odmianie zaworu we¬ dlug wynalazku czesci siedziska 9 i 10 wykonane sa z porowatego spieku metalicznego, aby równo¬ miernie rozdzielaly przeplywajaca ciecz.52462 PL