RU1789716C - Гидравлическа стойка - Google Patents

Abstract

Использование: в качестве гидростоек шахтных механизированных крепей, Сущность изобретени : гидростойка имеет полый шток 4, на одном конце которого размещен полый поршень 3, а на другом - опора 6, установленный в цилиндре 2, аварийный клапан 1 в виде подпружиненной опоры и упор 10 в виде стержн , установленного внутри полого штока 4 с возможностью взаимодействи  с подпружиненной опорой 1. При посадке стойки стержень взаимодействует с подпружиненной опорой и перекрывает аварийный клапан. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к горному делу, а именно к области создани  шахтных гидравлических стоек, работающих в услови х динамического нагружени  и может найти применение в горной промышленности при изготовлении механизированных крепей и их эксплуатации.

Известны гидравлические стойки с предохранительными клапанами, установлен

ными в спинку гидроцилиндра, включающее седло и клапан с упругим запирающим элементом в виде пружины или газовой камеры . Срабатывание такого клапана происходит в момент повышени  давлени  в поршневой полости до определенного

уровн  (номинального рабочего сопротивлени ). Однако при работе механизированных крепей в услови х динамического нагружени  (резкие осадки труднообруша- ющейс  кровли, взрывна  отбойка руды, горные удары и т.п.) возникают пиковые давлени  в гидростойках и, как правило, их раздутие. Врем  действи  таких нагрузок определ етс  сотыми дол ми секунды и известное техническое решение не обеспечи- вает эффективной работы гиДростоек при ударном нагружении.

Известна также гидростойка содержаща  цилиндр, полый шток с осью, на кото

рой установлен подпружиненный поршень,

образующий дополнительную полость между поршнем и штоком, и предохранительный клапан, аварийный клапан в виде усеченного взаимодействующего с поршнем конуса, неподвижно закрепленного на оси, а в поршне выполнены отверсти , соедин ющие дополнительную полость с поршневой полостью, при этом торцева  площадь штока, ограничивающа  дополнительную полость, превышает разность пло- щадей поршн  и аварийного клапана, а ось штока выполнена с каналами с возможностью соединени  поршневой полости с атмосферой . Известное техническое решение срабатывает за счет подвижки штока отно- сительно поршн  в момент удара, и запаздывании в движении поршн  относительно штока. Однако масса поршн  и силы трени  его о стенки цилиндра недостаточны дли надежного зависани  поршн . Наиболее близким аналогом по технической сущности к за вл емому  вл етс  техническое оеше- ние по за вке №4307115/31-03) 144393, решение о выдаче а.с. от 25.IV.88 г. Гидравлическа  стойка включает поршне- вую пару, выполненную в виде подвижного и неподвижного элементов, содержащую цилиндр с установленным в нем с возможностью осевого перемещени  полым штоком с поршнем, образующих полость

5

10

15

0 5

0

5 0 5 0 5

гидравлической стойки, заполненную рабочей средой, и аварийный клапан в виде над- пружиненной опоры, установленной на подвижном элементе, уплотн ющий полость стойки за счет распора относительно подвижного элемента давлением рабочей среды. Отсутствие мощных пружин, распирающих клапан повышает надежность гидростойки . Использование инерционности подвижного элемента повышает надежность срабатывани  аварийного клапана. Однако на этап запуска в работу гидростойки механизированной крепи, при отсутствии рабочей среды в ее полости, аварийный клапан открыт под действием веса элементов крепи, опертых на стойку и сжимающих пружину аварийного клапана, то-есть запуск в работу и при передвижке крепи затруднен . Дл  исключени  этого недостатка необходимо установить в аварийном клапане достаточно сильную пружину, обеспечивающую уплотнение гйдростойки крепи при сн том давлении, что также снижает надежность гидростойки.

Цель изобретени  - повышение надежности работы гидростойки за счет утечки жидкости в нерабочем положении.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в гидростойке, включающей полый шток, на одном конце которого размещен полый поршень , а на другом - опора, установленный с возможностью осевого относительного перемещени  в цилиндре, и аварийный клапан , выполненный в виде подпружиненной опоры, полый шток снабжен упором, выполненным в виде стержн , установленного на внутренней поверхности опоры вдоль продольной оси штока с возможностью контакта свободным концом с внутренней поверхностью подпружиненной опоры.

На фиг. 1 изображена гидростойка с упорным элементом, выполненным в ее полости , общий вид; на фиг. 2 - общий вид гидростойки с вынесенным упорным элементом , состо щим из трех выступов расположенных дл  исключени  перекоса при посадке в форме равнобедренного треугольника и выполненным на наружной торцовой поверхности неподвижного элемента.

Гидростойка состоит из опоры-клапана 1, штока 2 с поршнем 3 установленных в цилиндре 4, в боковой стенке которого размещен предохранительный клапан 5, реагирующий на посто нное давление (номинальное сопротивление) и опоры 6. Опора - клапан 1 может быть установлена либо в цилиндре 4 (фиг. 1), либо на штоке 2 (фиг. 2). В первом случае цилиндр 4 будет считатьс  подвижным элементом, т.к. он

вместе с опорой движетс  относительно штока 2, который в данном случае неподвижен . Если опора 1 установлена на штоке (фиг. 2), то последний  вл етс  подвижным элементом в то врем  как цилиндр 4 будет неподвижным. Опора - клапан 1 устанавливаетс  на подвижном элементе и ограничивает своей торцевой поверхностью полость 7 гидростойки. Между опорой-клапаном 1 и подвижным элементом, либо цилиндром 4 (фиг. 1), либо штоком 2 (фиг. 2) установлена пружина 8, распирающа  их и обеспечивающа  герметизацию полости 7 в начальный момент времени. Вместе контакта опоры- клапана 1 с подвижным элементом выполнены каналы 9, соответственно либо в опоре (фиг, 1), либо в подвижном элементе (фиг. 20). На неподвижном элементе установлены жестко св занные с ним упоры 10, либо в полости 7, когда упор 10 размещен на штоке 2, который  вл етс  неподвижным элементом (фиг. 1) либо на торцевой наружной поверхности цилиндра 4 (фиг. 2). Площадь $2 опоры 1 в торцевой части, контактирующей с рабочей средой, соразмерна с площадью (5) поршн  3, т.е. Si 82; Si 82; . Причем, если , то усилие пружины 8 должно обеспечить предварительное нат жение опоры-клапана 1. Если , то усилие пружины определ етс  как () Рном где Рном - номинальное сопротивление гидростойки , на которое настроен предохрани- тельный клапан 5, но не менее веса опоры-клапана 1.

Гидравлическа  стойка работает следующим образом.

В начальный период работы гидростойка находитс  в сжатом состо нии, т.е. крепь сложена, при этом опора-клапан 1 опираетс  на упорный элемент 10, который соответственно может быть установлено либо в полости 7 на штоке 2 (фиг. 1), либо на цилиндре 4 (фиг. 2). Упорный элемент 10 ограничивает сближение аварийного клапана - опоры-клапана 1 с неподвижным элементом (штоком или цилиндром). При этом подвижный элемент: цилиндр (фиг. 1) или шток (фиг. 2) имеет возможность дальнейшего движени  относительно неподвижного элемента . Под действием усили  пружины 8 подвижный элемент-шток 2 (фиг. 1) или цилиндр (фиг. 2) прижимаетс  к опоре-клапану 1, что обеспечивает начальное герметичное закрытие аварийным клапаном 1 полости 7 гидростойки. Внешние нагрузки на опоруклапан 1 воспринимаютс  в сжатом состо нии крепи упорным элементом 10 и не пере- даютс  на подвижный элемент, а замыкаютс  через неподвижный элемент на

опору 6. При подаче давлени  рабочей жидкости , поскольку опора-клапан 1 закрыт, растет давление в полости 7, что приводит к движению подвижный элемент, который поднима сь упираетс  в удерживаемую среду , где и затормаживаетс  его движение.

При давлении начального распора возникает сила FI, действующа  с раздвигающим усилием на торцевую поверхность опоры-клапана 1 и посто нно прижимающа  его к подвижному элементу. Противодействующа  сила F2, стрем ща с  открыть аварийный клапан меньше, чем сила FI, т.к. площадь цилиндра, обеспечивающа  силу F2, соразмерна с площадью

опоры-клапана 1, на которую действует с раздвигающим усилием жидкость. Если , то . Если . то F2 FI, a пружина 8 обеспечивает недостающее усилие на аварийном клапане.

При статическом нагружении разность сил открыти  и закрыти  опоры-клапана 1 сохран етс  и он остаетс  закрытым. При достижении в гидростойке давлени , обеспечивающего номинальное сопротивление крепи, например, 40 МПа, происходит срабатывание предохранительного клапана 5. По мере увеличени  давлени  увеличиваетс  сила прижати  опоры-клапана 1 к подвижному элементу. При динамическом нагружении гидростойки, опора-клапан 1 срабатывает быстрей; чем подвижный элемент-цилиндр 4 (фиг. 1), или шток 2 (фиг. 2), которые из-за своей массы не успевают приобрести мгновенную скорость и рабоча  жидкость выбрасываетс  в атмосферу. После выброса жидкости в атмосферу происходит закрытие опоры-клапана 1, т.к. подвижный элемент впоследствии его догон ет и происходит схлапывание опоры 1 и подвижного элемента за счет пружины 8 и остаточного давлени . Таким образом, предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом, за счет выполнени  упорного элемента 10 позвол ет снизить нагрузки на пружину 8 и обеспечить надежное закрытие опоры-клапана 1 в начальный момент работы и запуск гидростойки в работу.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Гидравлическа  стойка, включающа  полый шток, на одном конце которого размещен полый поршень, а на другом - опора, установленный с возможностью осевого относительного перемещени  в цилиндре, и аварийный клапан, выполненный в виде подпружиненной опоры, отличающа с   тем, что, с целью повышени  надежности работы гидравлической стойки за счет исключени  утечки жидкости в нерабочем положении, полый шток снабжен упором, выполненным в виде стержн , установленного на внутренней поверхности опоры вдоль продольной оси штока с возможностью контакта свободным концом с внутренней поверхностью подпружиненной опоры.