SU1133414A1 - Гидростойка механизированной крепи - Google Patents

Abstract

ГИДРОСТОЙКА МЕХАНИЗИ РОВАННОЙ КРЕПИ, содержаща  цилиндр со штоковой и поршневой полост ми, поршень , в полости которого установлен компенсационный элемент, и запирающий элемент аварийного клапана, седло которого расположено на порщне, отличающа с  тем, что, с целью повыщени  надежности устройства в работе при динамических нагрузках поршень выполнен из двух частей, между которыми расположен компенсационный элемент, выполненный в виде газовой камеры, соединенных посредством пустотелого цилиндра, при этом верхн   часть поршн  жестко соединена со щтоком и установлена с возможностью перемещени  вдоль пустотелого цилиндра , вверху которого расположен запирающий элемент аварийного клапана, а нижн   , часть поршн  жестко скреплена с цилиндром , причем седло размещено на верхней части поршн .

Description

Изобретение относитс  к горному делу и может быть использовано в механизированных креп х, эксплуатируемых в услови х динамических про влений горного давлени .

Известна гидростойка шахтной крепи, содержаща  корпус с поршневой и штоковой полост ми, компенсационную полость, заполненную газом, и гидрозамок. С целью гидростойки при динамических нагрузках компенсационна  полость установлена между двум  элементами поршн , которые св заны между собой посредством ограничительного упора 1.

Недостатком стойки  вл етс  срабатывдние защитного устройства после возникновени  динамических давлений рабочей жидкости в поршневой полости, вследствие чего в определенный промежуток времени гидростойка находитс  под воздействием сверхноминальных пиковых давлений.

Известна щахтна  гидростойка, в которой предохранительный клапан выполнен в виде золотника, соединенного со щтоком и установленного с возможностью продольного перемещени  в подпружиненном поршне. В нижней части поршн  выполнена проточка , поверхностью которой, золотником и крышкой образован замкнутый объем, а в поршне выполнены два дополнительных канала с возможностью периодического соединени  штоковой полости через один из каналов с замкнутым объемом, а через другой - с поршневой полостью 2.

Недостатками стойки  вл ютс  сложность конструкции и ненадежна  работа при ударных нагрузках.

Наиболее близкой к изобретению  вл етс  гидростойка механизированной крепи, содержаща  цилиндр со штоковой и поршневой полост ми, поршень, в полости которого установлен компенсационный элемент, и запирающий элемент аварийного клапана, седло которого расположено на поршне. Конец штока снабжен стаканом с проточками и с центральной осью, на которой с возможностью регулировани  поджати  пружины 4ерез поршень посредством гайки установлен аварийный клапан, выполненный в виде усеченного конуса, св занного с гайкой 3.

Недостатком известной стойки  вл етс  ненадежна  работа при динамических нагрузках , особенно при повышенных ускорени х подвижных элементов.

Шток с жестко соединенным стаканом и тарельчата  пружина, имеюща  определенную массу и инерционность, представл ют собой упругую систему с одной степенью свободы. При резких перемещени х с большим ускорением в системе возникают колебательные движени . Длительность колебательного процесса, возникающего под воздействием инерционных и упругих усилий.

может в несколько раз превыщать продолжительность процесса внешнего ударного воздействи . Это приводит к тому, что штокова  и поршнева  полости оказываютс 

соединенными (через проточки) после затухани  удара. При этом давление рабочей жидкости в поршневой полости мгновенно падает и стойка тер ет работоспособность. Указанное отрицательное последствие усиливаетс  при воздействии на гидростойку цикличных динамических усилий с частотой, близкой к частоте собственных колебаний упругой системы шток со стаканом - пружина . Это  вление может реализоватьс  при горном ударе или воздействии сейсмическо5 го эффекта взрыва. Параметрические или резонансные колебани , возникающие внутри гидростойки, могут привести к аварийным ситуаци м в лаве.

Кроме того, упругий элемент (тарельчата  пружина) помещен в полости, заполненной рабочей жидкостью. При срабатывании устройства стру  жидкости из поршневой полости под высоким давлением и большой скоростью переходит в штоковую полость через аварийный клапан, полость упругого эле5 мента и проточку. Следовательно, в процессе срабатывани  аварийного клапана упругий элемент находитс  под воздействием высоких динамических усилий. При этом направлени  действи  внутреннего и внешнего динамических усилий на упругий элемент противоположны друг другу, а величина внутреннего динамического усили  измен етс  с изменением раскрыти  аварийного клапана, которое, в свою очередь, определ етс  от величины перемещени  подвижных элементов и условий нагружени  стойки. Это приводит к изменению жесткости пружины и к работе аварийного клапана в непроектном режиме.

Тарельчата  пружина, помещенна  в

полости движени  жидкости, создает дополнительное гидросопротивление, что затрудн ет нормальную работу аварийного клапана .

.Цель изобретени  - повышение надежности устройства в работе при динамических нагрузках.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в гидростойке механизированной крепи, содержащей цилиндр со штоковой и поршневой полост ми, поршень, в полости которого установлен компенсационный элемент, и запирающий элемент аварийного клапана, седло которого расположено на поршне, поршень выполнен из двух частей между которыми расположен компенсационный эле5 мент, выполненный в виде газовой камеры, соединенных посредством пустотелого цилиндра , при этом верхн   часть поршн  жестко соединена со штоком и установлена с возможностью перемещени  вдоль пустотелого

цилиндра, вверху которого расположен запирающий элемент аварийного клапана, а нижн   часть поршн  жестко скреплена с цилиндром, причем седло размещено на верхней части порщн .

На чертеже изображена предлагаема  гидростойка механизированной крепи.

Гидростойка имеет цилиндр 1 с порщневой 2 и штоковой 3 полост ми, гидрозамок с предохранительным 4 и обратно-разгрузочным 5 клапанами. Шток 6 жестко соединен с верхним элементом 7 составного поршн . Пустотелый цилиндр 8 соедин ет верхний элемент 7 с нижним элементом 9 составного поршн . Между верхним 7 и нижним 9 элементами составного поршн  имеетс  полость 10, в которую нагнетаетс  газ под давлением через клапан 11 в цилиндре 1. Клапан 11 оснащен индикатором давлени  дл  контрол  работоспособности стойки. Торцова  часть 12 пустотелого цилиндра 8 имеет отверстие 13 и выполнена в виде головки клапана, а на верхнем элементе 7 составного поршн  расположено седло 14 клапана . Штокова  полость 3 соединена с полостью 15 в щтоке отверстием 16.

Гидростойка работает следующим образом .

Величина давлени  газа в полости 10 подобрана с таким расчетом, что при статическом опускании кровли элементы 7 и 9 составного порщн  и пустотелый цилиндр 8 перемещаютс  одновременно и газова  полость 10 не вли ет на режим работы гидростойки . Достигнув величины номинального сопротивлени  срабатывает предохранительный клапан 4, при этом отверстие

13дл  прохода жидкости закрыто.

При динамических про влени х горного давлени  щток 6 с жестко соединенным с ним верхним элементом 7 составного порщн  и расположенным на последнем седлом

14смещаетс  вниз и рабоча  жидкость проходит из порщнево« 2 в штоковую полость через пустотелый цилиндр 8, отверстие 13, полость 15 внутри щтока и отверсти  16 в

щтоке 6. В процессе прохода жидкости нижний элемент 9 составного поршн  остаетс  неподвижным за счет сжати  газа в полости 10 при резких смещени х подвижных элементов гидростойки. При этом исключаютс  возникновени  пиковых давлений рабочей жидкости в порщневой полости гидросгойки .

После затухани  внешнего динамического процесса гидростойка возвращаетс  в первоначальное состо ние под воздействием сжатого газа в полости 10, при этом закрываетс  отверстие 13 и изолируютс  поршнева  и штокова  полости. Така  конструкци  гидростойкн повыщает надежность ее работы за счет предотвращени  параметрических колебаний в гидроцилиндре , обеспечени  стабильной работы упругого элемента аварийного клапана в проектном режиме, исключени  гидросопротивлений при срабатывании аварийного клапана . Кроме этого, обеспечиваетс  возможность контрол  работоспособности аварийного клапана и гидростойки целиком без ее разбора.

Claims (1)

1. ГИДРОСТОЙКА МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ, содержащая цилиндр со штоковой и поршневой полостями, поршень, в полости которого установлен компенсационный элемент, и запирающий элемент аварийного клапана, седло которого расположено на поршне, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе при динамических нагрузках поршень выполнен из двух частей, между которыми расположен компенсационный элемент, выполненный в виде газовой камеры, соединенных посредством пустотелого цилиндра, при этом верхняя часть поршня жестко соединена со штоком и установлена с возможностью перемещения вдоль пустотелого цилиндра, вверху которого расположен запирающий элемент аварийного клапана, а нижняя , часть поршня жестко скреплена с цилиндром, причем седло размешено на верхней части поршня.