<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention se rapporte à des perfectionnements aux supports de toit pour galeriese mines souterraines et elle @ concerne plus particulièrement les supports de ce genre à comman,- de hydraulique, tels qu'on les utilise dans l'exploitation des mines à grandes tailles.
Dans l'application de cette méthode d'exploitation, selon laquelle la houille est abattue par tranches au moyen d'une ma- chine se déplaçant dans un mouvement de va-et-vient le long de la face de la houille, il est nécessaire de faire avancer des supports de toit chaque fois qu'on attaque une nouvelle tranche, et en vue d'économie de temps et de travail, on a déjà proposé de
<Desc/Clms Page number 2>
faire usage, non seulement de supports de toit télescopiques pourvus de moyens hydrauliques pour monter, respectivement descendre lesdits supports, mais également de dispositifs hy- drauliques de déplacement comportant un cylindre avec un piston, pour effectuer l'avancement, par voie hydraulique, desdits supports. Une réalisation de ce genre a été révélée dans le brevet belge ? 555.311 au nom de la Demanderesse.
Dans les dispositifs de soutènement de toit à commande hydraulique''connus jusqu'à présent, on.a dû avoir recours à toute'une série de manipulations manuelles pour déclencher les différentes opérations successives, telles quee raccourcisse- ment d'un support afin de pouvoir effectuer son avancement, la contraction du dispositif de déplacement à cylindre et piston en vue de l'avancement du support vers un dispositif avant, le ré-allongement du support et la ré-extension du dispositif de déplacement à cylindre et piston, pour faire avancer ledit dispositif antérieur.
L'un des buts de l'invention est de'diminuer le nombre de manoeuvres nécessaires dans l'utilisation desdits supports de toit à commande hydraulique, en vue d'augmenter encore l'éco- nomie de temps et de travail par rapport à ce qu'on a pu réalise jusqu'à présent au moyen de supports de ce genre, de façon à pouvoir satisfaire aux exigences de la rationalisation toujours croissante de l'abatage.
Selon l'invention, on a prévu un système de coulissage, respectivement de déplacement, hydraulique, du type comportant deux dispositifs de coulissage mécaniquement reliés, chacun, à un dispositif à cylindre et piston, et agencés pour l'exécution, sous la commande de moyens hydrauliques comprenant une vanne de commande contrôlant une conduite d'amenée d'un fluide sous pres- sion auxdits dispositifs, d'une suite d'opérations, dans laquelle l'un desdits dispositifs opère d'abord dans un sens, puis dans-
<Desc/Clms Page number 3>
l'autre sens, y respectivement avant et après l'opération du deuxième dispositif, lequel, en prenant appui contre un autre élément, déplace ledit premier dispositif dans son ensemble, ce système étant caractérisé en ce que les deux dispositifs com- portent un circuit hydraulique commun,
comprenant un moyen de réglage du fluide en forme de soupapes conditionnées de façon que, par suite d'une manoeuvre de ladite vanne de commande, le fluide,sous pression est admis dans ledit deuxième dispositif en vue de faire fonctionner celui-ci; un moyen primaire de commande, qui est,déplacé immédiatement à la suite de ladite manoeuvre de la vanne de commande, pour agir sur ledit moyen de réglage et, par là, modifier les conditions de pression dans le circuit hydraulique de façon à faire opérer ledit premier dise positif dan.s un sens, cette opération dudit premier dispositif se faisant donc, automatiquement et sans nécessiter une inter- vention manuelle, pendant la phase initiale de l'opération dudit deuxième dispositif ;
un moyen secondaire de commande déplacé à la fin de l'opération dudit deuxième dispositif, de façon à renverser le fonctionnement dudit moyen de réglage et rétablir les conditions initiales de pression dans le circuit hydraulique de façon à faire opérer ledit premier dispositif dans l'autre sens.
Préférablement ledit autre élément servant d'appui audit deuxième dispositif de coulissage lors du fonctionnement de ce- lui-ci est constitué par un troisième dispositif de coulissage à cylindre et piston, mécaniquement relié , lui aussi, audit deuxième dispositif, ladite suite d'opérations étant, dans ce cas, sous la commande desdits moyens hydrauliques, complétée par le fonctionnement, d'abord dans un sens, puis dans l'autre sens, dudit troisième dispositif, respectivement avant et après l'opé, ration dudit deuxième dispositif dans le sens opposé;
dans ce cas,le système est caractérisé en ce qu'il comporte un circuit
<Desc/Clms Page number 4>
hydraulique commun aux deuxième et troisième dispositifs, compre- nant un deuxième moyen de réglage du fluide en forme de soupapes conditionnées de façon'que, par suite d'une deuxième manoeuvre de ladite vanne de commande, le fluide sous'pression soit admis dans ledit deuxième dispositif en vue de faire fonctionner ce- lui-ci dans le sens opposé;
un moyen tertiaire de commande déplacé immédiatement à la suite de ladite deuxième manoeuvre de ladite vanne de commande, pour agir sur ledit moyen de régla- ge et, de la, modifier les conditions de pression dans le c.ircuit hydraulique de façon à faire opérer ledit troisième dispositif dans un sens, cette opération dudit troisième dispositif se faisant donc, automatiquement et sans nécessiter une interven- tion manuelle, pendant la phase initiale de l'opération dans le sens opposé dudit deuxième dispositif ;
et un moyen quaternaire de commande déplacé à la fin de l'opération, dans le sens opposé dudit deuxième dispositif, de façon à renverser le fonctionne- ment dudit deuxième moyen de réglage et, de là, rétablir les conditions initiales de pression dans le circuit hydraulique, de façon à faire manoeuvrer ledit troisième dispositif dans l'autre sens.
De préférence aussi les moyens de réglage sont, respecti- vement par les moyens primaire et tertiaire de commande, mainte- nus dans leur position active pendant toute la durée de l'opé- ration respective du deuxième dispositif, chacun desdits moyens de réglage étant commandé par l'intermédiaire d'un mécanisme de déclenchement, les moyens secondaire et quaternaire de com- mande agissant chacun 'sur le mécanisme de déclenchement respectif de façon à renverser l'opération des moyens respectifs de régla- ge.
Ces mécanismes sont avantageusement disposés et condition- nés de façon que, vers la fin du premier fonctionnement du deu- xième dispositif, les deux mécanismes de déclenchement, entrant
<Desc/Clms Page number 5>
en relation l'un avec l'autre, provoquent le déclenchement du premier desdits mécanismes, permettant ainsi )le retour, sous l'action d'un ressort de rappel, du premier moyen de réglage, en même temps qu'est effectué l'armement du deuxième mécanisme d'e déclenchement, en vue de son fonctionnement ultérieur.
Dans une.réalisation selon l'invention les mécanismes de déclenchement sont pourvus de ressorts de rappel agissant de façon que, lorsque ces mécanismes se séparent par suite du déplacement'du troisième dispositif, le premier mécanisme est automatiquement armé-, tandis que le deuxième mécanisme de dé- clenchement est libéré par suite d'une troisième manoeuvre de la vanne de commande, de façon à permettre le retour du deuxième moyen de réglage dans sa position normale, en le débarrassant de la pression sur le deuxième mécanisme de déclenchement.
De façon rationnelle, le moyen primaire de commande est constitué par l'établissement de la liaison mécanique entre le deuxième et le premier dispositifs par un accouplement à mouvement perdu, le deuxième dispositif comportant une butée solidaire' de la partie déplacée pendant son premier fonctionne- ment, un moyen de commande du premier moyen de réglage étant disposé sur le premier dispositif dans la trajectoire de ladite butée, une disposition similaire étant prévue entre la partie dudit deuxième-dispositif déplacée pendant le deuxième fonction- nement de celui-ci et le troisième dispositif, si ce dernier a été prévu.
.Si on le désire, une ou plusieurs des manoeuvres de la .vanne de commande pourraient être effectuées automatiquement,- par exemple par commande à distance, par la mise en oeuvre d'organes de commande tels que des solénoides électriques agis- sant sur un bras de commande de ladite vanne de commande et com- mandés eux-mêmes par- un ou plusieurs interrupteu.rs aménagés en tout endroit désiré.
<Desc/Clms Page number 6>
Dans une réalisation particulière de l'invention, le système de coulissage, respectivement de déplacement, constitue un support de toit pour galeries de mines souterraines, dans lequel le premier dispositif constitue un élément de soutènement arrière, ledit deuxième dispositif étant disposé horizontalement tandis que le moyen de réglage du fluide consiste en une soupape de retenue dans la conduite d'entrée du fluide dans ledit élément de soutènement, ainsi qu'une soupape de soulagement, respective- ment de sécurité, dans la conduite de sortie du fluide dudit élément de soutènement,
ladite soupape de soulagement étant com- mandée par ledit moyen primaire de commande de façon à provo- quer la détente de la pression du fluide et le raccourcissement dudit élément de soutènement avant que celui-ci soit avancé dans' son ensemble par la contraction dudit dispositif horizontal prenant appui sur ledit autre élément disposé en avant ; ren- versement ultérieur de la soupape de soulagement provoque un ré-allongement de l'élément de soutènement après l'avancement de celui-ci;
dans le cas où ledit autre élément est constitué par le troisième dispositif précité, ce dispositif constitue un deuxième élément de soutènement agencé de façon similaire à l'é- lément arrière, et maintenu dans sa condition d'allongement pendant que l'élément arrière est avancé et déplacé en avant par l'extension du dispositif horizontal, pendant que l'élément arrière se trouve dans sa condition d'allongement.
Préférablement ce support de toit comportera les caracté- ristiques révélées dans le brevet belge N 555.311 de la Deman- deresse.
Les caractéristiques susmentionnées et d'autres de l'inven- tion définie par les revendications ci-jointes, se trouvent incorporées dans la réalisation décrite ci-après comme exemple d'exécution, en se référant aux dessins annexés, dans lessqels: la figureest une vue latérale, avec coupe partielle, d'un support de toit selon l'invention;
<Desc/Clms Page number 7>
la figure 2 est une vue en bout, avec coupe partielle, du même dispositif ; la figure 3 est une vue latérale, avec coupe partielle, représentant un élément de soutènement arrière dans sa position avancée jusqu'à l'élément de devant; la figure'4 est une vue arrière'de l'élément avant de la figure 3;' la figure 5 est une vue en plan et en coupe montrant une soupape de soulagement;
la.figure 6 représente, en coupe, des détails de la vanne de commande; les .figures 7 - Il sont des diagrammes schématisant le circuit hydraulique dont est équipé le dispositif de soutènement.
Dans cette réalisation, comme représenté dans la figure 1, le support de toit est généralement du type de construction révé- lée dans la demande de brevet précitée. En résumé, il comporte un dispositif de soutènement arrière 1 comprenant deux éléments de soutènement arrière 2-3, un élément de soutènement avant 4, et un châssis à cantilever 5 supporté en porte-à-faux conjointe- ment par lesdits éléments arrière 2-3 et dont le bout libre surplombe, en permanence, ledit élément de soutènement avant 4, ce dernier supportant une poutre.
Les éléments de soutènement sont,chacun, constitués par des éléments télescopiques et peuvent être allongés, respectivement raccourcis, par des moyens hydrau- liques ; on a prévu un dispositif de coulissage, respectivement de déplacement, comportant le cylindre .6 solidaire du dispositif de soutènement arrière 1 et un piston avec tige 7 fixée à l'élé- ment de soutènement avant 4¯,tous ces éléments étant conditionnés substantiellement comme décrits dans la demande de brevet préci- tée dans laquelle se trouvent tous les détails. Ce support 'de toit coopérera avantageusement avec un transporteur 8.
Les moyens hydrauliques prévus sont tels que, par une
<Desc/Clms Page number 8>
manoeuvre appropriée d'une vanne de commande unique 9 10 dispo- sitif de soutènement arrière 1 est avancé jusqu'à 1'élément de soutènement avant 4,après raccourcissement préalable automatique des éléments de soutènement arrière 2-3, ceux-ci étant automa- tiquement ré-allongés ;
dans une phase ultérieure,l'élément de soutènement avant 4 et le' transporteur 8 sont déplacés vers une position plus en avant,après raccourcissement préalable ( auto- matique dans cet exemple) de l'élément de soutènement avant 4, et par conséquent, ré-allongement de cet élément de soutènement 4.-
Le circuit hydraulique prévu, plus particulièrement, dans 1''exemple représenté ( et qui est décrit plus amplement ci- après) est tel qu'une manoeuvre de la vanne de commande ¯9, dans deux sens opposésprovoque soit la contraction soit l'extension du dispositif horizontal à cylindre et piston 6-7 on a prévu une liaison à mouvement perdu, en forme d'un accouplement par .
ergot et boutonnière 10-11 entre le cylindre.6 et l'élément de soutènement arrière 1 et un même accouplement 12, 13 entre la tige 7 du piston et l'élément de soutènement avant 4,en sorte que la contraction, respectivement l'extension du disposi- tif à cylindre et piston 6-7 n'agit pas immédiatement sur les éléments de soutènement respectifs. mais, par l'intermédiaire de moyens mécaniques appropriés, généralement indiqués par 14 et 15 commande une soupape de soulagement 16, respectivement 17. de façon à provoquer le raccourcissement des éléments de soutènement, respectivement arrière et avant, préalablement à l'avancement de ces éléments.
Lesdits moyens mécaniques 14 et 15 sont également commandés de façon à permettre la refermeture des soupapes de soulagement 16 et 17 à la fin des mouvements d'a- vancement respectifs des éléments de soutènement, en vue de provoquer le ré-allongement desdits éléments en temps opportun (ledit ré-allongement s'opérant de façon automatique, au mans
<Desc/Clms Page number 9>
pour les éléments de soutènement arrière).
Les moyens mécaniques 14 consistent en une plaque d'arrêt
18 (voir aussi la figure 5) fixée au cylindre 6 et traversée par un canal 19 par lequel la soupape de soulagement 16 communi- que avec un bout 6a du cylindre 6. Cet élément d'arrêt 18 comporte une surface de came 18a coopérant ave. c un bras d'arrêt 20 articulé sur/un levier 21 de commande de la soupape.16. Le bras d'arrêt 20 peut subir un déplacement angulaire, en vue de ou venir en/ hors position o-pérative avec la surface de came 18a., ledit déplacement angulaire étant provoqué par un bras 22 con- stituant une liaison mécanique entre ledit bras d'arrêt 20 et une tringle 23.
Celle-ci s'étend en avant et se termine par un bouton de commande 23a saillant sur la partie avant du dispo- sitif arrière'et pourvu d'un ressort de rappel 24 sollicitant ledit bouton vers sa position avant extrême, par où ledit bras d'arrêt 20 est normalement maintenu dans sa position effective.
Ainsi, lorsque le dispositif à cylindre et piston 6-7 se contracte, la phase initiale consiste à absorber le mouvement perdu assuré par la liaison 10-11, en sorte que la plaque d'ar- - rêt 18 pousse le bras d'arrêt 20 de façon à faire pivoter le levier 21 et,de là, ouvrir la soupape de soulagement 16 contre la sollicitation du ressort de rappel 16a.
Lorsque le dispositif. de soutènement arrière 1 est arrivé en fin de course, tout près de l'élément de soutènement avant 4. (figure 3), le bouton
23a entre en contact avec un autre bouton 25 disposé sur l'élé- ment avant 4, en sorte que le ressort' 24- est comprimé, et la tringle 23 est déplacée en arrière¯ en faisant pivoter le bras d'arrêt 20 vers sa position ineffective,-permettant ainsi au levier 21 de retourner dans sa position de repos, ce qui provo- que la refermeture sous l'action du ressort de rappel 16a, de la soupape de soulagement 16.
De façon similaire, la soupape de soulagement 17 (figure
3) de l'élément de soutènement avant 4 est commandée de façon
<Desc/Clms Page number 10>
à s'ouvrir contre l'action de son ressort de rappel 17a par un levier 26 qui porte un bras d'arrêt 27 susceptible d'être amené en ou hors de sa position effective par une tige 28 se terminant, vers la partie arrière du dispositif, par le susdit bouton 25,
lequel est pourvu d'un ressort de rappel 29. Ledit bras d'arrêt 27 peut être amené en ou hors de rapport avec une surface de came 30a d'une plaque d'arrêt 30 fixée sur la tige ? du piston et traversée par un canal 31 reliant la vanne de commande 9 avec l'espace intérieur 7a de la tige creuse 7. en communication avec la partie 6a du cylindre 6.
Ainsi,, lorsque le dispositif de soutènement arrière 1, au cours de son avan- cement, arrive, en fin de course, tout près de l'élément de soutènement avant 4 et, par conséquent, les boutons 23a et 25 entrent en contact l'un avec l'autre (figure 3), la tige 28 est déplacée à l'encontre de la force du ressort 29, de manière à amener le bras d'arrêt 27 de sa position de repos dans sa posi- tion effective; dès lors, lorsque le dispositif à cylindre et piston 6-7 s'étend, la phase initiale consiste à absorber le mouvement perdu assuré par la liaison 12-13, en sorte que la plaque d'arrêt 30 fait pivoter le levier 26, de façon à ouvrir la soupape de soulagement 17 contre l'action du ressort de rappel 17a, avant que l'élément de soutènement avant commence son mouvement en avant.
Après l'avancement de l'élément de soutène- ment avant 4, on pourra, par une manoeuvre appropriée de la vanne de commande dans le sens opposé, agir sur la soupape de soulagement 17 de façon à soulager la pression entre le bras d'arrêt 27 et la plaque d'arrêt 30, 'et permettre à la tige 28 de revenir-dans sa position de repos, en sorte que le bras d'ar- rêt 27 revient dans sa position ineffective en permettant à la soupape de soulagement 17 de se refermer sous l'action de son ressort de rappel 17a.
La figure 5 montre les détails de la soupape de soulagement
<Desc/Clms Page number 11>
16, comprenant le ressort 16 a, un autre ressort 16b, le poin- teau 16c à bille 16d et le siège 16e de la soupape. La soupape de soulagement 17 est d'une construction substantiellement . identique.
La figure 6 représente en coupe détaillée la disposition de la vanne de commande 2. comportant un carter32,à l'intérieur duquel est montée une came 33 susceptible de se déplacer angulai- rement, ce déplacement étant commandé par une manette 34 (figure 1). Sur le bord latéral de la came 33, en différents endroits,, prennent appui les poussoirs 35, 36, 37 et 38 agissant chacun, contre la force d'un ressort de rappel, sur l'obturateur 39, 40, 41 et 42 d'une des quatre soupapes V1 V2, V3 et V4.
Les soupapes Vl et V2 sont des valves d'entrée, connectées par une conduite commune 32a à une entrée '1', à laquelle aboutit la conduite, d'alimentation d'un fluide sous pression SL. Ces valves d'entrée V1 et V2 servent à régler l'entrée du fluide dans les conduites 32c et 32d, respectivement, à partir de la conduite commune 32a, lesdites conduites 32c et d menant aux sorties
01 et 02 respectivement.
Les valves V3 et V4 sont des valves d'échappement réglant la sortie du fluide des conduites 32c, 32d vers une ligne de retour du fluide RL via les orifices d'é - chappement EP et EPL
Les figures 7 - 11 montrent l'aménagement et l'opération du circuit hydraulique du support de toit
Le circuit hydraulique conduit d'abord de la ligne d'alimen- tation SL à 1'entrée'1' de la vanne de commande 9 Puis il conti- nue à partir de la valve V3 vers un orifice d'entrée 7i de la tige creuse 7 et, de là, par un passage annulaire 7i à l'intérieur de la tige 7 et un orifice de sortie 7K pour déboucher dans la seconde partie 6b du cylindre de il se poursuit à travers une sortie 6a dans la paroi du cylindre 6 vers Une soupape de retenue SV maintenue normalement fermée par un ressort de rappel,
pour
<Desc/Clms Page number 12>
aboutir à l'intérieur de l'élément de soutènement arrière 3 A partir de cet élément le circuit se prolonge vers l'autre élé- ment de soutènement arrière 2, et,de là,vers la soupape de sou- lagement 16, pour retourner à travers un orifice de retour 6r dàns la paroi du cylindre 6 et, par le passage intérieur 7a de la tige creuse 7, vers la valve V4 de la vanne de commande .
Le circuit conduit également à partir de la valve de con- tr6le V4 au travers d'une deuxième soupape de retenue à ressort de fermeture SVL dans l'élément de soutènement avant 4 et,de là, au traver.s de la soupape de soulagement 17 pour retourner direc- tement vers la ligne de retour RL. Les deux orifices d'échappe- ment EP-EP1 sont évidemment reliés à la ligne de retour du fluide RL
Comme représenté de façon schématique dans la figure 7, la vanne'de commande se trouve dans sa position 1, dans laquelle le circuit est dans l'état neutre, les valves V1 et V2 étant fermées.
Les valves V3-V4 sont maintenues partiellement ouvertes, de façon à permettre le retour du fluide des éléments de soutène- ment 2-3 par le passage 7a et la valve V4 vers la ligne de retour RL si, par un poids excessif pesant sur lesdits éléments de sou- tènement, le fluide est forcé au travers de la soupape de soula- gement 16.
Si la pression reste en-dessous de la valeur à laquel- le la soupape de soulagement est forcée de s'ouvrir,la pression du fluide se maintient dans les éléments de soutènement 2 et 3 en sorte que ceux-ci sé trouvent allongés, le fluide étant en- fermé entre la soupape de soulagement 16 et la soupape de retenue SV toutes deux fermées; de même, la pression du fluide se main- tient dans l'élément de-soutènement 4, le fluide étant enfermé entre la soupape de soulagement 17 et la soupape de retenue SV1 toutes deux fermées, en sorte que/ élément r se trouve également allongé .
Lorsqu'il faut avancer le dispositif ae soutènement ar-
<Desc/Clms Page number 13>
rière 1 jusqu'à l'élément avant 4, on déplace la manette de la vanne de commande dans la position 2 figure 8), dans laquelle la came 33 a subi un déplacement angulaire tel que les valves Vl et V4 sont ouvertes, tandis que les valves V2 et V3 ne , subissent aucun changement. La conséquence en est que la pres- sion¯de fluide venant de la ligne d'alimentation SL peut passer par la valve VL et sortir par l'évacuation 01;
de là dans le compartiment 6b du cylindre 6, pour provoquer la contraction du dispositif à cylindre et piston 6-7 La première partie du mouvement en résultant du cylindre 6 est absorbée par.le dispo- sitif à mouvement perdu 10-il, en sorte que la soupape de soula gement est positivement amenée dans sa position d'ouverture, par l'intermédiaire des moyens mécaniques 14.
Par conséquent, la pression du fluide accumulé dans les éléments de soutènement arrière 2 et 3 peut se détendre, à travers la soupape de soula- gement, dans le compartiment 6a du cylindre, d'où cette détente se propage par le creux 7a de la tige 7a et à travers la valve V4 vers.la ligne de retour RL Afin de permettre, de façon satisfaisante, l'augmentation de la pression dans la partie 6b du cylindre, lorsque la soupape de soulagement est ouverte; l'ori- fice de la soupape de retenue est relativement réduit.
Après absorption complète du mouvement perdu 10-11, la poursuite de la contraction du dispositif à cylindre et piston 6-7 provoque l'avancement du dispositif de soutènement arrière '1 jusqu'à l'élément de soutènement avant 4 et, dans cette posi- tion, l'es moyens mécaniques 14,provoquent la refermeture de la soupape de soulagement 16 (figure 9).
Il en résulte, que la pression du fluide pourra de nouveau s'accumuler dans les éléments de soutènement arrière 2 et 3, en arrivant à travers la soupape de retenue SV et, lorsque la pression sera augmentée dans une ,que mesure suffisante pour/les éléments de soutènement arrière ,2 'et 3 puissent soutenir le poids du toit, la soupape de retenue
<Desc/Clms Page number 14>
se fermera automatiquement de façon à maintenir la pression ainsi accumulée.
Si, à un moment quelconque, la pression du toit devient excessive, la pression dans les éléments de soutènement 2 et 3 sera soulagée par la soupape de soulagement 16.
. Si, par la suite, il devient nécessaire de déplacer l'élé- ment de sout'ènement avant 4 vers une position plus avancée, la manette 'de la vanne de commande est manipulée dans l'autre direc- tion dans la position 3 figure 10), de façon à tourner la came dans l'autre sens pour/ouvrir les valves V2 et V3 pendant que les valves V1 et V4 reviennent dans leur position de fermeture. Il en résulte que la pression du fluide passe à travers la valve V3 et la sortie 02 dans l'espace intérieur 7a de la tige creuse 7 et, de là, dans le compartiment 6a du cylindre 6, ce qui provoque l'extension du dispositif à cylindre et piston 6-7.
Le mouvement initial de la tige 7 est absorbé par le dispositif à mouvement perdu 12-13, en sorte que la soupape de soulagement 17 est posi- tivement amenée dans sa position d'ouverture par le mécanisme 15, permettant'la pression accumulée dans l'élément de soutènement avant 4 de se détendre à travers la soupape de soulagement vers la ligne de retour RL.
Après absorption complète du mouvement perdu 12-13, la poursuite de l'extension du dispositif à cylindre et piston fait avancer l'élément de soutènement avant 4 jusqu'à l'extension com- plète de ce dispositif:
Dans cette position des éléments, on manipule la manette de la vanne de commande de façon à permettre le retour de la sou- pape de soulagement 17 dans sa position de fermeture, ce qui per- met au fluide de s'accumuler dans 1''élément de soutènement avant
4 en passant par la soupape SVl qui se referme automatiquement dès que la,pression accumulée suffit pour soutenir le toit.
De nouveau, si, à un moment quelconque, la pression exercée par
<Desc/Clms Page number 15>
le toit devient excessive, la pression dans l'élément de soutène ment avant 4. est soulagée à travers la soupape de soulagement 17
L'avancement des éléments de soutènement arrière et avant s'effectué normalement dans la mesure de la profondeur de la tailla exécutée dans la face carbonifère.
Cependant, s'il est jugé né- cessaire d'arrêter les éléments dans une position intermédiaire, ceci pourra'être effectué par commande manuelle des tiges 23 ou 28 de' manière à refermer celle des soupapes 16 ou 17 se trou- vant,à cet instant, dans la position d'ouverture; dans ces con- ditions, le mouvement. ascendant de l'élément produisant l'état raccourci pourra s'effectuer comme suit:
la vanne de commande est tournée légèrement à gauche ou à droite à partir de la posi- tion 1, de façon que la came 33, pourvue d'un profil approprié, provoque l'ouverture de la valve propre Vl ou V2, tandis que les valves d'échappement V3 et V4 restent encore fermées.' Ceci provoque l'accumulation de la pression du. fluide, tout en permettant à celui-ci de passer au travers de l'un'ou l'autre compartiment du cylindre 6, de telle façon que le dispositif à cylindre et piston 6-7 subit ni extension ni contraction, pendant que le fluide entre dans l'élément de soutènement arrière ou avant, selon le cas. En d'autres termes, on peut faire monter soit le dispositif de soutènement arrière, soit l'élément de soutènement avant en maintenant l'un et l'autre immobiles.
Afin de pouvoir maintenir cette situation pendant un certain temps les tiges 23 et 28 peuvent être bloquées temporairement à l'encontre de la pression de leurs ressorts de rappel, en utili- sant un dispositif d'arrêt approprié (non représenté).
Bien que, dans la réalisation décrite ci-avant, les élé- ments de soutènement arrière 2 et 3 soient hydrauliquement cou- plés, il est évident que ces éléments pourraient être pourvus, chacun, d'un circuit -hydraulique séparé, comportant, chacun, une soupape de soulagement et une'soupape de retenue, les soupa-
<Desc/Clms Page number 16>
pes de soulagement étant commandées par des moyens de commande connectés en tandem.
En outre, quoique dans la réalisation décrite ci-dessus l'ouverture de la soupape de soulagement 17 soit effectuée auto- màtiquement par les moyens mécaniques 15, en- sorte que le raccour- cissement de l'élément de soutènement avant 4 se produit de façon automatique, on pourrait se contenter d'une commande manuel -le, dans lequel cas le dispositif à mouvement perdu 12-13 de même que la'plaque d'arrêt deviennent superflus, tandis que la tige 28 pourra être commandée manuellement.
Il y a encore lieu de faire remarquer qu'il entre dans le cadre de la présente invention de prévoir des moyens de com- mande à distance de la vanne de commande, par exemple des soléoi des à action double activées par des moyens de commutation à com- mande manuelle disposés en tout endroit approprié, lesdites solé- noides étant alimentées à partir d'une ligne d'alimentation à basse tension.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to improvements to roof supports for underground mining galleries and it relates more particularly to supports of this type with hydraulic control, as used in the exploitation of large-scale mines.
In the application of this method of exploitation, according to which the coal is cut in slices by means of a machine moving in a reciprocating motion along the face of the coal, it is necessary to advance roof supports each time a new section is attacked, and in order to save time and labor, it has already been proposed to
<Desc / Clms Page number 2>
make use not only of telescopic roof supports provided with hydraulic means for raising and lowering said supports, respectively, but also of hydraulic displacement devices comprising a cylinder with a piston, to carry out the advancement, by hydraulic means, of said supports . Was such an achievement revealed in the Belgian patent? 555,311 in the name of the Applicant.
In the hydraulically operated roof support devices known until now, it has been necessary to have recourse to a whole series of manual manipulations to initiate the various successive operations, such as shortening a support in order to be able to carry out its advancement, the contraction of the cylinder and piston displacement device with a view to advancing the support towards a front device, the re-lengthening of the support and the re-extension of the cylinder and piston displacement device, to make advancing said anterior device.
One of the aims of the invention is to reduce the number of maneuvers required in the use of said hydraulically operated roof supports, with a view to further increasing the saving in time and labor in relation to this. that it has been possible until now by means of supports of this kind, so as to be able to satisfy the requirements of the ever increasing rationalization of slaughtering.
According to the invention, there is provided a sliding system, respectively displacement, hydraulic, of the type comprising two sliding devices mechanically connected, each one, to a cylinder and piston device, and arranged for execution, under the control of hydraulic means comprising a control valve controlling a line for supplying a pressurized fluid to said devices, of a series of operations, in which one of said devices operates first in one direction, then in-
<Desc / Clms Page number 3>
the other direction, y respectively before and after the operation of the second device, which, resting against another element, moves said first device as a whole, this system being characterized in that the two devices comprise a circuit common hydraulic,
comprising means for regulating the fluid in the form of valves conditioned so that, as a result of an operation of said control valve, the pressurized fluid is admitted into said second device in order to operate the latter; a primary control means, which is, moved immediately following said operation of the control valve, to act on said adjustment means and, thereby, modify the pressure conditions in the hydraulic circuit so as to operate said first says positive in one direction, this operation of said first device therefore taking place automatically and without requiring manual intervention, during the initial phase of the operation of said second device;
secondary control means moved at the end of the operation of said second device, so as to reverse the operation of said adjustment means and re-establish the initial pressure conditions in the hydraulic circuit so as to operate said first device in the other meaning.
Preferably, said other element serving as a support for said second sliding device during operation of the latter is constituted by a third sliding device with cylinder and piston, also mechanically connected to said second device, said series of operations. being, in this case, under the control of said hydraulic means, completed by the operation, first in one direction, then in the other direction, of said third device, respectively before and after the operation of said second device in the opposite;
in this case, the system is characterized in that it comprises a circuit
<Desc / Clms Page number 4>
hydraulic system common to the second and third devices, comprising a second fluid control means in the form of valves conditioned in such a way that, following a second operation of said control valve, the pressurized fluid is admitted into said said control valve. second device to operate it in the opposite direction;
a tertiary control means moved immediately following said second operation of said control valve, to act on said adjustment means and, from there, to modify the pressure conditions in the hydraulic circuit so as to operate said third device in one direction, this operation of said third device therefore taking place automatically and without requiring manual intervention, during the initial phase of the operation in the opposite direction of said second device;
and a quaternary control means moved at the end of the operation, in the opposite direction of said second device, so as to reverse the operation of said second adjustment means and, from there, to re-establish the initial pressure conditions in the circuit. hydraulic, so as to maneuver said third device in the other direction.
Preferably also the adjustment means are, respectively by the primary and tertiary control means, maintained in their active position throughout the duration of the respective operation of the second device, each of said adjustment means being controlled. via a trigger mechanism, the secondary and quaternary control means each acting on the respective trigger mechanism so as to reverse the operation of the respective adjustment means.
These mechanisms are advantageously arranged and conditioned so that, towards the end of the first operation of the second device, the two trigger mechanisms, entering
<Desc / Clms Page number 5>
in relation to each other, cause the triggering of the first of said mechanisms, thus allowing) the return, under the action of a return spring, of the first adjustment means, at the same time that the arming of the second trigger mechanism for subsequent operation.
In an embodiment according to the invention the trigger mechanisms are provided with return springs acting so that, when these mechanisms separate as a result of the displacement of the third device, the first mechanism is automatically armed, while the second mechanism trigger is released following a third operation of the control valve, so as to allow the second adjustment means to return to its normal position, relieving it of the pressure on the second trigger mechanism.
Rationally, the primary control means consists of establishing the mechanical connection between the second and the first devices by a lost movement coupling, the second device comprising a stopper integral with the part moved during its first operation. ment, a control means of the first adjustment means being disposed on the first device in the path of said stopper, a similar arrangement being provided between the part of said second device displaced during the second operation of the latter and the third device, if the latter has been provided for.
.If desired, one or more of the operations of the control valve could be carried out automatically, - for example by remote control, by the use of control members such as electric solenoids acting on a control arm of said control valve and themselves controlled by one or more switcheu.rs arranged at any desired location.
<Desc / Clms Page number 6>
In a particular embodiment of the invention, the sliding system, respectively displacement, constitutes a roof support for underground mine galleries, in which the first device constitutes a rear support element, said second device being arranged horizontally while the means for regulating the fluid consists of a check valve in the fluid inlet line to said support element, and a relief valve, respectively safety, in the fluid outlet line of said support element ,
said relief valve being controlled by said primary control means so as to cause the pressure of the fluid to be released and said support member to be shortened before the latter is advanced as a whole by the contraction of said device horizontal resting on said other element arranged in front; subsequent overturning of the relief valve causes a re-elongation of the support element after the advancement of the latter;
in the case where said other element is constituted by the aforementioned third device, this device constitutes a second support element arranged similarly to the rear element, and maintained in its condition of elongation while the rear element is advanced and moved forward by the extension of the horizontal device, while the rear member is in its extended condition.
Preferably, this roof support will have the characteristics revealed in Belgian patent N 555,311 of the Applicant.
The aforementioned features and others of the invention defined by the appended claims, are incorporated in the embodiment described below as an exemplary embodiment, with reference to the accompanying drawings, in lessqels: the figure is a side view, in partial section, of a roof support according to the invention;
<Desc / Clms Page number 7>
FIG. 2 is an end view, in partial section, of the same device; Figure 3 is a side view, partially in section, showing a rear support member in its advanced position to the front member; Figure '4 is a rear view of the front member of Figure 3;' Fig. 5 is a plan and sectional view showing a relief valve;
Figure 6 shows, in section, details of the control valve; .figures 7 - There are diagrams showing schematically the hydraulic circuit with which the support device is equipped.
In this embodiment, as shown in Figure 1, the roof support is generally of the type of construction disclosed in the aforementioned patent application. In summary, it comprises a rear support device 1 comprising two rear support elements 2-3, a front support element 4, and a cantilever frame 5 supported in a cantilever manner jointly by said rear elements 2- 3 and the free end of which permanently overhangs said front support element 4, the latter supporting a beam.
The support elements are each constituted by telescopic elements and can be lengthened, respectively shortened, by hydraulic means; a sliding device, respectively displacement device, comprising the cylinder .6 integral with the rear support device 1 and a piston with rod 7 fixed to the front support element 4¯, all these elements being conditioned substantially as described in the aforementioned patent application in which all the details can be found. This roof support will cooperate advantageously with a transporter 8.
The hydraulic means provided are such that, by a
<Desc / Clms Page number 8>
proper operation of a single control valve 9. The rear support device 1 is advanced to the front support element 4, after automatic preliminary shortening of the rear support elements 2-3, these being automatic. tically re-stretched;
in a subsequent phase, the front support element 4 and the conveyor 8 are moved to a further forward position, after prior shortening (automatic in this example) of the front support element 4, and therefore, re-lengthening of this retaining element 4.-
The hydraulic circuit provided, more particularly, in the example shown (and which is described more fully below) is such that an operation of the control valve ¯9, in two opposite directions, causes either the contraction or the extension. of the horizontal cylinder and piston device 6-7 there is provided a lost motion connection, in the form of a coupling by.
lug and buttonhole 10-11 between the cylinder. 6 and the rear support element 1 and a single coupling 12, 13 between the piston rod 7 and the front support element 4, so that the contraction, respectively the Extension of the cylinder and piston device 6-7 does not act immediately on the respective support elements. but, by means of suitable mechanical means, generally indicated by 14 and 15, controls a relief valve 16, respectively 17. so as to cause the shortening of the supporting elements, respectively rear and front, prior to the advancement of these elements.
Said mechanical means 14 and 15 are also controlled so as to allow the reclosing of relief valves 16 and 17 at the end of the respective advancement movements of the supporting elements, in order to cause the re-elongation of said elements in time. opportune (said re-lengthening taking place automatically, at least
<Desc / Clms Page number 9>
for rear support elements).
The mechanical means 14 consist of a stop plate
18 (see also FIG. 5) attached to cylinder 6 and traversed by a channel 19 through which relief valve 16 communicates with an end 6a of cylinder 6. This stop element 18 comprises a cam surface 18a cooperating with one another. . c a stop arm 20 articulated on / a lever 21 for controlling the valve. 16. The stop arm 20 can undergo an angular displacement, with a view to or come into / out of the operative position with the cam surface 18a., Said angular displacement being caused by an arm 22 constituting a mechanical connection between said arm. stopper 20 and a rod 23.
This extends forward and ends in a control button 23a projecting from the front part of the rear device and provided with a return spring 24 urging said button towards its extreme front position, through which said arm stopper 20 is normally maintained in its effective position.
Thus, when the cylinder-piston device 6-7 contracts, the initial phase is to absorb the lost movement provided by the linkage 10-11, so that the stop plate 18 pushes the stop arm 20 so as to pivot the lever 21 and thence open the relief valve 16 against the bias of the return spring 16a.
When the device. support 1 has reached the end of its travel, very close to the front support element 4. (figure 3), the button
23a comes into contact with another button 25 disposed on the front element 4, so that the spring 24 is compressed, and the rod 23 is moved backwards by pivoting the stop arm 20 towards its position. ineffective position, thus allowing the lever 21 to return to its rest position, which causes the re-closing under the action of the return spring 16a of the relief valve 16.
Similarly, the relief valve 17 (figure
3) of the front support element 4 is controlled so
<Desc / Clms Page number 10>
to open against the action of its return spring 17a by a lever 26 which carries a stop arm 27 capable of being brought into or out of its effective position by a rod 28 terminating, towards the rear part of the device, by the above button 25,
which is provided with a return spring 29. Said stop arm 27 can be brought into or out of relation to a cam surface 30a of a stop plate 30 fixed to the rod? of the piston and crossed by a channel 31 connecting the control valve 9 with the interior space 7a of the hollow rod 7. in communication with the part 6a of the cylinder 6.
Thus, when the rear support device 1, during its advancement, arrives, at the end of its stroke, very close to the front support element 4 and, consequently, the buttons 23a and 25 come into contact. with each other (Fig. 3) the rod 28 is moved against the force of the spring 29, so as to bring the stop arm 27 from its rest position to its effective position; therefore, when the cylinder and piston device 6-7 extends, the initial phase consists in absorbing the lost movement provided by the link 12-13, so that the stop plate 30 causes the lever 26 to pivot, to so as to open the relief valve 17 against the action of the return spring 17a, before the front support member begins its forward movement.
After advancing the front support element 4, it will be possible, by a suitable operation of the control valve in the opposite direction, to act on the relief valve 17 so as to relieve the pressure between the arm of stop 27 and stop plate 30, 'and allow the rod 28 to return to its rest position, so that the stop arm 27 returns to its ineffective position allowing the relief valve 17 to close under the action of its return spring 17a.
Figure 5 shows the details of the relief valve
<Desc / Clms Page number 11>
16, comprising the spring 16a, another spring 16b, the ball pin 16c 16d and the valve seat 16e. The relief valve 17 is of substantial construction. identical.
FIG. 6 represents in detailed section the arrangement of the control valve 2 comprising a housing 32, inside which is mounted a cam 33 capable of moving angularly, this movement being controlled by a lever 34 (FIG. 1). . On the lateral edge of the cam 33, in different places, bear the pushers 35, 36, 37 and 38 each acting, against the force of a return spring, on the shutter 39, 40, 41 and 42 d 'one of the four valves V1 V2, V3 and V4.
The valves V1 and V2 are inlet valves, connected by a common line 32a to an inlet '1', to which the line for supplying a pressurized fluid SL ends. These inlet valves V1 and V2 are used to regulate the entry of the fluid into the pipes 32c and 32d, respectively, from the common pipe 32a, the said pipes 32c and d leading to the outlets
01 and 02 respectively.
Valves V3 and V4 are exhaust valves regulating the output of fluid from lines 32c, 32d to a fluid return line RL via the EP and EPL exhaust ports.
Figures 7 - 11 show the layout and operation of the hydraulic circuit of the roof support
The hydraulic circuit first leads from the supply line SL to the inlet '1' of the control valve 9 Then it continues from the valve V3 to an inlet port 7i of the rod hollow 7 and, from there, through an annular passage 7i inside the rod 7 and an outlet orifice 7K to open into the second part 6b of the cylinder of it continues through an outlet 6a in the wall of the cylinder 6 to An SV check valve normally kept closed by a return spring,
for
<Desc / Clms Page number 12>
end inside the rear support element 3 From this element the circuit continues towards the other rear support element 2, and, from there, towards the relief valve 16, to return through a return orifice 6r in the wall of the cylinder 6 and, through the internal passage 7a of the hollow rod 7, towards the valve V4 of the control valve.
The circuit also leads from the control valve V4 through a second closing spring-loaded check valve SVL into the front support member 4 and thence through the relief valve. 17 to return directly to the return line RL. The two EP-EP1 exhaust ports are obviously connected to the RL fluid return line.
As shown schematically in Figure 7, the control valve is in its position 1, in which the circuit is in the neutral state, the valves V1 and V2 being closed.
The valves V3-V4 are kept partially open, so as to allow the return of the fluid from the support elements 2-3 through the passage 7a and the valve V4 towards the return line RL if, by an excessive weight weighing on said support elements, fluid is forced through relief valve 16.
If the pressure remains below the value at which the relief valve is forced to open, the fluid pressure is maintained in the support elements 2 and 3 so that these lie elongated, the fluid being enclosed between the relief valve 16 and the check valve SV both closed; likewise, the pressure of the fluid is maintained in the support element 4, the fluid being enclosed between the relief valve 17 and the check valve SV1 both closed, so that / element r is also elongated .
When it is necessary to advance the device ae support ar-
<Desc / Clms Page number 13>
rière 1 up to the front element 4, the control valve handle is moved to position 2 (FIG. 8), in which the cam 33 has undergone an angular displacement such that the valves Vl and V4 are open, while the V2 and V3 valves do not undergo any change. The consequence is that the pressure ¯ of the fluid coming from the supply line SL can pass through the valve VL and exit through the outlet 01;
thence into compartment 6b of cylinder 6, to cause contraction of cylinder-piston device 6-7 The first part of the resulting movement of cylinder 6 is absorbed by lost-motion device 10, so that the relief valve is positively brought into its open position, by means of the mechanical means 14.
Consequently, the pressure of the fluid accumulated in the rear support elements 2 and 3 can relax, through the relief valve, in the compartment 6a of the cylinder, from where this expansion propagates through the recess 7a of the cylinder. rod 7a and through the valve V4 to the return line RL In order to allow, in a satisfactory manner, the increase of the pressure in the part 6b of the cylinder, when the relief valve is open; the orifice of the check valve is relatively small.
After complete absorption of the lost movement 10-11, further contraction of the cylinder and piston device 6-7 causes the rear support device 1 to advance to the front support element 4 and, in this position. - tion, the mechanical means 14, cause the reclosing of the relief valve 16 (Figure 9).
As a result, the fluid pressure will again be able to build up in the rear support elements 2 and 3, arriving through the check valve SV and, when the pressure is increased to a sufficient extent for / them. rear support elements, 2 'and 3 can support the weight of the roof, the check valve
<Desc / Clms Page number 14>
will close automatically in order to maintain the pressure thus accumulated.
If at any time the roof pressure becomes excessive, the pressure in the support members 2 and 3 will be relieved by the relief valve 16.
. If, subsequently, it becomes necessary to move the front support member 4 to a more forward position, the control valve handle is manipulated in the other direction in position 3 figure 10), so as to turn the cam in the other direction to / open the valves V2 and V3 while the valves V1 and V4 return to their closed position. As a result, the pressure of the fluid passes through the valve V3 and the outlet 02 into the interior space 7a of the hollow rod 7 and, from there, into the compartment 6a of the cylinder 6, which causes the extension of the device. cylinder and piston 6-7.
The initial movement of the rod 7 is absorbed by the lost motion device 12-13, so that the relief valve 17 is positively brought to its open position by the mechanism 15, allowing the pressure built up in the mechanism. front support element 4 to relax through the relief valve to the return line RL.
After complete absorption of the lost movement 12-13, further extension of the cylinder and piston device advances the front support element 4 until the full extension of this device:
In this position of the elements, the handle of the control valve is manipulated so as to allow the return of the relief valve 17 in its closed position, which allows the fluid to accumulate in 1 ''. front support element
4 via the SVl valve which closes automatically as soon as the accumulated pressure is sufficient to support the roof.
Again, if at any time the pressure exerted by
<Desc / Clms Page number 15>
the roof becomes excessive, the pressure in the front support element 4. is relieved through the relief valve 17
The advancement of the rear and front support elements is carried out normally in the measurement of the depth of the pruning carried out in the Carboniferous face.
However, if it is considered necessary to stop the elements in an intermediate position, this can be done by manual control of the rods 23 or 28 so as to close that of the valves 16 or 17 located, at the same time. this instant, in the open position; under these conditions, movement. ascending of the element producing the shortened state can be done as follows:
the control valve is turned slightly to the left or to the right from position 1, so that the cam 33, provided with a suitable profile, causes the opening of the own valve Vl or V2, while the V3 and V4 exhaust valves still remain closed. ' This causes the pressure to build up. fluid, while allowing it to pass through either compartment of cylinder 6, so that cylinder and piston device 6-7 undergoes neither expansion nor contraction, while the fluid enters the rear or front support element, as appropriate. In other words, either the rear support device or the front support element can be raised while both are stationary.
In order to be able to maintain this situation for a certain time the rods 23 and 28 can be temporarily blocked against the pressure of their return springs, using a suitable stop device (not shown).
Although, in the embodiment described above, the rear support elements 2 and 3 are hydraulically coupled, it is obvious that these elements could each be provided with a separate hydraulic circuit, each comprising , a relief valve and a check valve, the valves
<Desc / Clms Page number 16>
Relief pes being controlled by control means connected in tandem.
Further, although in the embodiment described above the opening of the relief valve 17 is effected automatically by the mechanical means 15, so that the foreshortening of the front support element 4 takes place. automatically, one could be satisfied with a manual control -le, in which case the lost movement device 12-13 as well as the stop plate become superfluous, while the rod 28 can be controlled manually.
It should also be pointed out that it falls within the scope of the present invention to provide remote control means of the control valve, for example double-acting solenoids activated by switching means at manual control arranged in any suitable place, said solenoids being supplied from a low voltage supply line.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.