DE4209916C2 - Bedüsungsventil mit Zuhalte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bedüsungsventil für den hy­ draulischen Schildausbau des untertägigen Bergbaus gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Bedüst wird im untertägigen Bergbau vor allem der Schwebe­ staub, wobei dieser durch das feinversprühte Wasser nieder­ geschlagen wird. Bei der schneidenden Gewinnung ist das Be­ düsen in Form von Innen- und Außenbedüsung am Walzenlader bekannt. Bei der schälenden Gewinnung wird die Hobelgassenbe­ düsung zum Niederschlagen des feinen Staubes eingesetzt. Am Schreitausbau kommt die Bedüsung in Form von Spaltflächen-, Kappen-, Heck- und Bruchraumbedüsung zum Einsatz. Ferner wer­ den in der Förderung an Übergabestellen und an Zerkleine­ rungsmaschinen (Brechern) zusätzlich Bedüsungen eingesetzt. All diesen verschiedenen Einsatzbereichen ist gemeinsam, daß nur so viel Wasser abgegeben werden soll, wie zum Nieder­ schlagen des Schwebestaubes wirklich benötigt wird. Anderen­ falls kann das versprühte Wasser zur Beeinträchtigung des Liegenden oder auch des Fördergutes führen, oder aber die Bergleute erheblich behindern. Daher werden sogenannte Bedü­ sungsventile eingesetzt, die einen zeitlich begrenzten und für den jeweiligen Einsatzfall zugeschnittenen Einsatzbereich der Bedüsung sicherstellen. Derartige Bedüsungsventile im Bereich des Schildausbaus werden dabei so geschaltet, daß Bedüsungswasser nur in dem Zeitraum austritt, in dem der je­ weilige Ausbau gelöst und verfahren wird. Befindet er sich dagegen im verspannten Zustand, so sperrt das Bedüsungsventil den Wasserzufluß ab. Dies wird dadurch erreicht, daß der Kol­ ben über die Kraft einer Stellfeder in den Ventilsitz ge­ drückt wird, so daß das Ventil gesperrt ist. Wird nun der Ausbau geraubt und verfahren, so steigt der Druck in der kol­ benseitigen Verbindungsleitung bzw. Raubleitung und der Kol­ ben wird gegen die Kraft der Ventilfeder aus dem Ventilsitz herausgedrückt, so daß Bedüsungswasser vom Wasserzufluß zum Wasserabfluß strömen und über die Düsen verteilt werden kann (siehe DE-OS 38 02 992). Um dieses Ventil während des gesamten Raubvorganges offenzuhalten, ist ein kompliziertes Ventil geschaffen, dem Schaltventile zu- bzw. vorgeordnet sind, über die auch bei Druckschwankungen in der Steuerleitung der Steu­ erdruck auf dem Ventilkolben aufrechterhalten bleibt, so daß dieser gegen den Druck der Ventilfeder in der Offenstellung bleibt. Eine wirksame Abdichtung des Ventils im geschlossenen Zustand wird dadurch erreicht, daß der Ventilkolben zusätz­ lich durch den anstehenden Bedüsungswasserdruck beaufschlagt ist. Der Kolben verfügt auf beiden Seiten über entsprechende Verlängerungen, die über Abdichtungen bzw. O-Ringe verfügen, so daß eine Art Ausgleichskolben entsteht. Auf der Seite der Steuerdruckleitung hat dieser O-Ring eine Doppelfunktion, indem er zu beiden Seiten hin abdichtet, während auf der ge­ genüberliegenden Seite im Bereich der Ventilfeder nur gegen­ über der Bedüsungswasserseite abgedichtet werden muß, denn hier ist ganz eindeutig ein Anschluß an eine weitere Hydrau­ likleitung, Steuerdruckleitung oder ähnlichem nicht vorgesehen. Auf der Steuerdruckleitung werden zwei Ventile benötigt, um einmal den Steuerdruck zu reservieren bzw. ihn bei Bedarf auch wie­ der aufzuheben, um ein Rückfahren des Ventils über die Ven­ tilfeder zu ermöglichen. Es ist eine Art Lüftungsbohrung vor­ gesehen, die aber nicht über ein Gewinde verfügt, sondern mit einem Filter ausgerüstet ist, um das Eindringen von Schmutz zu verhindern. Bei diesen bekannten Ventilen ist von Nach­ teil, daß dann, wenn die Rücklaufleitung bzw. Raubleitung nicht ganz drucklos geschaltet wird, ein Restdruck verbleibt, der ausreichend sein kann, um den Kolben gegen die Kraft der Ventilfeder in der Öffnungsstellung zu halten, so daß trotz der auf Druck stehenden Schilde Bedüsungswasser über die Dü­ sen austritt. Dieses austretende Wasser verunreinigt nicht nur den Schildausbau und erschwert das Befahren des Fahrwe­ ges, sondern kann auch zum Aufweichen des Liegenden und zu weiteren Schäden führen. Insbesondere dann, wenn solche Pro­ bleme während des Wochenendes auftreten, kommt es zu erhebli­ chen Beeinträchtigungen des am Montag dann wieder anlaufenden Betriebes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein ge­ gen Restdruck in der raubseitigen Strebleitung unempfindli­ ches Bedüsungsventil zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verlängerung auf der dem Ventilsitz gegenüberliegenden Seite in einer in einen Druckraum mündenden Bohrung geführt ist, der mit dem Zylindergehäuseeingang des Stempels des Schildausbaus ver­ bunden ist.

Auf diese Weise wird die Ventilfeder beim gesetzten Schildausbau zusätzlich unterstützt, so daß ein dichter Sitz des Ventilkolbens im Ventilsitz gewährleistet ist, und zwar auch dann, wenn auf der gegenüberliegenden Seite, d. h. der Steuerdruckmuffe, noch Restdruck ansteht. Probleme mit dem Restdruck können damit nicht auftreten, wobei sich diese Si­ cherung automatisch einstellt, da mit dem Ausfallen des Stem­ pels automatisch Druck auf den Zylindergehäuseeingang des Stempels kommt und dort bleibt, bis der Raubvorgang eingeleitet wird. In diesem Moment wird dann auch der Druckraum im Bereich der Verlängerung des Ventilkolbens entlastet, so daß nun mit Druckbeaufschlagung der Steuerdruckmuffe der Ventilkolben ohne Probleme gegen die Kraft der Ventilfeder aus dem Dicht­ sitz herausgeschoben werden kann. Das Bedüsungsventil ist geöffnet und Wasser fließt nun zu den einzelnen Wasserdüsen. Es ist zweckmäßig, daß das Ventilgehäuse im Bereich der Was­ serzuflußbohrung einen im Durchmesser über den des Ventilkol­ bens liegenden Ventilraum aufweist. So kann der anstehende Druck des Bedüsungswassers mitgenutzt werden, um dem Ventil­ kolben in seiner geschlossenen Position zu halten, was im Prinzip bereits bekannt ist. Auf diese Weise bleibt der Ven­ tilkolben in seiner geschlossenen Position, bis von der ge­ genüberliegenden Seite beim Rauben des Schildes entsprechend hoher Druck für ein Öffnen des Ventilkolbens sorgt. Dabei weist der Ventilkolben zweckmäßigerweise im Bereich des Ven­ tilraumes rechtwinklig zu seiner Längsachse verlaufende Sack­ bohrungen auf, die über seinen Umfang verteilt angeordnet sind oder er ist mit einer ringförmigen Ausnehmung ausgerü­ stet, so daß sich der Wasserdruck entsprechend auswirken kann.

Zur Vereinfachung der Montage und um den dichtenden Be­ reich beispielsweise aus begrenzt flexiblem Material herstel­ len zu können, sieht die Erfindung vor, daß der Ventilkolben einen den Ventilkopf mit den Dichtflächen bildenden Aufsatz aufweist, der mit der Ausnehmung und einer endseitigen Hülse zur Aufnahme der Ventilfeder ausgerüstet und auf den Ventil­ kolben aufgeschoben ist. Die ringförmige Ausführung oder die Sackbohrungen können so leicht hergestellt werden, wobei ins­ besondere bei Ausbildung von Sackbohrungen auch die an­ schließende Hülse eine Baueinheit mit dem Ventilkopf bildet. Vorteilhaft ist im übrigen, daß aufgrund der besonderen Aus­ bildung und des Anschlusses an der Kolbenseite eine relativ kleine Ventilfeder zum Einsatz kommen kann, so daß die erfin­ dungsgemäßen Bedüsungsventile günstige Baumaße aufweisen.

Ebenfalls zur Vereinfachung der Herstellung sieht die Erfindung vor, daß der Druckraum und die Bohrung in einer Anschlußmuffe ausgebildet sind, die in das Ventilgehäuse über ein Gewinde einschraubbar sind. Damit muß lediglich das Ge­ winde vorgesehen werden, wobei die Ausbildung einer entspre­ chenden Anschlußmuffe den großen Vorteil hat, daß die Verbin­ dungsleitungen auch leicht mit dieser Anschlußmuffe am Ven­ tilgehäuse angeschlossen werden können. Die Anordnung in der Anschlußmuffe bietet die Möglichkeit, Bohrungen und Rückraum in einem Radius auszubilden, was wiederum zur Erleichterung der Herstellung führt.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein vorteilhaft klein zu bauendes Bedüsungsventil ge­ schaffen ist, das gegen einen Restdruck in der raubseitigen Strebleitung völlig unempfindlich ist, weil es im Falle eines solchen Restdruckes auf jeden Fall über die Pumpenleitung mit wesentlich höherem Druck belastet wird, so daß ein immer dicht schließendes Ventil erreicht ist. Andererseits ist nach wie vor sichergestellt, daß mit Einleiten des Raubens des Schildausbaues über die Steuerdruckmuffe entsprechend unter hohem Druck stehende Druckflüssigkeit so auf den Ventilkolben einwirkt, daß dieser aus seinem Ventilsitz sicher herausgeho­ ben wird. Die einzelnen Düsen werden dadurch frühzeitig und mit hohem Druck durch Bedüsungswasser beaufschlagt, so daß der beim Rauben freiwerdende Staub sicher niedergeschlagen wird. Gerade dieser Staub, der hohe Anteile an Steinstaub aufweist, ist gesundheitsgefährdend.

Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen

Fig. 1 einen Schildausbau in Seitenansicht mit einem angedeuteten Bedüsungsventil, das entsprechend verschlaucht ist und

Fig. 2 ein entsprechendes Bedüsungsventil, teil­ weise im Schnitt.

Fig. 1 zeigt einen Schildausbau 1, bestehend aus Kappe 2 , Liegendkufe 3 und Stempel 4, wobei durch den tele­ skopierbar ausgebildeten Stempel 4 der Abstand zwischen Kappe 2 und Liegendkufe 3 den jeweiligen Ver­ hältnissen angepaßt werden kann. Dabei erfolgt eine parallele Führung von Kappe 2 und Liegendkufe 3 über die Lenker 5 und 6 sowie das Bruchschild 7.

Im Bereich der Kappe 2 ist ein Verteiler 8 für die Bedüsung angeordnet, von hieraus führen Rohre oder Schläuche zu den einzelnen Düsen, über die der beim Absenken der Kappe 2 herabfallende Staub gebunden wird.

Der Verteiler 8 ist nicht direkt mit der Bedüsungs­ wasserleitung 9 verbunden, sondern vielmehr ist ein Be­ düsungsventil 10 zwischengeschaltet, über das die Bedü­ sungswasserzufuhr so geregelt ist, daß nur Bedüsungswasser fließt, wenn der Stempel 4 eingeraubt wird.

Das Ventilgehäuse 11 verfügt hierzu über eine An­ schlußmuffe 12 , die in die Wasserzuflußbohrung 13 einge­ schraubt ist und über die Anschlußmuffe 14, die in die Wasserabflußbohrung 15 eingeschraubt ist. Außerdem ist dem Ventilgehäuse 11 eine Steuerdruckmuffe 16 zugeordnet, die über die Verbindungsleitung 17 mit dem Zylindergehäuseausgang 18 des Stempels 4 in Verbindung steht.

Wird nun beim Rauben des Schildausbaues die Druck­ flüssigkeit aus dem Stempel 4 herausgedrückt, so wird der in der Verbindungsbohrung 20 des Ventilgehäuses 11 sitzende Ventilkolben 21 gegen die Kraft der Ventilfeder 22 verschoben. Er hebt sich dann, wie im oberen Teil der Fig. 2 gezeigt ist, aus dem Ventilsitz 27, so daß nun Bedüsungswasser über die Wasserzuflußbohrung 13 und die Verbindungsbohrung 20 in die Wasserabflußbohrung 15 strömen und dann über die Düsen austreten kann. Nach Abschluß des Raubens und des Verfahrens des Schildausbaues wird dieser wieder gesetzt. In dem Moment steht über die Anschlußmuffe 23 entsprechend hoher Druck auf dem Ventilkolben 21 so daß dieser wieder in den Ventilsitz 27 zurückgedrückt wird. Hierzu ist die Anschlußmuffe 23 über die Verbindungs­ leitung 24 mit dem Zylindergehäuseeingang 25 des Stempels 4 ver­ bunden.

Der Ventilkolben 21 wird dabei mit seinen Dichtflächen 28 in den Ventilsitz 27 gedrückt, wobei die Dichtflächen 28 an dem aus entsprechendem begrenzt nachgiebigem Kunst­ stoff beispielsweise bestehenden Ventilkopf 29 ausgebildet sind.

In dem Ventilkopf 29 sind rechtwinklig zur Längsachse 30 des Ventilkolbens 21 Sackbohrungen 31 oder auch eine ringförmige Ausnehmung 32 ausgebildet, so daß der Wasserdruck auf Seiten der Wasserzuflußbohrung 13 ebenfalls die Ventilfeder 22 mitunterstützt, um das sichere Schließen des Ventilkolbens 21 zu gewährleisten.

Der Ventilkopf 29 ist, wie Fig. 2 verdeutlicht, als auf den Ventilkolben 21 aufgeschobener Aufsatz 33 ausge­ bildet, der gleichzeitig auch die Hülse 34 mitbildet, in der die Ventilfeder 22 gelagert und geführt ist. Fig. 2 verdeutlicht, daß diese Ventilfeder 22 ausgesprochen gering bemessen werden kann, weil sie ja durch den Druck des Be­ düsungswassers und vor allen Dingen des kolbenseitig an­ stehenden Druckmediums beaufschlagt ist.

Im Bereich des Ventilkopfes 29 ist ein größer be­ messener Ventilraum 36 im Ventilgehäuse 11 ausgebildet, wobei dieser hinter den Dichtflächen 28 zunächst in einen ähnlich ausgebildeten Ventilraum übergeht und dann in einen Schrägkanal 37 , der direkt in die Wasserabflußbohrung 15 einmündet. Das Bedüsungswasser wird somit geführt der Wasserabflußbohrung 15 zugeführt, um von hieraus, wie aus Fig. 1 ersichtlich, in Richtung Verteiler zu strömen.

Im Ventilgehäuse 11 ist eine Anschlußbohrung 39 für die Steuerdruckmuffe 16 ausgebildet. Die Steuerdruck­ muffe 16 wird in diese Bohrung eingeschraubt, wobei in Verlängerung der Anschlußbohrung 39 ein Steuerkolben 40 positioniert ist, der in dieser Anschlußbohrung verschiebbar angeordnet ist. Er verfügt über einen O-Ring 41 , der gegen die Bohrungswand 42 dichtend angeordnet ist, so daß durch die Anschlußbohrung 39 Druckmedium nicht in den Ventilraum oder die Innenbereiche des Ventilgehäuses 11 eindringen kann.

Die Beeinflussung des Ventilkolbens über den kolben­ seitig anstehenden Druck im Stempel 4 wird sichergestellt durch eine Verlängerung 45, die mit ihrer dem Ventilsitz 27 gegenüberliegenden Seite 46 in einer Bohrung 47 in der Anschlußmuffe 23 geführt ist. Diese Bohrung 47 endet am der Verlängerung 45 gegenüberliegenden Ende 48 in einen Druckraum 49, so daß eine gleichmäßige Beeinflus­ sung des Ventilkolbens 21 bzw. der Verlängerung 45 und damit wiederum des Ventilkolbens 21 sichergestellt ist. Auch die Verlängerung 45 verfügt über eine gegen die Boh­ rungsinnenwand 50 abdichtenden O-Ring 51. Fig. 2 zeigt dies auf der linken Seite der Darstellung des Bedüsungsven­ tils 10, wobei deutlich wird, daß die Anschlußmuffe 23 mit der Bohrung 47 und dem Druckraum 49 über ein Gewinde 52 in das Ventilgehäuse 11 eingeschraubt werden kann.

Solange der Stempel 4 gesetzt ist, steht er unter Druck, wobei in der Regel mit der außerhalb des Strebes angeordneten Pumpe in Verbindung steht. Aufgrund des hohen Pumpendruckes wird die Verlängerung 45 und damit der Ventilkolben 21 über die Verbindungsleitung 24 mit ent­ sprechendem Druck beaufschlagt und in den Ventilsitz 27 gedrückt. Das Ventil ist geschlossen und aus der Bedüsungs­ wasserleitung 9 herangeführtes Bedüsungswasser kann nicht unbeabsichtigt austreten.

Wird nun der Stempel 4 entlastet, so steht über die Verbindungsleitung 17 und die Steuerdruckmuffe 16 der Steuerkolben 40 unter Druck und er wird in der Anschluß­ bohrung 39 verschoben, so daß er auf die Spitze 43 des Ventilkolbens 21 einwirkt und diesen aus dem Ventilsitz 27 herausdrückt. Nun kann das über die Bedüsungswasserlei­ tung 9 herangeführte Bedüsungswasser durch die Anschluß muffe 12 und die Wasserzuflußbohrung 13 in den Ventilraum 36 einströmen. Von hieraus fließt es an dem Ventilsitz 27 vorbei in den Schrägkanal 37 und von dort in die Wasserabflußbohrung 15 und die Anschlußmuffe 14 . Von dort aus wird es dann dem Verteiler 8 zugeführt und weiter den einzelnen Düsen.

Ist dann der Raubvorgang und das Nachziehen des Schildes der ja dem Strebförderer 53 folgt, abgeschlossen, kann ruhig noch in der Verbindungsleitung 17 Restdruck anstehen. Er kann das Bedüsungsventil 10 nicht beeinflussen, da der Ventilkolben 21 nun über den Pumpendruck, das heißt über die Verbindungsleitung 24 beaufschlagt ist.

Claims (5)

1. Bedüsungsventil für den hydraulischen Schildaus­ bau des untertägigen Bergbaus, der dem Strebförderer folgend eingesetzt und dabei zur Staubbekämpfung mit schreitabhängig gesteuerten Düsen ausgerüstet ist, mit dem Ventilgehäuse zu­ geordneten Anschlußmuffen für den Wasserzu- und Wasserabfluß sowie für den Steuerdruck, wobei die Steuerdruckmuffe kolben­ seitig über eine Verbindungsleitung an die Stempelraubleitung und kolbenstangenseitig an den Stempel angeschlossen ist, und dem im Ventil gegen die Kraft einer Ventilfeder verschiebba­ ren und dabei aus dem Ventilsitz heraushebbaren Ventilkolben, der über den Ventilsitz hinaus verlängert und an beiden Enden einen Schiebekolben bildend und mit einem O-Ring ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (45) auf der dem Ventilsitz (27) gegen­ überliegenden Seite (46) in einer in einen Druckraum (49) mündenden Bohrung (47) geführt ist, der mit dem Zylindergehäuseeingang (25) des Stempels (4) des Schildausbaus verbunden ist.

2. Bedüsungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (21) im Bereich des Ventilraums (36) rechtwinklig zu seiner Längsachse (30) verlaufende Sackboh­ rungen (31) aufweist, die über seinen Umfang verteilt ange­ ordnet sind.

3. Bedüsungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (21) im Bereich des Ventilraums (36) eine ringförmige Ausnehmung (32) aufweist.

4. Bedüsungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (21) einen den Ventilkopf (29) mit den Dichtflächen (28) bildenden Aufsatz (33) aufweist, der mit der Ausnehmung (32) und einer endseitigen Hülse (34) zur Auf­ nahme der Ventilfeder (22) ausgerüstet und auf den Ventilkol­ ben (21) aufgeschoben ist.

5. Bedüsungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (49) und die Bohrung (47) in einer An­ schlußmuffe (23) zugeordnet sind, die in das Ventilgehäuse (11) über ein Gewinde (52) einschraubbar ist.