PL161225B1 - Zawór przełączający, zwłaszcza zawór uzupełniający - Google Patents

Abstract

1. Zawór przełączający, zwłaszcza zawór uzupełniający hydrauliczny do górnictwa podziemnego, zapewniający niezbędną siłę osadzania, w szczególności przy stosowanej w ścianie obudowie kroczącej lub obudowie tarczami, z posiadającą kilka przyłączy obudową, sterowanym tłokiem i odpowiednimi elementami sterującymi, poprzez które przy obejściu głównej jednostki sterującej powierzchnia tłoka stojaka obudowy połączona jest z przewodem pompy, znamienny tym, ze z przyłączem (16) pompy połączony jest, uszczelniony dwustronnie, przez dwa tłoki oddzielające (18,19), służący jako zawór tłokowy, zawór przełączający (17), a z przyłączem (47) powierzchni (6) tłoka połączony jest regulowany zawór (26) ograniczający ciśnienie, z którego komorą (27) sprężyny połączona jest komora (35) zaworu, w której umieszczony jest w sposób przesuwny działający na tłok oddzielający (19) zaworu przełączającego (17), zasilany dwustronnie tłok (36) z popychaczem (37), zaś odwrotna względem tłoka oddzielającego (19) powierzchnia (38) docisku ewentualnie odpowiednia komora ciśnieniowa (39) dw ustronnie zasilanego tłoka (36) jest poprzez tłok sterujący (50) połączona / otworem (59) przechodzącym przez ściankę (58) obudowy.

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawór przełączający zwłaszcza zawór uzupełniający do użytku hydraulicznego w górnictwie podziemnym dla zapewnienia niezbędnej siły osadzania, w szczególności przy osadzanej w ścianie obudowie kroczącej lub obudowie tarczami, z posiadającą kilka przyłączy obudową, sterowanym tłokiem zaworu i odpowiednimi elementami sterującymi, poprzez które przy obejściu głównej jednostki sterującej powierzchnia tłoka stojaka obudowy jest połączona z przewodem pompy.

161 225

Tego rodzaju zawory uzupełniające są w górnictwie podziemnym wykorzystywane w obudowie ścian przede wszystkim do tego, aby zagwarantować zadaną i niezbędną siłę osadzania obudowy. Poprzez odpowiednie sterowania tego rodzaju zawory uzupełniające pracują automatycznie, tzn. odpowiadają za to, te po zakończeniu prac osadzania powierzchnia tłoka stojaka obudowy zasilana jest przewodem pompy, to znaczy ciśnieniem pompy, tak że w każdym stojaku obudowy powstaje co najmniej ciśnienie pompy. Jeżeli stojak obudowy musi z jakiegoś powodu, przykładowo ze względu na przechylenie podwieszenia w postaci drewnianych ociosów, zostać przemieszczony, wówczas dzięki bezpośredniemu połączeniu z przewodem pompy dysponuje się zawsze niezbędnym zasilaniem czynnikiem ciśnieniowym. W znanych zaworach uzupełniających występuje jednak wada, polegająca na tym, że do sterowania potrzebne są specjalne elementy sterujące, które wymagają miejsca, tak że tego rodzaju zawory nie mogą być umieszczane na dowolnym miejscu i stąd wymagają odpowiednich przewodów łączących, które dodatkowo zacieśniały przestrzeń wewnątrz ramy obudowy ewentualnie kozła obudowy.

Jak to podano w publikacji Gluckaut-Forschungshefte nr 50 z 1989 r. nowoczesna obudowa krocząca jest na całym świecie stosowana często w rejonach wyrobisk, które są silnie zagrożone przez tąpnięcia. W celu zmniejszenia związanego z tym niebezpieczeństwa wypadków i w celu ochrony obudowy stemple i cylindry były dotychczas wyposażane w tak zwane zawory przeciwtąpnięciowe, to znaczy duże zawory ciśnieniowe o dużej przepustowości. W celu dalszego poprawienia zachowania obudowy przy występujących podczas tąpnięć wysokich obciążeń dynamicznych ramy obudowy powinny być dodatkowo wyposażane w specjalne zawory uzupełniające o dużej szybkości reakcji, mające duże przekroje. Za pośrednictwem takiego zaworu następuje wówczas przyłączenie utworzonego z układu przewodów ciśnieniowych zbiornika do stempli, które to przyłączenie ma w przypadku uderzeniowych i wahadłowych obciążeń pozytywne działanie tłumiące. Zastosowanie szybkich zaworów nadążających o dużych przekrojach powoduje poza dysponującą cały czas wystarczającym ciśnieniem głównym obudową również utrzymania na odpowiednim poziomie siły podporowej w trakcie i po obciążeniach geodynamicznych.

Pierwsze przeprowadzone w Państwowym Urzędzie Badań Materiałowych Nadrenn-Westfalii próby pokazały, że opisana technika jest możliwa. Opracowanie niezbędnych dla optymalizacji układów i elementów hydraulicznych założeń stanowi przedmiot dalszych badań, które zostały podjęte przy pomocy dynamicznego stanowiska badawczego Urzędu Badań Materiałowych, służącego do badań obudowy.

Natomiast z publikacji Gluckaut-Forschungshefte nr 47 z 1986 r. znane są układy sterowania uzupełniające, które zostały rozwiązane w celu niezawodnego zasilania stempli ciśnieniem roboczym wysokociśnieniowej pompy, stosowanej przy obudowie ściany. Urządzenia pracują automatycznie i zapewniają to, że w stemplu jest zawsze osiągane zadano ciśnienie główne, niezależnie od przekładkarza obudowy. Są one pod względem swej konstrukcji i zasady działania wykonane w sposób różnorodny. Zróżnicowania dokonano w ogólności według następujących poniżej cet^fi:

- uzupełniające bezpośrednio,

- uzupełniające pośrednio,

- brak odłączenia po osiągnięciu pełnego ciśnienia głównego (aktywne),

- odłączanie po osiągnięciu pełnego ciśnienia głównego.

Sterowanie bezpośrednie jest połączone równolegle do zaworu ciśnienia głównego. Uzupełnienie odbywa się w związku z tym bezpośrednio przez zawór uzupełniający. Sterowanie pośrednio leży między zaworem ciśnienia głównego i stemplem. Uzupełnienie następuje za pośrednictwem zaworu ciśnienia głównego. Sterowanie powoduje w tym wykonaniu jedynie hydrauliczne przytrzymanie zaworu ciśnienia głównego.

Początkowo uzupełniające układy sterowania konstruowane były przez producentów obudów właściwie w celu uzupełnienia lub zmiany oprzyrządowania własnych systemów sterowania.

161 225

W międzyczasie opracowane zostały jednak małe, zajmujące niewiele miejsca, urządzenia, które umożliwiają bez większych trudności wyposażenie systemów sterowania różnych producentów.

Uzupełniający układ sterowania składa się w szczególności z zaworu o regulowanym ciśnieniu i kurka odcinającego. Przy pomocy kurka odcinającego układ sterowania może być w zależności od potrzeb wyłączany i włączany.

Na stanowisku do badań obudowy wyrobisk i mechaniki górotworów zbadane zostały uzupełniające układy sterowania różnych producentów pod względem zachowania przy przełączaniu, podatności na zużycie, zabezpieczenia przed nieprzewidzianym włączeniem w przypadku wystąpienia spiętrzenia ciśnienia oraz zabezpieczenia przed nieprzewidzianym wysunięciem stempla w następstwie przecieków.

Wy^znac^{zone c}i^śnieⁿⁱa włączania ^le^ża^{ły p}rz^y cenieniu pompy, w^ynosz^ąc^ym 500xl0’^pa^, m^iędz^{y 95} i ^135x1O ^Pa. Te cenienia włączani.a mierzone ^były bezpo^edn^ na nad^ążaj^ąc^ym upadzie sterowania. Wszystkie urządzenia cechowała przy tym mniej lub bardziej silna zależność od istniejącego ciśnienia pompy. Zgodnie z pokazanym na rysunku wykresem włączania ciśnienie włą^czania p^rzy^kła^dowo zaworu A le^ży mi^ędzy 80x¹0^{5 p}a przy ciśnieniu pom^py MIMO^{5 p}a przy cenieniu pompy 5⁰⁰xl^{0 p}a. ^W przypadku zaworu B ciśnienie włączania leży w zakresie od ^{80x10 p}a przy ciśnieniu pomp^{y 210}x¹⁰' ^pa do ¹⁰⁰x¹⁰' ^pa ^prz^y cienieniu pomp^y 3⁰⁰x¹⁰' ^pa. Wartości te odpowiadają w górnym zakresie ciśnieniom, które H. Herwig wyznaczył pod ziemią. Stwierdzone w porównaniu z próbą na stanowisku badawczym różnice tłumaczą się w zasadzie różnymi miejscami pomiaru.

W przeciwieństwie do badań na stanowisku badawczym pod ziemią pomiary dokonywane były bezpośrednio na stemplu, podczas gdy na stanowisku badawczym na uzupełniającym układzie sterowania.

Uzupełniający układ sterowania spełniał te wymagania, aby proces uzupełniania był rozpoczynany dopiero wówczas, gdy w stemplu wytworzone zostanie określone ciśnienie. To ciśnienie stempla powinno być równe ciśnieniu włączania uzupełniającego układu sterowania. W ten sposób ma być osiągnięte to, że uzupełnienie następuje dopiero wówczas, gdy stropnica przylega ^do stropu^, a ciśnienie stem^pla osią^gnie prz^ykładowo war^toś^{ć 80}x¹⁰' ^pa. ^W pra^ktyce ^było to jednak nie zawsze osiągane. Gdy stempel jest sterowany przez zawór sterujący stempla za pośrednictwem wstępnie sterowanego zaworu zwrotnego podczas wysuwania stempla powstają znaczne różnice ciśnień między stemplem i punktem odbioru wartości ciśnienia włączania. U próbach na stanowisku badawczym uzupełniający układ sterowania włącza się już przy ciśnienⁱu ⁸0x¹⁰' ^^, podczas ^gd^y w stem^plu panuje ciśnienie ²⁰x¹⁰' ^^, uzupełn^n^ następu^je wobec tego zbyt wcześnie. Gdy stempel jest sterowany bezpośrednio przez zawór sterujący stempla przy wysuwaniu stempla występują jedynie niewielkie różnice ciśnień między stemplem i punktem odbioru wartości ciśnienia włączania. Ciśnienie włączania w punkcie jego odbioru odpowiada ciśnieniu stempla.

Podczas obserwacji podziemnych H. Herwig stwierdził, że uzupełniające układy sterowania były niepotrzebnie wyłączane. Można na tej podstawie założyć, że w wielu wypadkach zapomniano o ponownym włączeniu.

Rozwiązanie, mające na celu wyeliminowanie błędów obsługi, oferuje samoczynny układ prze łączania zaworu odcinającego. Uzupełniający układ sterowania jest, jak dotychczas, wyposażony w zawór odcinający. Może on - i to stanowi nowość - być uruchamiany przy pomocy przełącznika. Powierzchnia tłoka jest za pośrednictwem sterowanego ciśnieniem zaworu suwakowego przy osadzonym stemplu połączona z ruchem wstecznym. Ciśnienie oddziałuje przy tym na dużą powierzchnię tłoka sterującego zaworu suwakowego i utrzymuje je przeciwnie do działającego na małą powierzchnię tłoka sterującego ciśnienia roboczego o stałej wartości i przeciwnie do działania siły sprężyny w narysowanej pozycji. W tym stanie uzupełniający układ sterowania może zostać odłączony przy pomocy elementu odcinającego.

161 225

Przed następnym krokiem z powierzchni tłoka stempla zostaje najpierw za pośrednictwem zaworu sterującego stemplem zdjęte ciśnienie. Jednocześnie pozbawiona ciśnienia zostaje duża powierzchnia tłoka sterującego zaworu suwakowego. Zawór suwakowy zostaje samoczynnie przełączony przez działające na małą powierzchnię tłoka sterującego ciśnienie robocze o stałej wartości oraz przez siłę sprężyny. Przy uruchomieniu zaworu cylindra kroczącego w fukcji ramę obudowy wyciągać za pośrednictwem sterowanego ciśnieniem zaworu suwakowego ciśnienie zaczyna oddziaływać jednocześnie na powierzchnię tłoka przełącznika, na skutek czego tłok się wysuwa, a element odcinający (najczęściej zawór odcinający) wraca do swojej pozycji wyjściowej. Uzupełniający układ sterowania jest w związku z tym ponownie w sposób automatyczny przygotowany do pracy. Jeżeli ma on nie być wykorzystany, wówczas zawór odcinający należy każdorazowo uruchomić przed osadzeniem.

Jeżeli zestawi się rezultaty prób na stanowisku roboczym i pomiary podziemne, wówczas wynikają z nich następujące zadania, mające na celu ulepszenie techniki uzupełnianie:

- osłabienie zależności ciśnienia włączania od ciśnienia pompy,

- obniżenie strat ciśnienia między układem sterowania i stemplem,

- zapewnienie tego, aby nadążający układ sterowania był w sposób automatyczny przygotowany do pracy przed każdym procesem osadzania.

Celem wynalazku jest opracowanie włączającego się szybko i niezawodnie, prostego w konstrukcji i o małych wymiarach zaworu uzupełniającego spełniającego wszystkie zadania stawiane takiemu zaworowi.

Cel ten został osiągnięty zgodnie z wynalazkiem w ten sposób, że z przełączem pompy połączony jest uszczelniony dwustronnie przez dwa tłoki oddzielające, służący jako zawór tłokowy, zawór przełączający, a z przełączein powierzchni tłoka połączony jest regulowany zawór ograniczający ciśnienie, z którego komorą sprężyny połączona jest komora zaworu, w której umieszczony jest działający na tłok oddzielający zaworu przełączającego, dwustronnie zasilany tłok z popychaczem, i że odwrotna względem tłoka oddzielającego powierzchnia docisku ewentualnie odpowiednia komora ciśnieniowa dwustronnie zasilanego tłoka jest poprzez tłok sterujący połączona z przechodzącym przez ściankę obudowy otworem.

W tego rodzaju zaworze nastawczym całkowicie zrezygnowano z dodatkowych elementów przełączających na zewnątrz obudowy zaworu uzupełniającego. Cały proces włączania przebiega automatycznie i zależnie od ciśnienia, tak, że nie jest konieczna interwencja górników. Dzięki dwustronnie uszczelnionemu tłokowi zaworu przełączającego zapewnione jest to, że zależnie od kierunku przepływu następuje odcięcie przewodu pompy, pr^y czym to uszczelnienie w kierunku przewodu pompy jest wspierane i podwyższane przez zwiększające się ciśnienie dociążające w układzie, tzn. w stojaku obudowy. Dzięki temu stuorzony został szybko włączający się zawór uzupełniający, który posiada korzystnie niewielkie wymiary i który w związku z tym może być wszędzie umieszczany i bez umieszczonych na zewnątrz obudowy elementów włączających. Ten zawór nastawczy o zwartej budowie nadaje się właśnie z powodu całkowicie zależnego od ciśnienia sposobu włączania do podziemnych, naprawdę trudnych prac.

W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku przewidziano, że przyłącza do powierzchni tłoka i powierzchni pierścienia stojaka obudowy dołączone są bezpośrednio do odpowiedniego przewodu zasilającego za główną jednostką sterującą. Dzięki temu zapewnione są nie tylko bardzo krótkie czasy reakcji, ponieważ przewód zasilający i przewód sterujący są identyczne, lecz również wymagana jest znacznie mniejsza ilość przewodów łączących, ponieważ mogą one być złączone w jeden i ten sam przewód.

Podwójne działanie zaworu przełączającego jest zoptymalizowane w szczególności w ten sposób, że jest on wykonany jako sprężynowy zawór dwudrogowy, przy czym cylindryczna sprężyna śrubowa jest rozpięta między dwoma tłokami oddzielającymi. Siła napięcia sprężyny śrubowej odpowiada za to, że wówczas, gdy w układzie nie ma przepływu, tłok oddzielający jest pewnie

161 225 dociskany do powierzchni uszczelnienia, tak, że zawór uzupełniający zostaje skutecznie zamknięty względem przewodu pompy. Ma to miejsce zwłaszcza wówczas, gdy sprężyna śrubowa jest dopasowana wymiarami do ciśnienia przepływu. Ponieważ jest ona umieszczona między obydwoma tłokami oddzielającymi, działa ona odpowiednio korzystnie wówczas, gdy odpycha od siebie tłoki częściowe. Jeżeli w stojaku obudowy występuje podwyższone ciśnienie, wówczas to ciśnienie stojaka wspiera siłę napięcia sprężyny śrubowej i zapewnia to, że podwyższone ciśnienie nie może rozprzestrzeniać się dalej w kierunku przewodu pompy i pompy. Patrząc ogólnie, przy pomocy tego zaworu dwudrogowego ewentualnie zaworu przełączającego optymalnie szybko i niezawodnie włączający się element konstrukcyjny został wbudowany w tego rodzaju zawór uzupełniający, który to element przy minimalnych nakładach na regulację odpowiada za prawidłową pracę zaworu.

W rozwiązaniu według wynalazku zrezygnowano z dodatkowych otworów lub przedłużeń otworów w tłokach oddzielających, które korzystnie wykonane są jako dwustronnie spłaszczone, mające z jednej strony postać stożka. Oba tłoki oddzielające są, jak wspomniano uprzednio, odsuwane od siebie przez sprężynę śrubową i swoimi powierzchniami uszczelniania utrzymywane na powierzchniach uszczelniania otworów ewentualnie na skutek ciśnienia przepływu, ewentualnie ciśnienia w układzie odsuwane od tych powierzchni uszczelnienia, zależnie od tego, jakie proporcje ciśnienia panują w układzie. Wraz z podnoszeniem każdego tłoka oddzielającego z powierzchni uszczelniania zaczynają działać spłaszczenia, taż że czynnik ciśnieniowy może płynąć wzdłuż tłoka oddzielającego.

Precyzyjne włączanie grzybkowego zaworu dwudrogowego jest zgodnie z wynalazkiem zoptymalizowane w ten sposób, że tłoki oddzielające zaworu przełączającego są wykonane w sposób korespondujący ze sobą. Korzystne jest przy tym umożliwienie wymiany tych tłoków, tak, że osiągnięta jest niewielka liczba części zamiennych, a przede wszystkim niskie koszty wytwarzania .

Zmniejszone nakłady produkcyjne i nakłady na części zamienne są również możliwe do osiągnięcia w ten sposób, że tłoki oddzielające zaworu przełączającego, tłok uszczelniający zaworu ograniczającego ciśnienie i element zamykający tłoka sterującego są wykonane jako zamienne względem siebie. Jednocześnie uzyskane jest w ten sposób odpowiednio wczesne i prawidłowe zadziałanie tłoków oddzielających zależnie od ustawienia w układzie i przy stałym wzroście ciśnienia ewentualnie odpowiedniej zmianie ciśnienia.

Stojak obudowy jest osadzany poprzez uruchomienie głównej jednostki sterującej, tzn. zasilany czynnikiem ciśnieniowym, przy czym podczas tego procesu osadzania w układzie panuje cenienie około 30x].0^{J p}a. Ab^y za^pewni^ć ^^, że za każd^ym razem a^ż do cał^kowⁱte^go osadzania obudowy będzie panowało niezbędne i żądane ciśnienie osadzania, w zawór uzupełniający wbudowany jest zawór ograniczający ciśnienie. Zgodnie z wynalazkiem sprężyna zaworu ograniczającego ciśnienie jest napinana stopniowo poprzez przesuwaną w obudowie śrubę regulacyjną, tak, że zawór ograniczający ciśnienie jest odpowiednio do tego regulowany w sposób stopniowy. ^prz^y ci^śnieniu prze^pł^ywu ^podczas osa^dzanⁱa w wysoko^ści około 3°x¹⁰ Pa^, zawiir ograniczający ci^śnienie ustala się celowo na około 8⁰x^{10? p}a. ^po^przez ^ten zaw^ór o^granicza^jący ciśnienie zostaje wówczas zaktywizowany zawór uzupełniający, który odpowiada za to, że powierzchnia tłoka stojaka obudowy pozostaje połączona z przewodem pompy.

W korzystny sposób zawór uzupełniający pracuje samoczynnie i bez innej, pochodzącej z zewnątrz regulacji, do czego wpływający na tłoki oddzielające tłok jest ze swej strony sterowany poprzez tłok sterujący w tym stopniu, aby przez ten tłok sterujący spowodowane zostało umożliwiające ruch w jedną i drugą stronę tłoka usuwanie ciśnienia. W tym celu tłok sterujący, dwustronnie zasilany, jest umieszczony w przyporządkowanej komorze ciśnieniowej, przy czym leżąca naprzeciw elementu zamykającego powierzchnia docisku jest większa niż odpowiadająca elementowi zamykającemu. Te różne powierzchnie docisku odpowiadają za to,

161 225 że ten tłok sterujący znajduje się zawsze w położeniu, które jest przewidziane zgodnie z przebiegiem i które z jednej strony umożliwia połączenie odpowiedniej komory ciśnieniowej z atmosferą, lub z drugiej strony takie połączenie przerywa.

Szczególnie zwarta budowa zaworu uzupełniającego jest zgodnie z wynalazkiem uzyskana wówczas, gdy przyłącza do przewodów zasilających umieszczone są z boku, a przyłącze pompy umieszczone z przodu obudowy. Okazuje się przy tym, Ze nie tylko jest możliwe korzystne ulokowanie całego zaworu uzupełniającego w obudowie, lecz również zwarta, wymagająca niewiele miejsca, konstrukcja.

Wynalazek wyróżnia się w szczególności tym, Ze stworzony został zawór uzupełniający, który ma optymalne wymiary konstrukcyjne i który włącza się łatwo, szybko i niezawodnie zależnie od sytuacji i odpowiada za to, Ze powierzchnia tłoka stojaka obudowy jest pewnie połączona z przewodem pompy. Do tego główna jednostka sterująca nie jest praktycznie wymagana, tak , Ze nie zależy to od staranności obsługi, ponieważ ciśnienie chwilowe regulowane jest automatycznie, ewentualnie jest regulowane poprzez zawór uzupełniający.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uproszczony schemat połączeó sterowania zaworu uzupełniającego, fig. 2 zawór uzupełniający w widoku bocznym, fig. 3 - widok z przodu tłoka oddzielającego, fig. 4 - widok z góry zaworu uzupełniającego l fig. 5 - widok z przodu zaworu pokazanego na fig. 1 i fig. 2, częściowo w przekroju.

Podany tylko w sposób schematyczny na fig. 1 zarówno zawór 1 służy do tego, aby stojak obudowy 2 utrzymywać niezależnie od ustawienia i włączenia głównej jednostki sterującej 3, w połączeniu z przewodem pompy 4, dopóki obudowa ma słuZyć do podporu z założoną siłą. W tym celu powierzchnia tłoka 6 połączona jest z przewodem pompy 4 poprzez zawór 1. Jeżeli stojak obudowy 2 ma zostać usunięty, wówczas powierzchnia pierścienia 7 stojaka obudowy 2 zostaje połączona z przewodem zwrotnym 5, przy czym czynnik ciśnieniowy może odpływać przez główną jednostkę sterującą 3.

Przy pomocy powierzchni pierścienia 7 i powierzchni 6 tłoka ograniczone są obie przestrzenie wewnątrz cylindra, które są oddzielone tłokiem 8.

Nadmiernie wysokie ciśnienie w układzie eliminuje zawór ograniczający ciśnienie 9, który jest włączony w przewód zasilający 10 i powoduje uytryśnięcie czynnika ciśnieniowego, gdy przekroczy ono określoną wartość. Dzięki temu neutralizowane są przykładowo nagłe uderzenia wzrosty ciśnienia w układzie w następstwie tąpnięć lub podobnego obciążenia zewnętrznego w ten sposób, że czynnik ciśnieniowy zostaje w odpowiedniej ilości wytryśnięty przez zawór ograniczający ciśnienie 9.

Przewód zasilający 11 zapewnia to, że wprowadzanie ewentualnie usuwania stojaka obudowy może następować w sposób aktywny, gdy czynnik ciśnieniowy zostaje skierowany na powierzchnię pierścienia 7. Następuje to poprzez ustawienie pozycji usuwania na głównej jednostce sterującej 3 podczas gdy pozycja zapełniania oznaczona jest jako 12.

Pokazany na fig. 1 schematycznie uzupełniający zawór 1 jest objaśniony szczegółowo przy pomocy dalszych figur.

Zawór 1 posiada obudowę 15 z kilkoma przyłączami, kanałami i komorami ciśnieniowymi, w których umieszczone są poszczególne elementy przełączające ewentualnie zawory, które odpowiadają za swobodny przebieg działania zaworu nastawczego.

Przyłącze pompy 16 stanowi tutaj dołączony nie odtworzony w szczegółach przewód pompy. W odpowiednim otworze umieszczony jest zawór przełączający 17, który składa się z dwócn tłoków oddzielających 18, 19, między którymi rozpięta jest sprężyna śrubowa 20 w ten sposób, że dociska ona oba tłoki oddzielające 18, 19 do powierzchni uszczelniania 21, 22 gdy czynnik ciśnieniowy pozostaje w układzie w spoczynku. Jeżeli natomiast tłoki oddzielające 18, 19 zostaną zasilone czynnikiem ciśnieniowym lub innym i wysunięte z powierzchni uszczelniania β

161 225

21, 22, wówczas czynnik ciśnieniowy może być wzdłuż spłaszczeń 23, 24 wprowadzony do układu.

Widok z przodu (fig. 3) uwidacznia ustawienie i wykonanie spłaszczeń 23, 24 tak na tłokach oddzielających 18, 19, jak rdwnieź na innych identycznie ustawionych i wykonanych w układzie tłokach.

W obszarze przyłącza do powierzchni 6 tłoka umieszczony jest zawór 26 ograniczający ciśnienie. W komorze sprężyny 27 zaworu 26 ograniczającego ciśnienie umieszczona jest sprężyna 28, która wspiera się raz na śrubie nastawnej 29, a raz na talerzu sprężyny 30 i zapewnia dociśnięcie tłoka uszczelniającego 31 do powierzchni uszczelnienia 32, tak, że zamknięcie i uszczelnienie jest tutaj zapewnione tak długo, jak długo docisk sprężyny 28, który jest regulowany stopniowo, poprzez uruchomienia śruby nastawnej 29, przewyższa ciśnienie czynnika ciśnieniowego na przyłączu do powierzchni tłoka 6.

Komora 35 zaworu i komora 27 sprężyny są ze sobą połączone, tak, że przy otwarciu tłoka uszczelniającego 31 czynnik ciśnieniowy wpływa poprzez komorę 27 sprężyny, również do komory 35 zaworu po obu stronach tłoka 36. W wyniku odpowiedniego stosunku wielkości powierzchni tłoków tłok 36 działa wdwczas swym popychaczem 37 na tłok oddzielający 19 i wyciska go z powierzchni uszczelniania 22.

Jak wspomniano uprzednio, tłok 36 wykonany jest o działaniu podwójnym, przy czym powierzchnia docisku 38 jest większa niż powierzchnia docisku 42, tak że przy wyrównywaniu ciśnienia w komorze ciśnieniowej 39 tłok 36 porusza się zawsze w kierunku tłoka oddzielającego 19. Popychacz 37 jest prowadzony przez prowadnicę 40 w ten sposób, że wykluczone jest zakleszczenie. Poprzez pierścienie o przekroju kołowym 41 oraz 43 i 44 zadany jest podział komór ciśnieniowych lub zamknięcie względem atmosfery. Przez zastosowanie korka gwintowanego 45 ułatwiony jest montaż, ponieważ odpowiednie elementy składowe mogą być po wykręceniu korka gwintowanego 45 wyjmowane z odpowiedniego otworu ewentualnie komory ciśnieniowej 39.

Trzpienie gwintowane 46 oraz 4(^' i 46 służą do otwierania i zamykania poszczególnych kanałów łączących w obudowie.

Na figurze 4 przedstawiony jest widok z góry zaworu 1 zgodnie z fig. 2. Widać tu wyraźnie, że przyłącza 47 do powierzchni 6 tłoka i przyłącze 48 do powierzchni pierścienia 7 oraz przyłącze pompy 16 są tak rozmieszczone, że otrzymuje się w efekcie zuartą budowę zaworu 1.

Na pokazanym tu częściowo u przekroju widoku widoczne jest położenie i ustawienie tłoka sterującego 50, który jest umieszczony z boku otworów pod zauór przełączający 17 i zawór ograniczający ciśnienie 26 w odpowiedniej komorze ciśnieniowej 51. Poprzez element zamykający 52, który jest dociskany do powierzchni uszczelnienia 61 u ten sposób, że powierzchnia tłoka 53 jest mniejsza niż przeciwległa powierzchnia tłoka 54 zapewnione jest to, że medium ciśnieniowe nie może z obszaru komory ciśnieniowej 39 wydostawać się do atmosfery. Pierścień o przekroju kołowym 55 uszczelnia oba obszary częściowe komory ciśnieniowej 51 względem siebie, pierścień o przekroju kołowym 56 uszczelnia korek gwintowany 57, tak że przy przesuwaniu elementu zamykającego 52 czynnik ciśnieniowy może przez otwór 59 w wewnętrznej ściance obudowy 58 przez krótki czas wydostawać się na zewnątrz. Następuje wówczas ponowne wyrównanie ciśnienia, element zamykający 52 przesuwa się automatycznie na skutek większej powierzchni tłoka 54 ponownie do powierzchni uszczelniającej 61 i w związku z tym ponownie uszczelnia układ. Na fig. 5 pokazano zawór w widoku z przodu, przy czym uwidocznione jest, że poszczególne przyłącza na obudowie 15 są dostępne przez wkrętki 60, tak że jest ułatwione mocowanie l zdejmowanie poszczególnych przewodów zasilai^cych 10, 11. Fig. 5 uwidacznia poza tym rozmieszczenie poszczególnych otworów, w których umieszczony jest zawór przełączający 17, zawór ograniczający ciśnienie 26 oraz w sposób przesuwny tłok sterujący 50.

Przy osadzaniu obudowy chodnika, to znaczy stojaka obudowy 2, główna jednostka sterująca 3 przesunięta zostaje w położenie zapełniania 12. Czynnik ciśnieniowy wypływa wówczas z przewodu pompy 4 przy otwarciu zaworu zwrotnego 63 do przewodu zasilającego 10 i stamtąd do

161 225 ograniczonej powierzchnię 6 tłoka komory cylindrycznej. Ponieważ przewód zasilający 10 jest jednocześnie poprzez przyłącze 47 połączony również z zaworem nastawczym 1, panuje tam jednakowe ciśnienie. Dopóki tłok 8 i wraz z nim stojak przemieszcza się, uzyskiwane jest ciśnienie około 30x10 Pa. Ponieważ sprężyna 28 działa dopiero przykładowo przy ciśnieniu wynos^zący^{m 80x10}^ P^ zaw^ór nastawczy ^{1 p}ozosta^je w trakcie ^tej faz^y w położeniu spocz^yn^kow^ym. G^{dy nacisk s}to^jaka osiągnie cenienie ⁸⁰x¹⁰’ ^pa, wiiwczas ^po^przez prz^ył^ącze ⁴⁷ cz^ynnik ci^śnieniowy przesuwa tłok uszczelniający 31, przeciwko sile napięcia sprężyny 28, tak że czynnik c^iśnieⁿiow^y wp^ływa ^do ^komor^{y 27} s^pr^ężyn^{y p}od cenieniem o^ko^ło ⁸⁰xl⁰’ ^pa. ^po^przez ^kanał ³³ czynnik ciśnieniowy przedostaje się również do komory ciśnieniowej 39 za tłokiem 36 i przesuwa go wraz z jego popychaczem 37 w kierunku tłoka oddzielającego 19. Tłok oddzielający 19 zostaje wówczas przesunięty przeciwnie do niewielkiej siły napięcia sprężyny śrubowej 20. Ponieważ jednocześnie poprzez przyłącze pompy 16 ciśnienie pompy działa na tłok oddzielający 18, również on zostaje odsunięty od powierzchni uszczelniania 21 tak, że teraz czynnik ciśnieniowy może pod ciśnieniem pompy wpływać do wnętrza zaworu nastawczego 1. Zarówno komora 27 sprężyny, jak też komora 35 zaworu i komora ciśnieniowa 39 są wypełniane cieczą ciśnieniową pod ciśnieniem pompy. Dzięki temu zapewnione jest trwałe połączenie powierzchni 6, z przewodem 4 pompy przy obejściu głównej jednostki sterującej 3. Również wówczas, gdy przewidziany wraz z włączeniem typu czuwakowego element głównej jednostki sterującej nie jest wystarczająco długo włączony na miejscu obudowy, stojak obudowy 2 otrzymuje poprzez sterowanie uzupełniające niezbędne ciśnienie.

Przy dociążaniu stojaka obudowy 2 w układzie wzrasta ciśnienie, to jest w komorze 35 zaworu, w komorze ciśnieniowej 39 i w komorze 27 sprężyny, tak że czynnik ciśnieniowy przy otwartym tłoku oddzielającym 19 może działać na tłok oddzielający 18 i dociskać go dodatkowo do powierzchni uszczelniania 21. Dzięki temu jest w niezawodny sposób zapewnione to, że nie może następować przechodzenie nadmiarowego ciśnienia do przewodu pompy i do pompy. Nacisk dociążający ewentualnie ciśnienie stojaka przewyższa wielokrotnie siłę napięcia sprężyny śrubowej 20, która może również zadziałać samoczynnie, gdy nie ma już w tym obszarze żadnego przepływu. Dzięki temu również następuje wówczas automatyczne zamknięcie wewnętrznego obszaru zaworu nastawczego 1 względem przewodu 4 pompy.

Dzięki odpowiednim wymiarom powierzchni uszczelniania 38 i 42 zapewnione jest to, że również przy występujących uszkodzeniach tłok oddzielający 18 zawsze pozostaje w położeniu otwartym, tak że czynnik ciśnieniowy może poprzez przyłącze 16 pompy płynąć zawsze w kierunku przewodu zasilającego 10 i w związku z tym w kierunku powierzchni 6 tłoka.

Jeżeli stojak obudowy 2 ma być usunięty, wówczas główna jednostka sterująca 3 jest przyłączana na położenie usuwania 13. Wówczas automatycznie następuje zasilanie powierzchni 8 pierścienia poprzez przewód zasilający 11, tak że czynnik ciśnieniowy może być prowadzony poprzez przewód zasilający 11 z komory cylindrycznej za powierzchnią 6 tłoka, poprzez przewód zasilający 10 w kierunku przewodu zwrotnego 5, zawór zwrotny zostaje otwarty poprzez przewód sterujący 64, który jest połączony z przewodem zasilającym 11, tak że teraz czynnik ciśnieniowy może zostać odpowiednio wypuszczony.

Ponieważ przewód zasilający 11 jest jednocześnie połączony również w zaworze nastawczym 1, na przyłączu 48 panuje odpowiednio wysokie ciśnienie, jak w obszarze powierzchni 7 pierścienia. Powoduje to, że tłok 36 wraz z popychaczem 37 jest cofany w swoje położenie wyjściowe , tak że tłok oddzielający 19 jest uwalniany. Tłok oddzielający 19 jest wówczas poprzez sprężynę śrubową 20 wsuwany w szczelne gniazdo ewentualnie powierzchnię uszczelniania 22. Dalej czynnik ciśnieniowy nie może wnikać poprzez przyłącze 16 pompy do układu.

Powrót tłoka 36 wraz z popychaczem 37 jest możliwy tylko dlatego, że ciśnienie w komorze ciśnieniowej 51 na krótko wzrasta tak, że element zamykający 52 jest na krótko podnoszony lub przesuwany z powierzchnią uszczelniającą 61. Na skutek tego otwói 59 w ściance 58 obudowy

161 225 zostaje zamknięty i czynnik ciśnieniowy może uchodzić aż do chwili, gdy tłok 36 zostanie cofnięty do swego położenia wyjściowego. Wówczas znowu zaczyna działać różna powierzchnia 53 i 54 tłoka sterującego 50, tak że zostaje on automatycznie cofnięty w swoje położenie uszczelniające i element zamykający 52 ponownie przylega szczelnie do powierzchni uszczelniania 61, otwór 59 jest wówczas ponownie zamknięty. Wszystkie części zaworu 1 znajdują się teraz ponownie w położeniu wyjściowym, a cały proces regulacji przełączania rozpoczyna się ponownie, gdy tylko główna jednostka sterująca 3 zostanie ponownie przełączona na położeniu obudowy.

Fig.4

54 46' 55 50 59 58 52 53

47

15

Fig.2

31 30 40 37 26 27 28 29 33

161 225

Fig. 3

18,19,31,52

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10000 zł

Claims (9)

Zastrzeżenia patentowe

1. Zawór przełączający, zwłaszcza zawór uzupełniający hydrauliczny do górnictwa podziemnego, zapewniający niezbędną siłę osadzania, w szczególności przy stosowanej w ścianie obudowie kroczącej lub obudowie tarczami, z posiadającą kilka przyłączy obudową, sterowanym tłokiem i odpowiednimi elementami sterującymi, poprzez które przy obejściu głównej jednostki sterującej powierzchnia tłoka stojaka obudowy połączona jest z przewodem pompy, znamienny tym, że z przyłączem (16) pompy połączony Jest, uszczelniony dwustronnie, przez dwa tłoki oddzielające (10, 19), służący jako zawór tłokowy, zawór przełączający (17), a z przyłączem (47) powierzchni (6) tłoka połączony jest regulowany zawór (26) ograniczający ciśnienie, z którego komorą (27) sprężyny połączona jest komora (35) zaworu, w której umieszczony jest w sposób przesuwny działający na tłok oddzielający (19) zaworu przełączającego (17), zasilany dwustronnie tłok (36) z popychaczem (37), zaś odwrotna względem tłoka oddzielającego (19) powierzchnia (38) docisku ewentualnie odpowiednia komora ciśnieniowa (39) dwustronnie zasilanego tłoka (36) jest poprzez tłok sterujący (50) połączona z otworem (59) przechodzącym przez ściankę (58) obudowy.

2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że przyłącza (47, 48) do powierzchni (6) tłoka i powierzchni (7) pierścienia stojaka obudowy (2) są bezpośrednio przyłączone do odpowiedniego przewodu zasilającego (10, 11) za główną jednostką sterującą (3).

3. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że zawór przełączający (17) stanowi obciążony sprężyną grzybkowy zawór dwudrogowy, przy czym cylindryczna sprężyna śrubowa (20) rozpięta jest między obydwoma tłokami oddzielającymi (18, 19).

4. Zawór według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że tłoki oddzielające (18, 19) zaworu przełączającego (17) stanowią tłoki dwustronne spłaszczone, z jednej strony stożkowe.

5. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że tłoki oddzielające (18, 19) zaworu przełączającego (17) wykonane są w kształcie wzajemnie odpowiadającym sobie.

6. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że tłoki oddzielające (18, 19) zaworu przełączającego (17), tłok uszczelniający (31) zaworu (26) ograniczającego ciśnienie i element zamykający (52) tłoka sterującego (50) mają taką samą budowę i są względem siebie wymienne.

7. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że sprężyna (28) zaworu (26) ograniczającego ciśnienie opiera się o stopniowo naciągającą ją przesuwaną w obudowie (15) śrubę nastawną (29).

8. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że tłok sterujący (50) umieszczony jest w sposób dwustronnie zasilany w komorze ciśnieniowej (51), przy czym leżąca naprzeciw elementu zamykającego (52) powierzchnia docisku (42) jest większa niż odpowiadająca elementowi zamykającemu (52) powierzchnia (38).

9. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że przyłącza (47, 48) do przewodów zasilających (10, 11) umieszczone są z boku, zaś przyłącze (16) pompy z przodu obudowy (15).

·««