книги из ГПНТБ / Гидрофицированная крепь очистных выработок

Недостатками данной конструкции клапана является его боль­ шая чувствительность к точности и качеству изготовления уплотни­ тельного кольца 7, а также значительный разброс в давлениях открытия и закрытия клапана, достигающий обычно 0,1—0,15рн =

Р от Р зак"

Вторым типом клапана, получившим промышленное применение в гидростойках механизированных крепей, является клапан ЭКП (см. рис. 101). В корпусе 1 смонтированы подвижной корпус 2 с сед­ лом 3 клапана, уплотнительным кольцом 4 и конусным клапаном

Недостатком этой конструкции клапана является недостаточный его ресурс, особенно при работе на загрязненной водомасляной эмуль­ сии, когда вследствие эрозийного износа пластмассового седла 3 нарушается герметичность клапана и прогрессивно увеличиваются утечки.

С целью резкого повышения надежности работы предохрани­ тельного клапана в настоящее время имеется тенденция как в СССР,

так и за рубежом перехода на конструкции предохранительных клапанов с диафрагменным запорным элементом, прижимаемым уси­ лием сжатого газа (отсюда и название «газовый» клапан).

Конструкция газового предохранительного клапана КГУ ЗПР, разработанная Гипроуглемашем, приведена на рис. 102.

В корпусе 1 смонтирован резиновый баллон 2 с обратным клапа­ ном 3, внутри которого находится сжатый до заданного давления газ (обычно азот). Сжатый газ через стенку баллона 2 прижимает к тор­ цам седла 4, кольца 5 и стержня 6 диафрагму 7.

Рабочая жидкость под давлением, проходя через канал в стержне 6, отжимает диафрагму 7 и проходит в полость А и далее через каналы Б на слив.

Основными преимуществами газового клапана являются его малая чувствительность к загрязнению рабочей жидкости и высокая степень надежности при большом ресурсе, превышающем в 4—5 раз ресурс золотникового и конусного клапанов.

§ 4. РАЗГРУЗОЧНЫЕ КЛАПАНЫ (ГИДРОЗАМКИ)

Основными функциями стоечного разгрузочного клапана явля­ ются:

пропуск рабочей жидкости в поршневую полость гидростойки при ее распоре;

Рис. 103. Разгрузочный клапан ЭКОР

герметичное отсечение после распора поршневой полости гидро­ стойки от питающей ее гидромагистрали;

разгрузка гидростойки (соединение поршневой полости гидро­ стойки со сливом) для вывода ее из-под горного давления.

По своей сути стоечный разгрузочный клапан является управляе­ мым обратным клапаном, или, как его иногда называют, гидрозам­ ком.

Основные технические требования к разгрузочным клапанам сле­ дующие:

длительная абсолютная герметичность клапана при давлении рабочей жидкости в поршневой полости гидростойки от давления начального распора рн р до давления срабатывания предохранитель­ ного клапана р п. к',

надежная разгрузка стойки из-под горного давления; высокая степень надежности в эксплуатации и достаточная долго­

вечность, позволяющая без замены разгрузочного клапана отрабо­ тать крепи выемочное поле протяженностью не менее 800 м;

разгрузочный клапан должен быть легко доступным для его замены в шахтных условиях. Разгрузочный клапан должен иметь унифицированную патронную конструкцию и монтироваться в сборе в стандартном гнезде.

Наиболее распространенная конструкция разгрузочного кла­ пана типа ЭКОР, серийно изготовляемого ленинградским заводом «Пневматика», приведена на рис. 103.

В корпусе 1 смонтировано пластмассовое седло 2 с шариковым клапаном 3, поджимаемым к седлу пружиной 4 через стержень 5. При подаче жидкости в канал 6 шариковый клапан под действием давления жидкости отжимается, и через отверстия 7 рабочая жид­ кость под давлением поступает в поршневую полость стойки.

При прекращении подачи рабочей жидкости шариковый клапан 3 автоматически закрывается, отсекая поршневую полость гидростой­ ки от магистрали.

//to

Для разгрузки гидростойки и вывода ее из-под горного давления в разгрузочном клапане имеется поршень 8 с уплотнительным коль­ цом 9 и хвостовиком 10.

При подаче рабочей жидкости под давлением в отверстие 11 пор­ шень 8 перемещается и своим хвостовиком 10 принудительно откры­ вает шариковый клапан 3 — происходит разгрузка гидростойки, так как при этом ее поршневая полость соединяется со сливной маги­ стралью.

Существенными недостатками данной конструкции разгрузоч­ ного клапана являются малая его надежность и незначительный ресурс. В процессе разгрузки происходит эрозионное разрушение пластмассового седла 2 и нарушается герметичность разгрузочного клапана.

С целью устранения этого недостатка Гипроуглемашем разрабо­ тана новая конструкция унифицированного разгрузочного клапана, обладающая, по предварительным данным, значительно большими надежностью и ресурсом (в 4—5 раз большим, чем у разгрузочного клапана ЭКОР). Разгрузочный клапан (рис. 104) состоит из корпуса 1, в котором перемещается золотник 2 с уплотнительным кольцом 3 и подкладным уплотнительным кольцом 4.

Рабочая жидкость под давлением поступает по центральному каналу 1 в центральную распределительную втулку и по каналу

водну соединенную с ней периферийную втулку. Распределительные втулки 4 выполнены гидравлически не раз­

груженными и поэтому действием давления рабочей жидкости они дополнительно прижимаются к плоскому золотнику 2.

Пример гидравлической схемы секции крепи с использованием распределителя типа ЭРА приведен на рис. 106.

Основным недостатком такого распределителя является то, что

центральный канал 5 в корпусе 1. Доступ рабочей жидкости к пло­ скому распределителю преграждается нормально закрытым шари­ ковым клапаном 6.

Особенность работы такого распределителя заключается в том, что собственно распределительный элемент (плоский золотник 4) нормально не находится под воздействием давления рабочей жидко­ сти. Поворотом рукоятки 3 плоский распределитель ставится в необ­ ходимую позицию и только после этого нажимом рукоятки 3 через толкатель 7 открывается клапан 6 и осуществляется проход рабочей жидкости через распределитель. После окончания операции (напри­ мер, распор гидростоек) рукоятка 3 отпускается, клапан 6 под дей­ ствием давления жидкости и пружины 8 автоматически закры­ вается.

Для фиксации рукоятки 3 в нажатом положении, когда клапан 6 открыт, служит эксцентриковый зажим 9. Зажимом пользуются, когда, например, несколько домкратов передвижения одновременно включаются для передвижения приводной части конвейера.

Крановый распределитель с плоским золотником будет основ­ ным унифицированным типом распределителя для систем гидропри­ вода механизированных крепей с ручным управлением.

Для систем гидропривода с гидравлическим и соленоидным упра­ влением конструкции гидрораспределителей находятся еще в стадии опытных образцов, и единое унифицированное решение еще не най­ дено.

§ 6. НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ

Для питания системы гидропривода механизированных крепей применяют централизованные насосные станции — о д н у на комплект механизированной крепи очистного забоя. Располагаются насосные станции обычно на нижнем откаточном штреке и управляются дис­ танционно.

Производительность насосной станции на основе опыта обычно

пробке, указателем уровня и спускным краном; подпиточного насоса, обычно шестеренного типа; этот же насос

используется для закачки рабочей жидкости в резервуар; главного насоса (одного или чаще двух, работающих параллельно)

многопоршневого типа с автоматом разгрузки;

фильтра грубой и тонкой очистки, устанавливаемого в напорной магистрали подпиточного насоса;

гидропневматического аккумулятора, сглаживающего колебания давления в напорной гидромагистрали и улучшающего работу авто­ мата разгрузки насоса;

реле давления, отключающего электродвигатель привода насоса в случае падения давления в напорной гидромагистрали, что исклю­ чает излишние потери рабочей жидкости при разрывах или наруше­ нии целостности напорной гидромагистрали;

контрольных манометров, регистрирующих давление в напорных магистралях основного и подпиточного насосов.

Насосные станции систем гидропривода механизированных кре­ пей имеют два исполнения: на колесах — для передвижения по рель­ совому пути и на салазках — для передвижения по почве.

В настоящее время для всех механизированных крепей, находя­ щихся в серийном производстве, в Советском Союзе серийно изгото­ влялось два типа насосных станций:

насосная станция гидропривода механизированной крепи ОМКТМ конструкции Узловского машиностроительного завода, использующая в качестве рабочей жидкости водомасляную эмуль­ сию;

унифицированная насосная станция типа 1СНУ-4 конструкции Гипроуглемаша для гидропровода механизированных крепей, рабо­ тающих на водомасляной эмульсии.

Учитывая большое распространение унифицированной насосной станции типа 1СНУ-4, рассмотрим более подробно ее гидравлическую схему (рис. 108) и принцип действия.

Основой станции являются два радиально-поршневых насоса, приводимые во вращение фланцевыми электродвигателями; для под­ питки насосов предусмотрен подпиточный насос.

Жидкость поступает в подпиточный насос из маслобака 8 через двухпозиционный распределитель 3. Для закачки жидкости в масло­ бак 8 всас подпиточного насоса соединяется с тарной емкостью 4; при перекрытых кранах 1 я 2 рабочая жидкость проходит через блок фильтров 6 с шунтирующим клапаном 7, затем поступает через подпорный клапан 5 в маслобак 8. Когда подпиточный насос исполь­ зуется для своей основной цели, он подает рабочую жидкость во вса­ сывающую магистраль насосов ВНР, при этом краны 1 и 2 должны быть открыты, а избыток рабочей жидкости через подпорный клапан 5 поступает обратно в маслобак. От каждого насоса ВНР рабочая жидкость через автомат разгрузки 9 непрямого действия поступает

внапорную магистраль 16 системы гидропривода крепи.

Спомощью кранов 13 осуществляется либо объединение посту­ пающих потоков жидкости от двух насосов ВНР, либо работа каж­

дого насоса независимо.

Гидропневмоаккумуляторы 10 предназначены для сглаживания колебаний давления в напорной магистрали насоса и включены в сеть перед автоматами разгрузки. Гидропневмоаккумуляторы 11 служат

для компенсации возможных утечек в напорной магистрали гидро­ привода крепи с целью уменьшения частоты срабатывания автома­ тов разгрузки 9 и соответственно увеличения ресурса их работы.

Предохранительные клапаны 12 контролируют предельное рабо­ чее давление в напорной магистрали насосов ВНР.

Рис. 108. Гидравлическая схема унифицированной насосной станции 1СНУ-4

Для контроля давлений насосная станция оснащена блоком манометров со своими кранами. Манометр А контролирует давление в напорной магистрали подпиточного насоса перед блоком фильт­ ров, а манометр Б — после блока фильтров. Манометры В и Г конт­ ролируют давление в напорных магистралях насосов ВНР. Мано­ метр Д — резервный, предназначен для этих же целей.

Кроме этого в маслобаке 8 предусмотрено размещение фильтра 14 на сливной магистрали системы гидропривода крепи и реле дав­ ления 15.

В насосных станциях систем гидропривода механизированных крепей применяются устройства, называемые автоматом разгрузки,

которые автоматически отключают насос от напорной магистрали при достижении заданного давления и переключают его для работы на слив (разгрузка насоса) и автоматически подключают насос к напор­ ной магистрали, когда давление в ней упадет до заданного предела. Применением автомата разгрузки исключается работа насоса на предохранительный клапан, что быстро приводит к перегреву рабо­ чей жидкости.

Принципиальные гидравлические схемы автоматов разгрузки прямого и непрямого действия приведены на рис. 109.

На насосных станциях механизированных крепей типа ОМКТМ,

При повышении давления в системе гидропривода до заданного уровня действием рабочей жидкости, подводимой по магистрали 5—6, управляемый клапан УК из положения / (закрыто) переводится в положение I I (открыто). При этом открывается свободный проход рабочей жидкости из напорной магистрали 1 насоса по магистрали 2—3—4 на слив — осуществляется автоматическая разгрузка насоса.

Одновременно обратный клапан ОК, закрываясь, отсекает напор­ ную магистраль 5—7 системы гидропривода механизированной кре­ пи от насоса, а созданное в ней давление удерживает открытым управляемый клапан УК.

При расходе жидкости в системе гидропривода механизированной крепи (например, открытие распределителя для передвижения сек­ ций крепи и т. п.) давление в напорной магистрали 7 падает и упра­ вляемый клапан УК автоматически пружиной из положения I I (открыто) переводится в положение I (закрыто) — насос начинает подавать рабочую жидкость в напорную магистраль 7 системы гидро­ привода механизированной крепи.

Как показал опыт эксплуатации, автоматы разгрузки прямого