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PERFECTIONNEMENTS RELATIFS AUX APPAREILS DE SOUTENEMENT ACTIONNES PAR UN FLUIDE MOTEUR ET DESTINES AUX MINES ET AUX APPLICATIONS ANALOGUES.
La présente invention est relative à des appareils de sout ènement actionnés par un fluide moteur et destinés aux mines et aux applications analogues. On a déjà proposé des appareils de soutènement comportant un élément de soutènement actionné par un fluide moteur, ainsi qu'un élément actionné par un fluide moteur et agissant dans un sens transversal par rapport à celui de l'élément de soutènement, la disposition étant telle que lorsque ce dernier élément est utilisé comme point d'appui., l'élément transversal peut être amené à faire avancer ou reculer, par rapport à ce point d'appui, un objet attaché audit élément transversal., ou bien,lorsque l'élément transversal est attaché à un autre point d'appui, cependant que l'élément de soutènement est dégagé du toit,
ledit élément transversal peut être amené à faire avancer ou reculer ce dernier élément de soutènement,
La présente invention a pour objet d'établir un appareil de soutènement perfectionné; cet appareil comportant des moyens à l'aide desquels il peut être avancé pas à pas, tout en assurant un appui continu au toit qui se trouve au-dessus de lui.
Selon la présente invention, il est prévu un appareil de soutènement pour mines ou exploitations analogues, cet appareil comportant deux vérins de soutènement à fluide moteur et un vérin à fluide moteur à double effet, qui forme un élément de liaison entre les deux premiers vérins, les cylindres des vérins de soutènement étant en communication, respectivement, avec les deux faces opposées du piston du cylindre du vérin à double effet.
Chacun des vérins de soutènement peut être utilisé à tour de rôle comme point d'appui pour le vérin de liaison, de telle manière que l'autre vérin de soutènement puisse être avancé par le vérin de liaison jusqu'à, une nouvelle position; toutefois, les surfaces effectives des pistons des deux vérins de soutènement et du piston à double effet du vérin de liaison, ainsi que les canalisations entre les cylindres de ces vérins, sont telles que la poussée exercée par le vérin de liaison ne puisse en aucun cas dé-
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passer la poussée verticale du vérin de soutènement qui sert de point d' appui. Par conséquent, tout risque de patinage fortuit du vérin servant de point d'appui est écarté cependant que le toit est étayé d'une façon continue.
De préférence, les vérins de soutènement fonctionnent d'une façon télescopique, les têtes des vérins de soutènement de chaque appareil étant munies d'éléments de rallongue auto-réglables qui agissent conjointement de façon à offrir une protection continue depuis un point situé en avant de l'appareil jusqu'à un point situé à l'arrière de celui-ci.
Les appareils selon la présente invention ont été établis de façon à pouvoir être actionnés en batterie, ces appareils étant par exemple disposés en une rangée parallèle au front d'abattage, de façon à supporter le toit de la veine pendant le fonctionnement d'une haveuse ou machine d'abattage analogue. Les appareils faisant partie de la batterie sont prévus pour fonctionner individuellement ou simultanément, de façon qu'ils puissent être avancés pas à pas au fur et à mesure du déhouillage du front de taille, cependant que le toit situé à l'arrière des appareils est foudroyé. Les canalisations établies dans l'ensemble de la batterie d'appareils sont telles que tout surcroît de pression s'exer- çant sur le vérin de soutènement d'un appareil quelconque se répartit automatiquement dans toute la batterie.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple un mode de construction d'un appareil de soutènement selon la présente invention.
Dans ces dessins :
La Fig. 1 est une vue en coupe, longitudinale, les vérins verticaux étant représentés dans leur position de retrait.
La Fig. 2 est une vue en plan, suivant la ligne II-II de la Fig. l, les vérins verticaux étant omis.
La Fig. 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne III-III de la Fig. 1.
La Fig. 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne IV-IV de la Fig. 2.
La Fig. 5 est une vue d'élévation frontale d'appareils voisins faisant partie d'une batterie.
La Fig. 6 est une vue d'élévation, partie en coupe, prise à angle droit par rapport à la Fig. 1 et montrant un des vérins télescopi- ques dans la position d'extension totale, ce vérin étant muni d'une ranlonge .
L'appareil représenté dans les dessins annexés comprend deux cylindres de vérins verticaux 11, 12, montés chacun dans un élément de bàti approprié 13 ou 14 et supportés respectivement sur des patins 15 et 16 qui peuvent être déplacés., par traction ou par poussée, sur le sol 17 de la minè. Une extrémité de la tige 18 d'un piston de vérin horizontal à double effet est fixée à l'aide d'une rotule 21, à une extrémité d'un élément de liaison tubulaire 20, dont l'extrémité opposée est attachée d'une manière analogue, au moyen d'une rotule 21, à un prolongement 22 dudit piston, ce dernier étant fixé rigidement, en 23, à la paroi antérieure du cylindre de vérin postérieur 12. Les rotules 19,
21 assurent une liaison à articulation entre la tige de piston 18 et son prolongement 22 et sont engagés entre les demi-cuvettes ou éléments d'accouplement 24, serrés l'un à l'autre au moyen de vis de blocage réglables 25, comme représenté dans la Fig. 4. Le cylindre 26 du vérin horizontal s'étend au-dessous du cylindre 11 du vérin vertical antérieur, dans le plan axial de ce cylindre, et est fixé rigidement à ce dernier.
Les pistons verticaux montés dans les cylindres 11 et 12 agissent conjointement en télescopant les uns par rapport aux autres, chaque cylindre contenant un piston intérieur 27 ou 28 muni d'un épaulement extérieur en 29 ou 30 et appelé à coulisser dans un cylindre formé dans un pis-
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ton extérieur 31 ou 32, muni à son tour d'un épaulement extérieur en 33 ou 34, ainsi que d'une bride intérieure en 35 ou 36, les deux pistons de chaque cylindre de vérin étant munis de bourrages d'étanchéité 37 mainte- nus dans la position voulue à l'aide d'anneaux 38 fixés à l'aide de vis de blocage 39.
La disposition est telle qu'un fluide sous pression, qui pénètre dans un cylindre de vérin vertical 11 ou 12, agit simultanément sur les deux pistons 27 et 31 ou 28 et 32 contenus dans ces cylindres, ce qui a initialement pour effet un soulèvement simultané des deux pistons.
La course ascendante du piston extérieur 31 ou 32 est limitée par l'entrée en contact de son épaulement extérieur 33 ou 34 avec un écrou 40 ou 41 vissé dans la culasse du cylindre respectif 11 ou 12. Cette dernière position est représentée dans la Fig. 6. Lorsque le piston extérieur 31 ou 32 a atteint la limite de sa course ascendante, la montée du piston in- térieur 27 ou 28 peut encore se poursuivre jusqu'à ce que ce dernier soit également arrêté par l'entrée en contact de son épaulement extérieur 29 ou 30 avec la bride intérieure 35 ou 36 formée sur le bord supérieur du cylindre constitué par ledit piston extérieur.
Les pistons se déplacent ensemble pendant la majeure partie de leur course ascendante, la disposi- tion étant telle que la dernière partie de la course, nécessaire en vue d'entrer en contact avec le toit et d'exercer une pression sur celui-ci, est accomplie uniquement par le piston 27 ou 28, qui poursuit seul son mouvement vers le haut.
Les extrémités supérieures des pistons verticaux 27 et 31 ou 28 et 32 sont formées de façon à présenter des surfaces sphériques 42 ou 43, qui s'engagent dans des alvéoles sphériques correspondantes 44 ou 45, prévues dans la face inférieure d'une rallongue 46 ou 47, laquelle peut ainsi s'ajuster librement dans certaines limites en ce qui concerne sa position angulaire par rapport au vérin vertical.
Un boulon central 48 ou 49 est muni d'une tête 50 ou 51 qui s'engage dans un évidement 52 ou 53 prévu dans ladite rallongue, et qui présente des dimensions plus grandes que ladite tête, afin d'assurer un jeu suffisant à celle-ci, le- dit boulon se dirigeant vers le bas, de façon à pénétrer dans un évidement central 54 ou 55 pratiqué dans le piston intérieur 27 ou 28, de telle sorte que les éléments de rallongue 46 et 47 se trouvent réunis à jeu aux vérins antérieur et postérieur.
Au besoin et comme montré dans la Fig. 6 une ou plusieurs rallonges de vérin 56 peuvent être intercalées entre le piston intérieur 27 ou 28 et l'élément de rallongue 46 ou 47, la partie supérieure de cette rallonge étant formée de façon à présenter une surface sphérique et un évidement central destiné à recevoir le boulon 48 ou 49, cette disposition étant analogue à celle adoptée pour l'extrémité supérieure du piston intérieur 27 ou 28, tandis que l'extrémité inférieure de la partie inférieure de ladite rallonge est entourée d'un collier 57 qui présente une forme concave de façon à constituer une rotule pour la surface sphérique 42 ou 43 du piston intérieur. Les rallonges de vérin représentent un moyen pour augmenter la hauteur des vérins verticaux.
La rallongue auto-réglable antérieure 46 comporte une partie 58 orientée vers l'arrière et présentant une section en U renversé, tandis que l'élément de rallongue auto-réglable postérieur 47 présente une partie creuse 59, orientée vers l'avant. Une longue barre d'articulation 60 orientée vers l'avant est montée à pivotement, en 61, dans la partie intérieure 59 de l'élément de rallongue postérieur, l'extrémité libre de cette barre pénétrant à jeu dans la partie postérieure 58 de l'élément de rallongue antérieur de l'appareil et servant à maintenir les deux éléments de rallongue en alignement et à empêcher leurs déplacements latéraux relatifs.
Les parties 58 et 59 des éléments de rallongue, ainsi que la barre 60, constituent un appui de grande extension pour le toit et une protection sans solution de continuité, contre la chute de pierres, pour les mineurs tra- vaillant à proximité des vérins antérieur et postérieur, cela non seulement lorsque l'appareil est immobilisé, mais aussi au cours du déplacement de l'un des vérins verticaux.
La face extérieure du cylindre 26 du vérin horizontal présente
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une forme conique à l'extrémité postérieure de ce cylindre proche de la rotule d'articulation antérieure 19, cette conicité ayant pour but d'éear- ter les obstacles, ce piston étant muni d'un presse-étoupe 63 pour sa tige 18, laquelle se termine par ladite rotule d'articulation. L'extrémité antérieure 64 du cylindre horizontal 26 est munie d'un orifice 65, auquel se raccorde un tuyau 66 alimenté, par l'entremise d'une soupape de retenue 67, à partir d'un tube d'alimentation en fluide 68. Partant de l'orifice 65, le tuyau 66 établit le trajet de retour à la canalisation 68, en passant par la soupape de décompression 69.
Le piston 70 du vérin horizontal est à double effet, ce piston étant muni d'une paire de presse-étoupe opposés 71, 72, sa surface effective étant cependant notablement inférieure à celle des pistons 27, 31 et 28, 32 des vérins de soutènement. La tige de piston 18 est munie d'un passage central 73 qui s'étend d'un bout à l'autre de cette tige et qui est en communication, par l'intermédiaire d'un tube flexible 74 qui s'étend dans l'intérieur de l'élément de liaison 20, avec un passage central 75 prévu dans le prolongement 22 du piston 18 l'extrémité postérieure de ce dernier passage étant en communication avec l'espace 76 prévu dans le cylindre 12 au-dessous des pistons 28, 32 du vérin postérieur.
Par conséquent, une admission de fluide sous pression au tube 66 a pour effet une arrivée simultanée de ce.fluide dans l'espace 77 situé en avant du piston 70, de même que son admission, par les passages 73, 75 et le tube 74, à l'espace 76 du cylindre 12 du vérin postérieur.
Un deuxième tube d'arrivée de fluide sous pression 78 est en communication, par l'entremise d'une vanne d'arrêt 79, d'un tube 80 et d' un orifice 81 prévu dans la partie inférieure de la paroi du cylindre 11 du vérin antérieur, avec l'espace 82 situé au-dessous des pistons 27, 31, tandis qu'un orifice 83, pratiqué dans cette paroi à l'opposé, du premier est en communication, par l'intermédiaire d'un tube 84 et d'une soupape de décompression 85, avec le tuyau 78, fermant ainsi un trajet de retour.
Un orifice 86 et un passage 87, prévus dans la paroi du cylindre horizontal 26,aboutissent à l'espace 88 situé dans la partie'postérieure du piston 70 de ce cylindre. Par conséquent une arrivée de fluide moteur au tuyau 78 a pour effet une arrivée simultanée de ce fluide aux espaces 82 et 88 des cylindres Il et 26, respectivement. L'extrémité postérieure 62 du cylindre 26 coopère avec une butée réglable 89 prévue sur la tige de piston 18, en vue de limiter la course en avant du cylindre par rapport à ladite tige.
L'extrémité antérieure 64 du cylindre horizontal 26 est munie à l'avant d'un oeil 90 auquel une plaque frontale horizontale 91 d'un patin 92 est attachée à l'aide d'une cheville d'accouplement 93. Le patin s'étend transversalement en avant de l'appareil et constitue une protection pour les tuyauteries 68 d'arrivée de fluide sous pressionet leurs connexions.
Dans la Fig. 1, on a représenté les pistons antérieur et postérieur dans leurs positions abaissées. Lorsque le fluide sous pression venant des tuyaux 78 et 68 est admis dans les espaces 82 et 76 situés audessous des pistons verticaux 27, 31 et 28, 32 , il en résulte un mouvement ascendant simultané de ces pistons, jusqu'à ce que les pistons extérieurs 31, 32 aient atteint le point le plus élevé de leur course et soient arrétés par le fait que leurs épaulements 33, 34 entrent en contact avec les écrous 40, 41, après quoi les pistons intérieurs 27, 28 continuent seuls à s'élever, cela jusqu'à ce que les éléments de rallongue 46, 47 entrent en contact avec le toit du chantier et exercent sur celui-ci une pression qui en assure le soutènement.
Le soutènement du toit ainsi réalisé par les rallongues n'est pas rigide, mais est capable de se déformer dans une certaine mesure sous une pression excessive. Une soupape de réglage (non représentée), prévue sur le tuyau qui alimente les canalisations 78 et 68 à fluide sous pression, est mise au point pour une pression maximum déterminée d'avance de 3000 lbs par inch carré (210,9 kg/cm2), la disposition étant telle que, lorsque la pression du toit dépasse ce chiffre maximum, les pistons intérieurs 27, 28 seront refoulés vers le bas sous le con-
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tròle de ladite soupape, jusqu'à ce que l'alvéole 44 ou 45 de l'élément de rallongue entre également en contact avec le piston extérieur 31 ou 32, ce qui a pour effet de soustraire l'appareil à la pression excessive.
La Fig. 1 représente en outre les vérins verticaux antérieur et postérieur, dans leur position d'écartement minimum. Lorsque l'appa- reil est en service, le vérin postérieur est écarté du vérin antérieur d' une distance supplémentaire légèrement inférieure à la valeur de l'espace
88 situé dans le vérin horizontal. Lorsqu'il s'agit de faire avancer le vérin vertical postérieur jusqu'à la position représentée dans la Fig. l, afin de préparer le déplacement vers l'avant du vérin vertical antérieur, on maintient la pression de l'élément de rallongue 46 du vérin anté- rieur contre le toit, de telle façon que ce vérin puisse servir à immobi- liser le cylindre 26 du vérin horizontal contre tout déplacement.
La pression s'exerçant sur le piston intérieur 28 (ou si nécessaire sur les deux pistons 28 et 32) du vérin postérieur peut être réduite d'une quantité suffisante pour dégager l'élément de rallongue postérieur 47 du toit, ce qui est réalisé en réduisant la pression du fluide dans l'espace 76 du cylindre vertical 12, de façon que ce fluide s'échappe vers la canalisa- tion d' alimentation 68 à travers les passages 75, 74, 73, l'orifice 65, la canalisation 66 et la soupape de décompression 69.
La quantité de fluide sous pression qui afflue de la canalisation 78 vers les espaces 82 et 88 du vérin vertical antérieur et du vérin horizontal respectivement, s'accroît et, comme la pression agissant sur la face postérieure du pis- ton 70 dépasse celle qui agit sur la face antérieure de ce piston, la tige de piston 18 se déplace vers l'avant et entralne le vérin postérieur, cependant que l'accouplement à articulation 19, 20 21 permet à ce dernier vérin de suivre les dénivellations du sol de la mine. Les positions relatives des vérins antérieur et postérieur sont à ce moment celles représentées 'dans la Fig. 1.
Toutefois, de préférence, la pression exercée par l'élément de rallongue postérieur 47 sur le toit se maintient pendant toute la durée du déplacement du vérin vertical postérieur, de sorte que l'appui offert par l'appareil selon l'invention agit d'une façon continue, la pression s'exerçant sur la face postérieure du piston 70 étant suffisante pour entraîner le vérin postérieur vers l'avant malgré la résistance opposée par le toit et le sol de la mine à l'avancement de la rallongue 47 et du patin 16, respectivement.
On augmente ainsi la pression de l'élément de rallongue postérieur 47 contre le toit en admettant du fluide sous pression depuis la canalisation 68, par l'entremise de la vanne d'arrêt 67, dans l'espace 76 situé au-dessous des pistons postérieurs 28 et 32, jusqu'à ce que le vérin postérieur soit à même de servir comme point d'appui. Le vérin antérieur peut ensuite être abaissé d'une quantité suffisante pour dégager l'élément de rallongue antérieur 46 du toit, cela en évacuant du fluide sous pression des espaces 82 et 88 par l'intermédiaire de l'orifice 83 et de la soupape de décompression 85; toutefois, de préférence, la pression de Isolément de rallongue antérieur 46, qui s'exerce sur le toit, est maintenue en vue d'assurer au toit un appui continu.
L'afflux d'une quantité supplémentaire de fluide sous pression de la canalisation 66 à l'espace 77 situé en avant du piston à double effet 70 contenu dans le cylindre horizontal 26 a pour effet de faire avancer ce cylindre par rapport à la tige de piston fixe 18, lequel cylindre entraîne avec lui le cylindre de vérin antérieur 11 et l'élément de rallongue 46, pour les amener à la nouvelle position avancée cela nonobstant la résistance opposée par le toit et le sol à l'élément:-de rallongue et au patin 15, respectivement. Dans la suite, le vérin entérieur peut être utilisé à nouveau en vue d'immobiliser le cylindre horizontal 24 contre tout déplacement, cependant que le vérin postérieur est attiré vers l'avant.
Les déplacements alternatifs vers l'avant des vérins antérieur et postérieur se poursuivent à des intervalles requis, une distance d'avancement appropriée étant par exemple de six à douze inches (15,24 à 30,48 cm). Il convient de noter que la pression supplémentaire requise pour faire avancer le vérin postérieur à pour.effet d'augmenter la pression exercée par l'élément de rallongue antérieur contre le toit et, inverser
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ment, la pression supplémentaire requise pour faire avancer le vérin antérieur augmente la pression avec laquelle l'élément de rallongue postérieur agit contre le toit,
le fluide sous pression agissant sur les faces antérieure et postérieure du piston à double effet 70 du vérin horizontal étant amené à traverser l'espace 76 ou 82 situé au-dessous des pistons du vérin postérieur ou antérieur utilisé temporairement comme point d'appui.
Par conséquent, le vérin servant de point d'appui ne risque pas de patiner d'une manière fortuite.
La Fig. 5 représente deux appareils voisins faisant partie d'une batterie pouvant comprendre un nombre d'appareils convenable quelconque par exemple, dans une veine d'une épaisseur de 2 pieds (60,96 cm), les appareils peuvent être disposés avec un écartement de quatre feet (121,92 cm) en une rangée parallèle au front de taille. Les appareils de la batterie peuvent être actionnés individuellement par une manipulation appropriée de leurs vannes d'arrêt 67 et 69, ou bien, ils peuvent être actionnés simultanément par manipulation d'une soupape de commande (non représentée) prévue dans la canalisation qui alimente les tuyaux 78 et 68 en fluide sous pression.
Les patins 92 d'appareils voisins sont couplés à l'aide d'une barre de patin intermédiaire 94, réunie à articulation par chacun de ses cotés à des chevilles verticales 95, portées par les patins 92. Les éléments 96 qui portent les chapes d'articulation et qui sent montés sur la barre de patin intermédiaire sont supportés par des guidages horizontaux 97, dans lesquels ils coulissent. Cette disposition permet une certaine liberté de mouvement relatif entre les barres intermédiaires 94 lorsque les vérins antérieurs de la batterie sont déplacés en avant et permet à l'un des appareils de se déplacer en avant sans être dévié de sa trajectoire par un appareil voisin immobile.
Les canalisations flexibles 98, 99, prévues entre les tuyaux d'alimentation en fluide sous pression 68 et 78 d'appareils voisins traversent une chambre prévue derrière la plaque frontale de la barre de patin intermédiaire 94. Comme les tuyaux d'alimentation en fluide sous pression de tous les vérins des divers appareils communiquent entre eux, toute pression supplémentaire s'exerçant sur les vérins de soutènement d'un appareil quelconque, par suite de mouvement du toit se répartit automatiquement à travers toute la batterie.
Il ressort de ce qui précède que la présente invention permet d'établir un appareil de soutènement pour mines, actionné par un fluide moteur, appareil qui peut être déplacé en avant pas à pas en tant qu'élément d'une batterie d'appareils identiques, et que l'emploi d'une seule batterie d'appareils permet de soutenir le toit d'une manière adéquate et continue, tout en améliorant notablement la protection des mineurs occupés au chantier contre la chute des pierres, De plus, comme les appareils de soutènement sont actionnés par un fluide sous pression et peuvent être avancés individuellement ou simultanément., leur utilisation permet de réaliser une économie importante de main-d'oeuvre et de temps.
REVENDICATIONS.
1 - Appareil de soutènement pour mines ou applications analogues, comportant deux vérins de soutènement à fluide moteur et un vérin à fluide moteur à double effet, qui forme un élément de liaison entre les deux premiers vérins., les cylindres des vérins de soutènement étant en communication respectivement avec les deux cotés opposés du cylindre du vérin à double effet.
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IMPROVEMENTS RELATING TO SUPPORT DEVICES ACTIVATED BY A MOTOR FLUID AND INTENDED FOR MINING AND SIMILAR APPLICATIONS.
The present invention relates to propping devices actuated by a motive fluid and intended for mines and similar applications. Supporting devices have already been proposed comprising a support element actuated by a working fluid, as well as an element actuated by a working fluid and acting in a direction transverse to that of the support element, the arrangement being such that when the latter element is used as a fulcrum., the transverse element may be caused to move forward or backward, with respect to this fulcrum, an object attached to said transverse element., or else, when the transverse element is attached to another fulcrum while the supporting element is clear of the roof,
said transverse element may be caused to move the latter support element forward or backward,
The object of the present invention is to establish an improved support apparatus; this apparatus comprising means by means of which it can be advanced step by step, while providing continuous support to the roof which is located above it.
According to the present invention, there is provided a support device for mines or similar operations, this device comprising two supporting cylinders with working fluid and a double-acting working fluid cylinder, which forms a connecting element between the first two cylinders, the cylinders of the support cylinders being in communication, respectively, with the two opposite faces of the piston of the cylinder of the double-acting cylinder.
Each of the support cylinders can be used in turn as a fulcrum for the connection cylinder, so that the other support cylinder can be advanced by the connection cylinder to a new position; however, the effective surfaces of the pistons of the two support cylinders and of the double-acting piston of the link cylinder, as well as the pipes between the cylinders of these jacks, are such that the thrust exerted by the link cylinder cannot under any circumstances of-
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pass the vertical thrust of the support cylinder which serves as the fulcrum. Consequently, any risk of accidental slippage of the jack serving as a fulcrum is eliminated while the roof is supported continuously.
Preferably, the support cylinders operate in a telescopic fashion, the support cylinder heads of each apparatus being provided with self-adjusting extension members which act together to provide continuous protection from a point forward of the device. the device to a point at the rear of it.
The devices according to the present invention have been established so as to be able to be operated in a battery, these devices being for example arranged in a row parallel to the felling front, so as to support the roof of the vein during the operation of a shearer. or similar slaughtering machine. The devices forming part of the battery are designed to operate individually or simultaneously, so that they can be advanced step by step as the working face is stripped, while the roof located behind the devices is struck down. The lines established throughout the battery of devices are such that any additional pressure exerted on the support cylinder of any device is automatically distributed throughout the battery.
The accompanying drawings show, by way of example, a mode of construction of a support apparatus according to the present invention.
In these drawings:
Fig. 1 is a longitudinal sectional view, the vertical jacks being shown in their withdrawn position.
Fig. 2 is a plan view, taken along the line II-II of FIG. 1, the vertical jacks being omitted.
Fig. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1.
Fig. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 2.
Fig. 5 is a front elevational view of neighboring devices forming part of a battery.
Fig. 6 is an elevational view, partly in section, taken at right angles to FIG. 1 and showing one of the telescopic jacks in the fully extended position, this jack being provided with an extension.
The apparatus shown in the accompanying drawings comprises two vertical ram cylinders 11, 12, each mounted in a suitable frame member 13 or 14 and supported respectively on pads 15 and 16 which can be moved, by traction or by pushing, on the ground 17 of the mine. One end of the rod 18 of a double-acting horizontal cylinder piston is fixed by means of a ball joint 21, to one end of a tubular connecting member 20, the opposite end of which is attached with a Analogously, by means of a ball joint 21, to an extension 22 of said piston, the latter being rigidly fixed, at 23, to the front wall of the rear cylinder 12. The ball joints 19,
21 provide an articulated connection between the piston rod 18 and its extension 22 and are engaged between the half-cups or coupling elements 24, clamped to each other by means of adjustable locking screws 25, as shown in Fig. 4. The cylinder 26 of the horizontal cylinder extends below the cylinder 11 of the front vertical cylinder, in the axial plane of this cylinder, and is rigidly fixed to the latter.
The vertical pistons mounted in the cylinders 11 and 12 act jointly by telescoping with respect to each other, each cylinder containing an internal piston 27 or 28 provided with an external shoulder at 29 or 30 and slidable in a cylinder formed in a pis-
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outer tone 31 or 32, provided in turn with an outer shoulder at 33 or 34, as well as with an inner flange at 35 or 36, the two pistons of each cylinder cylinder being provided with sealing packings 37. bare in the desired position using rings 38 fixed with locking screws 39.
The arrangement is such that a pressurized fluid, which enters a vertical ram cylinder 11 or 12, acts simultaneously on the two pistons 27 and 31 or 28 and 32 contained in these cylinders, which initially results in simultaneous lifting. of the two pistons.
The upward stroke of the outer piston 31 or 32 is limited by the coming into contact of its outer shoulder 33 or 34 with a nut 40 or 41 screwed into the cylinder head of the respective cylinder 11 or 12. The latter position is shown in FIG. 6. When the outer piston 31 or 32 has reached the limit of its upstroke, the rise of the inner piston 27 or 28 may continue until the latter is also stopped by the contact of its piston. outer shoulder 29 or 30 with the inner flange 35 or 36 formed on the upper edge of the cylinder formed by said outer piston.
The pistons move together during the major part of their upstroke, the arrangement being such that the last part of the stroke, necessary in order to contact the roof and to exert pressure on it, is accomplished only by the piston 27 or 28, which continues its upward movement alone.
The upper ends of the vertical pistons 27 and 31 or 28 and 32 are formed so as to present spherical surfaces 42 or 43, which engage in corresponding spherical cells 44 or 45, provided in the underside of an extension 46 or 47, which can thus adjust freely within certain limits with regard to its angular position relative to the vertical cylinder.
A central bolt 48 or 49 is provided with a head 50 or 51 which engages in a recess 52 or 53 provided in said extension, and which has dimensions larger than said head, in order to ensure sufficient play for that. here, said bolt pointing downwardly, so as to penetrate into a central recess 54 or 55 made in the inner piston 27 or 28, so that the extension elements 46 and 47 are joined together in play at the anterior and posterior cylinders.
As needed and as shown in Fig. 6 one or more cylinder extensions 56 may be interposed between the inner piston 27 or 28 and the extension element 46 or 47, the upper part of this extension being formed so as to present a spherical surface and a central recess intended to receive the bolt 48 or 49, this arrangement being similar to that adopted for the upper end of the inner piston 27 or 28, while the lower end of the lower part of said extension is surrounded by a collar 57 which has a concave shape so as to constitute a ball joint for the spherical surface 42 or 43 of the internal piston. Cylinder extensions are one way to increase the height of vertical cylinders.
The anterior self-adjusting extension 46 has a rearwardly facing portion 58 having an inverted U-section, while the posterior self-adjusting extension member 47 has a forward facing hollow portion 59. A long forward-facing hinge bar 60 is pivotally mounted, at 61, in the inner part 59 of the posterior extension element, the free end of this bar penetrating playfully into the rear part 58 of the 'front extension element of the apparatus and serving to keep the two extension elements in alignment and to prevent their relative lateral movements.
The parts 58 and 59 of the extension elements, as well as the bar 60, constitute a support of great extension for the roof and a protection without solution of continuity, against the fall of stones, for the miners working near the front jacks. and later, this not only when the device is immobilized, but also during the movement of one of the vertical cylinders.
The outer face of the cylinder 26 of the horizontal cylinder has
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a conical shape at the rear end of this cylinder close to the anterior articulation ball 19, this taper having the aim of removing obstacles, this piston being provided with a stuffing gland 63 for its rod 18, which ends with said ball joint. The anterior end 64 of the horizontal cylinder 26 is provided with an orifice 65, to which is connected a pipe 66 supplied, through a check valve 67, from a fluid supply tube 68. From port 65, pipe 66 establishes the return path to line 68, passing through pressure relief valve 69.
The piston 70 of the horizontal cylinder is double-acting, this piston being provided with a pair of opposed packing glands 71, 72, its effective surface area being, however, notably smaller than that of the pistons 27, 31 and 28, 32 of the support cylinders . The piston rod 18 is provided with a central passage 73 which extends from one end of this rod to the other and which is in communication by means of a flexible tube 74 which extends in the 'inside the connecting element 20, with a central passage 75 provided in the extension 22 of the piston 18, the rear end of the latter passage being in communication with the space 76 provided in the cylinder 12 below the pistons 28 , 32 of the rear cylinder.
Consequently, an admission of pressurized fluid to the tube 66 results in a simultaneous arrival of this fluid in the space 77 situated in front of the piston 70, as well as its admission, through the passages 73, 75 and the tube 74 , in the space 76 of the cylinder 12 of the rear cylinder.
A second pressurized fluid inlet tube 78 is in communication, via a shut-off valve 79, a tube 80 and an orifice 81 provided in the lower part of the wall of the cylinder 11. of the front cylinder, with the space 82 located below the pistons 27, 31, while an orifice 83, made in this wall opposite, of the first is in communication, via a tube 84 and a pressure relief valve 85, with pipe 78, thereby closing a return path.
An orifice 86 and a passage 87, provided in the wall of the horizontal cylinder 26, lead to the space 88 located in the posterior part of the piston 70 of this cylinder. Consequently, an inflow of working fluid at the pipe 78 results in a simultaneous inflow of this fluid into the spaces 82 and 88 of the cylinders II and 26, respectively. The rear end 62 of the cylinder 26 cooperates with an adjustable stop 89 provided on the piston rod 18, with a view to limiting the forward stroke of the cylinder relative to said rod.
The front end 64 of the horizontal cylinder 26 is provided at the front with an eye 90 to which a horizontal faceplate 91 of a pad 92 is attached by means of a coupling pin 93. The pad is attached. extends transversely in front of the apparatus and constitutes a protection for the pipes 68 of the pressurized fluid inlet and their connections.
In Fig. 1, the anterior and posterior pistons are shown in their lowered positions. When the pressurized fluid coming from the pipes 78 and 68 is admitted into the spaces 82 and 76 located below the vertical pistons 27, 31 and 28, 32, a simultaneous upward movement of these pistons results, until the pistons external 31, 32 have reached the highest point of their stroke and are stopped by the fact that their shoulders 33, 34 come into contact with the nuts 40, 41, after which the internal pistons 27, 28 alone continue to rise , this until the extension elements 46, 47 come into contact with the roof of the building site and exert a pressure thereon which ensures the support thereof.
The roof support thus produced by the extensions is not rigid, but is capable of deforming to a certain extent under excessive pressure. A regulating valve (not shown), provided on the pipe which supplies pressurized fluid lines 78 and 68, is designed for a predetermined maximum pressure of 3000 lbs per square inch (210.9 kg / cm2 ), the arrangement being such that when the roof pressure exceeds this maximum figure, the inner pistons 27, 28 will be forced downwards under the con-
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throle of said valve, until the recess 44 or 45 of the extension element also comes into contact with the outer piston 31 or 32, which has the effect of relieving the apparatus from the excessive pressure.
Fig. 1 also shows the anterior and posterior vertical jacks, in their position of minimum separation. When the appliance is in service, the rear cylinder is moved away from the front cylinder by an additional distance slightly less than the value of the space.
88 located in the horizontal cylinder. When it comes to advancing the rear vertical cylinder to the position shown in FIG. 1, in order to prepare the forward movement of the front vertical cylinder, the pressure of the extension element 46 of the front cylinder is maintained against the roof, so that this cylinder can be used to immobilize the cylinder. 26 of the horizontal cylinder against any displacement.
The pressure exerted on the inner piston 28 (or if necessary on the two pistons 28 and 32) of the rear cylinder can be reduced by an amount sufficient to free the rear extension element 47 from the roof, which is achieved by reducing the pressure of the fluid in the space 76 of the vertical cylinder 12, so that this fluid escapes to the supply line 68 through the passages 75, 74, 73, the port 65, the line 66 and the decompression valve 69.
The quantity of pressurized fluid which flows from the line 78 to the spaces 82 and 88 of the anterior vertical cylinder and the horizontal cylinder respectively, increases and, as the pressure acting on the posterior face of the piston 70 exceeds that which acts on the anterior face of this piston, the piston rod 18 moves forward and drives the rear cylinder, while the articulation coupling 19, 20 21 allows the latter cylinder to follow the unevenness of the mine floor . The relative positions of the anterior and posterior cylinders are at this time those shown in FIG. 1.
However, preferably, the pressure exerted by the posterior extension element 47 on the roof is maintained throughout the duration of the displacement of the posterior vertical cylinder, so that the support offered by the apparatus according to the invention acts to continuously, the pressure exerted on the rear face of the piston 70 being sufficient to drive the rear cylinder forward despite the resistance opposed by the roof and the ground of the mine to the advancement of the extension 47 and the pad 16, respectively.
The pressure of the posterior extension element 47 against the roof is thus increased by admitting pressurized fluid from the line 68, through the stop valve 67, into the space 76 located below the pistons. rear 28 and 32, until the rear cylinder is able to serve as a fulcrum. The anterior ram can then be lowered by an amount sufficient to disengage the anterior extension element 46 from the roof, by discharging pressurized fluid from spaces 82 and 88 via port 83 and the relief valve. decompression 85; however, preferably the pressure of the front extension piece 46, which is exerted on the roof, is maintained to provide continuous support to the roof.
The influx of an additional quantity of pressurized fluid from the line 66 to the space 77 situated in front of the double-acting piston 70 contained in the horizontal cylinder 26 has the effect of making this cylinder advance with respect to the rod. fixed piston 18, which cylinder drives with it the front cylinder 11 and the extension element 46, to bring them to the new forward position this notwithstanding the resistance offered by the roof and the ground to the element: and pad 15, respectively. In the following, the inner cylinder can be used again in order to immobilize the horizontal cylinder 24 against any displacement, while the rear cylinder is drawn forward.
The forward reciprocating movements of the anterior and posterior cylinders continue at required intervals, a suitable advancement distance being, for example, six to twelve inches (15.24 to 30.48 cm). Note that the additional pressure required to advance the posterior cylinder has the effect of increasing the pressure exerted by the anterior extension member against the roof and, reversing
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The additional pressure required to advance the anterior ram increases the pressure with which the posterior extension element acts against the roof,
the pressurized fluid acting on the anterior and posterior faces of the double-acting piston 70 of the horizontal cylinder being brought to pass through the space 76 or 82 situated below the pistons of the posterior or anterior cylinder used temporarily as a fulcrum.
Consequently, the jack serving as a fulcrum does not run the risk of accidentally slipping.
Fig. 5 shows two neighboring devices forming part of a battery which may include any suitable number of devices for example, in a vein 2 feet (60.96 cm) thick, the devices may be arranged with a spacing of four feet (121.92 cm) in a row parallel to the waist front. The battery devices can be actuated individually by appropriate manipulation of their shut-off valves 67 and 69, or they can be actuated simultaneously by manipulating a control valve (not shown) provided in the pipeline which feeds them. pipes 78 and 68 in pressurized fluid.
The pads 92 of neighboring devices are coupled with the aid of an intermediate pad bar 94, articulated by each of its sides to vertical pegs 95, carried by the pads 92. The elements 96 which carry the yokes d The articulation and which feels mounted on the intermediate skate bar are supported by horizontal guides 97, in which they slide. This arrangement allows a certain freedom of relative movement between the intermediate bars 94 when the front cylinders of the battery are moved forward and allows one of the devices to move forward without being deviated from its path by a stationary neighboring device.
The flexible pipes 98, 99, provided between the pressurized fluid supply pipes 68 and 78 of neighboring apparatuses pass through a chamber provided behind the face plate of the intermediate skate bar 94. Like the fluid supply pipes under pressure from all the jacks of the various devices communicate with each other, any additional pressure exerted on the supporting jacks of any device, as a result of movement of the roof, is automatically distributed throughout the battery.
It follows from the above that the present invention makes it possible to establish a support device for mines, actuated by a motive fluid, device which can be moved forward step by step as part of a battery of identical devices. , and that the use of a single battery of devices makes it possible to support the roof in an adequate and continuous manner, while notably improving the protection of minors employed on the site against falling rocks, In addition, as the devices supports are actuated by a pressurized fluid and can be advanced individually or simultaneously. Their use allows a significant saving in labor and time.
CLAIMS.
1 - Support device for mines or similar applications, comprising two supporting cylinders with working fluid and a double-acting working fluid cylinder, which forms a connecting element between the first two cylinders., The cylinders of the supporting cylinders being in communication respectively with the two opposite sides of the cylinder of the double-acting cylinder.