PL229823B1 - Stabilizator hydrauliczny ze wspomaganiem mechanicznym, szczególnie dla kolejki podwieszanej - Google Patents

Abstract

Zgłoszenie rozwiązuje problem stabilizacji położenia szczególnie podwieszonych zespołów kolejki podwieszanej do podziemi kopalń. Stabilizator hydrauliczny ze wspomaganiem mechanicznym, szczególnie do stabilizacji położenia zespołów kolejki podwieszanej do podziemi kopalń, umożliwia stabilizację położenia i tłumienie drgań podwieszonych zespołów kolejki podwieszanej, o dużych masach. Wał stabilizatora połączony jest z podwieszoną wahadłowo kolejką górniczą, z możliwością wychylenia obrotu o pewien kąt względem niewahliwego elementu mocującego kolejkę do wózka, poruszającego się po trasie kolejki. Opór ten z jednej strony powstaje na skutek pokonywania oporów przepływu oleju przez otworki w łopatce obracającej się względem korpusu stabilizatora, całkowicie wypełnionego olejem oraz poprzez szczeliny pomiędzy łopatką a korpusem. Stabilizacja hydrauliczna położenia, szczególnie w zakresie niewielkich amplitud wychylenia od pionu podwieszonych zespołów o dużych masach, jest dodatkowo wspomagana zespołem napinanych sprężyn (7), w zakresie występowania inercji stabilizatora hydraulicznego.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest stabilizator hydrauliczny ze wspomaganiem mechanicznym, szczególnie do stabilizacji położenia zespołów kolejki podwieszanej do podziemi kopalń.

Znane są cylindry hydrauliczne (siłowniki) o ruchu zwrotnym (Baszta T.M. - Hydraulika w budowie maszyn, Warszawa, 1966, str. 262-263), gdzie jednołopatkowy organ roboczy (wirnik z promieniową łopatką) umieszczony jest w kadłubie zasilanym olejem, przy czym do prawej lub lewej komory kadłuba doprowadzany jest olej pod wysokim ciśnieniem, co wymusza ruch obrotowy wirnika (wychylenie o pewien kąt roboczy). W przypadku podłączenia z sobą przewodów kadłuba i zainstalowaniu na nich odpowiednio ustawionego zaworu dławiącego, cylinder może pracować jako stabilizator hydrauliczny. Taka konstrukcja powoduje, że w miejscu zamocowania łopatki na piaście wirnika występują duże naprężenia zginające, wywołane siłami wynikającymi z różnicy ciśnień działających na powierzchnie łopatki wirnika. Drgania występujące przy niewielkich wychyleniach wirnika cylindra nie są tłumione.

Znane są dwumasowe koła zamachowe sprzęgieł, gdzie wzajemny obrót masy pierwotnej koła zamachowego i masy wtórnej jest amortyzowany przez sprężyny naciskowo - naciągowe prowadzone w gniazdach sprzęgła. W związku z tym, przy uruchamianiu sprzęgniętych zespołów, masa wtórna koła zamachowego zaczyna obracać się z pewnym opóźnieniem w stosunku do jego masy pierwotnej, co zmniejsza drgania skrętne wałów sprzęgniętego zespołu. Amortyzacja drgań ograniczona jest wielkością siły możliwej do przeniesienia przez niewielkie sprężyny proste.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest stabilizacja hydrauliczna w podstawowym zakresie wychyleń, szczególnie podwieszonych zespołów o dużych masach. W zakresie niewielkich amplitud wychylenia, gdzie występuje mniejsza skuteczność stabilizacji hydraulicznej na skutek inercji układu hydraulicznego, stabilizacja hydrauliczna jest dodatkowo wspomagana zespołem napinanych sprężyn.

Celem wynalazku jest stabilizator hydrauliczny o niewielkich gabarytach, szczególnie do stabilizacji położenia i tłumienia drgań podwieszonych zespołów o dużych masach, np. górniczej kolejki podwieszanej.

Stabilizator hydrauliczny ze wspomaganiem mechanicznym, szczególnie dla kolejki podwieszanej, przeznaczony do stabilizacji położenia zespołów górniczej kolejki podwieszanej w podziemiach kopalń, charakteryzuje się tym, że wirnik stabilizatora posiada dwie łopatki z otworami dławiącymi. Łopatki są nieprzesuwnie zamocowane na piaście wirnika, oraz są rozchylone względem siebie o określony kąt i są ze sobą połączone nieprzesuwnie na średnicy zewnętrznej wirnika.

Korzystnie, łopatki wirnika na średnicy zewnętrznej wirnika są z sobą połączone bezpośrednio.

Korzystnie, łopatki wirnika na średnicy zewnętrznej wirnika są ze sobą połączone pośrednio poprzez występ, na którym z obydwu stron na promieniu zamocowane jest gniazdo łukowej sprężyny.

Korzystnie, kadłub stabilizatora posiada wnękę umieszczoną w bocznej, wewnętrznej ścianie kadłuba, przy czym wnęka ta jest przesłonięta przez nieruchomą przegrodę kadłuba. We wnęce, po obydwu stronach nieruchomej przegrody, umieszczona jest nieprzesuwnie prowadnica sprężyny. W prowadnicy tej i w gnieździe umieszczone są końce łukowej sprężyny, która jest prowadzona kolejno w prowadnicy, we wnęce kadłuba i w gnieździe wirnika.

Korzystnie, łukowa sprężyna jest osadzona w prowadnicy i w gnieździe z napięciem wstępnym.

Korzystnie, na prowadnicy umieszczony jest ogranicznik łukowej sprężyny, a na gniazdach umieszczone są prowadnice ruchome łukowej sprężyny.

Stabilizator hydrauliczny ze wspomaganiem mechanicznym, szczególnie dla kolejki podwieszanej, przeznaczony do stabilizacji położenia zespołów górniczej kolejki podwieszanej w podziemiach kopalń, charakteryzuje się tym, że kadłub posiada dzieloną wnękę umieszczoną na powierzchni cylindrycznej kadłuba, oraz drugą boczną wnękę umieszczoną w pokrywie. Dzielona wnęka kadłuba oraz wnęka boczna pokrywy są przesłonięte przez nieruchomą przegrodę kadłuba. W dzielonej wnęce kadłuba oraz w bocznej wnęce, po obydwu stronach nieruchomej przegrody kadłuba, umieszczona jest nieprzesuwnie prowadnica sprężyny. Wirnik stabilizatora, umieszczony w kadłubie, posiada od strony pokrywy występ, z zamocowanymi dwoma gniazdami sprężyny. W prowadnicy sprężyny i w gnieździe umieszczone są końce łukowej sprężyny, która umieszczona jest z pewnym naciskiem wstępnym i jest prowadzona w całości kolejno w prowadnicy, w kanale utworzonym przez dzieloną wnękę kadłuba i boczną wnękę pokrywy oraz w gnieździe wirnika.

Urządzenie według wynalazku jest przedstawione w przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia przekrój pionowy B-B przeprowadzony prostopadle do osi wału urządzenia,

PL 229 823 B1

Fig. 2 przedstawia pionowy przekrój A-A przeprowadzony wzdłuż osi wału urządzenia, Fig. 3 przedstawia pionowy przekrój C-C wirnika przeprowadzony prostopadle do osi wału urządzenia, Fig. 4 przedstawia przekrój D-D wirnika przeprowadzony wzdłuż osi wału urządzenia, Fig. 5 przedstawia pionowy przekrój E-E przeprowadzony wzdłuż osi wału wersji urządzenia z wnęką sprężyny umieszczoną na zewnętrznej powierzchni cylindrycznej kadłuba i w pokrywie, natomiast Fig. 6 przedstawia przekrój horyzontalny F-F przeprowadzony prostopadle do osi wału wersji urządzenia z wnęką sprężyny umieszczoną na zewnętrznej powierzchni cylindrycznej kadłuba i w pokrywie.

W kadłubie 1 umieszczony jest wirnik 2 osadzony nieruchomo na wale 3. W kadłubie 1 znajduje się nieruchoma przegroda 4 usytuowana (symetrycznie) na płaszczyźnie przechodzącej wzdłuż osi wału

3. Wał 3 umieszczony jest współosiowo i obrotowo w kadłubie 1, z możliwością obrotu (odchylenia od pionu) o kąt G. Kadłub 1 posiada wnękę 5 o promieniu R umieszczoną na ścianie wewnętrznej kadłuba 1 na promieniu Rw, przy czym wnęka 5 przesłonięta jest przez nieruchomą przegrodę 4 umieszczoną nierozłącznie w kadłubie 1. We wnęce 5, na nieruchomej przegrodzie 4, umieszczona jest nieprzesuwnie prowadnica 6 o promieniu Rp, gdzie Rp < R. W prowadnicy 6 umieszczony jest koniec łukowej sprężyny 7, która jest prowadzona w całości we wnęce 5. Wirnik 2 posiada piastę 8 z zamocowanymi do niej łopatkami 9 z otworami dławiącymi 10 o średnicy d. Łopatki 9 rozchylone są względem siebie o kąt H. Kadłub 1 zamknięty jest pokrywą 11, a zamknięta przestrzeń wewnątrz kadłuba 1 wypełniona jest całkowicie olejem 12. Na występie 13 łopatek 9 umieszczone jest z każdej strony gniazdo 14, w którym znajduje się (jest prowadzony) drugi koniec łukowej sprężyny 7 osadzonej z pewnym naciskiem wstępnym. Pozostała część łukowej sprężyny 7 jest umieszczona we wnęce 5. Między powierzchniami bocznymi wirnika 2 a współpracującymi powierzchniami wewnętrznymi kadłuba 1, pokrywy 11 i nieruchomej przegrody 4 znajdują się szczeliny, odpowiednio S1, S2, S3 i S4. Gniazdo 14 wirnika 2 umiejscowione jest częściowo we wnęce 5 kadłuba 1, a między zewnętrzną powierzchnią gniazda 14 i powierzchnią wnęki 5 istnieje szczelina S, gdzie: S = R - Rw. W górnej części kadłuba 1 znajdują się otwory zalewowo-odpowietrzające 15. W kadłubie 1 umieszczone jest uszczelnienie 16, a w rowku wpustowym wału 3 i w rowku wpustowym piasty 8 wirnika 2 umieszczony jest wpust 1. Wirnik 2 umieszczony jest obrotowo w kadłubie 1 z możliwością odchylania się od płaszczyzny nieruchomej przegrody 4 o kąt G (ruch wahadłowy) w granicach kąta J. Kąt J jest definiowany, jako kąt między powierzchniami czołowymi nieprzesuwnych prowadnic 6, pomniejszony o podwojony kąt martwy J1. Na każdej prowadnicy 6, na promieniu R2 umieszczony jest ogranicznik 18 łukowej sprężyny 7, a na gniazdach J4, na promieniu R1 umieszczone są prowadnice ruchome 19 łukowej sprężyny 7, przy czym R4 ϊ R2. Prowadzenie łukowej sprężyny 7 w wersji wykonania urządzenia wg Fig. 5 i 6 jest zrealizowane przez umieszczenie dzielonej wnęki 5a na promieniu Rz, na powierzchni cylindrycznej wewnątrz kadłuba 1a, oraz bocznej wnęki 5b umieszczonej na promieniu Rz na ściance pokrywy 11a. W tej wersji wykonania prowadnice 6 są osadzone na promieniu Rz na nieruchomej przegrodzie 4a, w dzielonej wnęce 5a kadłuba 1a. Wirnik 2a, umieszczony w kadłubie 1a, posiada na średnicy zewnętrznej, między łopatkami 9, występ 13a. Na występie 13a wirnika 2a, na promieniu Rz mocowane są gniazda 14. W prowadnicy 6 i w gnieździe 14 osadzone są, z pewnym naciskiem wstępnym, końce łukowej sprężyny 7.

Nieruchoma przegroda 4 jest usytuowana w górnej części kadłuba 1 na pionowej płaszczyźnie symetrii kadłuba 1. Takie ustawienie nieruchomej przegrody 4 ułatwia zalewanie olejem 12 kadłuba 1 oraz ułatwia późniejsze odpowietrzanie kadłuba 1.

Stabilizacja położenia szczególnie podwieszonych zespołów, w zakresie niewielkich amplitud wychylenia od pionu, jest dodatkowo wspomagana napięciem sprężyny 7.

Działanie urządzenia polega na wymuszeniu pokonania dodatkowego oporu, szczególnie hydraulicznego, proporcjonalnego do kwadratu prędkości obrotu wału stabilizatora. Wał stabilizatora połączony jest z podwieszoną wahadłowo kolejką górniczą, z możliwością wychylenia obrotu o pewien kąt względem nie wahliwego elementu mocującego kolejkę do wózka poruszającego się po trasie kolejki. Opór ten powstaje z jednej strony na skutek pokonywania oporów przepływu oleju przez otworki w łopatce obracającej się względem korpusu stabilizatora, całkowicie wypełnionego olejem, oraz poprzez szczeliny pomiędzy łopatką i korpusem. Dodatkowo, opór jako reakcja przeciw wychyleniu łopatki jest wytwarzany przez sprężyny umieszczone w korpusie urządzenia, które w czasie odchylania się od pozycji neutralnej, tj. pionowego ustawienia łopatki, są ściskane, co powoduje zmniejszenie amplitudy wychyleń podwieszonej kolejki, tym samym zmniejszając możliwość jej kolizji z obudową wyrobiska górniczego.

Claims (7)

1. Stabilizator hydrauliczny ze wspomaganiem mechanicznym, szczególnie do stabilizacji położenia zespołów kolejki podwieszanej do podziemi kopalń, z wirnikiem umieszczonym obrotowo (wahadłowo) w kadłubie z nieprzesuwną przegrodą, zamkniętym pokrywą i wypełnionym olejem, przy czym między powierzchniami bocznymi i na średnicy zewnętrznej łopatek wirnika a współpracującymi powierzchniami wewnętrznymi kadłuba i pokrywy są szczeliny, przy czym szczelina znajduje się także między piastą wirnika a wewnętrzną powierzchnią nieruchomej przegrody wewnątrz kadłuba, znamienny tym, że wirnik (2) posiada dwie łopatki (9) z otworami dławiącymi (10), a łopatki (9) są nieprzesuwnie zamocowane na piaście (8) wirnika (2), przy czym łopatki (9) są rozchylone względem siebie o kąt (H), natomiast na średnicy zewnętrznej wirnika (2) łopatki (9) są z sobą połączone nieprzesuwnie.

2. Stabilizator hydrauliczny według zastrz. 1, znamienny tym, że łopatki (9) wirnika (2) na średnicy zewnętrznej wirnika (2) są z sobą połączone bezpośrednio.

3. Stabilizator hydrauliczny według zastrz. 1, znamienny tym, że łopatki (9) wirnika (2) na średnicy zewnętrznej wirnika (2) są ze sobą połączone pośrednio poprzez występ (13), na którym z obydwu stron na promieniu (Rw) zamocowane jest gniazdo (14).

4. Stabilizator hydrauliczny według zastrz. 1, znamienny tym, że kadłub (1 posiada wnękę (5) o promieniu (R) umieszczoną w bocznej, wewnętrznej ścianie kadłuba (1) na promieniu (Rw), przy czym wnęka (5) jest przesłonięta przez nieruchomą przegrodę (4) kadłuba (1), zaś we wnęce (5), po obydwu stronach nieruchomej przegrody (4), umieszczona jest nieprzesuwnie prowadnica (6) o promieniu (Rp), gdzie Rp < R, natomiast w prowadnicy (6) i w gnieździe (14) umieszczone są końce łukowej sprężyny (7), która jest prowadzona kolejno w prowadnicy (6), we wnęce (5) kadłuba (1) i w gnieździe (14) wirnika (2).

5. Stabilizator hydrauliczny według zastrz. 4, znamienny tym, że łukowa sprężyna (7) jest osadzona w prowadnicy (6) i w gnieździe (14) z napięciem wstępnym.

6. Stabilizator hydrauliczny według zastrz. 4, znamienny tym, że na prowadnicy (6), na promieniu (R2) umieszczony jest ogranicznik (18) łukowej sprężyny (7), a na gniazdach (14), na promieniu (R1) umieszczone są prowadnice ruchome (19) łukowej sprężyny (7), przy czym R1 ϊ R2.

7. Stabilizator hydrauliczny ze wspomaganiem mechanicznym, szczególnie do stabilizacji położenia zespołów kolejki podwieszanej do podziemi kopalń, z wirnikiem umieszczonym obrotowo (wahadło) w kadłubie z nieprzesuwną przegrodą, zamkniętym pokrywą i wypełnionym olejem, przy czym między powierzchniami bocznymi i na średnicy zewnętrznej łopatek wirnika a współpracującymi powierzchniami wewnętrznymi kadłuba i pokrywy są szczeliny, przy czym szczelina znajduje się także między piastą wirnika a wewnętrzną powierzchnią nieruchomej przegrody wewnątrz kadłuba, znamienny tym, że kadłub (1a) posiada dzieloną wnękę (5a) o promieniu (R) umieszczoną na powierzchni cylindrycznej kadłuba (1a) na promieniu (Rz), oraz boczną wnękę (5b) o promieniu (R) umieszczoną w pokrywie (11a) na promieniu (Rz), przy czym dzielona wnęka (5a) kadłuba (1a) oraz wnęka boczna (5b) pokrywy (11a) są przesłonięte przez nieruchomą przegrodę (4a) kadłuba (1a), a w dzielonej wnęce (5a) oraz w bocznej wnęce (5b), po obydwu stronach nieruchomej przegrody (4a) kadłuba (1a), na promieniu (Rz) umieszczona jest prowadnica (6) o promieniu (Rp), gdzie Rp < R, natomiast wirnik (2a), umieszczony w kadłubie (1a), posiada od strony pokrywy (11) na promieniu (Rz) występ (13a) z zamocowanymi dwoma gniazdami (14), a w prowadnicy (6) i w gnieździe (14) umieszczone są końce łukowej sprężyny (7), przy czym łukowa sprężyna (7) osadzona jest z pewnym naciskiem wstępnym i jest prowadzona w całości kolejno w prowadnicy (6), w kanale utworzonym na promieniu (Rz) przez dzieloną wnękę (5a) i boczną wnękę (5b) oraz w gnieździe (14) wirnika (2a).