PL232330B1 - Stojak górniczy hydrauliczny - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy stojaka górniczego hydraulicznego, stosowanego w szczególności do obudowy indywidualnej wyrobisk górniczych. Stojak hydrauliczny (1) ma cylinder (2), w którym osadzony jest teleskopowo tłok (3). Cylinder (2) ma przyłącze (2"), do którego dołączony jest przewodem (4') zespół zamka hydraulicznego (4) z gniazdem ciśnieniowym (5) dla przyrządu zasilającego (6). Z kolei do przyłącza (3") komory nadtłokowej dołączony jest zespół pomiarowy (7), składający się z zaworu zamykającego (7') oraz manometru (7"). Zamknięcie zaworu zamykającego (7') w trakcie normalnej pracy stojaka hydraulicznego (1) łączy manometr (7") z komorą nadtłokową, co daje możliwość odczytu ciśnienia w tej komorze nadtłokowej. Brak ciśnienia świadczy o szczelności stojaka hydraulicznego (1), a gdy to ciśnienie się pojawia, można określić tendencję jego przyrostu w czasie, dającą podstawę do prognozy podporności stojaka hydraulicznego (1).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest stojak górniczy hydrauliczny, znajdujący zastosowanie szczególnie w górniczej obudowie indywidualnej.

Stojaki hydrauliczne obudowy indywidualnej znajdują bardzo szerokie zastosowanie w praktyce górniczej wszędzie tam, gdzie występuje konieczność wzmocnienia obudowy, a także w miejscach, gdzie wprowadzenie obudowy zmechanizowanej jest technicznie niemożliwe, względnie nieuzasadnione. Stąd też pełna sprawność stojaków hydraulicznych indywidualnych jest nadzwyczaj istotna. Tymczasem brak jest prostych przyrządów do określania stanu podporności takich stojaków, a więc stosunkowo często występuje zjawisko obniżonej podporności roboczej ze względu przykładowo nieszczelności uszczelnienia rdzennika w cylindrze stojaka, co zazwyczaj nie jest sygnalizowane i kontrolowane, jak to ma miejsce na przykład w odniesieniu do podpór hydraulicznych obudowy zmechanizowanej. Zgodnie ze znanym z polskiego opisu patentowego PL 201259 B1 sposobem, przy zamkniętych przestrzeniach roboczych podpory hydraulicznej, a więc komory podtłokowej i komory nadtłokowej, dokonuje się w sposób ciągły porównania wielkości ciśnienia medium hydraulicznego w tych komorach, a wynik tego porównania obrazuje się na wskaźniku odpowiadającym badanej podporze hydraulicznej, przykładowo w założonych przedziałach tej wielkości. Korzystnie wynik porównania ciśnień obrazuje się wskaźnikiem optycznym, w którym odpowiedniemu przedziałowi porównywanych ciśnień przyporządkowany jest odpowiedni kolor na wyświetlaczu optycznym. Wykorzystywanie tego sposobu pozwala na określenie w konkretnej chwili stanu rozparcia obserwowanej podpory hydraulicznej, co pośrednio daje pogląd na możliwy czas pracy tej podpory, określony koniecznością dokonania jej wymiany. Określenie momentu koniecznej wymiany podpory hydraulicznej jest siłą rzeczy zgrubne i wynika z wielu kolejnych obserwacji, wynikających z porównywania ciśnień w komorach podtłokowej i nadtłokowej, a więc z obserwacji następowania po sobie sygnałów o przekroczeniu jednego z wielu założonych przedziałów wyniku porównywania ciśnień. W praktyce możliwym jest jednak wystąpienie zjawiska zaburzającego taki przebieg obserwacji, jako że początkowo drobna niesprawność uszczelnienia w miarę pracy podpory hydraulicznej może zwiększać się, prowadząc do niespodziewanej utraty podporności obudowy.

Znany jest ponadto, na przykład z opisu patentowego US 6957166 (B1) system monitorowania w czasie rzeczywistym obciążeń górotworu działających na podpory górnicze, oparty o programowalny mikrokomputer ustalający wielkość obciążenia obudowy na podstawie sygnałów przekazywanych przez przetworniki ciśnienia. Na podstawie otrzymywanych sygnałów z czujników tensometrycznych mikrokomputer sygnalizuje aktualną wartość obciążenia przez podawanie na wskaźnikach odpowiednich kodów, względnie sygnałów dźwiękowych, co informuje załogę o konieczności wprowadzenia dodatkowej obudowy, względnie wzmocnienia obudowy istniejącej. Mikrokomputer w oparciu o otrzymane impulsy analizuje stan aktualny oraz prognozuje rozwój sytuacji, wynikający z dynamiki zmian obciążeń, dzięki czemu możliwym jest wyprzedzające w czasie ostrzeganie załogi o narastającym zagrożeniu. System ten jest rozwiązaniem drogim i skomplikowanym technicznie, a uzyskane wyniki prognozowania mogą być niejednoznaczne i wymagają dodatkowej analizy co do zgodności ze stanem aktualnym, dla przykładu w odniesieniu do nacisków górotworu na obudowę przy wadliwym rozparciu tej obudowy.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego zestawienia stojaka górniczego hydraulicznego, które umożliwi bezpośrednie wykrycie spadku i zmian podporności stojaka powodowanych przez ewentualnie powstające nieszczelności pakietu uszczelniającego rozdzielającego część podtłokową od jego części nadtłokowej, charakteryzujący się ogromną prostotą i łatwością przeprowadzenia takiej prognozy.

Istota wynalazku polega na tym, zawór zamykający zespołu pomiaru ciśnienia umożliwiający zamknięcie komory nadtłokowej na czas pomiaru zmiany ciśnienia w tej komorze nadtłokowej jest zbocznikowany zaworem zwrotnym sterowanym, który połączony jest przewodem sterującym poprzez zespół zamka hydraulicznego, z gniazdem ciśnieniowym wysokiego ciśnienia, co umożliwia rabowanie stojaka również przy zamkniętym zamku hydraulicznym.

Zasadniczą zaletą stojaka według wynalazku jest możliwość sprawdzenia szczelności każdego stojaka górniczego hydraulicznego w dowolnym momencie i w razie potrzeby przeprowadzenia prognozy sytuacji dla najbliższej i nawet dalszej przyszłości. Możliwość ta wynika z wykorzystania znanego zjawiska wzrostu ciśnienia w komorze nadtłokowej przy uszkodzonym uszczelnieniu tłoka w jego cylindrze. Stąd też zamknięcie zaworu zamykającego przyłączonego na odpływie z tej komory nadtłokowej i pomiar zmiany ciśnienia w określonym przedziale czasu pozwala na wykrycie nieszczelności, a także postawienie prognozy co do czasu, jaki upłynie do osiągnięcia przez rozpatrywany stojak górniczy hydrauliczny, dla przykładu poziomu podporności wstępnej, bez konieczności obserwacji i porównywania

PL 232 330 B1 zmian ciśnienia medium hydraulicznego w komorze podtłokowej. Czas ten umożliwia wyprzedzające przygotowanie wymiany uszkodzonego stojaka górniczego hydraulicznego. Rozwiązanie to faktycznie pozwala na sprawdzenie każdego stojaka górniczego hydraulicznego na podstawie indywidualnych pomiarów, które nie stanowią zaburzenia dla normalnej pracy obudowy, przy czym niezbędnym jest tylko posiadanie wiedzy o wielkości powierzchni podtłokowej i nadtłokowej każdego stojaka górniczego hydraulicznego. To zaś w odniesieniu do stypizowanych stojaków górniczych i podpór hydraulicznych nie stanowi żadnego problemu. Dodatkową zaletą rozwiązania według wynalazku jest możliwość obserwacji i prognozowania stanu podporności stojaków górniczych hydraulicznych indywidualnych stosowanych w dużych ilościach przy zabezpieczaniu odcinków przyścianowych wyrobisk, a także dodatkowych rozpór w wyrobiskach ścianowych, wykorzystywanych w zamkniętych układach zasilania sekcji obudowy zmechanizowanej. Rozwiązanie staje się przydatne zwłaszcza tam, gdzie ze względów ekonomicznych łączenie stojaków górniczych hydraulicznych w wyodrębniony system jest niecelowe i nie opłacalne.

Rozwiązanie ponadto cechuje się pełną uniwersalnością, jako że jest możliwe do wykorzystania zarówno w stojakach górniczych hydraulicznych obudowy indywidualnej, jak też podpór hydraulicznych dwustojakowych obudów zmechanizowanych.

Wynalazek został bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia uproszczony widok stojaka górniczego hydraulicznego, fig. 2 - schemat sterowania stojaka górniczego hydraulicznego, a fig. 3 - schemat sterowania stojaka górniczego hydraulicznego włączonego w układ zasilania obudowy zmechanizowanej.

Stojak górniczy hydrauliczny 1 ma cylinder (2), w którym przesuwnie umieszczony jest uszczelniony tłok 3 (fig. 1), co wyznacza komorę podtłokową 2' (fig. 2) oraz komorę nadtłokową 3'. Do przyłącza 2” podłączony jest przewodem 4' zespół zamka hydraulicznego 4 z gniazdem ciśnieniowym 5, stanowiącym przyłącze dla przyrządu zasilającego 6. Z kolei do przyłącza 3” komory nadtłokowej 3' dołączony jest zespół pomiarowy 7, składający się z zaworu zamykającego 7' oraz manometru 7” wyposażony w gniazdo spływowe 8 dla przyrządu zasilającego 6. Połączenie przyrządu zasilającego 6 do gniazda ciśnieniowego 5 powoduje rozpieranie stojaka górniczego hydraulicznego 1, natomiast podłączenie go do gniazda spływowego 8 powoduje rabowanie tego stojaka. Zawór zamykający 7' zespołu pomiarowego 7 połączony jest przewodem 4” z zespołem zamka hydraulicznego 4. Poprzez zamknięcie zaworu zamykającego 7' w trakcie normalnej pracy stojaka górniczego hydraulicznego 1 łączy się manometr 7” z komorą nadtłokową 3' i możliwym staje się odczyt ciśnienia w tej komorze nadtłokowej 3'. Brak ciśnienia świadczy o pełnej szczelności tłoka 3, natomiast pojawienie się ciśnienia świadczy o nieszczelności tłoka 3 i przedostawaniu się cieczy hydraulicznej z komory podtłokowej 2'. Obserwacja tendencji wzrostowej tego ciśnienia w określonym przedziale czasu, przy znanych średnicach czynnych tłoka 3 od strony komory podtłokowej 2' oraz od strony komory nadtłokowej 3' pozwala na określenie szybkości przyrostu ciśnienia, a przez to czasu, w którym ciśnienie to osiągnie poziom wymagający wymian stojaka górniczego hydraulicznego 1.

Najbardziej celowym jest wykorzystanie stojaka górniczego 1 według wynalazku w układzie zamkniętym zasilania, przykładowo w układzie zasilania sekcji obudowy zmechanizowanej (fig. 3). W takim układzie zespół pomiarowy 7 wyposażony jest dodatkowo w zawór zwrotny sterowany 7a, bocznikujący zawór zamykający 7', a jednocześnie połączony przewodem sterującym 4a z zespołem zamka hydraulicznego 4. Jednocześnie gniazdo ciśnieniowe 5' przyłączone jest do magistrali ciśnieniowej, a gniazdo spływowe 8' przyłączone jest do magistrali spływowej. Zamknięcie zaworu hydraulicznego 7' przy normalnej pracy stojaka górniczego hydraulicznego 1 umożliwia dokonanie pomiaru szczelności tłoka 3, a dzięki zaworowi zwrotnemu 7a i jego połączeniu przewodem sterującym 4a z zespołem zamka hydraulicznego 4 możliwym jest rabowanie stojaka górniczego hydraulicznego 1, wynikające na przykład z przebiegu cyklu technologicznego. Pomiar szczelności tłoka 3 stojaka górniczego hydraulicznego 1 jest identyczny, jak przedstawiony przy opisie fig. 2.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Stojak górniczy hydrauliczny, posiadający co najmniej jednostopniowy rdzennik z przyłączem odpływowym, osadzony przesuwnie teleskopowo pakietem uszczelniającym we wnętrzu cylindra wyposażonego w przyłącze medium hydraulicznego pod ciśnieniem, a także wyposa4

   PL 232 330 Β1 żony w zespół pomiaru ciśnienia w komorze nadtłokowej, posiadający manometr i zawór zamykający, znamienny tym, że zawór zamykający (7’) umożliwiający zamknięcie komory nadtłokowej (3') na czas pomiaru zmiany ciśnieniu w tej komorze nadtłokowej (3’) jest zbocznikowany zaworem zwrotnym sterowanym (7a), który połączony jest przewodem sterującym (4a) poprzez zespół zamka hydraulicznego (4) z gniazdem ciśnieniowym (5’).