гидрозамок гидроцилиндра шахтной крепи

Формула изобретения

ГИДРОЗАМОК ГИДРОЦИЛИНДРА ШАХТНОЙ КРЕПИ, содержащий корпус, в расточке которого установлен клапан, имеющий сквозной канал, хвостовик которого уплотнен и поджат пружиной, обойму, в проточке которой установлен эластичный уплотнительный элемент, разгрузочный плунжер, надклапанную и подклапанную полости, разделенные в исходном положении клапаном с чашеобразной головкой, отличающийся тем, что наружная цилиндрическая часть чашеобразной головки клапана с внутренней цилиндрической частью пояска корпуса, а также наружная цилиндрическая часть обоймы с внутренней цилиндрической частью чашеобразной головки клапана соответственно образуют дроссельные кольцевые щели, причем внутренняя цилиндрическая часть чашеобразной головки клапана имеет диаметр не менее уплотняемого диаметра хвостовика клапана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидроприводу шахтной механизированной крепи.

Известен гидрозамок, содержащий коническое седло и конический клапан, поджатый к седлу пружиной, где уплотнение клапана производится по конической шейке седла [1]

Указанная конструкция гидрозамка весьма чувствительна к загрязнениям, содержащимся в рабочей жидкости. Кроме того, клапан в ней подвержен автоколебаниям при протекании потока жидкости из подклапанной полости в надклапанную, что, в свою очередь, приводит к разбиванию седла и, как следствие, потере герметичности. Кроме того, автоколебания значительно снижают расходную характеристику гидрозамка из-за постоянного изменения скорости потока жидкости в щели клапана.

Известна конструкция гидрозамка, содержащего надклапанную и подклапанную полости, перегородку между ними, в которой установлен золотник с эластичным уплотнительным элементом и дросселирующим пояском, бандажной втулкой, поджатой пружиной [2]

Данная конструкция гидрозамка в результате применения эластичного уплотнительного элемента менее чувствительна к загрязнениям, содержащимся в рабочей жидкости.

Дросселирующий поясок золотника демпфирует гидроудары при разгрузке надклапанной полости плунжером. Однако указанная конструкция гидрозамка не предотвращает автоколебания золотника при потоке рабочей жидкости из подклапанной полости в надклапанную полость, что снижает расходную характеристику гидрозамка. Кроме того, в результате значительного хода золотника (эластичный уплотнительный элемент должен перейти из контакта с перегородкой в контакт с бандажной втулкой и обратно) при закрытии гидрозамка происходит падение давления жидкости в надклапанной полости.

Задача изобретения создание конструкции гидрозамка гидроцилиндра шахтной крепи, которая была бы лишена вышеуказанных недостатков.

Задача решается в результате создания предлагаемой конструкции гидрозамка гидроцилиндра шахтной крепи.

На чертеже приведена схема гидрозамка.

Гидрозамок гидроцилиндра шахтной крепи содержит корпус 1, в расточке которого установлен клапан 2, хвостовик 3 которого уплотнен эластичным уплотнительным элементом 4 и поджат пружиной 5. Противоположный конец клапана 2 представляет собой чашеобразную головку 6, имеющую на торцовой части кромку 7, взаимодействующую с эластичным уплотнительным элементом 8, размещенным в кольцевой проточке 9 головки обоймы 10. Hаружная цилиндрическая часть 11 чашеобразной головки 6 образует с пояском 12 дроссельную щель 13. Внутренняя цилиндрическая часть 14 чашеобразной головки 6 образует с наружной цилиндрической частью 15 головки обоймы 10, дроссельную щель 16. Дно 17 чашеобразной головки взаимодействует с торцовой частью 18 головки обоймы 10, посредством чего создается ограничение проникновения кромки 7 чашеобразной головки 6 в тело эластичного уплотнительного элемента 8. Клапан 2, поджатый пружиной 5, разделяет расточку корпуса 1 на две части: подклапанную 19 и надклапанную 20, которые имеют возможность соединения при открытом клапане 2 через его сквозной канал 21.

Для разгрузки надклапанной полости 20 имеется толкатель 22 с окнами 23 уплотненный в корпусе 1 эластичным уплотнительным элементом 24.

Предлагаемый гидрозамок гидроцилиндра шахтной крепи работает следующим образом.

При подаче давления рабочей жидкости в подклапанную полость 19 рабочая жидкость следует по каналу 21, зазору между дном 17 и торцовой частью 18 головки обоймы 10, дроссельной щели 13, отжимает эластичный уплотнительный элемент 8 от кромки 7 и, проходя через дроссельную щель 16, попадает в надклапанную полость 20.

В результате дросселирования жидкости в дроссельной щели 13 образуется дополнительная гидродинамическая сила, которая приподнимает клапан 2 над головкой обоймы 10, сжимая пружину 5. В полости, состоящей из наружной цилиндрической части 15 головки обоймы 10, эластичного уплотнительно элемента 8 и пояска 12, образуется жидкостная подушка, на которой плавает клапан 2, создавая свободный проход жидкости из подклапанной полости 19 в надклапанную полость 20.

При прекращении подачи давления рабочей жидкости исчезает гидродинамическая сила потока жидкости, действующая на кромку 7 и клапан 2 опускается в исходное положение, т.е. кромка 7 входит во взаимодействие с эластичным уплотнительным элементом 8.

При малом давлении рабочей жидкости в надклапанной полости 20 кромка 7 с эластичным уплотнительным элементом 8 работает как торцовое уплотнение, те. герметизация происходит по диаметру, равному диаметру наружной цилиндрической части 11 чашеобразной головки 6. По мере увеличения давления рабочей жидкости в надклапанной полости 20 диаметр, по которому происходит уплотнение между кромкой 7 и эластичным уплотнительным элементом 8, уменьшается от диаметра, равного диаметру наружной цилиндрической части 11, к диаметру, равному диаметру внутренней цилиндрической части 14 чашеобразной головки 6. При достижении уплотняемого диаметра размера, равного диаметру внутренней цилиндрической части 14, материал эластичного уплотнительного элемента 8 затекает в зазор, созданный дроссельной щелью 16, образуя уплотнение радиального типа, причем уплотняемый диаметр в этом случае уже строго фиксирован и равен диаметру внутренней цилиндрической части 14 чашеобразной головки 6.

Фиксированный уплотняемый диаметр гидрозамка гидроцилиндра шахтной крепи позволяет применять дифференциальную разгрузку клапана 2 от гидравлического давления, т. е. при выполнении уплотняемого диаметра хвостовика 3, равного диаметру внутренней цилиндрической части 14 чашеобразной головки 6, клапан 2 полностью разгружен от гидравлического давления в надклапанной полости 20 и поджимается только усилием пружины 5. Это позволяет значительно снизить усилие открытия клапана 2 и соответственно уменьшить уплотняемый диаметр толкателя 22.

При подаче давления рабочей жидкости в полость управления 25 толкатель 22 отжимает клапан 2 вверх, при этом кромка 7 выходит из контакта с эластичным уплотнительным элементом 8, рабочая жидкость из надклапанной полости 20 начинает проникать в подклапанную полость 19. При этом дроссельные щели 13 и 16, а также зазор между кромкой 7 и эластичным уплотнительным элементом 8 образуют дросселирующий лабиринт, который демпфирует гидроудар, возникающий при открытии клапана 2. При дальнейшем продвижении клапана 2 вверх открывается свободный проход рабочей жидкости из надклапанной полости 20 в подклапанную полость 19. По окончании подачи давления рабочей жидкости в полость управления 25 клапан 2 возвращается в исходное положение, т.е. кромка 7 входит во взаимодействие с эластичным уплотнительным элементом 8 и надклапанная полость 20 отсекается от подклапанной полости 19.

Предлагаемая конструкция гидрозамка гидроцилиндра шахтной крепи лишена недостатков, указанных у прототипов, а именно:

в результате применения эластичного уплотнительного элемента 8, гидрозамок не чувствителен к загрязнениям, содержащимся в рабочей жидкости;

в результате того, что при запитке надклапанной полости 20 клапан 2 плавает на жидкостной подушке, которая создается в полости, образованной наружной цилиндрической частью 15 головки обоймы 10, эластичным уплотнительным элементом 8 и пояском 12, устраняются его автоколебания и соответственно улучшается расходная характеристика гидрозамка;

в результате образования дроссельных кольцевых щелей 13 и 16 демпфируются гидроудары при разгрузке надклапанной полости 20.