Патент на изобретение №2349757

(54) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ НАТЯЖНОЕ УСТРОЙСТВО

(57) Реферат:

Изобретение относится к горной промышленности, к шахтному строительству, к проходке вертикальных стволов, к гибкой армировке шахтных стволов. Гидравлическое натяжное устройство содержит канат, запанцированный в коуш, подшкивную площадку, портал, гидравлический привод, цилиндр которого установлен на подшкивной площадке под порталом и получает питание от маслостанции через гидрораспределитель. Клиновый коуш каната установлен сверху на портале, который размещен на подшкивной площадке. Гидравлический привод выполнен шаговым, канат дополнительно пропущен через цангу поршня гидравлического шагового привода, с возможностью перемещения каната гидроцилиндром и фиксации в нем. Изобретение позволяет дополнительно форсировать и нагружать канат, а также обеспечить контроль натяжения каната по величине давления в гидросистеме гидравлического шагового привода. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к горной промышленности, в особенности к шахтному строительству, к проходке вертикальных стволов, к гибкой армировке шахтных стволов. В частности, к устройствам для натяжения канатов, используемых в качестве направляющих канатов или отбойных.

Направляющие канаты, используемые для армировки ствола, предназначены для выполнения функции проводников для перемещения по ним поднимаемых сосудов – скипов, клетей [1, 2]. Для нормального функционирования направляющего каната необходимо, чтобы он имел достаточную жесткость, которая зависит от натяжения каната.

Натяжение направляющих и отбойных канатов, как правило, осуществляется при помощи грузов, размещаемых в зумпфе ствола. Однако в практике имеют место случаи, когда натяжение канатов производится при помощи гидравлических устройств или калиброванных пружин, размещаемых на копре. С целью устранения возможных синхронных колебаний направляющих и отбойных канатов в них создается несколько большее натяжение, чем в направляющих ([2] с.53-58).

Применение для натяжения канатов грузовых и пружинных устройств требует для своего оборудования и размещения дополнительной глубины зумпфа и вызывает необходимость в постоянном контроле и регулировке натяжения канатов, что в условиях зумпфа чрезвычайно сложно.

Чтобы избежать регулировки натяжения канатов в зумпфе, натяжные устройства монтируют на копре, а не в зумпфовой части ствола.

Известно гидравлическое натяжное устройство, разработанное Донгипрооргшахтостроем ([2], с.23-26). В известном устройстве канат, закрепленный своим нижним концом на раме, расположенной в зумпфовой части ствола, получает натяжение за счет гидростойки, перемещающей верхний конец каната, закрепленный в коуше типа КРГ. Канат, получивший натяжение, фиксируется при помощи переставных пальцев на тягах, перемещающих коуш КРГ. Для контроля величины натяжения каната используются датчики трансформаторного типа. Датчики устанавливаются на копре, а в здании подъемной машины размещаются приборы, указывающие натяжение.

Несмотря на преимущества, по сравнению с грузовыми и пружинными устройствами для натяжения канатов, гидравлические устройства имеют и ряд недостатков. К ним следует отнести:

1. Максимальная длина перемещения каната (вытяжки) без перепанцировки каната составляет 1,5 метра.

2. Гидростойку для осуществления натяжения необходимо переносить с одного каната на другие.

3. Приборы, контролирующие натяжение каната, неточны и работают недостаточно надежно.

4. Для осуществления перепанцировки каната в коуше КРГ необходимо применение дополнительных устройств для фиксации каната.

5. Необходимость перепанцировки каната при перемещении его на длину более 1,5 метров.

Такие перемещения необходимо выполнять при обнаружении местного износа направляющих и отбойных канатов, расположенных близко к местам закрепления их. Перемещение их вниз так, чтобы участок, который подвергается наибольшему износу, вышел из этой зоны.

С этой целью оставляют свободные концы канатов длиной не менее 16-20 метров ([3] с.169).

Цель изобретения – создание гидравлического натяжного устройства, свободного от указанных выше недостатков.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что гидравлическое натяжное устройство, содержащее канат, запанцированный в коуш, подшкивную площадку, портал, гидравлический привод, цилиндр которого установлен на подшкивной площадке под порталом и получает питание от маслостанции через гидрораспределитель [4], отличается тем, что клиновый коуш каната установлен сверху на портале, который размещен на подшкивной площадке при этом гидравлический привод выполнен шаговым, канат дополнительно пропущен через цангу поршня гидравлического шагового привода, с возможностью перемещения каната гидроцилиндром и фиксации в нем.

Применение гидравлического шагового привода позволяет устранить почти все недостатки известного гидравлического натяжного устройства, так как позволяет дополнительно фиксировать и нагружать канат, а также обеспечить контроль натяжения каната по величине давления в гидросистеме гидравлического шагового привода.

На фиг.1 изображено предлагаемое гидравлическое натяжное устройство, его принципиальная схема; на фиг.2 изображен разрез поршня с гибким штоком.

Гидравлическое натяжное устройство содержит цилиндр 1 с рабочей 2 и возвратной 3 полостями и узлами 4 и 5 герметизации, насосный агрегат 6, распределители 7 и 8, датчики 9 и 10 контроля положения. В цилиндре 1 установлен поршень 11, имеющий возможность перемещения вдоль каната – гибкого штока 12 (представляющего собой канат закрытой конструкции). Поршень 11 выполнен с расточкой 13, в которой размещена коническая цанга 14, подпружиненная при помощи пружины 15 относительно поршня 11, охватывающая гибкий шток 12 и взаимодействующая со ступенчатым поршнем 16, размещенным в поршне 11. Шток 12 уплотнен относительно поршня 11 поджимным сальником 17 с нажимным элементом 18. Ступенчатый поршень 16 и нажимной элемент 18 образуют в расточке 13 поршня 11 полости 19-21 (смотри фиг.2). При этом полости 19 и 21 сообщены посредством зазоров между частями сборного поршня с возвратной полостью 3, а полость 20 – с рабочей полостью 2. Указанный цилиндр 1 размещен на подшкивной площадке 22, на которой также размещен портал 23, поверху которого опирается своими рычагами 24 коуш КРГ 25 с гайкой расклинивания 26 и жимками 27. Гидропневмоаккумулятор 28 с манометром 29 присоединен к возвратной полости 3.

После опускания в ствол каната 12 (направляющего или отбойного) нижний конец его закрепляется на раме, размещенной в зумпфовой части ствола. Верхний конец каната 12 с помощью специальных приспособлений (например, с использованием жимков присоединяют к канату дополнительной монтажной лебедки) удерживается над подшкивной площадкой 22. Верхний конец каната 12 (выполняющего дополнительно функции гибкого штока) вводят через узел герметизации 5 цилиндра 1 и далее через поджимной сальник 17 с нажимным элементом 18, через коническую цангу 14 поршня 11, узел герметизации 4 выводят из поршня 11 наружу. Затем выведенный конец каната 12 пропускают через расклиненный коуш (типа КРГ) 25 с ослабленной гайкой расклинивания 26 и жимкуют при помощи жимка 27. Устройство готово к работе.

Гидравлическое натяжное устройство работает следующим образом. При подаче рабочей жидкости от насосного агрегата 6 через гидрораспределители 7 и 8 в рабочую полость 2 цилиндра 1 и в гидропневмоаккумулятор 28 рабочая жидкость, одновременно по зазорам в сборном поршне 11, попадает в полость 20, воздействует на поршень 16 и нажимной элемент 18, осуществляя посредством цанги 14 фиксацию поршня 11 относительно каната 12 и надежное зажатие сальника 17 в зависимости от давления рабочей среды. Поршень 11 и канат 12, зафиксированные друг относительно друга, перемещаются вверх. При этом рабочая жидкость из возвратной полости 3 гидроцилиндра 1 выдавливается через сбросную линию на слив в бак маслостанции 6. Так как гайка расклинивания 26 ослаблена, канат 12 проходит через коуш 25. Одновременно следят за показаниями манометра 29. Если необходимое натяжение каната 12 достигнуто (о чем судят по показанию величины давления манометром 29), дальнейшее натяжение каната прекращают путем остановки подачи жидкости в рабочую полость 2 цилиндра 1 постановкой гидрораспределителя 7 в нейтральное положение.

После этого при помощи гайки 26 производят начальное заклинивание каната 12 в коуше 25. Если необходимое натяжение каната 12 не достигнуто, а поршень 11 переместился в крайнее верхнее положение, то датчик 9 сигнализирует об этом и одновременно с этим воздействует на гидрораспределитель 7, переводя его в нейтральное положение.

Для осуществления дальнейшего натяжения каната 12 необходимо при помощи гайки 26 произвести начальное заклинивание каната 12 в коуше 25. После этого при помощи гидрораспределителя 8 производят реверсирование подачи жидкости на цилиндр 1, а при помощи распределителя 7 возобновляют подачу жидкости в полости цилиндра 1. При этом жидкость под давлением будет поступать в возвратную полость 3 цилиндра 1. Одновременно жидкость по зазорам в сборном поршне 11 попадает в полости 19 и 21, воздействует на ступенчатый поршень 16 и нажимной элемент 18, последние перемещаются в положение, позволяющее осуществить расфиксацию поршня 11 относительно каната 12 и ослабить зажатие сальника 17. Поршень 11 перемещается относительно каната 12 вниз. По достижению поршнем 11 крайнего нижнего положения сигнал об этом появится на датчике 10 нижнего положения поршня 11. Жидкость из рабочей полости 2 будет выдавливаться на слив через гидрораспределители 7 и 8. Гидрораспределитель 7 необходимо вручную установить в нейтральное положение.

Для дальнейшего продолжения натяжения (или движения) каната 12 необходимо ослабить гайку расклинивания 26 коуша 25, затем включить гидрораспределитель 7, а гидрораспределитель 8 среверсировать. Это приведет к подаче жидкости в рабочую полость 2 гидроцилиндра 1 и, как уже было описано в начале, приведет к перемещению поршнем 11 каната 12 вверх. Описанная операция может быть повторена многократно до достижения необходимого натяжения каната.

Для остановки системы в любой момент (например, вручную) достаточно при помощи распределителя 7 прекратить подачу рабочей жидкости от маслостанции 6. Для возобновления работы достаточно включить распределитель 7, а для осуществления реверса необходимо воздействовать на систему распределителем 8 (например, при местном управлении).

Литература

1. Шафранов Н.К., Ягодкин Ф.И. Канатная армировка вертикальных стволов. М.: Недра, 1976. 144 с.

2. Шафранов Н.К. Технология армирования вертикальных стволов шахт. М.: Недра, 1984. 240 с.

3. Манец И.Г., Снегирев Ю.Д., Паршинцев В.П. Техническое обслуживание и ремонт шахтных стволов. М.: Недра, 1979. 248 с.

4. А.с. СССР №1404693, кл. F15В 11/12, 1988.

Формула изобретения

Гидравлическое натяжное устройство, содержащее канат, запанцированный в коуш, подшкивную площадку, портал, гидравлический привод, цилиндр которого установлен на подшкивной площадке под порталом и получает питание от маслостанции через гидрораспределитель, отличающееся тем, что клиновый коуш каната установлен сверху на портале, который размещен на подшкивной площадке, при этом гидравлический привод выполнен шаговым, канат дополнительно пропущен через цангу поршня гидравлического шагового привода с возможностью перемещения каната гидроцилиндром и фиксации в нем.

РИСУНКИ