PL B1 OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13)B1. (21) Numer zgłoszenia;

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13)B1 (21) Numer zgłoszenia; Urząd Patentowy (22) Data zgłoszenia: Rzeczypospolitej Polskiej (51) IntCl6. E21D 15/50 E21D 15/15 Stojak hydrauliczny, zwłaszcza do górniczej obudowy zmechanizowanej (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 26/93 (73) Uprawniony z patentu: Katowicki Holding Węglowy Spółka Akcyjna Kopalnia Węgla Kamiennego "Staszic", Katowice, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 01/97 (72) Twórcy wynalazku: Stanisław Żądło, Katowice, PL Michał Sułkowski, Katowice, PL Marian Tengler, Katowice, PL Wiesław Piecha, Katowice, PL Stefan Kocurek, Katowice, PL Edward Ciapała, Katowice, PL PL B1 1. Stojak hydrauliczny, zwłaszcza do górniczej obudowy zmechanizowanej, wyposażony w osłonę gładzi tłoczyska a pobocznica osłony ma przecięcia, przy czym boki przecięcia są ze sobą połączone rozłącznie, znamienny tym, że osłonę gładzi (3) tłoczyska. (2) stanowią ściśliwo-rozprężne pierścienie (4) umieszczone swobodnie jeden przy drugim, korzystnie na całej długości gładzi wystającej z cylindra (1), a gładź styka się w zasadzie suwliwie z wewnętrzną powierzchnią (P) pierścieni, z których skrajny umieszczony jest na oporze (5) usytuowanej na cylindrze (1) stojaka. Fig. 1

2 Stojak hydrauliczny, zwłaszcza do górniczej obudowy zmechanizowanej Zastrzeżenia patentowe 1. Stojak hydrauliczny, zwłaszcza do górniczej obudowy zmechanizowanej, wyposażony w osłonę gładzi tłoczyska a pobocznica osłony ma przecięcia, przy czym boki przecięcia są ze sobą połączone rozłącznie, znamienny tym, że osłonę gładzi (3) tłoczyska (2) stanowią ściśliwo-rozprężne pierścienie (4) umieszczone swobodnie jeden przy drugim, korzystnie na całej długości gładzi wystającej z cylindra (1), a gładź styka się w zasadzie suwliwie z wewnętrzną powierzchnią (P) pierścieni, z których skrajny umieszczony jest na oporze (5) usytuowanej na cylindrze (1) stojaka. 2. Stojak według zastrz. 1, znamienny tym, że każdy z pierścieni (4) na jednym z boków (7) przecięcia (6) ma łącznik (8), rozłącznie połączony z gniazdem (9) usytuowanym na drugim boku (10) przecięcia. 3. Stojak według zastrz. 2, znamienny tym, że łącznik (8) ma postać zbliżoną do pryzmy. 4. Stojak według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że łącznik (8) ukształtowany jest bezpośrednio z tworzywa pierścienia (4). 5. Stojak według zastrz. 2, znamienny tym, że gniazdo (9) stanowi wybranie w tworzywie pierścienia (4), odpowiadające kształtem łącznikowi (8). 6. Stojak według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że pierścienie (4) mają wypukle ukształtowaną pobocznicę. 7. Stojak według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosunek wysokości (H) pierścienia (4) do grubości (G) jego ścianki wynosi 2 do Stojak według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że pierścienie (4) mają porowatą strukturę wewnętrzną. 9. Stojak według zastrz. 8, znamienny tym, że tworzywo pierścienia (4) stanowi spieniona guma. * * * Przedmiotem wynalazku jest stojak hydrauliczny, zwłaszcza do górniczej obudowy zmechanizowanej, wyposażony w osłonę gładzi tłoczyska. Cylindryczna powierzchnia zewnętrzna tłoczyska stojaka hydraulicznego pokryta jest powłoką metaliczną, np. chromową, która odpowiednio wypolerowana stanowi gładź współpracującą suwliwie z uszczelnieniem umieszczonym w cylindrze stojaka. W celu zapewnienia wymaganej, poosiowej szczelności stojaka oraz trwałości uszczelnień, gładź tłoczyska powinna mieć wysoki stopień gładkości oraz musi być zabezpieczona przed korozyjnym działaniem na nią agresywnej, zwłaszcza kwaśnej atmosfery kopalnianej. Ponadto gładź tłoczyska powinna być zabezpieczona przed niszczącym działaniem pyłu, zwłaszcza krzemionkowego, odprysków górotworu powstających podczas pracy urządzeń urabiających oraz podczas robót strzałowych. Gładź tłoczyska musi być poddawana częstym przeglądom kontrolnym a także regeneracji polegającej głównie na przeszlifowaniu a następnie polerowaniu, przy czym jednocześnie następuje wymiana uszczelnień tłoczyska. W tym celu konieczne jest wymontowanie stojaka z obudowy zmechanizowanej stanowiącej część kompleksu ścianowego i przemieszczenie go do specjalistycznego warsztatu na powierzchni kopalni. Z polskiego opisu patentowego nr znany jest stojak hydrauliczny, którego tłoczysko wyposażone jest w osłonę mechaniczną zabezpieczającą gładź przed korozją oraz dynamicznym działaniem odprysków urabianego górotworu. Osłona ma postać mieszka wyko-

3 nanego z segmentów krążków materiału, np. tkaniny nasyconej polichlorkiem winylu. Każdy z segmentów krążków składa się z trzech wycinków pierścienia o tym samym promieniu krzywizny zewnętrznej oraz wewnętrznej. Segmentowe krążki są ze sobą połączone nierozłącznie za pomocą szycia, klejenia, nitowania lub w inny sposób - tworząc osłonę w postaci mieszka. W celu umożliwienia zamontowania lub zdemontowania mieszkowej osłony z tłoczyska stojaka, pomiędzy kołowymi krawędziami osłony a gładzią istnieje znaczny luz promieniowy. Natomiast w celu umożliwienia przenikania w kierunku osiowym zanieczyszczeń do wnętrza osłony oraz umożliwienia wprawiania jej w ruch podczas wysuwania lub wsuwania tłoczyska do cylindra, jeden z końców osłony zamocowany jest rozłącznie do zewnętrznego końca tłoczyska, a drugi koniec osłony zamocowany jest do pobocznicy cylindra. Znany stojak hydrauliczny ma tę niedogodność, że w przypadku mechanicznego uszkodzenia, np. rozdarcia, choćby tylko jednego z segmentów krążków osłony tłoczyska następuje intensywne zasysanie agresywnej atmosfery kopalnianej oraz zanieczyszczeń środowiskowych do wnętrza osłony, podczas wysuwu tłoczyska. Wykonawstwo osłony mieszkowej jest skomplikowane, pracochłonne i musi być zrealizowane z bardzo dużą dokładnością, zwłaszcza odnośnie połączenia ze sobą połówek krążków segmentowych a następnie połączenie poszczególnych krążków ze sobą w postać stanowiącą osłonę mieszkową. Z uwagi na to, że segmentowe krążki wykonane są z tkaniny - nie są w stanie skutecznie zabezpieczyć gładź tłoczyska przed odkształceniami plastycznymi w wyniku uderzeń kawałkowych odprysków górotworu, gdyż zewnętrzne krawędzie łukowe krążków wykazują bardzo małe działanie amortyzujące w kierunku poprzecznym do osi tłoczyska stojaka. W wyniku uderzeń osłona szybko traci szczelność wewnętrzną i ulega deformacji kształtu, uszkodzeniom połączeń poszczególnych wycinków pierścieniowych tworzących krążki segmentowe oraz uszkodzeniom wzajemnych połączeń krążków. W praktyce, w wyniku uszkodzenia tylko jednego z krążków segmentowych konieczna jest wymiana całej osłony mieszkowej, przy czym w tym celu stojak musi być wymontowany z obudowy, gdyż zamontowanie (wymontowanie) nowej osłony może być zrealizowane tylko przez nasadzenie jej na tłoczysko w kierunku osiowym, a ewentualna naprawa uszkodzenia jest pracochłonna i mało skuteczna. Z tych względów stojaki wyposażone w przedstawioną osłonę mieszkową znalazły w praktyce tylko niewielkie zastosowanie. Z polskiego opisu patentowego nr znany jest stojak hydrauliczny, którego tłoczysko wyposażone jest w jednoczęściową osłonę w postaci zbliżonej do stożka ściętego, wykonaną z elastycznego materiału tkanego o dużej gęstości. Pobocznica osłony ma wzdłuż swej tworzącej przecięcie, którego boki są ze sobą rozłącznie połączone, za pomocą znanego zamka błyskawicznego wyposażonego w suwak. Stożkowa osłona swą mniejszą podstawą usytuowana jest od strony zewnętrznego, roboczego końca tłoczyska, a większą podstawą - od strony cylindra stojaka. Osłona na każdym z obu końców wyposażona jest w indywidualną opaskę zaciskową mocującą osłonę do pobocznicy tłoczyska oraz do pobocznicy cylindra stojaka. Znany stojak hydrauliczny pomimo swych licznych zalet ma jednak tę eksploatacyjną niedogodność, że gładź jego tłoczyska nie jest w dostatecznym stopniu zabezpieczona przed deformującymi uderzeniami odprysków górotworu, zwłaszcza powstałymi podczas robót strzałowych. Wynika to stąd, że osłona ma niewielkie własności amortyzacyjne w kierunkach poprzecznych do osi tłoczyska, a jedynie umożliwia stosunkowo dobre zabezpieczenie gładzi przed działaniem agresywnej atmosfery kopalnianej zawierającej zanieczyszczenia mechaniczne oraz przed drobnymi odpryskami urabianego górotworu. W warunkach eksploatacyjnych kopalni, zamek błyskawiczny osłony jest szczególnie narażony na różnego rodzaju zanieczyszczenia oraz uszkodzenia mechaniczne, bardzo utrudniając lub nawet uniemożliwiając zdemontowanie osłony z tłoczyska w celu jej wymiany oraz przeprowadzenie czynności kontrolno-konserwujących gładzi. W takich przypadkach niejednokrotnie konieczne jest dokonanie rozcięcia osłony lub wymontowanie stojaka w celu zdjęcia osłony w kierunku osiowym. Zagadnieniem technicznym wymagającym rozwiązania jest opracowanie konstrukcji nowej osłony, mającej na pobocznicy przecięcie, tak aby gładź tłoczyska stojaka oprócz normal-

4 nego jej zabezpieczenia przed działaniem agresywnej atmosfery oraz znajdujących się w niej zanieczyszczeń mechanicznych, zwłaszcza krzemionkowych, była również skutecznie zabezpieczona przed uderzeniami kawałkowych odprysków górotworu. Istota wynalazku polega na tym, że osłonę gładzi tłoczyska stanowią ściśliwo-rozprężne pierścienie umieszczone swobodnie jeden przy drugim, korzystnie na całej długości gładzi wystającej z cylindra stojaka, przy czym gładź styka się, w zasadzie suwliwie z wewnętrzną powierzchnią pierścieni, z których skrajny umieszczony jest na oporze usytuowanej na cylindrze stojaka. Każdy z pierścieni na jednym z boków przecięcia ma łącznik, rozłącznie połączony z gniazdem usytuowanym na drugim boku przecięcia, przy czym łącznik korzystnie ma postać pryzmy i jest bezpośrednio ukształtowany z tworzywa pierścienia, a gniazdo korzystnie stanowi wybranie w tworzywie pierścienia, odpowiadające kształtem łącznikowi. Pierścienie mają korzystnie wypukłe ukształtowaną pobocznicę, a stosunek wysokości do grubości jego ścianki wynosi 2 do 6. Pierścienie mają porowatą strukturę wewnętrzną, a ich tworzywo najkorzystniej stanowi spieniona guma, Stojak hydrauliczny według wynalazku jest szczególnie przydatny do górniczej obudowy zmechanizowanej wchodzącej w skład kompleksu ścianowego do urabiania cienkich pokładów węgla przedzielonych stosunkowo grubą warstwą zróżnicowanej geologicznie skały płonnej. Dzięki temu, że osłonę gładzi tłoczyska stojaka stanowią swobodnie względem siebie umieszczone pierścienie ściśliwo-rozprężne, a gładź styka się suwliwie z ich wewnętrzną powierzchnią, możliwe stało się praktycznie całkowite zabezpieczenie gładzi tłoczyska i jego uszczelnień oraz gładzi cylindra i innych wewnętrznych elementów stojaka, przed niszczącym działaniem agresywnej atmosfery i znajdującymi się w niej mikrozanieczyszczeniami pyłowymi. Możliwa jest również skuteczna ochrona przed dynamicznymi uderzeniami kawałkowych odprysków górotworu powodującymi dotychczas odkształcenia plastyczne gładzi tłoczyska - eliminując dotychczasową konieczność awaryjnej, bardzo niebezpiecznej wymiany stojaka w obudowie zmechanizowanej obciążonej górotworem. Ściśliwo-rozprężne pierścienie umożliwiają niezakłóconą pracę tłoczyska, zarówno w fazie maksymalnego jego wysunięcia jak również wsunięcia do cylindra stojaka. W każdym z obu położeń oraz w położeniach pośrednich, pierścienie są w bezpośrednim kontakcie z gładzią na całej jej długości wystającej z cylindra. Podczas wysuwania tłoczyska do skrajnego położenia pierścienie samoczynnie się rozprężają do pierwotnego stanu, zapewniając przez cały czas wymaganą szczelność wewnętrzną osłony. Natomiast w przypadku uderzenia odprysku kawałkowego, pierścienie odkształcają się amortyzująco, przy czym im bliżej gładzi - działanie amortyzujące sukcesywnie wzrasta, a przy maksymalnym odkształceniu poprzecznym, gładź jest zawsze skutecznie zabezpieczona, przy czym skuteczność tę zapewniają również odpowiednie proporcje wymiarowe pierścieni osłony. Dzięki temu, ze gładź tłoczyska styka się suwliwie z wewnętrzną powierzchnią pierścieni, możliwe stało się także cykliczne - podczas ruchu tłoczyska - usuwanie z powierzchni gładzi ewentualnych mikrozanieczyszczeń, polerowanie gładzi oraz usuwanie z niej warstewki emulsji olejowo-wodnej stanowiącej czynnik roboczy stojaka, a osadzającej się na gładzi tłoczyska w wyniku zjawiska adhezji. W konsekwencji gładź tłoczyska jest stale osuszana, co eliminuje osadzanie się na niej ewentualnych mikrozanieczyszczeń w postaci pyłów, które w wyniku ruchów tłoczyska mogłyby się przedostać do uszczelnień a następnie do wnętrza cylindra stojaka. Dzięki temu, że każdy z pierścieni wyposażony jest w szybkorozłączne połączenie boków przecięcia jego pobocznicy, możliwa jest w warunkach ruchowych, niezwłoczna i łatwa wymiana pierścienia osłony, bez potrzeby wymontowania stojaka z obudowy oraz przeprowadzania innych czynności niezbędnych dotychczas do zdemontowania osłony. Zawsze może być wymieniony tylko określony pierścień, a nie jak dotychczas - cała osłona. Natomiast wypukłe ukształtowanie pobocznicy pierścieni zwiększa ich amortyzujące działanie na uderzenia kawałkowych odprysków górotworu oraz polepsza wzajemną współpracę pierścieni osłony. Stojak hydrauliczny według wynalazku - jak wykazały przeprowadzone badania eksploatacyjne - odznacza się wysoką trwałością oraz niezawodnością działania. Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku z boku stojak hydrauliczny z maksymalnie wysuniętym tłoczy-

5 skiem; fig. 2 - stojak z maksymalnie wsuniętym tłoczyskiem; fig. 3 - stojak w widoku "W", zaznaczonym na fig. 1; fig. 4 - stojak w przekroju cząstkowym A-A, zaznaczonym na fig. 3, a fig. 5 przedstawia górniczą obudowę zmechanizowaną ze stojakiem hydraulicznym w pozycji roboczej. Jak pokazano na rysunku, stojak hydrauliczny ma cylinder 1, w którym znajduje się wysuwne tłoczysko 2 wyposażone w tłok dwustronnego działania (na rysunku nie pokazany). Na tłoczysku znajdują się stanowiące osłonę jego gładzi 3, ściśliwo-rozprężne pierścienie 4 wykonane ze spienionej gumy o strukturze gąbki. Pierścienie umieszczone są swobodnie jeden nad drugim na całej długości gładzi wystającej z cylindra stojaka. Gładź styka się suwliwie z wewnętrzną powierzchnią P ściśliwo-rozprężnych pierścieni 4, przy czym skrajny, dolny pierścień swą podstawą umieszczony jest na pierścieniowej oporze 5 zamocowanej do górnej części cylindra stojaka. Pobocznica każdego z pierścieni 4 ma przecięcie 6, a na jednym z boków 7 tego przecięcia znajduje się łącznik 8 o kształcie zbliżonym do pryzmy ukształtowany bezpośrednio z tworzywa pierścienia. Łącznik 8 jest rozłącznie połączony z gniazdem 9 usytuowanym na drugim boku 10 przecięcia 6 pobocznicy, przy czym gniazdo stanowi wybranie odpowiadające kształtem łącznikowi 8 wykonane bezpośrednio w tworzywie pierścienia. Pierścienie 4 mają wypukło, łukowo ukształtowaną pobocznicę, a stosunek wysokości H do grubości G jego ścianki wynosi 2 do 6. Stojak hydrauliczny zamontowany do górniczej zmechanizowanej obudowy 11 stanowi jej element podporowy. Fig.2

6 Fig. 3 Fig. 4

7 f i g. 5

8 Fig.1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł