СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СЕКЦИЕЙ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к горной промышленности, а именно к гидросистемам электрогидравлического управления механизированной крепью.
Известна гидросистема секции крепи с электрогидроуправлением, в которой при окончании передвижения секции крепи на полный шаг срабатывает бесконтактный магнитный датчик, выполненный на базе герконов, и открывает электрогидроклапан, управляющий силовым электрогидрораспределителем, подающим рабочую жидкость под давлением в полость гидроцилиндра передвижения, обеспечивающую выдвижение секции крепи, который, возвращаясь в исходное положение, соединяет напорную магистраль с поршневыми полостями гидростоек, обеспечивая тем самым распор секции крепи (Понаморенко Ю.Ф. и др. Расчет и конструирование гидроприводов механизированных крепей. - М.: Машиностроение - 1981. - С.305)
Недостатками данного конструктивного решения являются большая сложность изготовления гидроцилиндра передвижения, применение немагнитных материалов для корпуса герконодержателя, которые имеют меньшую прочность, чем материал основного цилиндра, клемной коробки, размещенной на корпусе гидроцилиндра для обеспечения коммуникации электрических цепей, элементов защиты электрических проводов. Так как цилиндр передвижения размещен в основании секции крепи, клемная коробка подвержена воздействию штыба и воды, что значительно снижает надежность работы электрогидравлического управления.
Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату, выбранному в качестве прототипа, является гидросистема секции механизированной крепи, содержащая гидроцилиндр гидростойки с полостями распора и опускания и гидроцилиндр передвижения с полостями выдвижения и возврата штока, соединенными с источником питания и сливом, в возвратной полости гидроцилиндра передвижения установлен плавающий
поршень с образованием третьей полости гидроцилиндра - полости управления. (А.с. СССР №1300153, кл. Е 21 D 23/16, F 15 В 11/20, 1987.)
Известная гидросистема секции механизированной крепи, принятая за прототип, имеет достаточный ресурс работы при условии обеспечения высокой герметичности третьей полости - полости управления гидроцилиндра передвижения и полости управления двухпозиционного четырехлинейного распределителя.
Недостатками данной гидросистемы секции крепи являются:
- сложность обеспечения высокой герметичности полостей управления;
- сложность установки плавающего поршня в положение, обеспечивающее требуемый ход штока гидроцилиндра передвижения, и обеспечение адекватного шага передвижения всех секций крепи по длине лавы. Для обеспечения адекватного передвижения по всей длине лавы необходимо производить заправку управляющих полостей с помощью специального дозирующего устройства, а в случае гидравлических утечек в управляющих полостях для заправки управляющих полостей контролируемым объемом рабочей жидкости необходимо вначале выдвинуть шток вместе с плавающим поршнем на полный ход до упора в грундбуксу гидроцилиндра передвижения, а так как полный ход штока цилиндра передвижения превышает шаг передвижения секции на новую машинную дорогу, то сделать это в условиях действующей лавы практически невозможно.
Кроме того, в управляемых полостях гидроцилиндра передвижения и дувхпозиционного распределителя создается повышенное давление, которое превышает номинальное давление в гидросистеме и будет равно:
где Ру - давление в полостях управления;
Д - диаметр поршня гидроцилиндра передвижения;
d - диаметр штока гидроцилиндра передвижения;
Рн - номинальное давление в гидросети механизированной крепи.
Объединение двух технических решений в одну заявку связано с тем, что две данные системы решают одну и ту же задачу - повышение скорости крепления кровли за счет автоматического переключения подачи сигнала управления с команды «Передвижение секции крепи» на выполнение команды «Распор секции крепи» в конце хода штока гидроцилиндра передвижения при автоматической установки плавающего поршня в исходное положение при распоре секции крепи.
Для достижения указанного технического результата систему управления секцией механизированной крепи, которая включает гидроцилиндр гидростойки с полостями распора и опускания и гидроцилиндр передвижения с полостями выдвижения и возврата штока, соединенными с источником питания и сливом, установленный в возвратной полости гидроцилиндра передвижения плавающий поршень с образованием третьей полости гидроцилиндра - полости управления, снабжают электрогидравлическими распределителями, третью - управляющую полость гидроцилиндра передвижения образуют торцевыми поверхностями грундбуксы и плавающим поршнем, который имеет ограниченную подвижность вдоль оси штока, при этом, по первому варианту полезной модели, полость управления соединена с дискретным датчиком давления, переключающим в конце хода штока гидроцилиндра передвижения электрический сигнал управления с электрогидравлического распределителя, управляющего операцией передвижения секцией крепи на электрогидравлический распределитель, управляющий распором секции крепи и отключающим электрогидрораспределитель, управляющий передвижением секции крепи, а так же полость управления соединена через обратный клапан с электрогидрораспределителем, управляющим распором секции крепи и через предохранительный клапан со сливной магистралью или атмосферой.
Согласно второму варианту полезной модели третья - управляющая полость гидроцилиндра передвижения соединена с аналоговым датчиком давления, передающим преобразованный гидравлический сигнал, возникающий в конце хода штока гидроцилиндра передвижения, в электрический на
микроконтроллер поста управления секцией крепи, который переключает сигнал управления с электрогидравлического распределителя, управляющего операцией передвижения секции крепи на электрогидравлический распределитель, управляющий распором секции крепи.
Заявляемая полезная модель является новой, так как из уровня техники неизвестно технических решений того же назначения с заявляемой совокупностью существенных признаков независимых пунктов формулы полезной модели.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, представленными на фиг.1 и 2.
На фиг.1 изображена схема системы управления секцией механизированной крепи с дискретным электрическим датчиком давления. На фиг.2 изображена схема системы управления секцией механизированной крепи с аналоговым датчиком давления.
Система управления секцией механизированной крепи (Фиг.1) включает электрогидрораспределители 1, 2, 3, 4 управляющие осадкой, распором секции крепи, выдвижкой конвейера и секции крепи соответственно. Гидроцилиндр 5 гидростойки, полость опускания 6, полость распора 7, стоечный гидроблок 8 с полостями управления 9 и 10, управляемый дроссель 11, гидроцилиндр передвижения 12 с полостью передвижения 13 секции крепи, полостью управления 14 и полостью выдвижения конвейера 15, плавающего поршня 16 с ограниченной подвижностью вдоль оси штока гидроцилиндра передвижения 12, грундбуксы 17, дискретный датчик давления 18 и предохранительный клапан 19, соединенных с управляющей полостью 14, обратный клапан 20, надклапанная полость которого соединена с электрогидрораспределителем 2, а подклапанная полость - с управляющей полостью 14 гидроцилиндра передвижения 12, пост управления 21 с таймером 22, кнопками 23, 24, 25, 26 и тумблером 27, соединенными электрическими линиями связи 28, 29, 30, 31 и 32 с источником питания. Тумблер 27 через таймер 22 электрическими линиями связи 33 и 34 соединен с дискретным датчиком
давления 18, который электрическими линиями связи 35 и 36 соединен с солиноидами электрогидрораспределителей 2 и 4. Электрическими линиями связи 37, 38, 39 кнопки 23, 24 и 25 соединены с солиноидами электрогидрораспределителей 1, 2 и 3. Кнопка 26 линиями связи 34 и 40 через дискретный датчик давления 18 соединена с солиноидом электрогидрораспределителя 4. Электрическая линия связи 41 соединяет солиноиды электрогидрораспределителей 1, 2, 3, и 4 с источником питания. Система управления включает в себя так же магистрали напора 42, слива 43, гидравлические линии связи 44, 45, 46, 47, 48, 49 и гидравлические линии управления 50, 51, 52.
Система управления секцией механизированной крепи (Фиг.2) включает электрогидрораспределители 1, 2, 3, 4, управляющие осадкой, распором секции крепи, выдвижкой конвейера и секции крепи соответственно. Гидроцилиндр 5 гидростойки, полость опускания 6 полость распора 7, стоечный гидроблок 8 с полостями управления 9 и 10, управляемый дроссель 11, гидроцилиндр передвижения 12 с полостями передвижения 13, полостью управления 14 и полостью выдвижения конвейера 15, плавающего поршня 16 с ограниченной подвижностью вдоль оси штока гидроцилиндра передвижения 12, аналоговый датчик давления 18 и предохранительный клапан 9, соединенных с управляющей полостью 14 гидроцилиндра передвижения 12, обратный клапан 20, надклапанная полость которого соединена с электрогидрораспределителем 2, а подклапанная полость - с управляющей полостью 14 гидроцилиндра передвижения 12. Пост управления 21 с микроконтроллером 22, кнопками 23, 24, 25 и 26, соединены электрическими линиями связи 27, 28, 29, 30, 3 1 и 32 с источником питания и электрическими линиями связи 33, 34, 35, и 36 с солиноидами электрогидрораспределителей 1, 2, 3 и 4. Драйвер 37 поста управления соединен электрическими линями связи 38, 39, 40 и 41 с солиноидами электрогидрораспределителей 1, 2, 3 и 4. Электрические линий связи 42 и 43 соединяют аналоговый датчик давления 18 с микроконтроллером 22. Электрическая линия связи 44 соединяет солиноиды электрогидрораспределителей 1, 2, 3, и 4 с источником питания. Система управления
включает в себя так же гидравлические линии связи 45, 46, 47, 48, 49 и 50, гидравлические линии управления 51, 52 и 53, магистраль напора 54 и слива 55.
Система управления секцией механизированной крепи с дискретным датчиком давления работает следующим образом.
Для передвижения секции крепи на новую машинную дорогу в автоматическом режиме включается тумблер 27 на посте управления 21. При этом электрическое питание подается на контакты таймера 22, которые замыкаются, и дискретного датчика давления 18, и далее на солиноид электрогидрораспределителя 4, который подаст рабочую жидкость под давлением по гидравлической линии связи 47 в полость передвижения 13 гидроцилиндра передвижения 12 и одновременно по гидравлическим линиям управления 50 и 51 в полости управления 9 стоечного гидроблока 8 и управляемого дросселя 11. Полость распора 7 гидростойки при этом соединяется со сливной магистралью 43 через стоечный гидроблок 8, управляемый дроссель 11, гидравлические линии связи 48, 45 и электрогидрораспределитель 2. Давление в полости распора 7 гидростойки при этом снизится до величины равной перепаду давления на управляемом дросселе 11 и секция крепи будет передвигаться на новую машинную дорогу до тех пор пока поршень гидроцилиндра передвижения 12 не войдет в соприкосновение с плавающим поршнем 16, который в свою очередь начнет смещаться вправо, сжимая рабочую жидкость в полости управления 14, создавая в ней повышенное давление, которое по гидравлической линии связи 49 попадает в дискретный датчик давления 18. При достижении заданного порога срабатывания дискретного датчика давления 18, настроенного на давление равное 0,9 от давления настройки предохранительного клапана 19, защищающего управляющую полость 14 гидроцилиндра передвижения 12, электрическое питание переключается на солиноид электрогидрораспределителя 2, который при этом подаст рабочую жидкость по гидравлическим линиям связи 45 и 48 через управляемый дроссель 11 и стоечный гидроблок 8 в полость распора 7 гидростойки, а так же через
обратный клапан 20 по гидравлической линии связи 49 в полость управления 14 гидроцилиндра передвижения 12. Секция крепи при этом будет распираться во вмещающие породы и одновременно произойдет заполнение полости управления 14. Процесс распора секции крепи будет продолжаться до тех пор пока длительность распора не превысит уставку времени таймера 22. По истечении времени уставки таймера 22 солиноид электрогидрораспределителя 2 обесточивается и процесс передвижения секции крепи на новую машинную дорогу завершается.
Для автономной осадки секции крепи на требуемую величину включается кнопка 23, подающая питание на солиноид электрогидрораспределителя 1, который при этом подаст рабочую жидкость по гидравлической линии связи 44 в полость опускания 6 гидростойки и одновременно по гидравлической линии управления 52 в полость управления 10 стоечного гидроблока. Полость распора 7 при этом соединяется со сливной магистралью 43 через стоечный гидроблок 8, управляемый дроссель 11, электрогидрораспределитель 2 посредством гидравлических линий связи 48 и 45.
Автономное передвижение секции механизированной крепи на новую машинную дорогу осуществляется включением кнопки 26, подающей питание на солиноид электрогидрораспределителя 4, который подаст рабочую жидкость под давлением по гидравлической линии связи 47 в поршневую полость передвижения 13 гидроцилиндра передвижения 12 и одновременно по гидравлическим линиям управления 50 и 51 в полости управления 9 стоечного гидроблока 8 и управляемого дросселя 11. Полость распора 7 гидростойки при этом соединяется со сливной магистралью 43 через стоечный гидроблок 8, управляемый дроссель 11, гидравлические линии связи 48, 45 и электрогидрораспределитель 2. Давление в полости распора 7 гидростойки при этом снизится до величины равной перепаду давления на управляемом дросселе 11 и секция крепи будет передвигаться на новую машинную дорогу до тех пор пока поршень гидроцилиндра передвижения 12 не войдет в соприкосновение с плавающим поршнем 16, который в свою очередь начнет
смещаться вправо, сжимая рабочую жидкость в полости управления 14, создавая в ней повышенное давление, которое по гидравлической линии связи 49 попадет в дискретный датчик давления 18. При достижении заданного порога срабатывания дискретного датчика 18, настроенного на давление равное 0,9 от давления настройки предохранительного клапана 19, защищающего управляющую полость 14 гидроцилиндра передвижения 12, электрическое питание переключается на солиноид электрогидрораспределителя 2, который при этом подает рабочую жидкость по гидравлическим линиям связи 45 и 48 через управляемый дроссель 11 и стоечный гидроблок 8 в полость распора 7 гидростойки, а так же через обратный клапан 20 в полость управления 14 гидроцилиндра передвижения 12. Секция крепи при этом будет распираться во вмещающие породы и одновременно произойдет заполнение полости 14.
Процесс передвижения и распора секции крепи будет продолжаться до тех пор пока будут замкнуты контакты кнопки 26.
Автономный распор секции крепи осуществляется включением кнопки 24, подающей питание по электрической линии связи 38 на соленоид электрогидрораспределителя 2, который подаст рабочую жидкость через гидравлические линии связи 45, 48, управляемый дроссель 11 и стоечный гидроблок 8 в полость распора 7 гидростойки.
Передвижение конвейера и приведение секции крепи в «заряженное» состояние осуществляется включением кнопки 25, подающей питание на соленоид электрогидрораспределителя 3, который подаст рабочую жидкость через гидравлическую линию связи 46 в полость выдвижения конвейера 15. После выдвижения конвейера на шаг передвижки система управления секцией крепи приходит в исходное положение.
Система управления секцией механизированной крепи с аналоговым датчиком давления работает следующим образом.
Для передвижения секции крепи на новую машинную дорогу с драйвера 37 поста управления 21 электрическое питание подается на солиноид электрогидрораспределителя 4, который подаст рабочую жидкость под давлением
по гидравлической линии связи 48 в поршневую полость 13 гидроцилиндра передвижения 12 и одновременно по гидравлическим линиям управления 51 и 52 в полости управления 9 стоечного гидроблока 8 и управляемого дросселя 11. Полость распора 7 гидростойки при этом соединяется со сливной ма-гистралью55 через стоечный гидроблок8, управляемый дроссель 11, гидравлические линии связи 49, 46 и электрогидрораспределитель 2.
Давление в полости распора гидростойки снизится до величины равной перепаду давления на управляемом дросселе 11 и секция крепи будет перемещаться на новую машинную дорогу до тех пор пока поршень гидроцилиндра передвижения 12 не войдет в соприкосновение с плавающим поршнем 16, который в свою очередь начнет смещаться вправо, сжимая рабочую жидкость в полости управления 14, создавая в ней повышенное давление, контролируемое предохранительным клапаном 19, которое по гидравлической линии связи 50 попадает в аналоговый датчик давления 18. При достижении давления в управляемой полости выше давления уставки заложенной в программе микроконтроллера производится переключение питания с электрогидрораспределителя 4 на электрогидрораспределитель 2, прекращая операцию передвижения секции крепи и запуская операцию распор секции крепи. По истечении времени уставки распора секции крепи производится отключение электрогидрораспределителя 2 и процесс передвижения секции крепи на новую машинную дорогу прекращается.
Для автономной осадки секции крепи на требуемую величину включается кнопка 23, подающая питание на солиноид электрогидрораспределителя 1, который при этом подает рабочую жидкость по гидравлической линии связи 45 в полость опускания 6 гидростойки и одновременно по гидравлической линии управления 53 в полость управления 10 стоечного гидроблока. Полость распора 7 при этом соединяется со сливной магистралью 55 через стоечный гидроблок 8, управляемый дроссель 11, электрогидрораспределитель 2 посредством гидравлических линий связи 49 и 46.
Автономное передвижение секции механизированной крепи на новую машинную дорогу осуществляется включением кнопки 26, подающей питание на солиноид электрогидрораспределителя 4, который подаст рабочую жидкость под давлением по гидравлической линии связи 48 в поршневую полость передвижения 13 гидроцилиндра передвижения 12 и одновременно по гидравлическим линиям управления 51 и 52 в полости управления 9 стоечного гидроблока 8 и управляемого дросселя 11. Полость распора 7 гидростойки при этом соединяется со сливной магистралью 55 через стоечный гидроблок 8, управляемый дроссель 11, гидравлические линии связи 49, 46 и электрогидрораспределитель 2. Давление в полости распора 7 гидростойки при этом снизится до величины равной перепаду давления на управляемом дросселе 11 и секция крепи будет передвигаться на новую машинную дорогу до тех пор пока поршень гидроцилиндра передвижения 12 не войдет в соприкосновение с плавающим поршнем 16, который в свою очередь начнет смещаться вправо, сжимая рабочую жидкость в полости управления 14, создавая в ней повышенное давление, которое по гидравлической линии связи 50 попадет в аналоговый датчик давления 18. При достижении заданного порога срабатывания аналогового датчика давления 18, настроенного на давление равное 0,9 от давления настройки предохранительного клапана 19, защищающего управляющую полость 14 гидроцилиндра передвижения 12, электрическое питание переключается на солиноид электрогидрораспределителя 2, который при этом подает рабочую жидкость по гидравлическим линиям связи 46 и 49 через управляемый дроссель 11 и стоечный гидроблок 8 в полость распора 7 гидростойки, а так же через обратный клапан 20 по гидравлической линии связи 50 в полость управления 14 гидроцилиндра передвижения. Секция крепи при этом будет распираться во вмещающие породы и одновременно произойдет заполнение полости 14.
Процесс передвижения и распора секции крепи будет продолжаться до тех пор пока будут замкнуты контакты кнопки 26.
Автономный распор секции крепи осуществляется включением кнопки 24, подающей питание по электрической линии связи 34 на солиноид электрогидрораспределителя 2, который подаст рабочую жидкость через гидравлические линии связи 46, 49, управляемый дроссель 11 и стоечный гидроблок 8 в полость распора 7 гидростойки.
Передвижение конвейера и приведение секции крепи в «заряженное» состояние осуществляется включением кнопки 25, подающей питание по электрической линии связи 35 на солиноид электрогидрораспределителя 3, который подаст рабочую жидкость через гидравлическую линию связи 47 в полость выдвижения конвейера 15. После выдвижения конвейера на шаг передвижки система управления секцией крепи приходит в исходное положение.