Источник: Гидрофицированная крепь очистных выработок. Под общей редакцией проф., докт. техн. наук В. Н. Хорина. М., «Недра», 1973г. , стр. 217-223.

 

НАСОСНЫЕ   СТАНЦИИ

 

Для питания системы гидропривода механизированных крепей применяют централизованные насосные станции — одну на комплект механизированной крепи очистного забоя. Располагаются насосные станции обычно на нижнем откаточном штреке и управляются дис­танционно.

Производительность насосной станции на основе опыта обычно принимается равной 35—70 л/мин при рабочем давлении 120— 200   кгс/см².

Насосная  станция  состоит из  следующих  элементов:

резервуара для рабочей жидкости с фильтром на заливной пробке, указателем уровня и спускным краном;

подпиточного насоса, обычно шестеренного типа; этот же насос используется для закачки рабочей жидкости в резервуар;

главного насоса (одного или чаще двух, работающих параллельно) многопоршневого типа с автоматом разгрузки;

фильтра грубой и тонкой очистки, устанавливаемого в напорной магистрали  подпиточного  насоса;

гидропневматического аккумулятора, сглаживающего колебания давления в напорной гидромагистрали и улучшающего работу авто­мата разгрузки насоса;

реле давления, отключающего электродвигатель привода насоса в случае падения давления в напорной гидромагистрали, что исклю­чает излишние потери рабочей жидкости при разрывах или наруше­нии целостности напорной гидромагистрали;

контрольных манометров, регистрирующих давление в напорных магистралях основного и подпиточного насосов.

Насосные станции систем гидропривода механизированных кре­пей имеют два исполнения: на колесах — для передвижения по рель­совому пути и на салазках — для передвижения по почве.

В настоящее время для всех механизированных крепей, находя­щихся в серийном производстве, в Советском Союзе серийно изгото­влялось   два   типа   насосных   станций:

насосная станция гидропривода механизированной крепи ОМКТМ конструкции Узловского машиностроительного завода, использующая в качестве рабочей жидкости водомасляную эмуль­сию;

унифицированная насосная станция типа 1СНУ-4 конструкции Гипроуглемаша для гидропровода механизированных крепей, рабо­тающих  на  водомасляной эмульсии.

Учитывая большое распространение унифицированной насосной станции типа 1СНУ-4, рассмотрим более подробно ее гидравлическую схему   (рис. 108)   и   принцип   действия.

Основой станции являются два радиально-поршневых насоса, приводимые во вращение фланцевыми электродвигателями; для под­питки  насосов  предусмотрен  подпиточный насос.

Жидкость поступает в подпиточный насос из маслобака 8 через двухпозиционный распределитель 3. Для закачки жидкости в масло­бак 8 всас подпиточного насоса соединяется с тарной емкостью 4; при перекрытых кранах 1 и 2 рабочая жидкость проходит через блок фильтров 6 с шунтирующим клапаном 7, затем поступает через подпорный клапан 5 в маслобак 8. Когда подпиточный насос исполь­зуется для своей основной цели, он подает рабочую жидкость во вса­сывающую магистраль насосов ВНР, при этом краны 1 и 2 должны быть открыты, а избыток рабочей жидкости через подпорный клапан 5 поступает обратно в маслобак. От каждого насоса ВНР рабочая жидкость через автомат разгрузки 9 непрямого действия поступает в напорную магистраль 16 системы гидропривода крепи.

С помощью кранов 13 осуществляется либо объединение посту­пающих потоков жидкости от двух насосов ВНР, либо работа каж­дого насоса независимо.

Гидропневмоаккумуляторы 10 предназначены для сглаживания колебаний давления в напорной магистрали насоса и включены в сеть перед автоматами разгрузки. Гидропневмоаккумуляторы 11 служат

для компенсации возможных утечек в напорной магистрали гидро­привода крепи с целью уменьшения частоты срабатывания автома­тов разгрузки 9 и соответственно увеличения ресурса их работы. Предохранительные клапаны 12 контролируют предельное рабо­чее давление в напорной магистрали насосов ВНР.

 

Рис. 108. Гидравлическая схема унифицированной насосной станции 1СНУ-4

 

Для контроля давлений насосная станция оснащена блоком манометров со своими кранами. Манометр А контролирует давление в напорной магистрали подпиточного насоса перед блоком фильт­ров, а манометр Б — после блока фильтров. Манометры В и Г конт­ролируют давление в напорных магистралях насосов ВНР. Мано­метр Д — резервный, предназначен для этих же целей.

Кроме этого в маслобаке 8 предусмотрено размещение фильтра 14 на сливной магистрали системы гидропривода крепи и реле дав­ления 15.

В насосных станциях систем гидропривода механизированных крепей применяются устройства, называемые автоматом разгрузки, которые автоматически отключают насос от напорной магистрали при достижении заданного давления и переключают его для работы на слив (разгрузка насоса) и автоматически подключают насос к напор­ной магистрали, когда давление в ней упадет до заданного предела. Применением автомата разгрузки исключается работа насоса на предохранительный клапан, что быстро приводит к перегреву рабо­чей  жидкости.

Принципиальные гидравлические схемы автоматов разгрузки прямого и непрямого действия приведены на рис. 109.

На насосных станциях механизированных крепей типа ОМКТМ, выпускаемых Узловским машиностроительным заводом, с насосами типа ГБ-ЗП применяются автоматы разгрузки пря­мого действия (рис. 109, а), принципиальная схема ус­тройства которых заклю­чается   в   следующем.

В напорную магистраль 1—7, идущую от насоса, встроен обратный клапан ОК. Вся жидкость, иду­щая по напорной маги­страли от насоса, через обратный клапан ОК по­ступает по магистрали 7 в систему гидропривода механизированной   крепи.

При этом управляемый клапан УК  нормально   закрыт  и прохода для жидкости по маги­страли 2—3—4 нет.

 

Рис. 109. Гидравлические схемы автоматов разгрузки:

а — прямого действия;  б — непрямого действия

 

При повышении давления в системе гидропривода до заданного уровня действием рабочей жидкости, подводимой по магистрали 5—6, управляемый клапан УК из положения I (закрыто) переводится в положение II (открыто). При этом открывается свободный проход рабочей жидкости из напорной магистрали 1 насоса по магистрали 2—3—4 на слив — осуществляется автоматическая разгрузка насоса. Одновременно обратный клапан ОК, закрываясь, отсекает напор­ную магистраль 5—7 системы гидропривода механизированной кре­пи от насоса, а созданное в ней давление удерживает открытым управляемый   клапан   УК.

При расходе жидкости в системе гидропривода механизированной крепи (например, открытие распределителя для передвижения сек­ций крени и т. п.) давление в напорной магистрали 7 падает и упра­вляемый клапан УК автоматически пружиной из положения II (открыто) переводится в положение I (закрыто) — насос начинает подавать рабочую жидкость в напорную магистраль 7 системы гидро­привода   механизированной   крепи.

Как показал опыт  эксплуатации,  автоматы разгрузки прямого действия насосов типа ГБ-351 в насосных станциях систем гидро­привода механизированных крепей работают неудовлетворительно.

Основными недостатками автоматов разгрузки являются быстрый выход из строя управляемого клапана УК и его зависание, с непре­рывным  дросселированием  через  него   рабочей  жидкости.

В связи с указанными недостатками для насосной станции СНУ-4 разработана новая конструкция автомата разгрузки непрерывного действия, гидравлическая схема которого приведена на рис. 109, б. От напорной магистрали 1 насоса рабочая жидкость под давлением через обратный клапан ОК поступает в магистраль 5 системы гидро­привода крепи. При достижении в магистрали 5 заданного давления, действием давления рабочей жидкости, подводимой по магистрали 4—12, сервоклапан СК переводится из положения I (закрыто) в по­ложение II (открыто). При этом по магистрали 3—9—10—11 рабочая жидкость поступает в управляемый клапан УК, переводя его из положения I в положение II — жидкость от насоса по магистрали 2—6—7—8 начинает поступать на слив при минимальном сопроти­влении.

 

Рис. 110.  Схема  расположения   автомата разгрузки в си­стеме  гидропривода механизированной крепи

 

При падении давления в системе гидропривода крепи вначале закрывается  сервоклапан  СК,  а  затем управляемый  клапан  УК.

Такой автомат разгрузки работает более четко и стабильно и обладает значительно большей надежностью и ресурсом в эксплуа­тации.

Автомат разгрузки характеризуется следующими основными параметрами: давлением выключения p_вык, давлением включения р_вк, максимальным расходом при заданном перепаде давления в автомате разгрузки, ресурсом работы, определяемым количеством циклов   (выключением — включением)  срабатывания.

О работе автомата разгрузки и его возможном влиянии на работу гидродомкратов передвижения секций крепи или става конвейера дает более полное представление схема, изображенная на рис. 110.

Насос Н системы гидропривода крепи развивает давление р_н,, которое до автомата разгрузки АР остается практически неизмен­ным.   После   автомата   разгрузки   в   гидромагистрали происходит потеря давления Δр₃, характеризующаяся ее гидравлическим сопро­тивлением (точки А — В). Далее потеря давления Δр₂ происходит в распределителе Р гидродомкрата передвижения ГД. Кроме того, необходимо считаться с неизбежным подпором жидкости Δр₂, воз­никающим на участке 5—6 сливной магистрали от поршневой по­лости цилиндра гидродомкрата ГД до сливного резервуара.

При двигательном усилии в гидродомкрате передвижения р_п давление, развиваемое насосом Н, определяется как ;.

При этом в зависимости от сочетания параметров автомата раз­грузки (p_вык и р_вк) с величиной давления р_н могут быть следующие режимы работы системы гидропривода:

Первый режим р_н < р_вкл < р_вык . Это наиболее рациональный режим, при котором движение гидродомкрата начинается практи­чески одновременно после включения распределителя и происходит с максимальной скоростью, обусловленной производительностью насоса Н.

Второй режим р_вкл < р_н < Р_вык . Движение после включения распределителя Р начинается не сразу, а после того, когда давление в гидросистеме возрастет от р_вкл до р_н и станет большим.

Соответственно после достижения давления р_вык и срабатывания автомата разгрузки движение штока гидродомкрата ГД еще про­исходит с замедленной скоростью за счет упругих сил гидросистемы, пока давление в ней не упадет от р_вык до р_н. В целом скорость дви­жения гидродомкрата при работе в этом режиме обычно на 10—15% меньше,  чем в первом режиме.

Третий режим р_н < р_вык <= р_вк. Движение гидродомкрата в этом режиме происходит обычно с очень малой скоростью. Автомат рабо­тает как переливной клапан — значительная часть производитель­ности насоса уходит на слив через автомат разгрузки и только часть рабочей жидкости поступает в гидродомкрат передвижения.

Этот режим работы крайне неблагоприятен и обычно для него характерно уменьшение скорости передвижения гидродомкрата про­тив расчетной в 4—5 раз.

Четвертый режим р_н > р_вык > р_вкл. Этот режим недопустим, так как автомат разгрузки разгружается при давлении р_вык, которое меньше давления р_н, необходимого для начала движения гидродом­крата   ГД.

Шток гидродомкрата останется неподвижным, а вся жидкость от насоса через автомат разгрузки будет поступать на слив. С ука­занными режимами работы автомата разгрузки необходимо счи­таться в процессе эксплуатации, так как произвольное удлинение механизированной крепи свыше пределов, обусловленных техниче­ской документацией, может за счет увеличения потерь в гидромаги­страли существенно изменить режим  работы  автомата  разгрузки.

Начиная с 1973 г. Новгородский завод им. Петровского перешел на серийное производство насосных станций СНУ-5, которые более надежны   в   эксплуатации,   чем  станции  1СНУ-4.

Сравнительные технические характеристики трех типов насос­ных станций, работающих на водомасляной эмульсии, приведены в   табл. 37.

 

Таблица 37. Техническая характеристика насосных станций

Показатели	Тип насосной станции
	Узповского завода	1СНУ-4	СНУ-5
Производительность, л/мин	60	70	40—80
Рабочее давление, кгс/см2	200	200	50—200
Рабочая жидкость		Эмульсия
Основной насос:
тип	ГБ-351	ВНР-0,032	ВНР-32/20
количество	2	2	2
производительность, л/мин	30	35	40
Электродвигатели привода   насосов:
тип	КО 22-6	КОФ 21-4	ВАОФ 62-4
мощность, квт	15	15	17
Подпиточный шестеренный насос:
тип	1 1/2-К-6	Г11-25	П1-25
производительность, л/мин	96-234	125	125
максимальное    рабочее    давление, кгс/см2	1,4-2,0	25	25
Емкость маслобака, л	600	730	750
Насосная станция, мм:
компоновка на колесах:
длина	3312	—	—
ширина	1110	—	—
высота	1430	—	—
вес, кг	3870	—	—
компоновка на маслоблоке:
длина	—	3360	3330
ширина	—	1080	1060
высота	—	750	750
вес, кг	—	2205	2130