[發(fā)明專利]一種基于杠桿原理新型單伸縮懸浮式單體液壓支柱

有效

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• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN105697040B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡志強;毛立平;姚琪能;盧輝;楊德云
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號: E21D15/44
• 分類號: E21D15/44;E21D15/51;E21D15/60;G06F17/50;G06F17/12
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山支護設(shè)備領(lǐng)域，更具體地說，尤其涉及一種基于杠桿原理新型單伸縮懸浮式單體液壓支柱。

背景技術(shù)

單體液壓支柱是20世紀70年代發(fā)展起來的一種單體支護設(shè)備，主要應(yīng)用于中厚煤層及薄煤層工作面。由于其使用靈活、方便，不僅可用于工作面的頂板支護，也可用于綜采工作面的端頭支護及臨時支護。

單體液壓支柱分為活塞式單體液壓支柱和懸浮式單體液壓支柱。懸浮式單體液壓支柱是一種新型外注式單體液壓支柱，其又分為單伸縮和雙伸縮支柱兩大類。單伸縮懸浮式單體液壓支柱工作時壓力液體從三用閥進入到油缸與活柱間的環(huán)形腔體內(nèi)，再從活柱下部的徑向通孔進入活柱內(nèi)腔，在壓力液體的作用下，活柱在軸向受壓，同時活柱內(nèi)腔的液壓力沿軸向通過懸浮蓋作用在頂蓋上，形成了與頂板壓力方向相反的力。通過研究與計算，活柱內(nèi)腔的液體承擔(dān)了支柱工作阻力的3/4～4/5，該液壓力也稱為懸浮力，該懸浮力直接通過懸浮蓋作用在頂蓋上，活柱在軸向的受力僅為頂板壓力的1/4～1/5。

目前，在生產(chǎn)實踐中廣泛應(yīng)用的懸浮式單體液壓支柱相較于活塞式單體液壓支柱優(yōu)點居多，但在使用過程中亦存在支撐力不足或頂板突然來壓致使其出現(xiàn)壓柱、倒柱、死柱現(xiàn)象，可能還會因三用閥泄流速度過慢出現(xiàn)爆缸等現(xiàn)象，懸浮式單體液壓支柱在長時間支撐作用后還存在卸載降柱時無法完全收柱等問題。

發(fā)明內(nèi)容

(一)本發(fā)明要解決的技術(shù)問題

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提高懸浮式單體液壓支柱在井下使用的安全性和高效性，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、效果好的基于杠桿原理新型單伸縮懸浮式單體液壓支柱，其目的在于利用缸體內(nèi)乳化液的壓力來提高單體液壓支柱的支撐工作阻力和實現(xiàn)卸載降柱時快速而完全收柱。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明提供了一種基于杠桿原理新型單伸縮懸浮式單體液壓支柱，包括：頂蓋、懸浮蓋、活柱、手把閥體、油缸、高壓傳遞壓縮室、動力壓縮室、復(fù)位壓縮室、應(yīng)力傳遞缸、杠桿、復(fù)位彈簧、底座、三用閥，所述頂蓋固定于所述活柱頂部的所述懸浮蓋上方，所述手把閥體和所述三用閥均安設(shè)在所述油缸上端口，所述油缸下端口與所述底座無縫焊接，所述復(fù)位彈簧上下兩端分別焊接在所述懸浮蓋和所述底座，且偏心安設(shè)在所述活柱內(nèi)腔中，所述高壓傳遞壓縮室無縫焊接在所述活柱上端與所述懸浮蓋的內(nèi)壁上，所述復(fù)位壓縮室位于所述高壓傳遞壓縮室正下方，且無縫焊接在所述活柱內(nèi)壁上，所述復(fù)位壓縮室底部與所述活柱下端口對齊，還包括活塞Ⅰ、活塞Ⅱ、活塞Ⅲ、傳動桿和底推桿，所述底推桿一端固定有所述活塞Ⅰ，密封式插入所述復(fù)位壓縮室內(nèi)，另一端焊接于所述底座，所述傳動桿一端固定有所述活塞Ⅱ，密封式插入所述復(fù)位壓縮室內(nèi)，另一端固定有所述活塞Ⅲ，密封式插入所述高壓傳遞壓縮室內(nèi)，所述應(yīng)力傳遞缸焊接于所述底座上，還包括活桿、傳遞桿、固定桿、獨腳壓片、彈簧Ⅰ、彈簧Ⅱ，所述獨腳壓片套上所述彈簧Ⅱ安設(shè)在所述應(yīng)力傳遞缸的底腳與所述底座之間，所述活桿密封式插入所述應(yīng)力傳遞缸內(nèi)，且所述活桿上端部通過所述固定桿豎直固定于所述活柱內(nèi)壁，所述傳遞桿套上所述彈簧Ⅰ密封式插入所述活桿上端部，所述動力壓縮室焊接在所述傳遞桿上端，還包括活塞Ⅳ、動力桿和支桿，所述活塞Ⅳ安設(shè)在所述動力壓縮室中，且運動時密封性完好，所述動力桿一端固定有所述活塞Ⅳ，另一端鉸接在所述杠桿的一端，所述杠桿另一端鉸接于所述傳動桿，所述支桿上端焊接在所述懸浮蓋上，下端鉸接于所述杠桿的支點上。

進一步地，所述應(yīng)力傳遞缸的底腳與所述獨腳壓片接觸處設(shè)有一段活動卡槽，且在所述活動卡槽底部開有泄流孔。

進一步地，所述應(yīng)力傳遞缸表面均勻設(shè)有多個壓力平衡控制壓入閥門，所述壓力平衡控制壓入閥門允許所述油缸內(nèi)腔中乳化液進入所述應(yīng)力傳遞缸中，保持內(nèi)外壓差為零。

進一步地，所述活桿上端與所述傳遞桿接觸口徑處采用密封圈密封，且設(shè)有一段防擠脫活動卡槽。

進一步地，所述傳遞桿底部設(shè)有壓片活塞，所述壓片活塞安設(shè)在所述防擠脫活動卡槽中。

進一步地，所述傳動桿穿過所述高壓傳遞壓縮室與所述復(fù)位壓縮室的口徑處和所述底推桿穿過所述復(fù)位壓縮室的口徑處均采用密封處理，所述動力壓縮室上端口設(shè)有防脫卡位，且所述活塞Ⅳ上端面與所述活柱內(nèi)腔中乳化液直接接觸。

本發(fā)明提供了一種基于杠桿原理新型單伸縮懸浮式單體液壓支柱，運用杠桿原理對該設(shè)計系統(tǒng)進行具體理論分析如下：