[發明專利]一種立柱閥卸載沖擊試驗裝置

有效

• 申請號: 201910014739.0
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109632232B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 劉欣科;楊建新;趙銳;趙忠輝;馬克富
• 申請（專利權）人: 煤炭科學技術研究院有限公司
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08;G01M13/003
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;孫楠

本發明涉及一種立柱閥卸載沖擊試驗裝置，其立柱框架內設置有立柱，立柱內滑動設置有立柱活塞桿，立柱活塞桿底部與立柱底部之間形成活塞腔；立柱活塞桿頂部與沖擊缸活塞桿端部連接，沖擊缸活塞桿設置在沖擊缸內，且沖擊缸設置在立柱框架頂部，沖擊缸活塞桿與立柱框架頂壁之間滑動連接；位于沖擊缸的外部設置有蓄能機構；立柱底部的活塞腔經管路與設置在立柱框架外部的立柱單向閥一端連接，立柱單向閥另一端經液控機構與設置有乳化液泵源的高壓液體存儲池連接。本發明具有能量釋放梯度可控、能量持續時間可控等特點，適用于不同結構型式的立柱液控單向閥卸載沖擊動態性能試驗。

技術領域

本發明涉及一種液控單向閥卸荷沖擊性能測試領域，特別是關于一種立柱閥卸載沖擊試驗裝置。

背景技術

由于特殊的、復雜的地質條件，給采煤工作面帶來許多不確定的安全因素，像垂直外力、水平外力以及側向力，導致支架產生較大變形量，因此立柱卸載不僅要排除液體本身的壓縮，同時要消除支架和頂板的變形(尤其是支架的變形)，這需要排出大量高壓液體，大量高壓液體通過單向閥，在極短時間內爆發性的能量釋放，必然引起系統劇烈的沖擊、振動。

根據國標GB25974.3及EN1804.3中液控單向閥卸載沖擊的試驗方法，將缸徑為φ280的立柱放在剛性框架內，進行加載至公稱壓力，然后給單向閥的控制口和立柱上腔供液，卸掉高壓腔內的液體，在卸載過程中伴隨壓力的波動。這個試驗系統模型是剛性的，固定立柱的框架基本沒有變形，立柱增壓需要的液體量等于立柱下腔液體的壓縮量，吸收能量少。卸載時只要釋放出產生壓縮量的液體，立柱下腔壓力消除，隨后的降柱動作中單向閥進入低壓工作狀態，通過對型式試驗的卸載沖擊項目不合格率進行統計分析，發現很少有不合格現象，只有國外單向閥產品的沖擊壓力較高，均小于115％的公稱壓力。單向閥經過5000次的耐久型式試驗后，實際同一批單向閥在煤礦井下僅使用幾百次，關鍵原因在于標準中的試驗環境與實際工況有一定差距；通過實驗室內與煤礦井下的卸載沖擊壓力曲線對比，實際工況下液壓支架卸荷初期存在巨大能量，導致液壓系統激烈震蕩，直接影響單向閥、安全閥等液壓元件的使用壽命。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種立柱閥卸載沖擊試驗裝置，其通過蓄能沖擊機構、流量調速機構以及節流裝置，實現在不同能量釋放梯度工況下對單向閥卸荷沖擊壓力性能測試，為煤礦行業單向閥標準的制修訂供數據支撐。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種立柱閥卸載沖擊試驗裝置，其包括立柱框架、立柱、立柱活塞桿、沖擊缸活塞桿、沖擊缸、立柱單向閥、液控機構和蓄能機構；所述立柱框架內設置有所述立柱，所述立柱內滑動設置有所述立柱活塞桿，所述立柱活塞桿底部與所述立柱底部之間形成活塞腔；所述立柱活塞桿頂部與所述沖擊缸活塞桿端部連接，所述沖擊缸活塞桿設置在所述沖擊缸內，且所述沖擊缸設置在所述立柱框架頂部，所述沖擊缸活塞桿與所述立柱框架頂壁之間滑動連接；位于所述沖擊缸的外部設置有所述蓄能機構；所述立柱底部的活塞腔經管路與設置在所述立柱框架外部的所述立柱單向閥一端連接，所述立柱單向閥另一端經所述液控機構與設置有乳化液泵源的高壓液體存儲池連接。

進一步，所述立柱底部一側設置有進液口，該進液口與所述立柱單向閥連接。

進一步，所述蓄能機構包括流量調速控制機構和蓄能器；所述流量調速控制機構與所述蓄能器連接，由所述流量調速控制機構調節所述蓄能器的能量釋放梯度；所述流量調速控制機構對稱設置在所述沖擊缸的缸壁外側。

進一步，所述蓄能器設置在地基上。

進一步，所述液控機構包括節流裝置和電磁換向閥；所述立柱單向閥出液口處與所述節流裝置一端連接，所述節流裝置另一端與所述電磁換向閥連接，所述電磁換向閥與帶有乳化液泵源的高壓液體存儲池連接。

進一步，所述節流裝置包括節流閥和單向閥；所述節流閥與所述單向閥一端連接，所述單向閥另一端與所述立柱單向閥和電磁換向閥連接。