[实用新型]大流量安全阀抗冲击性能试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿用液压支架安全阀抗冲击性能试验装置，尤其是指一种大流量安全阀抗冲击性能试验装置。

背景技术

目前，我国煤矿五大灾害中井下工作面顶板事故比重仍占首位。我国一些矿区，特别是近年来我国相当多的矿井进入深部开采，存在着坚硬顶板难冒以及冲击地压的威胁。现代化矿井，高产高效的要求使工作面推进速度大大加快，要求顶板悬臂加大。这些因素都会增大产生大面积顶板垮落、冲击猛烈等一系列动力灾害的可能性，威胁生产人员安全。为了达到高产高效和安全生产，我国采煤工作面的液压支架支护技术必须要有很大提高。前世纪末，我国的大中型矿井普遍装备的综采工作面液压支架高度1.7m-3.5m、立柱缸径为Φ200mm-Φ230mm、支护阻力4400KN-5600KN、安全阀泄液量100L/min-160L/min。这种技术特征水平的液压支架已经不能完全满足当前生产能力的需要。目前，液压支架的高度已达到5m-7m，支护阻力已发展到10000KN-170000KN，支架的立柱载荷也在同步提高，单根立柱达到6000KN-8000KN，相应的缸径达到Φ400mm-Φ500mm(其单位的体积容量将以三次方的幅度增大)。液压支架仍向大型化发展。液压支架立柱能力的提升，必然促进对保护元件—安全阀的深层研究，要求安全阀具备高压大流量和快速动态响应性能。另外，我国煤矿分布地域广阔，地质条件复杂多样，许多煤矿存在着地压冲击的威胁。在这样恶劣工况条件下，液压支架能否经得起考验，立柱与抗冲击大流量安全阀显得尤为重要。

目前，我国高端液压支架的安全阀大部分依赖进口，国内尚缺抗冲击大流量安全阀的测试标准和测试设备，国家检测中心和液压支架主机厂都还没有一个比较合适的试验方法和试验设备。MT419-1995《液压支架用阀》行业标准只规定了100L以下安全阀的检验方法，对于100L以上的安全阀未作具体规定。新制订的国家标准《煤矿用液压支架安全性要求第三部分：阀与液压系统》尚未正式颁布执行。

目前，国外(主要是欧洲国家)的大流量安全阀研发技术比较前沿，对大流量安全阀试验依据欧洲标准化委员会(CEN)颁布的EN1804-3《井下采矿机械对液压支架的安全性要求第三部分：液压控制系统》(2006年版本)进行，对安全阀的规定已达到1000L。欧洲标准不时地进行修订。

德国MPA(北莱茵威斯特法伦州国家材料试验中心)，是国家指定检验液压支架的质检中心。该中心采用德国申克公司制造的快速加载试验装置，对安全阀进行冲击试验，流量升级为1000L。该中心还具有液压立柱的冲击试验装置，采用自由落体的方式对立柱进行冲击试验，重物的质量是20T。按照欧洲相关的标准，检验立柱的抗冲击能力和安全阀的保护特性。

由于德国煤炭工业的萎缩，鲁尔和撒尔矿区不再采煤，现在欧州液压支架及元部件的检测向东欧转移。捷克煤炭科学院试验室(OPAV)，据有关检验报告，能力也达到1000升。据说波兰试验室也具有同等的试验能力。最近几年，进口的安全阀检验报告大都由MPA和OPAV提供的。

我国在上个世纪七十年代，从英国、波兰等国引进了一批液压支架，随后发展了我国自主技术的液压支架。在使用过程中，一些矿区先后发生过顶板冲击造成支架立柱胀缸、串通顶梁、切断连杆、支架整体变形等事故。支架立柱的保护很大程度取决于液压系统的安全阀，这种事故的发生暴露了支柱安全阀保护能力的严重不足，促使安全阀向高压力、大流量发展。经过论证，液压支架的安全阀释放能力应该大于500～1000L/min，乃至2000L/min的水平。本申请人生产的200～315～400～500～630～1000升以上的安全阀就是在这一前提下研制的，但是苦于没有安全阀检测装备在试验室进行考核。在上个世纪末，国家质检中心部门的检测能力只能达到160L/min。总之测试技术手段还是落后于产品开发。所以我们国内企业的安全阀产品一直滞留在市场的门外。

由于缺乏高性能大流量抗冲击安全阀测试装置，严重影响我国研制这类大流量抗冲击安全阀的工作研制的产品由于缺乏可靠的测试手段，不能取得被确认的数据下井使用。高性能大流量抗冲击安全阀进口占相当大比例，也只能比照国外的检测结果暂时允许下井。目前，国内用高压泵串联液能方法进行简易测试，其高能耗、高排放不符合节能减排国策要求。如测试一个500L/min的安全阀(原所用动力电能500KW比20KW，测试用液源10吨比1吨)，也无法满足模拟试验安全阀冲击性能检测要求。德国、波兰的同类试验装置的性能参数也已相对落后。