[实用新型]一种碳纤维轻量化的单体液压支柱

说明书

本实用新型涉及一种碳纤维轻量化的单体液压支柱，包括缸筒体和活柱体，活柱体同轴套装在缸筒体内，缸筒体结构包括筒体金属内衬以及筒体碳纤缠绕增强结构，筒体金属内衬为圆柱筒形结构，在筒体金属内衬外壁中部嵌装筒体碳纤缠绕增强结构；活柱体包括柱体金属内衬以及柱体碳纤缠绕增强结构，柱体金属内衬为圆柱筒形结构，在柱体金属内衬上制有环形结构槽，在结构槽轴向两侧的金属内管外壁均嵌装有柱体碳纤缠绕增强结构。本实用新型在保证矿山单体液压支撑柱技术指标的要求下，本着轻量化的原则，进行改进，以传统单体液压支撑柱为基础，通过碳纤维材料的替代和工艺设计制备出质量更轻、强度更高、寿命更长、更安全的新型单体液压支撑柱。

技术领域

本实用新型属于技术煤炭生产工程领域，涉及单体液压支撑柱，尤其是一种碳纤维轻量化的单体液压支柱。

背景技术

矿用单体液压支柱是上世纪末期发展起来的矿山回采工作面支护产品，到目前为止已推广应用30余年，是矿山采煤工作面配套的支护设备。单体液压支柱是一种恒阻式支柱，具有恒定的工作阻力。在单体液压支柱上设有三用阀，控制支柱的工作循环过程，满足支护要求。内注式单体液压支柱依靠油缸内装入的液压油在内部循环工作，这种支柱由于其内部结构复杂，初撑力小且不均匀，生产成本高，劳动强度大等缺点，除用于打点柱等工况外，一般不再使用。外注式单体液压支柱依靠乳化液泵站输出的压力液进行初撑，在顶板来压或卸载时，通过三用阀上的安全阀或卸载阀使乳化液外泄到采煤工作面内，支柱下降。重复工作时，再用乳化液泵站的压力液进行初撑，依次循环。由于其初撑力是靠泵站的压力进行初撑，工作面的支柱初撑力均匀，保证了回采工作面的顶板平整和安全，同时也减轻了工人的劳动强度，因此外注式单体液压支柱应用较为广泛。我国使用的各类型外注式单体液压支柱使用乳化液作为工作介质，对采煤工作面的工作环境，以及地下水造成了污染。近年来，为了实现井下工作面的环保型支护，减轻工人的劳动强度，外注活塞式单体液压支柱在不影响支柱性能的前提下，科技工作者和井下工程师对其进行了各种尝试性改进，包括轻量化技术、防倾倒装置等，旨在提高产品的安全性和改善工人的劳动强度。轻合金轻量化单体液压支柱是在传统支柱基础上发展起来的一种外注式支柱产品，该支柱采用铝合金材料制造，与钢质支柱相比，减轻了整体质量。但是由于造价太高，而且铝合金有时会有摩擦起电现象，这种铝合金支柱在应用上受到限制。使得液压支柱轻量化的问题迟迟没有得到根本解决。

近年来，由于碳纤维材料的量产以及成本的下降，碳纤维复合材料成型技术的日益成熟，为碳纤维复合材料技术在矿山单体液压支柱高强度和轻量化的应用提供了有力支撑。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构简单、质量轻、强度高、可靠耐用的碳纤维轻量化的单体液压支柱。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种碳纤维轻量化的单体液压支柱，其特征在于：包括缸筒体和活柱体，活柱体同轴套装在缸筒体内，缸筒体结构包括筒体金属内衬以及筒体碳纤缠绕增强结构，筒体金属内衬为圆柱筒形结构，在筒体金属内衬外壁中部嵌装筒体碳纤缠绕增强结构；活柱体包括柱体金属内衬以及柱体碳纤缠绕增强结构，柱体金属内衬为圆柱筒形结构，在柱体金属内衬上制有环形结构槽，在结构槽轴向两侧的金属内管外壁均嵌装有柱体碳纤缠绕增强结构。

而且，活柱体的外壁与缸筒体内壁滑动接触并能够拆卸。

而且，在活柱体的轴向一端伸出缸筒体外并在端部安装封顶顶盖，密封顶头相邻的活柱体端部径向一侧安装活柱体堵头；缸筒体的轴向另一端安装底座。

而且，底座内同轴安装有多功能卡箍，多功能卡箍与活柱体之间设有两个O型密封圈。

而且，缸筒体外壁中部安装把手。

而且，缸筒体的金属内衬的轴向一端制有三用阀尼龙密封结构槽，在金属内衬的轴向另一端制有底座安装尼龙密封结构槽。

本实用新型的优点和积极效果是：