[发明专利]液压支柱

说明书

本发明涉及采矿业，更具体地涉及在动力加载条件下用机械化坑架或单个液压支柱管理顶板的地下技术。

目前，成套机械化采矿业中已广泛运用了机械化坑架，它带有液压支柱形式的受力构件。然而，正如世界上煤矿开采经验所证明的那样，随着矿山作业的深掘，由于矿石冲击或其它动力加载而使矿石压力变大的情况明显增加。在这种情况下成批地使用机械化设备不能完全保证采矿工作的安全性和效率，当出现短暂的、却能将坑架额定阻力提高1.5～2倍的高峰压力时，由于液压支柱或其元件受损，使在采煤工作面出现动力现象引起的严重后果。这也是大力寻找用于动力加载条件下的液压支柱保护装置的原因。在大多数用于此目的的液压支柱里，除了安全阀以外，还引入了补充的应急阀。

已知的液压支柱，包括液压缸，带轴的支架，轴上装有弹簧活塞，它在活塞与支架间形成辅助内腔，还包括安全阀和补充引进的应急阀，它以与活塞相互作用截头锥体形式，固定在轴上，活塞中有通孔，使辅助内腔与活塞内腔相通，这时，限制了辅助内腔的容量的支架的端面，使活塞与应急阀的面积差增大。支架轴与通道相连，可将活塞内腔与空气接通（苏联专利，A，1204732）。

该液压支柱的缺点是可靠性低，这是由于受冲击时活塞的重量和它与液压缸的摩擦力不足以将活塞架空，而且，由于对零件同轴性提出的刚性要求，底表面要大，因此在该种结构难于保障应急阀的密封性。此外，由于面积比例变化，使得力的平衡发生变化，在受冲击和打开应急阀时，结构的稳定性失去，从而因无法关闭应急阀使液压支柱受损。事实上，当打开的应急阀处于静态时，可保持力的比例（依靠面积之差），此力基本上由轴和应急阀参数确定。然而在封闭的液压缸容积内无法使辅助内腔大于液压缸的面积，因此，应急阀的面积应大于轴面积。受冲击时打开应急阀时，液体在压力的作用下流入阀门与活塞之间的阀门外腔里，从而在活塞与应急阀之间产生附加的力，在以后妨碍了应急阀的打开。使用液压支柱时，直接在地下调整和拆卸应急阀是困难的，于是必须将整个结构全部拆卸，搬运到地面进行调节。

与本申请技术实质和效果最接近的是带应急阀以防止矿石冲击的液压支柱（西德专利，C，2149451）。该液压支柱包括做成可动件和固定件的活塞对，带有液压缸，里面有空心活塞杆和活塞，它们构成液压支柱的内腔。除了带有不大出口截面的释放过剩压力的安全阀外，内腔里还有带大的通道截面的应急阀，它装在可动件，即活塞杆上。液压支柱内腔里充满工作介质，并与阀相连。乳化液被用作工作介质。

活塞杆上还安有可动弹簧支架，它的作用力能提高液压支柱的额定阻力，支架带有连杆，连杆离应急阀不远。据介绍，静态加载时，该液压支柱内腔里的剩余压力会通过安全阀排出，而当受冲击，作用力将液压支柱的额定阻力提高时，弹簧支架移动，靠连杆打开应急阀，从而防止了液压支柱受损。

该液压柱的缺点是支架下的弹簧作用力能提高安全阀规定的液压支柱调节负载，此负载为几十至几百吨。当然，在这种负载下弹簧会很快失去弹性，受冲击时会受损。这样，对整个液压支柱的工作可靠性会产生不良影响。此外，为了保证打开应急阀，弹簧支架应移动至连杆和应急阀之间的空隙内，而在支架位移时会导致液压支柱内腔里形成不容许的压力冲量。

本发明的任务是提供一种液压支柱，它具有防止矿石冲击装置的结构，这种装置在采矿工作面静态和动态加载状况下可保证有效地工作。

解决本发明的措施是提供一种液压支柱，其包括做成可动件和固定件的活塞对，带有液压缸及装有可轴向移动的空心活塞杆和活塞，它们构成液压柱内腔，里面充满工作介质，并与安全阀和应急阀相通。可动件上有弹簧支架，用于控制应急阀。根据本发明，这个支架安在应急阀的一个接头上，限定液压支柱内腔在推开状态下的密封。同时，与工作介质接触的接头端部支架面积实际上等于活塞面积。

可在液压支柱可动件上设置凸块以保证接头与密封件的力的相互作用。

在受液压支柱任何通常压力的冲击下，这种液压支柱可保证迅速有效地操作，而不需要安全阀的调节。

本发明的实质是液压支柱有三个基本的相对运动部件：可动件，固定件和可动弹簧支架。