[实用新型]增压阀控式底板侵入仪

说明书

本实用新型属于煤矿回采工作面用于测定底板抗压强度的增压阀控式底板侵入仪，是一种新型仪器。

底板抗压强度是底板控制设计的主要参数，目前用于测定底板抗压强度的仪器其能源由人工加入，所以加载强度大，且自配支柱，不能与标准单体液压支柱配套使用，所以重量大，使用不方便，尤其是低量程压力显示和有限的压模面积，严重影响了底板抗压强度测量值的精确度，为安全生产带来隐患。

本实用新型的目的在于设计一种能充分利用回采工作面泵站的能源，操作方便，尤其能与标准支柱配套使用，同一工作面，用不同尺寸的压模进行多次系列量测，能准确地测定出煤层底板抗压强度的增压阀控式底板侵入仪。

本实用新型主要由壳体3、注液管1、锁紧套2、转阀手柄13、压力表14、压紧螺钉9及特征部分与转阀手柄13相连的转阀阀芯11，压紧螺钉前端的增压活塞6、壳体上的安全阀装置22及底板侵入部分压模21组成的。

本实用新型的优点是结构简单，能充分利用回采工作面泵站的能源，操作方便，尤其能与标准支柱配套，在一个工作面上，用多个不同尺寸的压模进行多次测量，可以准确地测定出底板抗压强度。

附图说明：图1是本实用新型组装框图，图2是图1中增压阀控器25的结构示意图，图3是图2中A－A剖面图，图中1－注液管，2－锁紧套，3－壳体，4、7、10、12、－0形密封圈，5－活塞杆密封圈，6－增压活塞，8－密封垫圈，9－压紧螺钉，11－转阀阀芯，13－转阀手柄，14－压力表，15－锥形阀芯，16－调压弹簧，17－调压螺钉，18－堵头，19－压紧螺杆，20－钢球，21－压模，22－安全阀装置，23－接头，24－支柱，25－增压阀控器。

现结合附图对该实用新型的结构，工作过程及原理作一详细的说明。

在工作前，先将转阀手柄13转至Ⅱ位（零位），并根据工作需要调整调压螺钉17，使安全阀装置22有一定的开启压力。将来自回采工作面泵站的高压软管插入接头23中，并用U形卡固定好；将压模21放置于底板上，并在其上压入一单体液压支柱；将注液管1插入单体液压支柱三用阀内，用锁紧套2固定好，转动转阀手柄13至Ⅰ位（升液位）。这时接通高压乳化液源，高压乳化液自接头23进入转阀内腔B，这时内腔B便充满高压乳化液，沿着壳体内孔分别作用在压力表14，安全阀装置22的锥形阀芯15和增压活塞6前腔，并经注液管1进入单体液压支柱的三用阀，在液压力作用下，打开三用阀的注液单向阀进入单体液压支柱内腔，对单体液压支柱实施升柱，活柱升出并支撑顶板，达到所需初撑力时，压力表14指针停在某一位置，依靠泵压不能再使支柱内腔压力升高。

将转阀手柄13转至Ⅲ位（增压位），这时在增压活塞6前腔封闭了一定量的液体，高压乳化液又经斜孔进入增压活塞6后腔，作用在增压活塞6上，由于d₁＜d₂，则活塞杆面积A₁（＝ (π)/4 d₁^{2）＜活塞面积A₂（＝ (π)/4 d₂2）忽略瞬态液动力，稳态液体动力及流体加速度的影响，P₁＝（ (d₂)/(d₁) ）2·P₂}

由于P₂即为泵压，d₂＞d₁，因而高压乳化液对活塞作用的结果是使P₁升高，升高的量程由安全阀装置22来调定。增压后P₁升高，高压液体作用于压力表14，安全阀装置22上，达到安全阀装置22的调定压力时，锥形阀芯15压缩调压弹簧16，产生一定的位移，高压液体通过泄漏孔泄漏流出，这时压力表14的指针在微小范围内摆动，记下此时压力表14的示值。

将转阀手柄13转至Ⅱ位（零位），由于活塞前腔充满高压液体，锁紧套2取不下来，这时，可松开压紧螺杆19，钢球20脱离球窝，高压液体从活塞后腔通过壳体内孔、球窝与钢球的间隙、直孔流出，看到压力表14的示值为0时，再拧紧压紧螺杆19压紧钢球20实施密封。松开锁紧套2，取下增压阀控器25，用卸载手柄插入三用阀后孔内，板动使卸载阀卸载，支柱活柱回缩，脱离顶板，移开支柱，测量压膜21侵入底板量值，并记录。

根据需要，调定安全阀装置22的开启压力值，在同一工作面，用多个不同尺寸的压模进行多次测量，并分别记录压力表14和压模21侵入量值，用统计和力学计算方法得出工作面的底板抗压强度。底板侵入部分压模21其上部为与标准单体液压支柱底座尺寸相同的圆柱窝状，下部为一圆柱体，其柱体直径为120mm～400mm之间，一般制造成150mm、200mm、250mm、280mm、300mm、350mm、等8个尺寸的压模。