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1、10申请公布号CN102094661A43申请公布日20110615CN102094661ACN102094661A21申请号200910261549522申请日20091214E21D15/4420060171申请人安徽理工大学地址232001安徽省淮南市田家庵区舜耕中路168号72发明人栾振辉54发明名称高效单体液压支柱57摘要一种高效单体液压支柱，用于矿山及隧道掘进等场所的顶板支护，属于液压传动领域。它是在底座上安装一个缸体，缸体中安装一个活柱，活柱中安装一个空心柱塞，空心柱塞将活柱下腔分隔成A、B两个腔，当高压液体进入A腔时，B腔能够自动从油箱中吸液，大大提高了单体液压支柱的升柱速度。。
2、因此，本发明具有结构简单、操作方便、工作可靠、效率高等特点，可广泛应用于井下炮采工作面、高档普采工作面以及巷道掘进或隧道掘进等需要进行顶板支护的场所。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102094667A1/1页21一种高效单体液压支柱，在底座11上焊接一个缸体7，缸体7中安装一个活柱3，活柱3中安装一个空心柱塞8，其特征在于，空心柱塞8将活柱下腔分隔成A、B两个腔，且A腔的截面积比B腔的截面积小很多，当高压液体经三用阀2进入A腔使活柱上升时，B腔能够自动从油箱C中吸液，从而大大提高了单体液压支柱的升柱速度。2根据权利要求1所述的。
3、高效单体液压支柱，其特征是在空心柱塞8将活柱下腔分隔成A、B两个腔，A腔与B腔通过两个单向阀12和13连通。3根据权利要求1所述的高效单体液压支柱，其特征是活柱3的上腔为一油箱D，并且D与C连通。权利要求书CN102094661ACN102094667A1/3页3高效单体液压支柱技术领域0001本发明涉及一种单体液压支柱，具体地说是一种高效单体液压支柱，适用于煤矿采煤工作面等需要进行顶板支护的场所，属于液压传动领域。背景技术0002目前，在煤矿采煤工作面使用的支护设备主要是液压支架和单体液压支柱，液压支架主要用于机械化程度较高的综采工作面，单体液压支柱主要用于炮采工作面和高档普采工作面。单体液。
4、压支柱有内注式和外注式两种。内注式单体液压支柱依靠支柱内装入的乳化液在内部循环工作，在支柱缸体上装有手摇泵，手摇泵由手柄、曲柄滑块机构以及泵塞组成。摇动手柄时，通过曲柄滑块机构带动泵塞上下运动，完成吸排液工作，使支柱上升，支撑顶板。当顶板下沉时，作用在支柱上的载荷达到安全阀的调定压力时，安全阀卸荷，支柱下降，然后，前移支柱，进行下一个循环的工作。这种内注式单体液压支柱，由于其结构复杂、手柄摇动费力、升降速度慢等原因，使用量较少。外注式单体液压支柱依靠工作面下顺槽中的乳化液泵站为动力源，通过高压注液枪向单体液压支柱供液，使支柱升起，进行顶板支护。在顶板来压和卸载时，通过支柱上的三用阀使液体排出柱。
5、外，支柱下降，然后前移支柱，进行下一个循环的工作。0003外注式单体液压支柱主要由活柱、缸体、三用阀、复位弹簧等组成，三用阀中包含有单向阀、安全阀和卸载阀。单体液压支柱靠乳化液泵站供液。把注液枪插入三用阀的注液孔中，扳动手把，高压乳化液顶开单向阀进入支柱下腔，使活柱伸出，同时复位弹簧被拉长。当柱内压力达到泵站的调定压力时，支柱达到初撑力，即可拔出注液枪。随顶板下沉，支柱内压力升高，当达到安全阀的调定压力时，安全阀溢流，支柱便在额定工作阻力下恒阻下缩。回柱时，扳动卸载手把，打开卸载阀，支柱内的高压液体排出柱外，活柱在自重和复位弹簧作用下缩回。然后，前移支柱，进行下一个循环的工作。0004现有单体。
6、液压支柱的主要缺点是升柱速度太慢。活柱上升速度慢的原因是其结构所固有的。众所周知，活柱升高H行程所需的液体体积为VD2H/4式中D为活塞直径；H为活柱空行程。为了保证单体液压支柱有足够的支撑力，活塞直径D必须足够大，这样活柱下腔的容积就会很大，因此，活柱上升的速度就会很慢。发明内容0005为了克服现有单体液压支柱升柱速度慢的缺点，本发明提供一种高效单体液压支柱，它属于外注式单体液压支柱的范畴。高效单体液压支柱具有空载时升柱快、效率高的特点。0006本发明解决其技术问题的基本思想是在空行程阶段，乳化液泵站来的高压液体仅作用在活柱的一个比较小的面积上，此时支柱的载荷很小，所以，活柱以小负荷高速度上。
7、升，而活柱上升时，活柱下腔大部分面积下的容积由邮箱中的液体补充。0007本发明解决其技术问题所采用的技术方案是在缸体中安装一个活柱，在活柱中说明书CN102094661ACN102094667A2/3页4安装一个空心柱塞，空心柱塞与缸体底座固连在一起，并与活柱滑动配合，其特征是空心柱塞将活柱下腔的容积分隔成A、B两个腔，且A腔的截面积远小于B腔，来自泵站的高压液体经三用阀进入A腔，使活柱上升，与此同时，B腔的容积逐渐增大，形成真空，并通过单向阀从油箱中吸液。A腔与B腔通过两个单向阀连通。当柱帽接触到顶板时，A腔中的油液压力升高，从泵站来的压力油液顶开单向阀进入B腔，将活柱支撑在顶底板之间。当顶。
8、板来压时，作用在活柱上的载荷增大，当达到三用阀中安全阀的调定压力时，安全阀卸载，活柱下降；当压力降到安全阀的调定压力以下时，安全阀又关闭。当需要撤柱时，操作三用阀中的卸载手把卸荷，活柱在自重以及弹簧力的作用下快速下降，然后前移支柱，进行下一个循环的支护工作。0008由上述分析可知，活柱升高H所需要的来自泵站的液体体积为V1D2H/4式中D为空心柱塞直径。而B腔从油箱中吸取的液体体积为V2VV1HD2D2/4。V2由单向阀进入B腔。0009由于D比D可以小很多，因此，在相同的流量下，高效单体液压支柱的升柱速度也可比传统单体液压支柱快很多，其速度比值取决于D与D比值。附图说明0010下面结合附图和。
9、实施例对本发明做进一步说明。0011附图是本发明的结构原理图。0012图中1手把体，2三用阀，3活柱，4柱帽，5通气阀，6螺钉，7缸体，8空心柱塞，9弹簧，10单向阀，11底座，12单向阀，13单向阀。具体实施方式0013在附图中，在底座11上焊接一个缸体7，缸体7中安装一个活柱3，活柱3中安装一个三用阀2和一个空心柱塞8，空心柱塞将活柱下腔分隔成A、B两个腔，且A腔的截面积比B腔的截面积小很多。A腔和B腔通过单向阀10和12连通。活柱3和底座11之间装有弹簧9，缸体7上装有手把体1，柱帽4与活柱3通过螺钉6连接，在活柱3顶端安装一个通气阀5，通气阀5和三用阀2与现有单体液压支柱上的通气阀和三。
10、用阀阀相同。0014本发明工作时，当泵站来的高压液体由注液枪通过三用阀2进入单体支柱时，首先进入A腔，使活柱3向上运动，活柱3下腔B腔的容积增大，形成真空，油箱CC和D连通中的油液在大气压力的作用下，通过单向阀13进入B腔。由于A腔的截面积很小，因此活柱3快速上升。当活柱3向上运动接触到顶板时，A腔中的油液压力升高，当压力达到单向阀12的开启压力时，压力液体打开单向阀12进入B腔，同时关闭单向阀13以更大的支撑力将活柱支撑在顶底板之间。当顶板来压时，作用在活柱3上的载荷增大，当达到三用阀2中安全阀的调定压力时，B腔的液体通过单向阀10进入A腔，并由三用阀2中的安全阀卸载，活柱3下降；当压力降到。
11、安全阀的调定压力以下时，安全阀又关闭，即支柱始终以恒定的阻力阻止顶板下沉。当需要撤柱时，操作三用阀2上的卸载手把打开卸荷阀卸荷，活柱3在自重以及弹簧9的作用下快速下降，然后前移支柱，进行下一个循环的支护工作。说明书CN102094661ACN102094667A3/3页50015本发明由于在活柱3中安装了空心柱塞8，将活柱下腔的容积分隔成A、B两个腔，且A腔的截面积比B腔小很多，当高压液体进入A腔使得活柱3在上升时，B腔能够从油箱C和D中自动吸液，因此，支柱空行程时能够快速上升，大大提高了支柱的支护效率。本发明具有结构简单、操作方便、工作可靠，支护效率高的特点，可广泛应用于井下炮采工作面、高档普采工作面、巷道掘进隧道掘进等需要临时支护的场所，真有广阔的应用前景。说明书CN102094661ACN102094667A1/1页6说明书附图CN102094661A。