双伸缩立柱全能升柱系统及矿用液压支架.pdf

本发明公开了一种双伸缩立柱升柱全能系统及矿用液压支架，用于控制双伸缩立柱的升降，双伸缩立柱的外缸的活塞杆腔的油路上连接有平衡式交替单向阀，平衡式交替单向阀设有主通路和控制口，主通路为常开通路，与外缸的活塞杆腔的油路连接。控制口连接有开关控制油路，可以控制平衡式交替单向阀的通断。升柱时，可以通过开关控制阀控制外缸的活塞杆腔的回油油路的通断，从而控制升柱的顺序。使液压支架双伸缩立柱中缸与活柱的液压行程分配可以调整、缸体受力更加合理，可解除或减少实际应用中双伸缩立柱存在的涨缸、外缸缸口漏液等问题。

1.  一种双伸缩立柱全能升柱系统，用于控制双伸缩立柱的升降，其特征在于，所述的双伸缩立柱的外缸的活塞杆腔的油路上连接有开关控制阀。

2.  根据权利要求1所述的双伸缩立柱全能升柱系统，其特征在于，所述的开关控制阀设有开关控制油路。

3.  根据权利要求1所述的双伸缩立柱全能升柱系统，其特征在于，所述的开关控制阀为平衡式交替单向阀，所述的平衡式交替单向阀设有开关控制油路。

4.  根据权利要求2或3所述的双伸缩立柱全能升柱系统，其特征在于，所述的开关控制油路与抬底千斤顶的活塞杆腔的油路连接。

5.  根据权利要求3所述的双伸缩立柱全能升柱系统，其特征在于，所述的平衡式交替单向阀设有主通路和控制口，所述的主通路为常开通路，所述控制口与所述开关控制油路连接，所述主通路与所述外缸的活塞杆腔的油路连接。

6.  根据权利要求5所述的双伸缩立柱全能升柱系统，其特征在于，所述的平衡式交替单向阀包括阀体，所述阀体内设有阀芯，所述控制口设于所述阀芯左侧的阀体中，所述阀芯的右侧与所述阀体之间设有弹簧，所述的主通路设于所述阀芯右侧的阀体中。

7.  一种矿用液压支架，其特征在于，包括双伸缩立柱，所述双伸缩立柱的升柱系统为权利要求1至6任一项所述的双伸缩立柱全能升柱系统。

双伸缩立柱全能升柱系统及矿用液压支架
技术领域
本发明涉及一种矿用支护设备，尤其涉及一种双伸缩立柱全能升柱系统及矿用液压支架。
背景技术
液压支架在综合机械化采煤工作面的主要作用是支撑煤层的顶板。矿用液压支架的升、降大都是依靠双伸缩立柱的伸、缩来实现。
如图1所示，现有技术中，矿用液压支架的双伸缩立柱由外缸1、中缸2、活柱3及底阀4等主要部件组成。
如图2所示，升柱系统在控制双伸缩立柱8、9升柱时，由第二操纵阀6控制，按着一种固定的模式升降，先升中缸2，待中缸2及外缸1之间的液压行程(一级行程)全部用完之后，即中缸升到最高不能再运动时，中缸2活塞下方腔体内的压力开始升高，当压力超过安装在中缸活塞部分的底阀4的开启压力时，底阀4被打开，活柱3开始上升。活柱3与中缸2之间的液压行程(二级行程)用完后，双伸缩立柱升到最大高度。第一操纵阀5单独控制抬底千斤顶10的升降。
上述现有技术在煤矿实际应用中至少存在以下缺点：
中缸2与活柱3的行程分配不能调整，缸体受力不合理。
发明内容
本发明的目的是提供一种中缸与活柱的行程分配可以调整、缸体受力合理的双伸缩立柱全能升柱系统及矿用液压支架，用以解除或减少矿用液压支架实际应用中双伸缩立柱存在的涨缸、外缸缸口漏液等问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的双伸缩立柱全能升柱系统，用于控制双伸缩立柱的升降，所述的双伸缩立柱的外缸的活塞杆腔的油路上连接有开关控制阀。
本发明的矿用液压支架，其特征在于，包括双伸缩立柱，所述双伸缩立柱的升柱系统为上述的双伸缩立柱全能升柱系统。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的双伸缩立柱全能升柱系统及矿用液压支架，由于双伸缩立柱的外缸的活塞杆腔的油路上连接有开关控制阀，升柱时，可以通过开关控制阀控制外缸的活塞杆腔的回油油路的通断，从而控制升柱的顺序，使中缸与活柱的行程分配可以调整、缸体受力合理。
附图说明
图1为现有技术中的双伸缩立柱的结构示意图；
图2为现有技术中的双伸缩立柱升柱系统的液压原理图；
图3为本发明的双伸缩立柱全能升柱系统的液压原理图；
图4为本发明中平衡式交替单向阀的结构示意图。
具体实施方式
本发明的双伸缩立柱全能升柱系统，其较佳的具体实施方式如图3所示，双伸缩立柱8、9的外缸的活塞杆腔的油路上连接有开关控制阀，开关控制阀设有单独的开关控制油路。
开关控制阀可以为平衡式交替单向阀7，平衡式交替单向阀7设有开关控制油路。开关控制油路可以是单独的开关控制油路，也可以与抬底千斤顶的活塞杆腔的油路连接。
如图4所示，平衡式交替单向阀设有主通路和控制口，主通路为常开通路，使用时将控制口与开关控制油路连接，主通路与外缸的活塞杆腔的油路连接。通过开关控制油路控制主通路的开关，即控制外缸的活塞杆腔的油路的通断。
具体平衡式交替单向阀可以包括阀体13，阀体13内设有阀芯15，控制口设于阀芯15左侧的阀体13中，阀芯15的右侧与阀体13之间设有弹簧18，主通路设于阀芯15右侧的阀体13中。还可以包括左接头11、柱塞12、阀垫14、固定套16、密封圈17、右接头19等。
自由状态下，阀芯15在弹簧18的作用下左移，主通路处于常开状态；当控制口通入压力油时，阀芯15右移，将主通路关闭。
本发明的矿用液压支架，包括双伸缩立柱，双伸缩立柱的升柱系统为上述的双伸缩立柱全能升柱系统。
下面对本发明的双伸缩立柱全能升柱系统的工作原理进行一下详细的阐述：
参见图3、图1、图4，把第二操纵阀6的操纵手把搬至N方向，靠近手把的工位接通，中缸2升起。当升至某一高度(并非极限位置)时，将手把搬回零位，中缸2停止上升。
如果此时想让活柱3伸出，可按以下操作：搬动矿用液压支架固有的控制抬底千斤顶10的第一操纵阀5的手把至S方向，靠近手把的工位接通，高压液体进入抬底千斤顶10的活塞杆腔，缸体上移(不影响液压支架的功能)。与此同时，高压液体也进入平衡式交替单向阀7的左端，推动柱塞12右移，柱塞12又推动阀芯15右移将右端阀口封闭，这样就阻断了双伸缩立柱8、9的外缸1的活塞杆腔回油的通路。此时，再把第二操纵阀6的手把搬至N方向，靠近手把的工位接通，高压液体进入外缸1的活塞腔。由于活塞杆腔的回油路被切断，造成憋压，中缸2不能运动，致使外缸的活塞腔的压力随之增高。当压力大于预定的值，如1.2MPa时，安装在中缸2活塞处的DF型底阀4被打开，活柱3随即开始上升。按其井下的实际状况，按上述顺序操作一次，一般情况下，活柱3升高200毫米左右就可满足使用要求。
概括起来，在中缸2未升到极限位置的情况下，若想升活柱3或是升中缸2，实际操作非常简单。即先、后搬动第一操纵阀5的手把至S方向和搬动第二操纵阀6的手把至N方向，高压液体首先进入平衡式交替单向阀7的左端，随后进入外缸1的活塞腔，即升活柱3；只搬动第二操纵阀6手把至N方向，即升中缸2。矿用液压支架在煤矿实际应用时，利用上述方法就可非常方便地将双伸缩立柱8、9富裕的液压行程重新合理分配，大大提高双伸缩立柱8、9的可靠度。
在双伸缩立柱8、9的外缸1的活塞杆腔回油路被阻断的情况下，外缸1的活塞腔再进入高压液体，立柱此时变成了增压缸。但是，活塞杆腔不允许有过高的压力。为保证安全可靠地全能升柱，平衡式交替单向阀7是关键的液压部件，该阀是一个常开阀，当其阀芯15右移阻断外缸1的活塞杆腔回油通路时，左端柱塞12的密封面积和右端阀芯15的密封面积是相等的。左端最高供液压力为31.5MPa。当双伸缩立柱外缸活塞杆腔的压力接近31.5MPa时，平衡式交替单向阀7的阀芯15就会在弹簧18的力的作用下打开，活塞杆腔的高压液体随即回油箱。所以，双伸缩立柱外缸活塞杆腔的最高压力为31.5MPa，和泵站供液压力一样，可保证双伸缩立柱安全可靠地工作。
为了操作方便，第二操纵阀6搬向S方向的手把可以不带自锁功能。
本发明的矿用液压支架在煤矿综采工作面的主要作用是支撑和控制煤层的顶板，创造良好的采煤空间。而液压支架在采煤工作面使用时，采煤高度均小于液压支架的最大结构高度。所以，液压支架的双伸缩立柱均有不少的富裕液压行程。利用本发明可以非常简便地将这些富裕行程合理分配。
双伸缩立柱常规升柱过程为：搬动第二操纵阀6的操纵手把至N方向，靠近手把的工位接通，高压液体进入双伸缩立柱外缸的活塞腔，活塞杆腔的液体经平衡式交替单向阀回油箱，中缸开始上升。当升至极限位置时，活塞腔压力升高，底阀打开，活柱开始上升。这是一个固定的升柱顺序。本发明中除具有上述功能外，还具有按需要升起中缸或是升起活柱的特殊功能。
具体应用过程中，可以在首次安装支架时，按常规升柱办法升柱，即中缸先升至极限位置后，底阀打开，使活柱伸出，直至液压支架顶梁接触煤层的顶板，然后，操作液压支架使其降低高度，大约使中缸降低支架富裕液压行程的一半时，再按上述的方法操作，使中缸不动，让活柱再次伸出，直至撑紧顶板。这样就完成了富裕液压行程的合理分配，避开了双伸缩立柱中缸和外缸最不利的工作状态。而且，调整一次可长期使用，这样就大大增加了液压支架的可靠性。
本发明是一种全新的升柱系统，既可以接着传统的升柱顺序升柱，也可以接着需要升起双伸缩立柱其中的某个部分，还可以先升活柱，后升中缸；升中缸及升活柱交替进行的多种升柱方法，从而使液压支架中的双伸缩立柱受力更加合理，大大降低双伸缩立柱的故障率。
按着煤矿井下支护的规定，采煤高度必须低于液压支架最大高度200毫米以上。例如，液压支架的最大高度为5.5米，采煤高度5.0米是合乎要求的，这样即富裕了500毫米的液压行程。但按常规的升柱方法，此时中缸的液压行程即一级行程已全部用尽，中缸升至最高位置，而富裕的500毫米液压行程全部富裕在活柱即二级行程上。这样就使中缸和外缸长期处在最不利的状态下进行工作。随着开采力度的不断增加，双伸缩立柱工作负荷也越来越重，致使外缸与中缸连接的缸口处，中缸缸体及外缸缸体等处不断出现故障。本发明通过全能升柱系统，把正常采煤时富裕的液压行程大体均匀地分配给中缸和活柱，增加中缸与外缸间的重合长度，解除中缸与外缸间的最不利工作状态，减少外缸高压段和中缸外露段长度，从而杜绝或减少外缸缸口处漏液和外缸、中缸涨缸情况的发生，增加双伸缩立柱的可靠性，延长双伸缩立柱的使用寿命。
本发明可以适用于双伸缩立柱底阀开启压力为0.8-1。2MPa的矿用液压支架，也可以适用于其它的双伸缩立柱。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。