一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支柱.pdf

本发明公开了一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支柱，包括顶盖、悬浮盖、活柱、手把阀体、油缸、高压传递压缩室、动力压缩室、复位压缩室、应力传递缸、杠杆、复位弹簧、底座、三用阀，支柱内部通过采用高压传递压缩室、动力压缩室、复位压缩室、应力传递缸、杠杆以及其他杆件等构成利用压差传动与杠杆原理增加支柱工作支撑压力的结构系统，还有助于支柱降柱收缩且能实现在长时间支撑后可完全收缩。本设计降低了单体液压支柱因上覆岩层突然来压而反应不及时出现压柱、死柱，甚至爆缸等事故的发生率，提高了支柱在煤矿井下的支护水平和工作环境的安全性。

1.一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支柱，其特征在于，包括：
顶盖(1)、悬浮盖(2)、活柱(5)、手把阀体(3)、油缸(7)、高压传递压缩室
(32)、动力压缩室(30)、复位压缩室(23)、应力传递缸(11)、杠杆(4)、复
位弹簧(16)、底座(9)、三用阀(14)，所述顶盖(1)固定于所述活柱(5)顶
部的所述悬浮盖(2)上方，所述手把阀体(3)和所述三用阀(14)均安设在所
述油缸(7)上端口，所述油缸(7)下端口与所述底座(9)无缝焊接，所述复
位弹簧(16)上下两端分别焊接在所述悬浮盖(2)和所述底座(9)，且偏心安
设在所述活柱(5)内腔中，所述高压传递压缩室(32)无缝焊接在所述活柱(5)
上端与所述悬浮盖(2)的内壁上，所述复位压缩室(23)位于所述高压传递压
缩室(32)正下方，且无缝焊接在所述活柱(5)内壁上，所述复位压缩室(23)
底部与所述活柱(5)下端口对齐，还包括所述活塞Ⅰ(24)、所述活塞Ⅱ(21)、
所述活塞Ⅲ(18)和所述传动杆(6)、所述底推杆(8)，所述底推杆(8)一端
固定有所述活塞Ⅰ(24)，密封式插入所述复位压缩室(23)内，另一端焊接于
所述底座(9)，所述传动杆(6)一端固定有所述活塞Ⅱ(21)，密封式插入所述
复位压缩室(23)内，另一端固定有所述活塞Ⅲ(18)，密封式插入所述高压传
递压缩室(32)内，所述应力传递缸(11)焊接于所述底座(9)上，还包所述
括活杆(10)、所述传递杆(12)、所述固定杆(29)、所述独脚压片(38)、所述
弹簧Ⅰ(36)、所述弹簧Ⅱ(40)，所述独脚压片(38)套上所述弹簧Ⅱ(40)安
设在所述应力传递缸(11)的底脚与所述底座(9)之间，所述活杆(10)密封
式插入所述应力传递缸(11)内，且所述活杆(10)上端部通过所述固定杆(29)
竖直固定于所述活柱(5)内壁，所述传递杆(12)套上所述弹簧Ⅰ(36)密封
式插入所述活杆(10)上端部，所述动力压缩室(30)焊接在所述传递杆(12)
上端，还包括所述活塞Ⅳ(31)、所述动力杆(13)、所述支杆(15)，所述活塞
Ⅳ(31)安设在所述动力压缩室(30)中，且运动时密封性完好，所述动力杆(13)
一端固定有所述活塞Ⅳ(31)，另一端铰接在所述杠杆(4)的一端，所述杠杆(4)
另一端铰接于所述传动杆(6)，所述支杆(15)上端焊接在所述悬浮盖(2)上，
下端铰接于所述杠杆(4)的支点上。
2.根据权利要求1所述的一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支
柱，其特征在于：所述应力传递缸(11)的底脚与所述独脚压片(38)接触处设
有一段所述活动卡槽(37)，且在所述活动卡槽(37)底部开有所述泄流孔(41)。
3.根据权利要求1所述的一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支
柱，其特征在于：所述应力传递缸(11)表面均匀设有多个所述压力平衡控制压
入阀门(28)，所述压力平衡控制压入阀门(28)允许所述油缸(7)内腔中乳化
液进入所述应力传递缸(11)中，保持内外压差为零。
4.根据权利要求1所述的一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支
柱，其特征在于：所述活杆(10)上端与所述传递杆(12)接触口径处采用所述
密封圈(34)密封，且设有一段所述防挤脱活动卡槽(49)。
5.根据权利要求1或权利要求4所述的一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮
式单体液压支柱，其特征在于：所述传递杆(12)底部设有所述压片活塞(35)，
所述压片活塞(35)安设在所述防挤脱活动卡槽(49)中。
6.根据权利要求1所述的一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支
柱，其特征在于：所述传动杆(6)穿过所述高压传递压缩室(32)与所述复位
压缩室(23)的口径处和所述底推杆(8)穿过所述复位压缩室(23)的口径处
均采用密封处理，所述动力压缩室(30)上端口设有防脱卡位，且所述活塞Ⅳ(31)
上端面与所述活柱(5)内腔中乳化液直接接触。

一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支柱

技术领域

本发明涉及矿山支护设备领域，更具体地说，尤其涉及一种基于杠杆原理新
型单伸缩悬浮式单体液压支柱。

背景技术

单体液压支柱是20世纪70年代发展起来的一种单体支护设备，主要应用于
中厚煤层及薄煤层工作面。由于其使用灵活、方便，不仅可用于工作面的顶板支
护，也可用于综采工作面的端头支护及临时支护。

单体液压支柱分为活塞式单体液压支柱和悬浮式单体液压支柱。悬浮式单体
液压支柱是一种新型外注式单体液压支柱，其又分为单伸缩和双伸缩支柱两大
类。单伸缩悬浮式单体液压支柱工作时压力液体从三用阀进入到油缸与活柱间的
环形腔体内，再从活柱下部的径向通孔进入活柱内腔，在压力液体的作用下，活
柱在轴向受压，同时活柱内腔的液压力沿轴向通过悬浮盖作用在顶盖上，形成了
与顶板压力方向相反的力。通过研究与计算，活柱内腔的液体承担了支柱工作阻
力的3/4～4/5，该液压力也称为悬浮力，该悬浮力直接通过悬浮盖作用在顶盖
上，活柱在轴向的受力仅为顶板压力的1/4～1/5。

目前，在生产实践中广泛应用的悬浮式单体液压支柱相较于活塞式单体液压
支柱优点居多，但在使用过程中亦存在支撑力不足或顶板突然来压致使其出现压
柱、倒柱、死柱现象，可能还会因三用阀泄流速度过慢出现爆缸等现象，悬浮式
单体液压支柱在长时间支撑作用后还存在卸载降柱时无法完全收柱等问题。

发明内容

(一)本发明要解决的技术问题

为了解决现有技术存在的问题，提高悬浮式单体液压支柱在井下使用的安全
性和高效性，本发明提供了一种结构简单、效果好的基于杠杆原理新型单伸缩悬
浮式单体液压支柱，其目的在于利用缸体内乳化液的压力来提高单体液压支柱的
支撑工作阻力和实现卸载降柱时快速而完全收柱。

(二)技术方案

本发明提供了一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支柱，包括：顶
盖、悬浮盖、活柱、手把阀体、油缸、高压传递压缩室、动力压缩室、复位压缩
室、应力传递缸、杠杆、复位弹簧、底座、三用阀，所述顶盖固定于所述活柱顶
部的所述悬浮盖上方，所述手把阀体和所述三用阀均安设在所述油缸上端口，所
述油缸下端口与所述底座无缝焊接，所述复位弹簧上下两端分别焊接在所述悬浮
盖和所述底座，且偏心安设在所述活柱内腔中，所述高压传递压缩室无缝焊接在
所述活柱上端与所述悬浮盖的内壁上，所述复位压缩室位于所述高压传递压缩室
正下方，且无缝焊接在所述活柱内壁上，所述复位压缩室底部与所述活柱下端口
对齐，还包括活塞Ⅰ、活塞Ⅱ、活塞Ⅲ和传动杆、底推杆，所述底推杆一端固定
有所述活塞Ⅰ，密封式插入所述复位压缩室内，另一端焊接于所述底座，所述传
动杆一端固定有所述活塞Ⅱ，密封式插入所述复位压缩室内，另一端固定有所述
活塞Ⅲ，密封式插入所述高压传递压缩室内，所述应力传递缸焊接于所述底座上，
还包括活杆、传递杆、固定杆、独脚压片、弹簧Ⅰ、弹簧Ⅱ，所述独脚压片套上
所述弹簧Ⅱ安设在所述应力传递缸的底脚与所述底座之间，所述活杆密封式插入
所述应力传递缸内，且所述活杆上端部通过所述固定杆竖直固定于所述活柱内
壁，所述传递杆套上所述弹簧Ⅰ密封式插入所述活杆上端部，所述动力压缩室焊
接在所述传递杆上端，还包括活塞Ⅳ、动力杆、支杆，所述活塞Ⅳ安设在所述动
力压缩室中，且运动时密封性完好，所述动力杆一端固定有所述活塞Ⅳ，另一端
铰接在所述杠杆的一端，所述杠杆另一端铰接于所述传动杆，所述支杆上端焊接
在所述悬浮盖上，下端铰接于所述杠杆的支点上。

进一步地，所述应力传递缸的底脚与所述独脚压片接触处设有一段活动卡
槽，且在所述活动卡槽底部开有泄流孔。

进一步地，所述应力传递缸表面均匀设有多个压力平衡控制压入阀门，所述
压力平衡控制压入阀门允许所述油缸内腔中乳化液进入所述应力传递缸中，保持
内外压差为零。

进一步地，所述活杆上端与所述传递杆接触口径处采用密封圈密封，且设有
一段防挤脱活动卡槽。

进一步地，所述传递杆底部设有压片活塞，所述压片活塞安设在所述防挤脱
活动卡槽中。

进一步地，所述传动杆穿过所述高压传递压缩室与所述复位压缩室的口径处
和所述底推杆穿过所述复位压缩室的口径处均采用密封处理，所述动力压缩室上
端口设有防脱卡位，且所述活塞Ⅳ上端面与所述活柱内腔中乳化液直接接触。

本发明提供了一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支柱，运用杠杆
原理对该设计系统进行具体理论分析如下：

假设：单体液压支柱向上升起L后，复位压缩室下部容积高度为h₁、底面面
积S₁(活塞Ⅰ面积)、压缩量△h₁、注入初始压力为P₁气体a，中部容积高度h₇、
注入初始压力为P₇气体b，上部容积高度为h₂、底面面积S₂(活塞Ⅱ面积)、压
缩量△h₂、注入初始压力为P₂气体c，高压传递压缩室高度为h₃、底面面积S₃(活
塞Ⅲ面积)、压缩量△h₃、注入初始压力为P₃气体d，动力压缩室高度为h₄、底面
面积S₄(活塞Ⅳ面积)、压缩量△h₄、注入初始压力为P₄气体e，杠杠长端长度
L₁、短端长度L₂。

当单体液压支柱稳定后油缸中乳化液压力为P，此时，由理想气体状态方程
PV＝nRT可得(忽略压缩前后温度变化)：

①动力压缩室：P₄^/＝P(P₄^/为油缸中乳化液压力为P时动力压缩室内气体压
力)

∵P₄V₄＝P₄^/V₄^/，V₄＝S₄×h₄，V₄^/＝S₄×(h₄-△h₄)

∴△h₄＝h₄-P₄h₄/P₄^/＝h₄-P₄h₄/P

此时动力杆带动杠杆长端产生向下的力F₄为：

F₄＝P₄^/×S₄＝(P₄V₄/V₄^/)×S₄＝P₄S₄h₄/(h₄-△h₄)

由杠杆原理得杠杆短端向上的力F₅为：

∵F₅×L₂＝F₄×L₁，△h₄/L₁＝△h₃/L₂

∴F₅＝F₄L₁/L₂＝P₄^/S₄L₁/L₂＝PS₄L₁/L₂，△h₃＝△h₄L₂/L₁

②高压传递压缩室：

∵P₃V₃＝P₃^/V₃^/，V₃＝S₃×h₃，V₃^/＝S₃×(h₃-△h₃)

∴P₃^/＝P₃V₃/V₃^/＝P₃h₃/(h₃-△h₃)

高压传递压缩室内压力F₃为：

F₃＝P₃^/×S₃＝P₃h₃S₃/(h₃-△h₃)

③复位压缩室上部容积：

∵P₂V₂＝P₂^/V₂^/，V₂＝S₂×h₂，V₂^/＝S₂×(h₂-△h₂)，△h₂＝△h₃

∴P₂^/＝P₂V₂/V₂^/＝P₂h₂/(h₂-△h₂)，△h₂＝△h₄L₂/L₁

复位压缩室上部容积内压力F₂为：

F₂＝P₂^/×S₂＝P₂h₂S₂/(h₂-△h₂)

④复位压缩室中部容积：

∵P₇V₇＝P₇^/V₇^/，V₇＝S₂×h₇，V₇^/＝S₂×(△h₁+△h₂)

∴P₇^/＝P₇V₇/V₇^/＝P₇h₇/(△h₁+△h₂)

复位压缩室中部容积内压力F₇为：

F₇＝P₇^/×S₂＝P₇h₇S₂/(△h₁+△h₂)

⑤复位压缩室下部容积：

∵P₁V＝P₁^/V₁^/，V₁＝S₁×h₁，V₁^/＝S₁×(h₁-△h₁)

∴P₁^/＝P₁V₁/V₁^/＝P₁h₁/(h₁-△h₁)

复位压缩室上部容积内压力F₁为：

F₁＝P₁^/×S₁＝P₁h₁S₁/(h₁-△h₁)

⑥对传动杆进行受力分析；

F₃+F₂-F₇＝F₅

P₃^/×S₃+P₂^/×S₂-P₇^/×S₂＝PS₄L₁/L₂

P₃^/×S₃+P₂h₂S₂/(h₂-△h₂)-P₇h₇S₂/(△h₁+△h₂)＝PS₄L₁/L₂

P₃^/＝PS₄L₁/L₂S₃+P₇h₇S₂/{S₃(△h₁+△h₂)}-P₂h₂S₂/{S₃(h₂-△h₂)}

∵△h₁＝L，△h₂＝△h₄L₂/L₁,△h₄＝h₄-P₄h₄/P

∴P₃^/＝PS₄L₁/L₂S₃+P₇h₇S₂/{S₃(L+(h₄-P₄h₄/P)L₂/L₁)}-P₂h₂S₂/{S₃(h₂-(h₄-
P₄h₄/P)L₂/L₁)}

因此，采用本发明提供的设计结构将额外增加支柱的工作支撑压力为：

P_增＝P₃^/＝PS₄L₁/L₂S₃+P₇h₇S₂/{S₃(L+(h₄-P₄h₄/P)L₂/L₁)}-P₂h₂S₂/{S₃(h₂-(h₄-
P₄h₄/P)L₂/L₁)}

⑦对单体液压支柱底座进行受力分析：

P×S_底+P₄^/×S₄-P₁^/×S₁+P₇^/×S₁＝F_{地板支撑力}

其中P₄^/×S₄为动力压缩室通过应力传递缸将动力压缩室内压力反馈给底座
的力。

⑧单体液压支柱卸载降柱时状态分析：

因为卸载降柱时，油缸中乳化液压力迅速降低，且由于压差平衡原理，P₇^/
增大，P₄^/、F_弹簧、P_{应力传递缸}均减小，且△P₁^/×S₁+△P_{应力传递缸}×S_独脚压片-△P₇^/×S₁>0，所
以有助于支柱收缩。

(三)有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支柱，通过采
用压差传动与杠杆原理相结合，在不改变原有单体液压柱总体结构的情况下，进
行内部结构系统设计，经理论分析结合经验验算，得出其很好地利用油缸中乳化
液的压力实现了额外增加支柱的工作支撑压力，降低了单体液压支柱因上覆岩层
突然来压而支柱反应不及时出现压柱、死柱，甚至爆缸等事故的发生率，提高了
其在煤矿井下的支护水平和工作环境的安全性。

(2)本发明的一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支柱，通过采
用压差平衡系统结合复位弹簧解决了目前单体液压支柱在卸压降柱时出现的不
完全收缩问题，通过理论分析，得出该系统设计有助于支柱降柱收缩且能实现完
全收缩。

(3)本发明的一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支柱，通过采
用本结构设计可以通过控制各结构参数、充入的气体种类及其密度和乳化液泵站
提供的液压来调控额外增压大小，还可防止因乳化液泵站提供液压过大出现爆缸
现象，系统纯机械设计，结构简单、安全、可靠。

附图说明

图1为本发明的一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支柱结构示
意图；

图2为本发明的一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支柱升柱结
构示意图；

图3为本发明的一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支柱应力传
递缸结构示意图；

图4为本发明的一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支柱在普通
机械化采煤工作面使用状态示意图；

图中：1-顶盖；2-悬浮盖；3-手把阀体；4-杠杆；5-活柱；6-传动杆；7-
油缸；8-底推杆；9-底座；10-活杆；11-应力传递缸；12-传递杆；13-动力杆；
14-三用阀；15-支杆；16-复位弹簧；17-气体d；18-活塞Ⅲ；19-气体e；20-
气体c；21-活塞Ⅱ；22-气体b；23-复位压缩室；24-活塞Ⅰ；25-气体a；26-
底推杆焊接底座；27-应力传递缸底脚；28-压力平衡控制压入阀门；29-固定杆；
30-动力压缩室；31-活塞Ⅳ；32-高压传递压缩室；33-支杆焊接底座；34-密封
圈；35-压片活塞；36-弹簧Ⅰ；37-活动卡槽；38-独脚压片；39-独脚压片脚柱；
40-弹簧Ⅱ；41-泄流孔；42-采空区；43-金属铰接顶梁；44-顶板；45-煤壁；46-
刮板输送机；47-滚筒采煤机；48-悬浮式单体液压支柱；49-防挤脱活动卡槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例
用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

如图1、图2、图3所示，本发明提供的一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮
式单体液压支柱，包括：顶盖1、悬浮盖2、活柱5、手把阀体3、油缸7、高压
传递压缩室32、动力压缩室30、复位压缩室23、应力传递缸11、杠杆4、复位
弹簧16、底座9、三用阀14，所述顶盖1固定于所述活柱5顶部的所述悬浮盖2
上方，所述手把阀体3和所述三用阀14均安设在所述油缸7上端口，所述油缸
7下端口与所述底座9无缝焊接，所述复位弹簧16上下两端分别焊接在所述悬
浮盖2和所述底座9，且偏心安设在所述活柱5内腔中，所述高压传递压缩室32
无缝焊接在所述活柱5上端与所述悬浮盖2的内壁上，所述复位压缩室23位于
所述高压传递压缩室32正下方，且无缝焊接在所述活柱5内壁上，所述复位压
缩室23底部与所述活柱5下端口对齐，还包括所述活塞Ⅰ24、所述活塞Ⅱ21、
所述活塞Ⅲ18和所述传动杆6、所述底推杆8，所述底推杆8一端固定有所述活
塞Ⅰ24，密封式插入所述复位压缩室23内，另一端焊接于所述底座9，所述传
动杆6一端固定有所述活塞Ⅱ21，密封式插入所述复位压缩室23内，另一端固
定有所述活塞Ⅲ18，密封式插入所述高压传递压缩室32内，所述应力传递缸11
焊接于所述底座9上，还包所述括活杆10、所述传递杆12、所述固定杆29、所
述独脚压片38、所述弹簧Ⅰ36、所述弹簧Ⅱ40，所述独脚压片38套上所述弹簧
Ⅱ40安设在所述应力传递缸11的底脚与所述底座9之间，所述活杆10密封式
插入所述应力传递缸11内，且所述活杆10上端部通过所述固定杆29竖直固定
于所述活柱5内壁，所述传递杆12套上所述弹簧Ⅰ36密封式插入所述活杆10
上端部，所述动力压缩室30焊接在所述传递杆12上端，还包括所述活塞Ⅳ31、
所述动力杆13、所述支杆15，所述活塞Ⅳ31安设在所述动力压缩室30中，且
运动时密封性完好，所述动力杆13一端固定有所述活塞Ⅳ31，另一端铰接在所
述杠杆4的一端，所述杠杆4另一端铰接于所述传动杆6，所述支杆15上端焊
接在所述悬浮盖2上，下端铰接于所述杠杆4的支点上。

进一步地，所述应力传递缸11的底脚与所述独脚压片38接触处设有一段所
述活动卡槽37，且在所述活动卡槽37底部开有所述泄流孔41，所述应力传递缸
11表面均匀设有多个所述压力平衡控制压入阀门28，所述压力平衡控制压入阀
门28允许所述油缸7内腔中乳化液进入所述应力传递缸11中，保持内外压差为
零。所述活杆10上端与所述传递杆12接触口径处采用所述密封圈34密封，且
设有一段所述防挤脱活动卡槽49；所述传递杆12底部设有所述压片活塞35，所
述压片活塞35安设在所述防挤脱活动卡槽49中。所述传动杆6穿过所述高压传
递压缩室32与所述复位压缩室23的口径处和所述底推杆8穿过所述复位压缩室
23的口径处均采用密封处理，所述动力压缩室30上端口设有防脱卡位，且所述
活塞Ⅳ31上端面与所述活柱5内腔中乳化液直接接触。

本发明提供的一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支柱，操作方法
如下：

如图4所示，本发明提供的一种基于杠杆原理新型单伸缩悬浮式单体液压支
柱应用于普通机械化采煤工作面，与所述金属铰接顶梁43配合使用于水平或倾
斜煤层采煤工作面所述顶板44的支护。

如图1、图2所示，操作步骤如下：

①升柱和初撑

压力液体从所述三用阀14进入到所述油缸7与所述活柱5间的环形腔体内，
再从所述活柱5下部的径向通孔进入到所述活柱5内腔。在压力液体的作用下，
所述活柱5、所述悬浮盖2、所述顶盖1上升并支撑所述顶板44。与此同时，所
述活杆10随所述活柱5上升而上升，所述应力传递缸11内压强低于外部乳化液
压力，促使所述压力平衡控制压入阀门28自动张开使乳化液进入所述应力传递
缸11内，保持内外压差平衡；所述活柱5上升时带着所述复位压缩室23相对所
述底推杆8向上移动，致使所述复位压缩室23中部压强降低，下部压强增大。
当所述悬浮式单体液压支柱48在顶板压力下支撑时，所述顶盖1、所述悬浮盖2、
所述活柱5在轴向受压，同时所述活柱5内腔的液压力沿轴向通过所述悬浮盖2
作用在所述顶盖1上，并且所述活柱5内腔的液压力还作用在所述活塞Ⅳ31使
其相对所述动力压缩室30向下压缩内部所述气体e19保持压差平衡，所述气体
e19压缩产生的压力作用在所述动力压缩室30底部通过所述传递杆12下端所述
压片活塞35作用于所述应力传递缸11内乳化液再经所述独脚压片38将力传递
给所述底座9，当所述活塞Ⅳ31向下压缩运动时带动所述动力杆13并将力传递
给所述杠杆4长端，使所述杠杆4相对所述支杆15的支点转动，在所述杠杆4
短端产生一个放大的力使所述传动杆6相对所述活柱5向上运动，致使所述活塞
Ⅱ21压缩所述气体c20使所述复位压缩室23上部压强增大，所述活塞Ⅲ18在所
述高压传递压缩室32内压缩所述气体d17，通过介质所述气体d17将压力传递
给所述悬浮盖2，再通过所述悬浮盖2作用在所述顶盖1上，形成了与顶板压力
方向相反的力。

②承载和溢流

当顶板压力增大，所述悬浮式单体液压支柱48承受压力增大，致使支柱微
收缩使内腔中液体压力增大，这时通过本发明提供的杠杆设计结构可增大支柱支
撑力，起到支柱安全阀泄流的缓冲作用；当顶板压力超过支柱额定工作阻力的
10％时，安全阀打开，液体外溢，支柱内腔压力随之降低，支柱下缩，内部杠杆
结构的状态也随之改变；当支柱所受载荷低于额定工作阻力的10％时，安全阀关
闭，腔内液体停止外溢。

③卸载和回柱

使用卸载手把打开卸载阀，支柱内的工作液体压力降低且往外排出，此时，
所述应力传递缸11内液体压力大于外界，通过向下压缩所述独脚压片38使内部
高压液体从所述泄流孔41排出，与此同时，所述活杆10随所述活柱5降低而收
回到所述应力传递缸11内。当所述活柱5内液体压力降低，致使所述动力压缩
室30内所述活塞Ⅳ31回撤，并将通过所述杠杆4在所述传动杆6上产生一个向
下的力，所述传动杆6协同所述活塞Ⅱ21和活塞Ⅲ18的回撤一起下移。所述活
柱5在缩回时不仅受自重和所述复位弹簧16的作用，还受所述活柱5下移时所
述活塞Ⅰ24在压差作用下相对所述复位压缩室23上移作用，完成卸载降柱的过
程，收回支柱。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将
本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显
而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使
本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改
的各种实施例。