CN101205810B - 矿用液压支架自助增压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用液压支架自助增压系统，包括立柱、抬底千斤顶，立柱的活塞腔与抬底千斤顶的活塞杆腔之间通过增压管路连接，增压管路上设有液控单向阀，液控单向阀的常开方向朝向立柱的活塞腔。抬底千斤顶的活塞腔的管路上设有减压阀，或分成两条支路，一条支路设减压阀另一条支路不设减压阀，两条支路通过二位四通阀控制导通或截至。利用矿用液压支架原来固有的液压部件-抬底千斤顶产生高压能源，并通过自助的方式，使液压支架的立柱的活塞腔获得高于原供液泵站压力的高压液体，从而达到增高压力的目的。结构简单，费用低廉，解决了煤矿综合机械化采煤工作面液压支架初撑力过低的难题，把液压支架初撑力与额定支撑力之比提高到90-98％。

Description

矿用液压支架自助增压系统

技术领域

本发明涉及一种矿用支护装置，尤其涉及一种矿用液压支架自助增压系统。

背景技术

煤矿综合机械化采煤工作面液压支架泵站的供液压力一般为31.5MPa。在此之前，只要液压支架由泵站供液压力产生的初撑力达到额定支撑力的70-85％，就可以较好地控制煤矿采煤工作面的顶板。但目前由于采煤速度的提高，难控的顶板不断出现，这就需要将泵站供液压力所产生的初撑力与液压支架额定支撑力之比提高到90-98％。这样原有的供液系统已无法实现。

现有技术中，是另外增加一台超高压泵站及一整套超高管路辅件向液压支架立柱下腔增压，提高初撑力。

上述现有技术至少存在以下缺点：结构复杂、成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、成本低的矿用液压支架自助增压系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的矿用液压支架自助增压系统，包括立柱、抬底千斤顶，所述立柱的活塞腔与所述抬底千斤顶的活塞杆腔之间通过增压管路连接，且在所述增压管路上设有液控单向阀，所述液控单向阀的常开方向朝向所述立柱的活塞腔。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的液压支架自助增压系统，由于立柱的活塞腔与所述抬底千斤顶的活塞杆腔之间通过增压管路连接，且在所述增压管路上设有液控单向阀，所述液控单向阀的常开方向朝向所述立柱的活塞腔。可以利用矿用液压支架自身的抬底千斤顶实现对立柱的活塞腔的增压，结构简单、成本低。

附图说明

图1为本发明具体实施例一的结构示意图；

图2为本发明具体实施例二的结构示意图；

图3为本发明具体实施例三的结构示意图。

具体实施方式

本发明的矿用液压支架自助增压系统，其较佳的具体实施例一如图1所示，包括立柱5、抬底千斤顶6，立柱5的活塞腔与抬底千斤顶6的活塞杆腔之间通过增压管路4连接，且在增压管路4上设有液控单向阀A₁(按图中左侧立柱说明)，液控单向阀A₁的常开方向朝向立柱5的活塞腔。在增压管路4上还设有液控单向阀7和安全阀。

具体可以将增压管路4与立柱5的活塞腔上的第一管路1连接，液控单向阀A₁设在增压管路4与第一管路1的连接点与立柱5的活塞腔之间，液控单向阀A₁的液控口与立柱5的活塞杆腔的第二管路2连接。

第一管路1上还设有第二液控单向阀B₁，增压管路4连接在液控单向阀A₁和第二液控单向阀B₁之间。

抬底千斤顶6的活塞杆腔与活塞腔的面积之比可以为1∶1.70～1∶2.08。常用的抬底千斤顶的活塞腔内径为125mm、140mm等，活塞杆的直径为85mm、90mm、100mm等，根据需要也可以是其它的尺寸，但活塞杆腔与活塞腔面积之比越小越好。

具体实施例二如图2所示，在抬底千斤顶6的活塞腔的第三管路3上设有减压阀8。减压阀的调压范围可以为10～31.5MPa，可根据需要进行调整。

具体实施例三如图3所示，抬底千斤顶6的活塞腔的第三管路3分成两条支路，分别为第一支路11和第二支路12，减压阀8和液控单向阀13设在第一支路11上，两条支路通过控制阀10与主控阀连接。

控制阀10控制两条支路的导通或截止，当第一支路11导通时，第二支路12截止；当第二支路12导通，第一支路11截止。

控制阀10为二位四通阀，二位四通阀的左位使第二支路12导通，且第一支路11截止(即图3中的位置)；二位四通阀的右位使第一支路11导通，且第二支路12截止。

二位四通阀阀的换位是通过采集立柱5活塞腔的压力信号来实现的。具体可以通过感应管路9连接到增压管路4上，当压力信号小于预定的值时，二位四通阀处于左位，第二支路12导通，且第一支路11截止；当压力信号超过预定的值时，二位四通阀处于右位，第一支路11导通，且第二支路12截止。

压力信号预定的值可以为28MPa，根据需要也可以是其它的数值，如23、25、30MPa等。

下面结合附图对本发明的矿用液压支架自助增压系统的工作原理进行详细的阐述：

如图1所示，图中绘出了掩护式液压支架的两根立柱，矿用液压支架的电液控制系统通过B₁、A₁和B₂、A₂液控单向阀向立柱5活塞腔供液，活塞上升，支架升高。支架顶梁接触煤层顶板后，立柱5活塞腔压力升高。当压力升高到限定压力时，如28MPa，立柱5的活塞腔的压力传感器将采集到的压力信号传给电液控制系统，停止正常供液，并由其发出向立柱5的活塞腔增压的指令。因在向立柱5的活塞腔供液的同时，也向抬底千斤顶6的活塞杆腔供液，抬底千斤顶6的缸体向上抬起(不影响支架的任何动作)，抬底千斤顶6收缩为最短，为向立柱5的活塞腔提供更高压力的液体做好了准备。当电液控制系统发出向立柱5的活塞腔增压的指令后，开始向抬底千斤顶6的活塞腔供液，此时的抬底千斤顶6已经变成了一个增压缸，缸体下移，活塞杆腔将产生高压液体，继续下移，把高压液体向立柱5的活塞腔输送，因此时立柱5的活塞腔及有关管路均已具有规定的28MPa压力，所以，再补充极少的液体，即可使立柱5的活塞腔压力升高很多。又因矿用液压支架的抬底千斤顶6本身具备有足够大的空行程，抬底千斤顶6的缸体向下移动一定数值，不影响液压支架的任何动作。且少量移动，就可使立柱下腔的压力增高很多，当压力增高至另一新的规定值，如40MPa时，立柱5的活塞腔压力传感器将采集的压力信号传给电控系统，电控系统发出指令，停止向抬底千斤顶活塞腔供液，随即向立柱下腔增压过程终止。

本发明中，抬底千斤顶要有足够的强度和较大的液压空行程，以便向立柱5活塞腔补充足够的更高压力的液体。

在矿用液压支架进行降架操作时，液压支架的顶梁离开煤层顶板，下一步的操作将是拉架。实际操作中，拉架和抬升底座的动作是联动的。拉架时，图1中的液控单向阀7已被打开。此时，向抬底千斤顶6活塞腔进液即为抬升底座，抬底千斤顶6活塞杆腔的液体经增压管路4、液控单向阀7流回油箱。

如图2所示，系统中增加减压阀8，可以向立柱5活塞腔增输固定压力。煤矿综采工作面泵站压力一般为31.5MPa，抬底千斤顶6用泵压直接增压的输出值最好等于立柱5活塞腔的要求数值。但因结构的限制，或是抬底千斤顶6的结构已经确定，上述要求不易实现。通过减压阀8，将主控阀输送过来的31.5MPa压力进行适当调整后，再输送给抬底千斤顶6活塞腔，就可以增压输出符合立柱活塞腔要求的固定压力。当立柱活塞腔压力达到要求时，根据压力信号或增压时间信号终止增压过程。

在矿用液压支架进行拉架操作并提升底座时，抬底千斤顶6活塞杆腔的液体经增压管路4、液控单向阀7流回油箱。

此系统可用于手动或电液控制操作系统，也可用于对已有的液压支架进行升级改造。但需在不影响抬底性能的前提下使用。

如图3所示，既可以保持原抬升底座的力量，又可以向立柱5的活塞腔增压输出所需的固定压力。该系统将图1、图2结合起来，并增加了一个控制阀(二位四通阀)10和一个液控单向阀13。控制阀10采集液控单向阀A、B之间的压力信号，当液压支架进行降架操作顶梁离开顶板时，液控单向阀A、B间压力小于预定压力时，二位四通阀处于左位(图3中位置)，第二支路12导通，且第一支路11截止。此时，31.5MPa的泵压通过第二支路12进入抬底千斤顶6活塞腔，保证了原抬升底座的力量。在矿用液压支架进行拉架操作并提升底座时，抬底千斤顶6活塞杆腔液体的回流方式同图1。在通过第一管路1、液控单向阀B、A向立柱5活塞腔供液时，活塞腔的压力不断增高，抬底千斤顶6活塞杆腔也充满液体。当液控单向阀B、A向的压力超过控制阀10预先调定的压力如28MPa时，二位四通阀处于右位，第一支路11导通，且第二支路12截止。此时开启增压系统，泵压通过第一支路11进入减压阀8，经过压力调节后，再经液控单向阀13进入抬底千斤顶6活塞腔，向立柱5的活塞腔增压输出所需的固定压力，并可通过时间信号或立柱5活塞腔的压力信号终止增压过程。

此系统可用于手动或电液控制操作系统。

本发明是利用矿用液压支架原来固有的液压部件-抬底千斤顶6产生高压能源，并通过自助的方式，使液压支架的立柱5的活塞腔获得高于原供液泵站压力的高压液体，从而达到增高压力的目的。

现有技术中，矿用液压支架都具有抬底千斤顶6。该千斤顶活塞杆朝上，并固定在底座的某一位置；缸体朝下，并浮搁在矿用液压支架的推杆上表面，推杆的下表面与采煤工作面底板接触。当抬底千斤顶6的活塞腔进液时，缸体将下移，将力传给液压支架的推杆，推杆再将力传至煤层底板。因为推杆和底板均为实体不能向下移动，而反向将底座抬起。活塞腔的液体放回油箱时，抬高的底座落下。抬底千斤顶6的缸体仍浮搁在推杆上表面，而抬底千斤顶6的活塞杆腔处于闲置状态。另外，因液压支架结构的需要，抬底千斤顶活塞杆腔必须要有很大一段液压空行程(即在缸体接触推杆的情况下向活塞杆腔进液，缸体上移到极限位置的距离)。在此空行程范围内，抬底千斤顶缸体上移或下降都不影响液压支架任何动作。本发明正是利用了闲置的抬底千斤顶6的活塞杆腔液压空行程段的容积和抬底千斤顶活塞杆腔与活塞腔的面积差来实现向立柱下腔增压的。

本发明不需要增设另外的超高压泵站及一整套超高压管路及管路附件。电液控制系统不需要增加原操作系统中主控阀的数量，也不需要增加原电液控制系统中电磁先导阀，基本是利用矿用液压支架原有的操作系统，自动实现给液压支架立柱下腔增加压力的。结构简单，费用低廉。但可以解决煤矿综合机械化采煤工作面液压支架初撑力过低的难题，把液压支架初撑力与额定支撑力之比提高到90-98％，加强了煤层顶板的管理，为煤矿安全、高效生产创造了有力条件。

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。

Claims (5)

1.一种矿用液压支架自助增压系统，包括立柱、抬底千斤顶，其特征在于，所述立柱的活塞腔与所述抬底千斤顶的活塞杆腔之间通过增压管路连接，且在所述增压管路上设有液控单向阀，所述液控单向阀的常开方向朝向所述立柱的活塞腔；

所述立柱的活塞腔设有第一管路，所述立柱的活塞杆腔设有第二管路，所述增压管路与所述第一管路连接，所述液控单向阀设在在所述增压管路与第一管路的连接点与所述立柱的活塞腔之间，所述液控单向阀的液控口与所述第二管路连接；

所述抬底千斤顶的活塞腔设有第三管路，所述第三管路上设有减压阀；

所述抬底千斤顶的活塞杆腔与活塞腔的活塞受压面积之比为1∶1.70～1∶2.08；

所述第三管路分成两条支路，分别为第一支路和第二支路，所述减压阀设在第一支路上，所述两条支路通过控制阀与主控阀连接；

所述控制阀控制所述第一支路导通，且所述第二支路截止；或所述第二支路导通，且所述第一支路截止。

2.根据权利要求1所述的矿用液压支架自助增压系统，其特征在于，所述控制阀为二位四通阀，所述二位四通阀的左位使所述第二支路导通，且所述第一支路截止；所述二位四通阀的右位使所述第一支路导通，且所述第二支路截止。

3.根据权利要求2所述的矿用液压支架自助增压系统，其特征在于，所述二位四通阀采集所述第一管路的压力信号，当所述压力信号低于预定的值时，所述二位四通阀处于左位；当所述压力信号超过预定的值时，所述二位四通阀处于右位。

4.根据权利要求3所述的矿用液压支架自助增压系统，其特征在于，所述压力信号预定的值为28MPa。

5.根据权利要求1所述的矿用液压支架自助增压系统，其特征在于，所述减压阀的调压范围为10～31.5MPa。

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