CN104819840B

CN104819840B - 一种双增压缸试验台

Info

Publication number: CN104819840B
Application number: CN201510261283.XA
Authority: CN
Inventors: 刘曙辉; 霍小涛; 栗振; 赵建温; 张素成; 刘闯; 张红霞; 高瑞凯; 王峥
Original assignee: JIAOZUO XINYANGCHENG COAL MINE EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: JIAOZUO XINYANGCHENG COAL MINE EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2018-08-24
Anticipated expiration: 2035-05-22
Also published as: CN104819840A

Abstract

一种双增压缸试验台，包括下列组件，两个增压缸(G1)、(G2)、液压泵站(Y)、乳化液泵站(R)、管路固定件及测试立柱(C)，其特征在于：所述增压缸(G1)、(G2)选用单作用活塞杆油缸、结构相同，增压缸(G1)、(G2)有两个腔室、有两道隔离密封，乳化液腔室(RY)一侧用蕾型圈(L0)加挡圈(L01)密封，液压油腔室(YO)一侧用格莱圈(F0)加挡圈(F01)密封；增压缸活塞与活塞杆(HG)横截面积之比为3∶1，测试过程中高压的乳化液无法进入液压油腔室(YO)，卸压时进出口压力差为0，避免了卸压过程中高压差对密封元件的冲击、延长了密封件的使用寿命。

Description

一种双增压缸试验台

技术领域

本发明涉及一种增压缸试验台，具体讲是专门用于检测液压支架立柱和千斤顶性能的一种双增压缸试验台。

背景技术

立柱、千斤顶是液压支架的最主要的元件，立柱承载能力的好坏，直接关系到液压支架的使用性能。国内使用的立柱都按照《GB/T25974.2-2010煤矿用液压支架第2部分：立柱和千斤顶技术条件》试验并验收。国内液压支架立柱的试验压力在40MPa——50MPa。目前市场上用于测试立柱、千斤顶的试验台有两类：一类是图1所示的液控单向阀试验台，另一类是图2所示的截止阀试验台。

目前国内液压支架立柱试验压力选定为40MPa——50Mpa。用图1所示的液控单向阀试验台测试立柱C时，乳化液泵站R的压力由液控单向阀出口28或29进入被试立柱C的试验腔，完成充液过程。被试立柱C充液完毕后，手动换向阀换向、增压缸Z内的双向活塞杆向左、右两个方向交替移动、挤压增压腔内的乳化液。乳化液被挤压后产生的高压、经液控单向阀出口21或24逐步成为系统高压，系统高压再由液控单向阀出口32或25到达被试立柱C的两个试验腔，此过程为增压过程。试验压力达到试验所需压力时，所有控制阀回归原始状态，系统进入保压过程。保压完成以后，再由液控单向阀出口27或30对被试立柱C试验腔卸荷，试验腔压力为0以后，试验另一腔或更换被试立柱C。这种试验台面临难题是，液压控单向阀出口26、27、28、29、30、31的P2的压力高达40MPa——50MPa。正常状态下，27和30两个液控单向阀的进口P1的压力为0，当被试立柱C试验腔卸荷时，P2和P1的压差为40MPa——50MPa。卸荷时产生的高压差极易损坏P2与P1之间的密封，而且顶杆也会因受力较大而变形，加上乳化液的成分90％以上都是水，长期使用会加速液压阀密封件的磨损、损坏液压元件。

采用图2所示截止阀试验台试验时，乳化液泵站的压力由液控单向阀49或50进入被试立柱C的试验腔，完成充液过程。充液完毕，手动换向阀换向、增压缸Z内的双向活塞杆向左、右两个方向交替移动、挤压增压腔内的乳化液。乳化液被挤压后产生的高压、经过单向阀43或44逐步成为系统高压，系统高压再由截止阀45或47到达被试立柱C的两个试验腔，此过程为增压过程。试验压力达到试验所需压力40MPa——50MPa时，所有阀回归原始状态(截止阀关闭)，系统开始保压过程。保压完成以后，由截止阀46或48开始卸荷，被试立柱C试验腔压力为0以后，试验另一腔或更换被试立柱C。据此可知，这种试验台对截止阀的要求有三点：一要流量大，二要耐高压，三要使用寿命长。只有同时满足以上三点，试验台才算完美。但是，这三种条件又是相互制约的，流量大的，耐压一定低；耐压高的，寿命一定短。

综上所述，液控单向阀试验台的缺点是结构复杂、故障率高、乳化液会加速液压元件的磨损，实验系统卸压瞬间产生的压差冲击、会加速液控单向阀密封件的磨损，频繁更换密封件既影响生产周期，还会增加维修成本；而截止阀试验台构造虽然简单，但阀体流量小、使用寿命短。特别是它们使用的双向活塞杆式增压缸、体积庞大、笨重，需连续不间断进行增压才能达到系统测试压力要求。

鉴于上述两种试验台存在的问题、有必要发明设计用一种新的试验台来取代现有技术。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种专门用于测试立柱、千斤顶性能的双增压缸试验台，该试验台借鉴现有截止阀试验台控制简单的特点、对现有液控单向阀试验台进行优化设计基础上、弃用体积庞大的往复式活塞杆增压缸，选用两个容积是原来双向增压缸增压总容积三倍的单作用活塞杆油缸作为增压缸，将它们并排放置在一起、以利于操控。液压泵站与乳化液泵站分置、通过管路、液控单向阀与试验立柱连接，液压元件采用叠加阀方式固定在泵站机身上、组成一种全新的双增压缸试验台。这种双增压缸试验台，结构紧凑、布局简单、动作可靠，系统故障率低，经现场试用效果十分理想。

本发明所采用的技术措施是：这种双增压缸试验台包括下列组件，双增压缸G1、G2结构形状相同、都是单作用活塞式油缸，并排固定液压泵站Y机身上便于集中操控。乳化液泵站R、与液压泵站Y分立置放、液压泵站Y为增压缸G1、G2提供16Mpa的液压油，用于推动增压缸G1或G2活塞杆HG前移挤压增压缸乳化液腔室RY内的乳化液、达到系统增压的目的。双增压缸G1、G2缸体内设有两个腔室，位于活塞杆HG顶端的是乳化液腔室RY、活塞与活塞杆HG尾端是液压油腔室YO，在液压油腔室YO和乳化液腔室RY中间特别设计了两道密封，靠近乳化液腔室RY一侧用蕾型圈L0外加挡圈L01固定，液压油腔室YO一侧用斯特圈F0外加挡圈F01固定；活塞通过活塞杆HG固定为整体，活塞与活塞杆HG横截面积之比为3∶1，活塞杆HG顶端可伸进乳化液腔室RY内。液压系统选用液控单向阀1、2、3、4、5、6、手动换向阀H1、H2、HR、溢流阀LR、L1都是高精度液压元件，用叠加形式固定在泵站机身上，独立操控。

被测立柱C测试时、液压泵站提供的液压油初始压力为16Mpa、乳化液泵站提供乳化液初始压力也为16Mpa，当立柱C下腔内充满了乳化液达到饱和状态时，增压缸G1内乳化液腔室RY内的乳化液压力也是16MPa，手动换向阀H1、H2、液控单向阀2、3、4、5关闭，手动换向阀H3左位接通、液压油进入增压缸G1，推动活塞杆HG向右挤压乳化液腔室RY内的乳化液，乳化液受压后压力迅速增高至40MPa——50Mpa，同时被试立柱C活塞腔所需高压由增压缸G1增压至40MPa——50Mpa，此后手动换向阀H3回到中位阀芯关闭、系统便自动进入保压阶段。保压一段时间、系统开始卸荷。被试立柱C活塞腔的分段卸压由液控单向阀1控制，液控单向阀1使活塞腔的压力从40MPa——50Mpa下降至系统压力16MPa，液控单向阀2使活塞腔的压力从系统压力16MPa下降至0。卸荷时、手动换向阀H3右位接通、液控单向阀1、6开启，液压油进入活塞杆HG腔一侧使增压缸G1左移回缩，同时液控单向阀2、3开启，被试立柱C下腔内乳化液经由液控单向阀2、3、手动换向阀H2回流到乳化液油箱，由于乳化液腔室RY与液压油腔室YD相互隔离，液控单向阀2、3进口P1与出口P2之间的压力差小，没有压差冲击、延长的设备的使用寿命。反向测试立柱、启用另一个增压缸G2，被试立柱(C)活塞杆(HG)腔所需高压由增压缸(G2)增压至40MPa——50Mpa。

本发明创新点如下：1)、双增压缸G1、G2由两个单作用活塞杆增压缸并排组成、取代了原有增压容积较小的往复式活塞杆增压缸、结构更加简单紧凑。2)、增压缸内腔室采用专门设计的两道隔离密封，乳化液腔室一侧用蕾型圈外加挡圈固定，液压油腔室一侧用斯特圈外加挡圈固定，蕾型圈和斯特圈都为耐高压密封、摩擦力低、启动压力小，其耐磨性比一般密封要高出很多，且自动补偿间隙性能卓越，采用这种密封组合、可有效隔离高压乳化液进入液压油腔室、既满足了高低压腔油、水分离的要求、又保证了液压元件的使用寿命。3)、活塞与活塞杆横截面积之比为3∶1，可将增压缸出口压力增加3倍至40MPa——50MPa；快速完成对被试立柱C进行压力检测工作、提高工作效率。4)、液控系统与乳化液系统分开设置、独立操控，两系统分离、互不干扰，避免了乳化液对液压油系统阀件的腐蚀，延长试验台的使用寿命。

权利要求1给出的技术特征解决了上述任务。

附图说明

下面结合附图对本发明创造做出详细说明。

图1为现有技术中的液控单向阀试验台原理图。

图2为现有技术中的截止阀试验台原理图。

图3为双增压缸试验台工作原理图。

图4为增压缸结构示意图。

图3中，1-液控单向阀，2-液控单向阀，3-液控单向阀，4-液控单向阀，5-液控单向阀，6-液控单向阀，C-被试立柱，G1-增压缸，G2-增压缸，Y-液压泵站，R-乳化液泵站，H1-手动换向阀，H2-手动换向阀，H3-手动换向阀，H4-手动换向阀，L-溢流阀，L1-溢流阀，K1-压力表，K2-压力表，K3-压力表，K4-压力表。

图4中，YD-液压油腔室，RY-乳化液腔室，G-增压缸，F0-斯特圈，F01-挡圈，L0-蕾型圈，L01-挡圈，HG-活塞杆。

具体实施方式

如图3、图4所示，本发明的双增压缸试验台包括下列组件，双增压缸G1、G2选用单作用活塞杆油缸、结构相同，并排固定在液压泵站Y机身上。活塞通过活塞杆HG固定为整体、活塞与活塞杆横截面积之比为3∶1。增压缸G1、G2内壁设有两个腔室，位于活塞杆HG顶端的是乳化液腔室RY、活塞与活塞杆HG尾端是液压油腔室YO，在液压油腔室YO和乳化液腔室RY中间特别设计了两道隔离密封，靠近乳化液腔室RY一侧用蕾型圈L0外加挡圈L01固定，液压油腔室YO一侧用斯特圈F0外加挡圈F01固定；活塞杆HG端部伸进增压缸G1、G2乳化液腔室RY内，乳化液泵站R、与液压泵站Y分立置放。液压泵站Y为增压缸G1或G2提供16Mpa的液压油，乳化液腔RY的乳化液因增压缸G1或G2活塞与活塞杆HG的挤压、被试立柱(C)活塞腔所需高压由增压缸(G1)增压至40MPa——50Mpa，被试立柱(C)活塞杆(HG)腔所需高压由增压缸(G2)增压至40MPa——50Mpa，达到系统增压的目的。

被试立柱C测试时、液压泵站Y和乳化液泵站R同时启动，各自泵出压力为16Mpa的液压油和压力为16Mpa乳化液。乳化液经由手动换向阀H2(右位接通)、顶开液控单向阀3进油口，乳化液进入被试立柱C下腔内，被试立柱C上腔活塞杆HG内的乳化液经由液控单向阀4(此时液控阀已处于开启状态)、手动换向阀H2回油口流回油箱。当被试立柱C下腔内乳化液处于饱和状态时、手动换向阀H2(中位接通)、液控单向阀4自动关闭，被试立柱C下腔内停止注液。操控手动换向阀H3(左位接通)、液压油经液控单向阀1进入增压缸G1下腔，液压油推动活塞带动活塞杆HG向右移动、挤压乳化液腔室RY内的乳化液，乳化液受压后压力迅速增高至40MPa——50MPa、增压后的压力由压力表K3显示。此时、液控单向阀2、3、4、5处于关闭状态，随后系统便自动进入保压阶段。保压时间结束、被试立柱C开始分段卸荷，分段卸压由液控单向阀1控制，操作手动换向阀H3(右位接通)、压力油在进入增压缸G1活塞杆HG上腔的同时将液控单向阀1进油口打开、液控单向阀1使活塞腔的压力从40MPa——50Mpa下降至系统压力16MPa，增压缸G1下腔内乳化液的压力随着下降回落至系统压力(16MPa)、下腔内的液压油顺利经由手动换向阀H3回油口流回油箱，液控单向阀2使活塞腔的压力从系统压力16MPa下降至0；手动换向阀H1、H2同时左位接通、带有压力的乳化液将液控单向阀2、4进油口打开、乳化液进入被试立柱C活塞杆腔推动活塞杆HG左移、将腔内乳化液经由液控单向阀2流回油箱，在极短的时间内、被试立柱C下腔里压力瞬间从至系统压力(16MPa)下卸到0。由于增压缸G1内乳化液腔RY与液压油腔YO有两道密封圈隔离、液控单向阀2进口P1与出口P2之间的压力差较小，测试系统得以平稳卸压。

被试立柱C反向测试时启用增压缸G2，手动换向阀H2(左位接通)、液控单向阀3、4同时打开，乳化液进入被试立柱C上腔内推动活塞杆左移，被试立柱C下腔内的乳化液一路经由液控单向阀4及手动换向阀H1回油口流回油箱，另一路经由液控单向阀3通过手动换向阀H2回油口流回油箱。当被试立柱C活塞杆腔内乳化液充满处于饱和状态时、手动换向阀H2(中位接通)、液控单向阀4自动关闭，被试立柱C上腔内停止注液。操控手动换向阀H4(右位接通)、液压油经液控单向阀6进入增压缸G2下腔，活塞杆HG向右移动、挤压乳化液腔室RY内的乳化液，乳化液压力迅速增高至40MPa——50MPa、系统增压后的压力由压力表K4显示。此时、液控单向阀2、3、4、5处于关闭状态，系统自动进入保压阶段。保压时间结束、被试立柱C开始卸荷，，被试立柱C活塞杆HG腔的分段卸压由液控单向阀6控制，液控单向阀6使活塞腔的压力从40MPa——50Mpa下降至系统压力16MPa，卸荷时、手动换向阀H4(左位接通)、压力油在进入增压缸G2活塞杆腔的同时将液控单向阀6打开、使增压缸G2下腔内乳化液的压力随着下降回落至系统压力16Mpa、下腔内的液压油顺利经由手动换向阀H4回油口流回油箱，手动换向阀H1、H2同时右位接通、带有压力的乳化液将液控单向阀5、3打开、液控单向阀5使活塞HG腔的压力从系统压力16MPa下降至0。乳化液进入被测立柱C下腔推动立柱活塞杆右移、将腔内乳化液经由液控单向阀5流回油箱。

调整被测立柱C高度、重复刚才的操作程序、便可完成立柱分段测试的后续工作。

本发明的这种双增压缸试验台系统，具有结构简单紧凑、双缸增压效果显著、设备故障率低、维修方便的特点，用来替代原有立柱试验设备、应用前景广阔。

Claims

1.一种双增压缸试验台，包括下列组件，双增压缸(G1)、(G2)、液压泵站(Y)、乳化液泵站(R)、管路固定件及被试立柱(C)，其特征在于：所述双增压缸(G1)、(G2)选用单作用活塞杆油缸、结构相同，并排固定在液压泵站(Y)机身上，双增压缸(G1)、(G2)缸体内设有两个腔室、一个是乳化液腔室(RY)一个是液压油腔室(YO)、位于活塞杆(HG)端部是乳化液腔室(RY)、活塞与活塞杆(HG)部位是液压油腔室(YO)，乳化液腔室(RY)与液压油腔室(YO)中间有两道隔离密封，乳化液腔室(RY)一侧用蕾型圈(L0)加挡圈(L01)密封，液压油腔室(YO)一侧用斯特圈(F0)加挡圈(F01)密封；液压泵站(Y)选用高精度液压阀、用叠加方式固定在液压泵站(Y)机身上；

所述液压油腔室包括有杆腔和无杆腔，增压缸(G1)的有杆腔和增压缸(G2)的无杆腔连接有回流箱，且增压缸(G2)的无杆腔与回流箱之间设有液控单向阀(6)，增压缸(G1)的无杆腔和增压缸(G2)的有杆腔与液压泵站(Y)连接，增压缸(G1)的无杆腔和液压泵站(Y)之间设有液控单向阀(1)；

增压缸(G1)和增压缸(G2)乳化液腔室分别用于与被试立柱(C)的有杆腔和无杆腔连接，且增压缸(G1)和增压缸(G2)乳化液腔室分别通过液控单向阀(2)和液控单向阀(5)连接有回流箱。

2.根据权利要求1所述的一种双增压缸试验台，其特征是：双增压缸(G1)、(G2)中的活塞通过活塞杆(HG)固定为整体、活塞与活塞杆(HG)横截面积之比为3∶1，活塞杆(HG)端部伸进乳化液腔室(RY)内，系统工作时、液压油腔室(YO)进的是液压油，乳化液腔(RY)充的是乳化液，测试过程中被试立柱(C)活塞腔所需高压由增压缸(G1)增压至40MPa——50Mpa，被试立柱(C)活塞杆(HG)腔所需高压由增压缸(G2)增压至40MPa——50Mpa，由于双增压缸(G1)、(G2)腔内有两道隔离密封、高压的乳化液无法进入液压油腔室(YO)。

3.根据权利要求1所述的一种双增压缸试验台，其特征是：被试立柱(C)活塞腔的分段卸压由液控单向阀(1)控制，液控单向阀(1)使活塞腔的压力从40MPa——50Mpa下降至系统压力(16MPa)，液控单向阀(2)使活塞腔的压力从系统压力(16MPa)下降至0；被试立柱(C)活塞杆(HG)腔的分段卸压由液控单向阀(6)控制，液控单向阀(6)使活塞腔的压力从40MPa——50Mpa下降至系统压力(16MPa)，液控单向阀(5)使活塞(HG)腔的压力从系统压力(16MPa)下降至0。