CN108502777A - 穿心式千斤顶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了穿心式千斤顶，包括：千斤顶主体，千斤顶主体的前端形成有压紧端，压紧端的内部具有容纳腔，压紧端的周向侧壁形成有一对彼此相对设置的、与容纳腔连通的插孔；以及辅助锁紧机构，其包括推动斜块和锁片斜块，推动斜块包括斜块主体和操作端，推动斜块以可沿垂直于千斤顶主体的轴线移动的方式穿设一对插孔，从而使斜块主体容设于容纳腔，而使操作端位于压紧端的外侧，锁片斜块自由设置于容纳腔内，与斜块主体通过彼此的斜面接触。本发明解决了传统方法中限位距离不合理所带来的无法预紧、锚索回缩损失等问题，降低张拉损失，提高预紧力，实现不同预紧力的支护施工，提高锚索、锚杆的张拉后预紧力的一致性。

Description

穿心式千斤顶

技术领域

本发明涉及一种千斤顶。更具体地说，本发明涉及一种穿心式千斤顶。

背景技术

煤矿巷道采用支护杆件进行支护，较大的预紧力可以明显提高支护质量和效果，降低巷道围岩变形，提高工作面回采速度，为煤矿安全、高效生产提供有利保障。

锚索、钢棒、锚杆等支护杆件和锁具配套进行围岩支护时，通常使用穿心式千斤顶张拉杆件、推动锁具。千斤顶卸载时，锁具锁紧锚索、钢棒、锚杆等支护杆件，施加预紧力。

以锚索为例，说明预紧力的施工过程，锚索预紧力通常使用穿心式千斤顶限位张拉的方式，限位张拉是通过使用千斤顶对锁片在张拉过程中的轴向移动进行限制，以确保锚具锚固效果的一种张拉方式。如图1所示，围岩体中锚固锚索1后，在锚索1尾部依次安装托盘2、球垫3、锁具(包括锚环4和锁片5)，安装千斤顶，锚索依次穿过千斤顶顶端6，退锚座7，工具锚10，加紧座11，千斤顶内套13以及千斤顶端盖14。千斤顶顶端6设置于千斤顶中套8的前端，千斤顶中套8可滑动地套设在千斤顶外套12内，工具锚固定座9固定在千斤顶中套8的前侧，用于支撑工具锚10。锚索张拉时，高压油通过加压进油口，进入千斤顶腔内，推动千斤顶中套8、千斤顶顶端6、退锚座7，从而使工具锚10夹紧锚索；继续加压，千斤顶顶端6外部推动锚环4，锁片5在千斤顶顶端6凹槽内沿着锚索轴向向前移动，造成锚环4和锁片5之间产生一个安装间隙；千斤顶中套继续伸出，锚环4推动球垫3、托盘2压紧围岩表面，同时工具锚10夹紧锚索1，并反向拉伸锚索，锚索1相对锁具滑移并伸长。千斤顶卸载时，卸载油路液压油进入卸载口，千斤顶中套8、千斤顶顶端6和退锚座7回缩，退锚座7推动工具锚10，松开锚索1。中空千斤顶卸载时，锚索1回缩带动锁片5进入锚环4斜面内，同时夹紧锚索，保持初始预紧力。

张拉锚索时，锚索伸长，卸载时锚索缩短，锚索长度变化量和预紧力成正比例关系。张拉力一定时，尽量减少锚索缩短量，可以提高预紧力。一般千斤顶顶端凹槽和锁片5的外露部分有间隙△L。在张拉过程中，当限位距离过小，△L为负值时，千斤顶前端6凹槽底部直接推动锁片5、锚环4，一起沿着锚索1滑动，千斤顶的张拉力一部分作用在锁具，一部分用于锚索伸长，造成锚索预紧力偏小，同时，锁片内表面螺纹刮擦锚索，降低锚索的强度和锁片的工作性能，表现为锁片抓不住锚索，锚具脱落，严重时可能造成锚索断裂。但限位距离过大，会导致造成锚索回缩损失增加，预紧力较小甚至无法形成预紧。

不同厂家和规格的钢绞线、锁具相匹配时，锁片5的外露长度均不同。Φ22锚索与锁具(锚环、锁片)配套使用时，因锁具的锁紧径高比为1：5，锚索直径变化1mm时，锁片外露长度变化5mm，即如图2所示，锚索直径d减少1mm，锁片外露h缩短5mm，锚索直径增加1mm，锁片外露增加5mm。参考GB/T 5224-2003预应力混凝土用钢绞线，Φ22锚索直径误差-0.2～0.4mm，直径变化量最大为0.6mm，锁片外露变化量为3mm。这就导致不同厂家千斤顶和锚索彼此不能够充分的匹配，导致限位距离不是过大，就是过小，造成锚索张拉施工时，张拉力损失较大，锚索预紧力大小不一，无法保证锚索的施工质量。施工过程中，为了获得较大预紧力，采用超设计预紧力张拉，需要较大吨位的穿心千斤顶和满负荷运行的液压泵，大吨位千斤顶重量大，增加工人劳动强度，施工速度慢。液压泵满负荷运行，显著降低液压泵的使用寿命，增加支护费用。

因此，为了降低锚索、钢棒、锚杆等支护杆件的张拉损失，提高预紧力，提高不同支护杆件的张拉后预紧力的一致性，降低工人劳动强度，提高液压泵使用寿命，本发明做了有益改进。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种穿心式千斤顶，包括：

千斤顶主体，所述千斤顶主体的前端形成有压紧端，所述压紧端的内部具有容纳腔，所述压紧端的前端面形成有与所述容纳腔连通的开口，所述压紧端的周向侧壁形成有一对彼此相对设置的、与所述容纳腔连通的插孔；以及

辅助锁紧机构，其包括推动斜块和锁片斜块，所述推动斜块包括斜块主体和操作端，所述斜块主体具有贯通的、平行于所述千斤顶主体的轴线设置的第一孔道，所述推动斜块以可沿垂直于所述千斤顶主体的轴线移动的方式穿设一对插孔，从而使所述斜块主体容设于所述容纳腔，而使所述操作端位于所述压紧端的外侧，所述锁片斜块具有贯通的、平行于所述千斤顶主体的轴线设置的第二孔道，所述锁片斜块自由设置于所述容纳腔内，与所述斜块主体通过彼此的斜面接触，所述锁片斜块与所述开口之间预留有第一距离，所述第一孔道和所述第二孔道彼此连通。

优选的是，所述的穿心式千斤顶中，所述千斤顶主体具有贯通的、供所述锚索穿过的穿心孔道，所述第一孔道和所述第二孔道构成所述穿心孔道的前端。

优选的是，所述的穿心式千斤顶中，所述锁片斜块的前端面与所述千斤顶主体的轴线垂直，所述斜块主体的后端面与所述千斤顶主体的轴线垂直。

优选的是，所述的穿心式千斤顶中，所述操作端为相对于所述斜块主体向外伸出的突出部。

优选的是，所述的穿心式千斤顶，还包括：

动力装置，其包括液压泵、加载进油管、加载回油管、换向阀、液控单向阀以及压力控制阀，其中，所述液压泵通过所述换向阀连接至所述加载进油管和所述加载回油管，且所述液压泵与所述换向阀的连接管路上还连接有一安全溢流阀，所述液控单向阀设置在所述加载进油管上，所述压力控制阀设置所述加载进油管上；

当所述动力装置加载时，所述液压泵开启，调高所述压力控制阀到加载预定压力，所述换向阀导通所述加载进油管所形成的加载油路，所述液控单向阀导通所述加载进油管，待加载至预定载荷，所述液压泵关闭，所述液控单向阀自锁所述加载进油管，所述穿心式千斤顶保持预定载荷，所述操作端在外力作用下带动所述推动斜块沿垂直于所述千斤顶主体的轴线移动，进而推动所述锁片斜块沿着所述千斤顶主体的轴线移动，致使锚索的锁片和锚环紧密接触；

当所述穿心式千斤顶卸载时，降低所述压力控制阀到卸载预定压力，所述换向阀将所述加载进油管切换为卸载回油管，所述加载回油管切换为所述卸载进油管，所述液压泵开启，所述液控单向阀开启以导通所述卸载回油管。

优选的是，所述的穿心式千斤顶中，所述液压泵为电动液压泵、气动液压泵或者手动泵。

优选的是，所述的穿心式千斤顶中，所述换向阀为手动换向阀。

优选的是，所述的穿心式千斤顶中，所述动力装置还包括用于检测所加载的载荷的压力表。

优选的是，所述的穿心式千斤顶，所述压力控制阀为手动压力控制阀，用于在卸载时实现在不同卸载预定压力下进行分级卸载。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明的千斤顶设置辅助锁紧机构，辅助锁紧机构包括推动斜块和锁片斜块，推动斜块以可沿垂直于千斤顶主体的轴线移动的方式穿设一对插孔，从而使斜块主体容设于所述容纳腔，而使操作端位于所述压紧端的外侧，锁片斜块自由设置于容纳腔内，与斜块主体通过彼此的斜面接触，锁片斜块与所述开口之间预留有第一距离。将锚索通过千斤顶张拉至预定载荷，推动操作端，从而使推动斜块垂直于锚索的轴线移动，进而推动锁片斜块沿着锚索的轴线移动，待锁片斜块完全与锁片贴靠在一起，继续推动，最终使锁片与锚环紧密接触，消除张拉时锁片和锚环之间的安装间隙。本发明事先保留较大的限位距离，对于同规格不同尺寸的钢绞线和锁具，即便锁片相对于锚环的外露部分的长度发生变化，锁片和锁片斜块之间都能够保持较大的间距，避免在张拉过程中推动锁片，因此，可以满足同规格不同尺寸钢绞线(锚索)、锚杆和锁具张拉预紧，适用范围广。而且，张拉结束后，利用推动斜块和锁片斜块实现对锁具的锁紧，解决了传统方法中限位距离不合理所带来的无法预紧、锚索回缩损失等问题，降低张拉损失，提高预紧力，实现不同预紧力的支护施工，提高锚索、锚杆的张拉后预紧力的一致性。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为现有技术中穿心式千斤顶的结构示意图；

图2为现有技术中锚索和锁具的结构示意图；

图3为本发明的一个实施例中对锚索张拉之前穿心式千斤顶的结构示意图；

图4为本发明的一个实施例中对锚索张拉之后穿心式千斤顶的结构示意图；

图5为本发明的一个实施例中动力装置的结构示意图；

图6为本发明的另一个实施例中动力装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图3至图4所示，本发明提供了穿心式千斤顶，包括：千斤顶主体，所述千斤顶主体的前端形成有压紧端6，所述压紧端6的内部具有容纳腔，所述压紧端6的前端面形成有与所述容纳腔连通的开口，所述压紧端6的周向侧壁形成有一对彼此相对设置的、与所述容纳腔连通的插孔；以及辅助锁紧机构，其包括推动斜块8和锁片斜块7，所述推动斜块8包括斜块主体22和操作端9，所述斜块主体具有贯通的、平行于所述千斤顶主体的轴线设置的第一孔道20，所述推动斜块8以可沿垂直于所述千斤顶主体的轴线移动的方式穿设一对插孔，从而使所述斜块主体容设于所述容纳腔，而使所述操作端9位于所述压紧端的外侧，所述锁片斜块7具有贯通的、平行于所述千斤顶主体的轴线设置的第二孔道19，所述锁片斜块自由设置于所述容纳腔内，与所述斜块主体通过彼此的斜面接触，所述锁片斜块与所述开口之间预留有第一距离，所述第一孔道和所述第二孔道彼此连通。

本发明中千斤顶主体包括从内向外依次套设的千斤顶内套16、千斤顶中套11和千斤顶外套15，千斤顶端盖17用于将千斤顶内套16、千斤顶中套11和千斤顶外套15的后端密封，压紧端6设置在千斤顶中套的前端，工具锚固定座12设置于千斤顶内套16的前端的内部，工具锚13设置于工具锚固定座内，加紧座14位于工具锚的后侧，退锚座10位于工具锚的前侧。上述结构与现有技术中穿心式千斤顶的结构是一致的。

采用本发明所述的穿心式千斤顶进行锚索支护之前，先将千斤顶通过油管与动力装置连接。进行支护时，锚索1的尾部依次安装托盘2、球垫3和锁具(包括锚环4和锁片5)。再将锚索2依次穿过千斤顶主体的压紧端6，锁片斜块7，推动斜块8，退锚座10，工具锚13，加紧座14、千斤顶内套16和千斤顶端盖17，锁片5通过压紧端6的开口进入至容纳腔。锚索张拉时，液压泵开启，调节压力控制阀，换向阀导通加载油路，给千斤顶输送高压油，推动千斤顶中套11、压紧端6、退锚座10，从而使工具锚13夹紧锚索；继续加压，压紧端6继续推动锚环4，锁片5沿着锚索跟随移动，造成锚环4和锁片5之间产生一个安装间隙，千斤顶中套继续伸出，锚环4推动球垫3和托盘2，托盘2压紧围岩表面，同时工具锚13夹紧锚索1，反向拉伸锚索，从而使锚索1相对于锁具滑移并伸长。锚索1通过千斤顶张拉至预定载荷，关闭液压泵，推动操作端9(或者用锤子敲击操作端)，从而使推动斜块8垂直于锚索的轴线(也是千斤顶主体的轴线)移动，进而推动锁片斜块7沿着锚索的轴线移动，待锁片斜块7完全与锁片5贴靠在一起，继续推动，最终使锁片5与锚环4紧密接触，消除张拉时锁片5和锚环4之间的安装间隙。然后调节压力控制阀到预定压力，开启液压泵，换向阀导通卸载油路，卸载千斤顶，千斤顶中套13、千斤顶压紧端6和退锚座10回缩，退锚座10推动工具锚13，松开锚索1。准备安装下一根锚索。

在对锚索进行张拉之前，推动斜块8须处于初始位置，也即图3中最靠右侧的位置，锁片斜块7也处于初始位置，由于锁片斜块7自由设置在容纳腔内，穿设锚索时，可以先将锁片斜块7向后推回到其初始位置，使其与推动斜块保持接触，从而保证锁片斜块7和锁片5之间保持较大的限位距离，以避免在张拉过程中千斤顶主体与锁片5发生接触，进而导致千斤顶的张拉力损失的情况。

施工人员从外部推动操作端，推动斜块横向移动，即可以实现锁片斜块的移动，进而实现对锁具的辅助锁紧。

推动斜块与锁片斜块通过彼此的斜面接触，当推动斜块做垂直于锚索轴线的运动，其对锁片斜块的作用力斜向上，最终使锁片斜块与锁片接触，并推动锁片使锁片与锚环紧密配合。本发明事先保留较大的限位距离，对于同规格的不同尺寸钢绞线和锁具，即便锁片相对于锚环的外露部分的长度发生变化，锁片和锁片斜块之间都能够保持较大的间距，避免在张拉过程中推动锁片，因此，可以满足同规格不同尺寸的钢绞线和锁具，提高张拉后预紧力，适用范围广。而且，张拉结束后，利用推动斜块和锁片斜块实现对锁具的锁紧，解决了传统方法中限位距离不合理所带来的无法预紧、锚索回缩损失等问题，降低张拉损失，提高预紧力。实现不同预紧力的支护施工，提高锚索、锚杆的张拉后预紧力的一致性。

在一个优选的实施例中，所述的穿心式千斤顶中，所述千斤顶主体具有贯通的、供所述锚索穿过的穿心孔道21，所述第一孔道和所述第二孔道构成所述穿心孔道的前端。

第一孔道和第二孔道构成穿心孔道的一部分，供锚索穿过千斤顶。

在一个优选的实施例中，所述的穿心式千斤顶中，所述锁片斜块7的前端面与所述千斤顶主体的轴线垂直，所述斜块主体22的后端面与所述千斤顶主体的轴线垂直。

在一个优选的实施例中，所述的穿心式千斤顶中，所述操作端9为相对于所述斜块主体向外伸出的突出部。

操作端为向外伸出的突出部，便于施工人员对其进行操作。

如图5和图6所示，在一个优选的实施例中，所述的穿心式千斤顶，还包括：动力装置，其包括液压泵、加载进油管26、加载回油管25、换向阀28、液控单向阀27以及压力控制阀36，其中，所述液压泵通过所述换向阀连接至所述加载进油管和所述加载回油管，且所述液压泵与所述换向阀的连接管路上还连接有一安全溢流阀29，所述液控单向阀设置在所述加载进油管上，所述压力控制阀设置在所述加载进油管上；当所述动力装置加载时，所述液压泵开启，调高所述压力控制阀到加载预定压力，所述换向阀导通所述加载进油管所形成的加载油路，所述液控单向阀导通所述加载进油管，待加载至预定载荷，所述液压泵关闭，所述液控单向阀自锁所述加载进油管，所述穿心式千斤顶保持预定载荷，所述操作端在外力作用下带动所述推动斜块沿垂直于所述千斤顶主体的轴线移动，进而推动所述锁片斜块沿着所述千斤顶主体的轴线移动，致使锚索的锁片和锚环紧密接触；当所述穿心式千斤顶卸载时，降低所述压力控制阀到卸载预定压力，所述换向阀将所述加载进油管切换为卸载回油管，所述加载回油管切换为所述卸载进油管，所述液压泵开启，所述液控单向阀开启以导通所述卸载回油管。

加载时，液压泵开启，调高压力控制阀到加载预定压力，液控单向阀开启，液压泵将高压油经由加载进油管泵入千斤顶主体23，再通过加载回油管回流。当锚索1张拉到预定载荷时，关闭液压泵，从而使千斤顶主体保持预定载荷。然后推动操作端9、推动斜块8，推动斜块8沿着垂直锚索1轴线的平面移动，推动斜块8通过锁片斜块7配套斜面推动锁片斜块7、锁片5沿着锚索1轴线移动，直到锁片5和锚环4紧密接触，消除普通张拉时锁片5和锚环4安装间隙。然后调节压力控制阀到卸载预定压力，换向阀将加载进油管切换为卸载回油管，将加载回油管切换为卸载进油管，液压泵开启，液控单向阀开启，导通卸载回油管。

安全溢流阀作为最后一层保护，其可以保护动力源(电动泵或者气动泵)，防止动力源损坏。具体地，压力控制阀的设置方式为：压力控制阀连接在液控单向阀和千斤顶主体之间，连接至加载进油管。在另一种实施例中，动力装置未设置液控单向阀，则为了在锚索张拉到预定载荷时使千斤顶维持预定载荷，需要一直开启液压泵和安全溢流阀。在这种情况下，液压泵和安全溢流阀的使用寿命会降低。动力装置未设置压力控制阀，不能实现分级不同压力卸载。

在一个优选的实施例中，所述的穿心式千斤顶中，所述液压泵为电动液压泵、气动液压泵或者手动泵。

如图5所示，液压泵选择电动液压泵30。电动液压泵连接至油箱31。如图6所示，液压泵选择气动液压泵，气动液压泵包括两个气缸组件32,34、气动三位四通阀33和增压油缸35，两个气缸组件通过气动三位四通阀连接至增压油缸，气动液压泵中各构件的连接结构采用现有技术，结构相对复杂。

在一个优选的实施例中，所述的穿心式千斤顶中，所述换向阀为手动换向阀。

在一个优选的实施例中，所述的穿心式千斤顶中，所述动力装置还包括用于检测所加载的载荷的压力表24。通过观察压力表的载荷数值，以确定千斤顶是否达到预定载荷，待达到预定载荷，关闭液压泵。

在一个优选的实施例中，所述的穿心式千斤顶，所述压力控制阀为手动压力控制阀，用于在卸载时实现在不同卸载预定压力下进行分级卸载。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.穿心式千斤顶，其特征在于，包括：

千斤顶主体，所述千斤顶主体的前端形成有压紧端，所述压紧端的内部具有容纳腔，所述压紧端的前端面形成有与所述容纳腔连通的开口，所述压紧端的周向侧壁形成有一对彼此相对设置的、与所述容纳腔连通的插孔；以及

辅助锁紧机构，其包括推动斜块和锁片斜块，所述推动斜块包括斜块主体和操作端，所述斜块主体具有贯通的、平行于所述千斤顶主体的轴线设置的第一孔道，所述推动斜块以可沿垂直于所述千斤顶主体的轴线移动的方式穿设一对插孔，从而使所述斜块主体容设于所述容纳腔，而使所述操作端位于所述压紧端的外侧，所述锁片斜块具有贯通的、平行于所述千斤顶主体的轴线设置的第二孔道，所述锁片斜块自由设置于所述容纳腔内，与所述斜块主体通过彼此的斜面接触，所述锁片斜块与所述开口之间预留有第一距离，所述第一孔道和所述第二孔道彼此连通。

2.如权利要求1所述的穿心式千斤顶，其特征在于，所述千斤顶主体具有贯通的、供所述锚索穿过的穿心孔道，所述第一孔道和所述第二孔道构成所述穿心孔道的前端。

3.如权利要求2所述的穿心式千斤顶，其特征在于，所述锁片斜块的前端面与所述千斤顶主体的轴线垂直，所述斜块主体的后端面与所述千斤顶主体的轴线垂直。

4.如权利要求1所述的穿心式千斤顶，其特征在于，所述操作端为相对于所述斜块主体向外伸出的突出部。

5.如权利要求1至4中任一项所述的穿心式千斤顶，其特征在于，还包括：

动力装置，其包括液压泵、加载进油管、加载回油管、换向阀、液控单向阀以及压力控制阀，其中，所述液压泵通过所述换向阀连接至所述加载进油管和所述加载回油管，且所述液压泵与所述换向阀的连接管路上还连接有一安全溢流阀，所述液控单向阀设置在所述加载进油管上，所述压力控制阀设置所述加载进油管上；

当所述动力装置加载时，所述液压泵开启，调高所述压力控制阀到加载预定压力，所述换向阀导通所述加载进油管所形成的加载油路，所述液控单向阀导通所述加载进油管，待加载至预定载荷，所述液压泵关闭，所述液控单向阀自锁所述加载进油管，所述穿心式千斤顶保持预定载荷，所述操作端在外力作用下带动所述推动斜块沿垂直于所述千斤顶主体的轴线移动，进而推动所述锁片斜块沿着所述千斤顶主体的轴线移动，致使锚索的锁片和锚环紧密接触；

当所述穿心式千斤顶卸载时，降低所述压力控制阀到卸载预定压力，所述换向阀将所述加载进油管切换为卸载回油管，所述加载回油管切换为所述卸载进油管，所述液压泵开启，所述液控单向阀开启以导通所述卸载回油管。

6.如权利要求5所述的穿心式千斤顶，其特征在于，所述液压泵为电动液压泵、气动液压泵或者手动泵。

7.如权利要求5所述的穿心式千斤顶，其特征在于，所述换向阀为手动换向阀。

8.如权利要求5所述的穿心式千斤顶，其特征在于，所述动力装置还包括用于检测所加载的载荷的压力表。

9.如权利要求5所述的穿心式千斤顶，其特征在于，所述压力控制阀为手动压力控制阀，用于在卸载时实现在不同卸载预定压力下进行分级卸载。