CN203925534U - 一种单向收缩的弹性支架 - Google Patents
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Abstract
一种单向收缩的弹性支架，属于煤矿巷道支护技术领域，主要应用于深部冲击地压矿井回采巷道内的U型钢支架。本实用新型装置一种单向收缩的弹性支架，包括上垫板，吸能柱，下垫板，气压防冲缸，卡环，连接杆和吸能连接梁，在上垫板和下垫板中间设有能够阻碍上下垫板相去运动的单向收缩装置。本实用新型具有强度高、抗腐蚀性等特点，在动载条件能够快速让位、吸能，安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型属于煤矿巷道支护技术领域，涉及一种单向收缩的弹性支架，主要应用于深部冲击地压矿井回采巷道内的 U 型钢支架抗冲击防护。
背景技术
目前，深部矿井回采巷道支护的防冲主要依靠支架防护，而现有的U型钢支架构成的支护结构比较简单、承载能力较大、具有增阻速度快、支 护强度高和可缩性高等优点，被广泛应用于巷道围岩不稳定、变形量较大、受动压影响较大 的煤矿回采巷道，其克服了刚性支架的不可收缩缺点。随着矿井开采深度的不断增加，巷道冲击地压等动力现象增多，冲击地压发生时，释放大量冲击能量，这些能量以冲击波的形式通过介质传播到 U 型钢支架构成的支护结构上，对其产生强烈的冲击破坏。这就要求 U 型钢支架构成的支护结构不但能承受强大的围岩静载，更要其承受冲击地压产生的高速、强烈动载，而现有 U 型钢支架构成的支护结构抗冲击性较差，且其采用的搭接的连接方式无法做到快速收缩卸压，因此很难做到快速让位卸压，无法及时吸收冲击地压发生过程中释放的能量，因此难以有效抵御冲击地压产生的高强动载。
为了保护 U 型钢支架，中国专利CN201310489010一种支架的吸能防冲背板，公开了一种吸能防冲背板，在 U 型钢支架顶梁与巷道围岩之间，具有强度高、抗腐蚀性等特点，在动载条件能够快速让位、吸能。在发生弱冲击时，该装置利用气压防冲缸内气体的快速压缩及安全阀卸压释放过载压力，实现吸能让位功能，保证弱冲击时支架的支护承载力在可承受范围之内，使支架免受破坏；在强冲击地压发生瞬间，气压防冲缸内的气体被快速压缩、吸能柱快速让位吸能，吸能连接梁变形吸能，锥套挤压胀环增强其吸能能力，消耗冲击波能量，保护支架免遭冲击破坏。
但是在复杂的巷道工况环境必然会有多次的冲击，而该专利公开的吸能背板在承受多次强弱不同的冲击后周遭环境必然发生变化，导致背板回弹，反向冲击周遭围岩，导致围岩变疏松，如此反复，重复回弹极可能导致周遭坍塌等安全事故。
实用新型内容
针对现有吸能防冲背板的缺陷，本实用新型要解决的技术问题是：提供一种单向收缩的弹性支架，在动载条件能够快速让位、吸能，单向收缩，安全可靠。
解决其技术问题所采取的技术方案为：设计一种单向收缩的弹性支架，包括上垫板，吸能柱，下垫板 ，气压防冲缸 ，卡环，连接杆和吸能连接梁，其特征在于：在上垫板和下垫板中间设有能够阻碍上下垫板相去运动的单向收缩装置，单向收缩装置上下端通过转轴分别连接上垫板和下垫板，所述单向收缩装置包括滑动板和限位卡，限位卡用于限制滑动板的回缩，所述滑动板设置连续的卡槽，所述限位卡包括限位轴、弹性限位片、限位键、档杆和扳手，包括分别连接在上垫板和下垫板上的带有突出锯齿的刚性板，其中，连接在上垫板的刚性板的锯齿向上倾斜，连接在下垫板的刚性板的锯齿向下倾斜，与连接在上垫板的刚性板的锯齿呈反方向排列；包括分别连接在上垫板和下垫板上的带有突出方向相反的突出部分的刚性板，其中，连接在上垫板的刚性板的突出部分向上倾斜突出，连接在下垫板的刚性板的突出部分向下倾斜突出，与连接在上垫板的刚性板的突出部分呈反方向排列。
本实用新型取得的有益效果是：
利用本装置和方法，吸能背板在被压缩过程中，吸收大部分冲击能，可大幅度降低作用到 U型钢支架上的冲击能，保证作用在 U 型钢支架上的载荷在其可承受范围之内，而冲击过后，吸能背板被自带的单向收缩装置锁死，不会反复重复回弹引起围岩晃动疏松，从而保证巷道稳定与安全。
巷道围岩挤压冲击过后，上下垫板在吸能柱推动作用下发生相去方向的运动，带动单向收缩装置，将上下垫板的相去运动锁死。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1为滑动板和限位卡结构示意图
图2为滑动板结构示意图
图3为限位片结构示意图
图4为限位卡结构示意图
图5为带有弹性锯齿支架整体示意图
图6为带有限位卡支架整体示意图
图中：1上垫板 2吸能柱 3连接杆 4吸能连接梁 5下垫板 6气压防冲缸 7卡环 8上刚性板 9下刚性板 10单向收缩装置 11滑动板 12限位卡 13卡槽 14限位轴 15弹性限位片 16限位键 17档杆 18扳手 19转轴。
具体实施方式
实施例1
如图所示，一种单向收缩的弹性支架，上垫板1，吸能柱2，下垫板 5，气压防冲缸6 ，卡环7，连接杆3和吸能连接梁4，在上垫板1和下垫板5中间设有能够阻碍上下垫板相去运动的单向收缩装置10，单向收缩装置10上下端通过转轴19分别连接上垫板1和下垫板5，所述单向收缩装置10包括滑动板11和限位卡12，限位卡12用于限制滑动板11的回缩，所述滑动板11设置连续的卡槽13，所述限位卡12包括限位轴14、弹性限位片15、限位键16、档杆17和扳手18。
限位轴14、弹性限位片15、限位键16、扳手18固定连接在一起，限位轴14的转动带动弹性限位片15转动，限位键16为弹性限位片15的尖化边缘，该尖化边缘即限位键16，限位键16的宽度与卡槽13的宽度相配合，档杆17用于限制弹性限位片15的转动。将本实用新型放置于U 型钢支架顶梁与巷道围岩之间，左、右两个下垫板 5 分别放置在相邻两架U 型钢支架上，当巷道围岩缓慢变形，巷道围岩作用于本实用新型的上垫板1，压迫上垫板1向下移动，滑动板11向下运动，限位键16卡入卡槽13，卡槽13限制滑动板11回缩，当滑动板11继续向下运动，所述滑动板11设置连续的卡槽13，限位键16卡入下一个卡槽13。这样上垫板1和下垫板5之间的距离只会单向缩小，不会回弹。
当回缩到一定程度，扳动扳手18，限位轴14带动限位片15转动，限位键16从卡槽13中脱出，滑动板11得以回缩，滑动到合适的卡槽位置限位键16再次进入卡槽13，上垫板1回复到未受压状态。
其中，限位轴14同时起到加固限位片15的作用，档杆17控制和限定限位片15的转动幅度。
实施例2
如图所示，一种单向收缩的弹性支架，包括左、右上垫板1，左、右吸能柱2，左、右下垫板 5，左、右气压防冲缸 6，左、右卡环 7，连接杆 3 和吸能连接梁4，连接在上垫板1、和下垫板5上的带有突出锯齿的上刚性板8和下刚性板9，其中，刚性板8的锯齿向上倾斜，刚性板9的锯齿向下倾斜，与刚性板8上面的锯齿反方向。
将本实用新型放置于U 型钢支架顶梁与巷道围岩之间，左、右两个下垫板 5 分别放置在相邻两架U 型钢支架上，当巷道围岩缓慢变形，巷道围岩作用于本实用新型的上垫板1，压迫上垫板1向下移动，给巷道围岩提供让位变形空间，避免自身承受过高压力而损坏;当发生冲击时，由于气体具有较好的可压缩性，冲击时缸体内气体被快速压缩，吸收冲击能并提供让位空间，为围岩提供让位变形空间。同时带有锯齿状突出物的上刚性板8、下刚性板9因锯齿方向相反且进行相互靠近的相对运动，刚性板发生顺方向错位位移。
当冲击过后，冲击力消除，气缸内的压力开始推动上垫板1向外即向挤压围岩方向移动，此时上刚性板8、下刚性板9将发生相互远离的相对运动，由于上下刚性板的锯齿为反方向，此时锯齿相互啮合，锁死整个吸能背板装置，上垫板1将不再回弹移动。即不会对装置周遭围岩发生反方向作用力，避免反复冲击可能引起的围岩疏松、垮塌。
本领域内技术人员应当明白，基于本专利的构想容易想到和实现的构造设计，以及可达到多重目的的装置和方法，均在本专利的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种单向收缩的弹性支架，包括上垫板，吸能柱，下垫板 ，气压防冲缸 ，卡环，连接杆和吸能连接梁，其特征在于：在上垫板和下垫板中间设有能够阻碍上下垫板相去运动的单向收缩装置。
2.按照权利要求1所述一种单向收缩的弹性支架，其特征在于：单向收缩装置上下端通过转轴分别连接上垫板和下垫板。
3.按照权利要求1或2所述一种单向收缩的弹性支架，其特征在于：所述单向收缩装置包括滑动板和限位卡，限位卡用于限制滑动板的回缩。
4.按照权利要求3所述一种单向收缩的弹性支架，其特征在于：所述滑动板设置连续的卡槽。
5.按照权利要求3所述一种单向收缩的弹性支架，其特征在于：所述限位卡包括限位轴、弹性限位片、限位键、档杆和扳手。
6.按照权利要求1或2所述一种单向收缩的弹性支架，其特征在于：包括分别连接在上垫板和下垫板上的带有突出锯齿的刚性板，其中，连接在上垫板的刚性板的锯齿向上倾斜，连接在下垫板的刚性板的锯齿向下倾斜，与连接在上垫板的刚性板的锯齿呈反方向排列。
7.按照权利要求1或2所述一种单向收缩的弹性支架，其特征在于：包括分别连接在上垫板和下垫板上的带有突出方向相反的突出部分的刚性板，其中，连接在上垫板的刚性板的突出部分向上倾斜突出，连接在下垫板的刚性板的突出部分向下倾斜突出，与连接在上垫板的刚性板的突出部分呈反方向排列。
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