CN205743937U - 一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱以及新型液压支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱，包括：缸体、活柱、高压传递压缩室、动力压缩室、应力传递缸、杠杆、活杆、动力杆、传动杆、密封圈、活塞，该设计通过采用压差传动与杠杆原理，很好地利用缸体中高压液体的压力实现了增加立柱的工作支撑力，从而提高了该新型液压支架在煤矿井下的支护水平和工作环境的安全性。

Description

一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱以及新型液压支架

技术领域

本实用新型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液压立柱以及新型液压支架。

背景技术

我国是世界主要产煤国家，煤矿总数超过全世界其他所有国家煤矿的总和。发展综采技术是建设高产高效矿井的重要任务，加大技术改造力度，优化工作面配套、提高设备可靠性、提高开机率是高产高效矿井建设的发展趋势。我国自70年代初开始大规模引进国外综采设备，发展综合机械化采煤。与此同时，煤炭科学研究院及相关矿厂共同开始了对液压支架的科研和技术攻关，至80年代末，已先后研制成功薄煤层、中厚煤层、厚煤层和特厚煤层综采成套设备和技术，基本上已取代了进口，促进了煤炭工业的快速发展。到1997年全国国有重点煤矿综合机械化程度已达到48.38％，相继建成一批高产高效的矿井。液压支架是综采工作面的重要设备之一，其投资约占综采工作面成套设备总投资的70％左右，其作用不仅是支护顶板、维护安全作业空间，而且要推移工作面输送机和采煤机。因此，液压支架的性能和可靠性是决定综采成败的关键因素之一。

在煤矿机械中液压缸的应用比较广泛，掘进机、采煤机的摇臂，刮板输送机的可伸缩机头部分的动作都是靠液压缸的伸缩来实现，尤其是在液压支架中，几乎所有的动作都是通过液压缸(通常称为立柱千斤顶)的往复运动来实现。立柱千斤顶是液压支架实现支撑和承载的主要部件，它直接影响支架的工作性能。作为液压系统的执行元件，立柱千斤顶数量庞大且往复运动次数多，容易出现问题，维护所需要的时间长，直接影响了开机率和工作面的推进速度。所以，立柱千斤顶的高可靠性煤矿综采工作面高产高效的前提。

发明内容

(一)本实用新型要解决的技术问题

为了提高液压支架在井下使用的安全性和稳定性，本实用新型提供了一种效果好的基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱以及新型液压支架，其目的在于利用缸体内乳化液的压力来提高液压支架的工作支撑力。

(二)技术方案

本实用新型提供了一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱，包括：缸体、活柱、高压传递压缩室、动力压缩室、应力传递缸、杠杆、活杆、动力杆、传动杆、密封圈、活塞，所述活柱底部通过套上所述密封圈插入所述缸体内，所述高压传递压缩室无缝焊接在所述活柱内腔顶部，所述活塞分为活塞Ⅰ、活塞Ⅱ，所述传动杆一端固定有所述活塞Ⅰ，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缸体底部，还包括固定杆、传递杆、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缸体之间，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，还包括支杆，所述活塞Ⅱ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Ⅱ，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活柱内腔顶部，下端铰接于所述杠杆的支点上。

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缸体内腔中乳化液进入所述应力传递缸中，保持内外压差为零，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，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的口径处采用密封处理，所述动力压缩室上端口设有防脱卡位，且所述活塞Ⅱ上端面与所述活柱内腔中乳化液直接接触。

本实用新型还提供了一种新型液压支架，包括：所述一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱和前梁、顶梁、掩护梁、底座、护帮板、顶梁侧护板、推移液压 缸，所述一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱分为前立柱和后立柱，分别铰接安设在所述底座和所述顶梁、所述掩护梁之间，用于支撑和承载上覆岩层，所述顶梁和所述掩护梁活动铰接，还包括前连杆、后连杆、推杆、护帮千斤顶、前梁千斤顶，所述推杆安设在所述底座前方，所述推移液压缸安设在所述底座中间，用于推移所述刮板输送机，所述前梁通过所述前梁千斤顶铰接在所述顶梁前方，且所述护帮板亦通过所述护帮千斤顶铰接在所述前梁上，所述顶梁侧护板安设在所述顶梁两边，所述掩护梁通过所述前连杆和所述后连杆铰接于所述底座。

(三)有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本实用新型的一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱，通过采用压差传动与杠杆原理相结合，很好地利用缸体中高压液体的压力实现了额外增加立柱的工作支撑力，提高了液压支架在煤矿井下的支护水平和工作环境的安全性。

(2)本实用新型的一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱，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，系统纯机械设计，结构安全、可靠。

附图说明

图1为本实用新型的一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱内部系统结构示意图；

图2为本实用新型的一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱内部结构图；

图3为本实用新型的一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱应力传递缸结构示意图；

图4为本实用新型的一种新型液压支架结构图；

图5为本实用新型的一种新型液压支架在综合机械化采煤工作面使用状态示意图；

图中：1-应力传递缸底脚；2-压力平衡控制压入阀门；3-活杆；4-传递杆；5-动力压缩室；6-传动杆；7-活塞Ⅰ；8-气体介质a；9-高压传递压缩室；10-支杆焊接底座；11-支杆；12-杠杆；13-动力杆；14-活塞Ⅱ；15-气体介质b；16-固定杆；17-应力传递缸；18-独脚压片；19-缸体；20-入液口；21-塞体；22，34-密封圈；23-活柱；24，26-油口；25-防尘圈；27-销轴；28-开口销；29-卡 套；30-卡环；31-加长杆；33-压片活塞；34-防挤脱活动卡槽；35-弹簧Ⅰ；36-活动卡槽；37-独脚压片脚柱；38-弹簧Ⅱ；39-泄流孔；40-前梁；41护帮千斤顶；42-护帮板；43-顶梁；44-前梁千斤顶；45-前立柱；46-顶梁侧护板；47-后立柱；48-掩护梁；49-前连杆；50-后连杆；51-底座；52-推移液压缸；53-推杆；54-基本顶；55-直接顶；56-煤层；57-采煤机；58-刮板输送机；59-液压支柱；60-采空区。

具体实施方式

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

如图1、图2、图3所示，本实用新型提供的一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱，包括：缸体19、活柱23、高压传递压缩室9、动力压缩室5、应力传递缸17、杠杆12、活杆3、动力杆13、传动杆6、密封圈22、活塞，所述活柱23底部通过套上所述密封圈22插入所述缸体19内，所述高压传递压缩室9无缝焊接在所述活柱23内腔顶部，所述活塞分为活塞Ⅰ7、活塞Ⅱ14，所述传动杆6一端固定有所述活塞Ⅰ7，密封式插入所述高压传递压缩室9内，所述应力传递缸17焊接于所述缸体19底部，还包括固定杆16、传递杆4、独脚压片18、弹簧Ⅰ35、弹簧Ⅱ38，所述独脚压片18套上所述弹簧Ⅱ38安设在所述应力传递缸17的底脚与所述缸体19之间，所述活杆3密封式插入所述应力传递缸17内，且所述活杆3上端部通过所述固定杆16竖直固定于所述活柱23内壁，所述传递杆4套上所述弹簧Ⅰ35密封式插入所述活杆3上端部，所述动力压缩室5焊接在所述传递杆4上端，还包括支杆11，所述活塞Ⅱ14安设在所述动力压缩室5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Ⅱ14，另一端铰接在所述杠杆12的一端，所述杠杆12另一端铰接于所述传动杆6，所述支杆11上端焊接在所述活柱23内腔顶部，下端铰接于所述杠杆12的支点上。

进一步地，所述应力传递缸17表面均匀设有多个压力平衡控制压入阀门2，所述压力平衡控制压入阀门2允许所述缸体19内腔中乳化液进入所述应力传递缸17中，保持内外压差为零，所述应力传递缸17的底脚与所述独脚压片18接触处设有一段活动卡槽36，且在所述活动卡槽36底部开有泄流孔39；所述活杆3上端与所述传递杆4接触口径处采用密封圈密封，且设有一段防挤脱活动卡槽 34，所述传递杆4底部设有压片活塞33，所述压片活塞33安设在所述防挤脱活动卡槽34中；所述传动杆6穿过所述高压传递压缩室9的口径处采用密封处理，所述动力压缩室5上端口设有防脱卡位，且所述活塞Ⅱ14上端面与所述活柱23内腔中乳化液直接接触。

如图4所述，本实用新型还提供了一种新型液压支架，包括：所述一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱和前梁40、顶梁43、掩护梁48、底座51、护帮板42、顶梁侧护板46、推移液压缸52，所述一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱分为前立柱45和后立柱47，分别铰接安设在所述底座51和所述顶梁43、所述掩护梁48之间，用于支撑和承载上覆岩层，所述顶梁43和所述掩护梁48活动铰接，还包括前连杆49、后连杆50、推杆53、护帮千斤顶41、前梁千斤顶44，所述推杆53安设在所述底座51前方，所述推移液压缸52安设在所述底座51中间，用于所述推移输送机58，所述前梁40通过所述前梁千斤顶44铰接在所述顶梁43前方，且所述护帮板42亦通过所述护帮千斤顶41铰接在所述前梁40上，所述顶梁侧护板46安设在所述顶梁43两边，所述掩护梁48通过所述前连杆49和所述后连杆50铰接于所述底座51。

本实用新型提供的一种新型液压支架，操作方法如下：

如图5所示，本实用新型提供的一种新型液压支架应用于普通机械化采煤工作面.

①初撑和承载

由泵站输送来的高压液体，经所述油口20与所述入液口20进入所述缸体19内，在所述活柱23和所述顶梁43上升的同时，立柱上腔油口26排液，支撑顶板。与此同时，所述活杆3随所述活柱23上升而上升，所述应力传递缸17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2自动张开使乳化液进入所述应力传递缸17内，保持内外压差平衡；所述活柱23内腔的液压力还作用在所述活塞Ⅱ14使其相对所述动力压缩室5向下压缩内部所述气体介质b15保持压差平衡，所述气体介质b15压缩产生的压力作用在所述动力压缩室5底部通过所述传递杆4下端所述压片活塞33作用于所述应力传递缸17内乳化液再经所述独脚压片18将力传递给所述缸体19，当所述活塞Ⅱ14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12长端，使所述杠杆12相对所述支杆11 的支点转动，在所述杠杆12短端产生一个放大的力使所述传动杆6相对所述活柱23向上运动，所述活塞Ⅰ7在所述高压传递压缩室9内压缩所述气体介质a8，通过介质所述气体介质a8将压力传递给所述活柱23顶部，额外增加液压支架的支撑压力。

②卸载

卸载时，高压液体从所述油口26进入立柱的上腔，同时打开油口24，立柱下腔排液。所述应力传递缸17内液体压力大于外界，通过向下压缩所述独脚压片18使内部高压液体从所述泄流孔39排出，与此同时，所述活杆3随所述活柱23降低而收回到所述应力传递缸17内。当所述活柱23内液体压力降低，致使所述动力压缩室5内所述活塞Ⅱ14回撤，并将通过所述杠杆12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Ⅰ7的回撤一起下移。

本实用新型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实用新型限于所公开的形式。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实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (5)

1.一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱，其特征在于，包括：缸体(19)、活柱(23)、高压传递压缩室(9)、动力压缩室(5)、应力传递缸(17)、杠杆(12)、活杆(3)、动力杆(13)、传动杆(6)、密封圈(22)、活塞，所述活柱(23)底部通过套上所述密封圈(22)插入所述缸体(19)内，所述高压传递压缩室(9)无缝焊接在所述活柱(23)内腔顶部，所述活塞分为活塞Ⅰ(7)、活塞Ⅱ(14)，所述传动杆(6)一端固定有所述活塞Ⅰ(7)，密封式插入所述高压传递压缩室(9)内，所述应力传递缸(17)焊接于所述缸体(19)底部，还包括固定杆(16)、传递杆(4)、独脚压片(18)、弹簧Ⅰ(35)、弹簧Ⅱ(38)，所述独脚压片(18)套上所述弹簧Ⅱ(38)安设在所述应力传递缸(17)的底脚与所述缸体(19)之间，所述活杆(3)密封式插入所述应力传递缸(17)内，且所述活杆(3)上端部通过所述固定杆(16)竖直固定于所述活柱(23)内壁，所述传递杆(4)套上所述弹簧Ⅰ(35)密封式插入所述活杆(3)上端部，所述动力压缩室(5)焊接在所述传递杆(4)上端，还包括支杆(11)，所述活塞Ⅱ(14)安设在所述动力压缩室(5)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Ⅱ(14)，另一端铰接在所述杠杆(12)的一端，所述杠杆(12)另一端铰接于所述传动杆(6)，所述支杆(11)上端焊接在所述活柱(23)内腔顶部，下端铰接于所述杠杆(12)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液压立柱，其特征在于：所述应力传递缸(17)表面均匀设有多个压力平衡控制压入阀门(2)，所述压力平衡控制压入阀门(2)允许所述缸体(19)内腔中乳化液进入所述应力传递缸(17)中，保持内外压差为零，所述应力传递缸(17)的底脚与所述独脚压片(18)接触处设有一段活动卡槽(36)，且在所述活动卡槽(36)底部开有泄流孔(39)。

3.根据权利要求1所述的一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱，其特征在于：所述活杆(3)上端与所述传递杆(4)接触口径处采用密封圈密封，且设有一段防挤脱活动卡槽(34)，所述传递杆(4)底部设有压片活塞(33)，所述压片活塞(33)安设在所述防挤脱活动卡槽(34)中。

4.根据权利要求1所述的一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱，其特征在于：所述传动杆(6)穿过所述高压传递压缩室(9)的口径处采用密封处理， 所述动力压缩室(5)上端口设有防脱卡位，且所述活塞Ⅱ(14)上端面与所述活柱(23)内腔中乳化液直接接触。

5.一种新型液压支架，其特征在于，包括：权利要求1所述一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱和前梁(40)、顶梁(43)、掩护梁(48)、底座(51)、护帮板(42)、顶梁侧护板(46)、推移液压缸(52)，所述一种基于杠杆原理新型单伸缩液压立柱分为前立柱(45)和后立柱(47)，分别铰接安设在所述底座(51)和所述顶梁(43)、所述掩护梁(48)之间，用于支撑和承载上覆岩层，所述顶梁(43)和所述掩护梁(48)活动铰接，还包括前连杆(49)、后连杆(50)、推杆(53)、护帮千斤顶(41)、前梁千斤顶(44)，所述推杆(53)安设在所述底座(51)前方，所述推移液压缸(52)安设在所述底座(51)中间，用于所述推移输送机(58)，所述前梁(40)通过所述前梁千斤顶(44)铰接在所述顶梁(43)前方，且所述护帮板(42)亦通过所述护帮千斤顶(41)铰接在所述前梁(40)上，所述顶梁侧护板(46)安设在所述顶梁(43)两边，所述掩护梁(48)通过所述前连杆(49)和所述后连杆(50)铰接于所述底座(51)。