CN215927436U - 液压自张拉恒阻锚具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压自张拉恒阻锚具，包括自内向外依次同轴设置的底托盘、内缸和外缸，内缸的缸口端密闭滑移配合安装在底托盘上，外缸的缸口端密闭滑移配合套接安装在内缸上，内缸内部设有内缸拉簧，外缸内部设有外缸拉簧，内缸与底托盘之间的轴心位置设有包括锥形内缸锁环和锥形底托盘锁圈的锥形锁止组件Ⅰ，外缸缸底端的轴心位置设有包括锥形外缸锁圈和锥形外锁环的锥形锁止组件Ⅱ，内缸的缸底端上设有贯通设置的内缸通液孔，外缸的缸底端上设有贯通设置的注液口和压力表安装口。本实用新型能够在实现便于安装和拆卸锚杆或锚索的前提下实现恒阻锚固，同时可以实现较高的回收复用量，特别适用于煤矿井下回采工作面上下出口位置的锚固。

Description

液压自张拉恒阻锚具

技术领域

本实用新型涉及一种锚具，具体是一种适用于煤矿井下、岩土工程、隧道工程等通过锚杆或锚索对围岩进行锚固的可液压自张拉恒阻锚具，属于煤矿支护技术领域。

背景技术

煤矿井下、岩土工程、隧道工程等对围岩进行锚固支护的方式通常是通过锚杆或锚索进行锚固的方式。锚杆的锚固预紧力通常通过旋紧螺母将预紧力施加在锚杆上，而锚索的锚固预紧力通常是千斤顶张拉锚索使锥形锚具将预紧力施加在锚索上。这种传统的锚杆锚索结构以及通过传统的锚具施加锚固预紧力的方式存在以下缺陷：

1.预紧力施加过程劳动强度较大；

2.预紧力施加的具体数值通常无法直接获得；

3.锚固支护过程中通常无法实现恒阻；

4.锚具拆卸不方便，锚具的回收复用量一般不大。

针对煤矿井下回采工作面上下出口的位置，为了防止瓦斯积聚，对该处的锚杆或锚索具有可拆除的要求，即，待回采过后拆除锚杆或锚索，以使该处的顶板充分冒落、避免瓦斯积聚，传统的锚杆锚索结构拆卸较为困难，特别是针对锚索，现有的TQ系列拆卸工具不仅消耗量较大、而且拆卸成本较高。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种液压自张拉恒阻锚具，能够在实现便于安装和拆卸锚杆或锚索的前提下实现恒阻锚固，同时可以实现较高的回收复用量，特别适用于煤矿井下回采工作面上下出口位置的锚固。

为了实现上述目的，本液压自张拉恒阻锚具包括自内向外依次同轴设置的底托盘、内缸和外缸，内缸和外缸均是外侧端为封闭的缸底端、内侧端为开放的缸口端的桶型结构，内缸的缸口端密闭滑移配合安装在底托盘上、且内缸相对于底托盘具有沿轴向方向的滑移行程，外缸的缸口端密闭滑移配合套接安装在内缸上、且外缸相对于内缸具有沿轴向方向的滑移行程，内缸内部设有伸缩方向沿轴向方向设置的内缸拉簧、且内缸拉簧的两端分别与内缸和底托盘固定连接，外缸内部设有伸缩方向沿轴向方向设置的外缸拉簧、且外缸拉簧的两端分别与外缸和内缸固定连接，内缸与底托盘之间的轴心位置还设有锥形锁止组件Ⅰ，锥形锁止组件Ⅰ包括与内缸固定连接的锥形内缸锁环和锥度配合并与底托盘固定连接的锥形底托盘锁圈，外缸缸底端的轴心位置设有锥形锁止组件Ⅱ，锥形锁止组件Ⅱ包括固定连接在外缸缸底端上的锥形外缸锁圈和与锥形外缸锁圈锥度配合的锥形外锁环，底托盘、内缸和外缸的中轴线位置均设有可允许锚杆或锚索穿入、且密闭连接的通孔，内缸的缸底端上设有贯通设置的内缸通液孔，外缸的缸底端上设有贯通设置的注液口和压力表安装口，注液口上设有控制阀，压力表安装口上安装有压力表。

作为本实用新型的进一步改进方案，外缸的缸底端上还设有贯通设置的安全阀安装口，安全阀安装口上设有安全阀。

作为本实用新型的进一步改进方案，锥形底托盘锁圈固定安装在锥形底托盘锁圈支撑套内、且锥形底托盘锁圈支撑套的内侧端与底托盘同轴固定连接，内缸缸底端的内侧表面上同轴固定设有向内侧方向伸出设置的内缸滑移导向套、且内缸滑移导向套滑移配合套接安装在锥形底托盘锁圈支撑套上，锥形底托盘锁圈支撑套和内缸滑移导向套的滑移配合面之间设有环形密封组件。

作为本实用新型的进一步改进方案，内缸缸底端的外侧表面上同轴固定设有向外侧方向伸出设置的隔套，外缸缸底端的内侧表面上同轴固定设有向内侧方向伸出设置的外缸滑移导向套，且外缸滑移导向套滑移配合套接安装在隔套上、或者外缸滑移导向套滑移配合穿接安装在隔套内，隔套与外缸滑移导向套的滑移配合面之间设有环形密封组件。

作为本实用新型的进一步改进方案，内缸拉簧同轴设置在内缸内部，外缸拉簧同轴设置在外缸内部。

与现有技术相比，本液压自张拉恒阻锚具具有以下优点：1.只需通过高压软管将注液口与液压泵站连接即可实现本液压自张拉恒阻锚具与锚杆或锚索的定位安装以及预紧力的施加，施工人员的劳动强度较小、便于施工；2.可根据缸径的大小将预紧力换算为液压压力，预紧力可以直接通过压力表读取数值，便于准确控制预紧力的施加大小；3.在安装有设定好卸载压力的安全阀时，在未发生渗漏的情况下，当来自围岩的作用力压迫外缸和内缸内部的液体压力达到设定的安全卸载压力值时安全阀打开泄压，外缸可在外缸拉簧的复位弹力作用下向内侧方向滑移移动，直至达到新的压力平衡，整个过程中工作阻力基本维持在一个定值，波动较小，可实现让压恒阻变形；4.本液压自张拉恒阻锚具在锚索或锚杆支护过程中，若发生渗漏，外缸和内缸内部的液体压力降低，内缸会在内缸拉簧和外缸拉簧的复位弹力作用下相对于底托盘具有向内侧方向移动的趋势，进而使与内缸固定连接的锥形内缸锁环卡合在与底托盘固定连接的锥形底托盘锁圈内、实现锥形内缸锁环将锚索抱死定位以及内缸的轴向定位，实现即使液压失效情况下的机械自锁，保证锚杆或锚索的锚固不失效；5.当需要拆卸时，打开注液口的控制阀泄掉部分液体、使外缸在外缸拉簧的复位弹力作用下相对于内缸向内侧方向移动，即可在拆卸锥形外锁环后将本液压自张拉恒阻锚具整体自锚索上拆除，实现本液压自张拉恒阻锚具的回收利用。

附图说明

图1是本实用新型安装在锚索上进行锚固的结构示意图。

图中：1、锚索，2、锥形外锁环，3、外缸，3.1、锥形外缸锁圈，4、内缸，4.1、锥形内缸锁环，5、底托盘，5.1、锥形底托盘锁圈，6、内缸拉簧，7、外缸拉簧，8、注液口，9、安全阀安装口，10、内缸通液孔，11、围岩，12、压力表安装口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明(以下以图1的左侧方向为外侧方向进行描述)。

如图1所示，本液压自张拉恒阻锚具包括自内向外依次同轴设置的底托盘5、内缸4和外缸3，内缸4和外缸3均是外侧端为封闭的缸底端、内侧端为开放的缸口端的桶型结构，内缸4的缸口端密闭滑移配合安装在底托盘5上、且内缸4相对于底托盘5具有沿轴向方向的滑移行程，外缸3的缸口端密闭滑移配合套接安装在内缸4上、且外缸3相对于内缸4具有沿轴向方向的滑移行程，内缸4内部设有伸缩方向沿轴向方向设置的内缸拉簧6、且内缸拉簧6的两端分别与内缸4和底托盘5固定连接，外缸3内部设有伸缩方向沿轴向方向设置的外缸拉簧7、且外缸拉簧7的两端分别与外缸3和内缸4固定连接，内缸4与底托盘5之间的轴心位置还设有锥形锁止组件Ⅰ，锥形锁止组件Ⅰ包括与内缸4固定连接的锥形内缸锁环4.1和与底托盘5固定连接的锥形底托盘锁圈5.1，锥形内缸锁环4.1与锥形底托盘锁圈5.1锥度配合，外缸3缸底端的轴心位置设有锥形锁止组件Ⅱ，锥形锁止组件Ⅱ包括固定连接在外缸3缸底端上的锥形外缸锁圈3.1和与锥形外缸锁圈3.1锥度配合的锥形外锁环2，底托盘5、内缸4和外缸3的中轴线位置均设有可允许锚杆或锚索穿入、且密闭连接的通孔，即内缸4的内腔和外缸3的内腔均形成密闭滑移空间，内缸4的缸底端上设有贯通设置的内缸通液孔10，外缸3的缸底端上设有贯通设置的注液口8和压力表安装口12，注液口8上设有控制阀，压力表安装口12上安装有压力表。

本液压自张拉恒阻锚具使用时，以锚索锚固为例，如图1所示，先进行预注液，将注液口8通过高压软管与液压泵站连接，启动液压泵站、并控制低压注液，液体经注液口8进入外缸3后，通过内缸通液孔10进入内缸4，可以将外缸拉簧7的拉力设计为大于内缸拉簧6的拉力的方式以便于内缸4先于外缸3伸出，高压液体进入内缸4后推动内缸4克服内缸拉簧6的弹力向外侧方向滑移移动，内缸4带动外缸3向外侧方向滑移移动至设定距离后停止注液，此时与内缸4固定连接的锥形内缸锁环4.1脱离与底托盘5固定连接的锥形底托盘锁圈5.1，将锚索1的外侧端自内向外依次穿过底托盘5、内缸4和外缸3后，向内侧方向整体推动本液压自张拉恒阻锚具、使底托盘5贴靠在围岩11上，将锥形外锁环2套接在锚索1上、并将锥形外锁环2推送定位卡紧在锥形外缸锁圈3.1上，即完成本液压自张拉恒阻锚具与锚索1的定位安装。然后再次启动液压泵站、并根据预紧力要求控制高压注液，则高压液体推动外缸3相对于内缸4具有向外侧方向移动的趋势，由于锥形外锁环2定位卡紧不动，因此实现锥形外锁环2将锚索1抱死定位以及外缸3的轴向定位，直至达到压力平衡、且压力表安装口12上的压力表显示达到设定预紧压力数值，即完成预紧力的施加，撤除注液口8上的高压软管即可。本液压自张拉恒阻锚具在锚索或锚杆支护过程中，若发生渗漏，外缸3和内缸4内部的液体压力降低，内缸4会在内缸拉簧6和外缸拉簧7的复位弹力作用下相对于底托盘5具有向内侧方向移动的趋势，进而使与内缸4固定连接的锥形内缸锁环4.1卡合在与底托盘5固定连接的锥形底托盘锁圈5.1内、实现锥形内缸锁环4.1将锚索1抱死定位以及内缸4的轴向定位，实现即使液压失效情况下的机械自锁，保证锚杆或锚索的锚固不失效。当需要拆卸时，打开注液口8的控制阀泄掉部分液体、使外缸3在外缸拉簧7的复位弹力作用下相对于内缸4向内侧方向移动，即可在拆卸锥形外锁环2后将本液压自张拉恒阻锚具整体自锚索上拆除，实现本液压自张拉恒阻锚具的回收利用。

为了实现未发生渗漏情况下的恒阻变形、保证锚杆或锚索的锚固不失效，作为本实用新型的进一步改进方案，外缸3的缸底端上还设有贯通设置的安全阀安装口9，安全阀安装口9上设有安全阀，锚杆或锚索支护过程中，当来自围岩11的作用力压迫外缸3和内缸4内部的液体压力达到设定的安全卸载压力值时安全阀打开泄压，外缸3可在外缸拉簧7的复位弹力作用下向内侧方向滑移移动，直至达到新的压力平衡，整个过程中工作阻力基本维持在一个定值，波动较小，实现让压恒阻变形。

为了实现内缸4的内腔形成密闭滑移空间、防止渗漏，作为本实用新型的进一步改进方案，锥形底托盘锁圈5.1固定安装在锥形底托盘锁圈支撑套内、且锥形底托盘锁圈支撑套的内侧端与底托盘5同轴固定连接，内缸4缸底端的内侧表面上同轴固定设有向内侧方向伸出设置的内缸滑移导向套、且内缸滑移导向套滑移配合套接安装在锥形底托盘锁圈支撑套上，锥形底托盘锁圈支撑套和内缸滑移导向套的滑移配合面之间设有环形密封组件。

为了实现外缸3的内腔形成密闭滑移空间、防止渗漏，作为本实用新型的进一步改进方案，内缸4缸底端的外侧表面上同轴固定设有向外侧方向伸出设置的隔套，外缸3缸底端的内侧表面上同轴固定设有向内侧方向伸出设置的外缸滑移导向套，且外缸滑移导向套滑移配合套接安装在隔套上、或者外缸滑移导向套滑移配合穿接安装在隔套内，隔套与外缸滑移导向套的滑移配合面之间设有环形密封组件。

为了增加外缸3或内缸4滑移移动的稳定性，作为本实用新型的进一步改进方案，内缸拉簧6同轴设置在内缸4内部，外缸拉簧7同轴设置在外缸3内部。

Claims (5)

1.一种液压自张拉恒阻锚具，其特征在于，包括自内向外依次同轴设置的底托盘(5)、内缸(4)和外缸(3)，内缸(4)和外缸(3)均是外侧端为封闭的缸底端、内侧端为开放的缸口端的桶型结构，内缸(4)的缸口端密闭滑移配合安装在底托盘(5)上、且内缸(4)相对于底托盘(5)具有沿轴向方向的滑移行程，外缸(3)的缸口端密闭滑移配合套接安装在内缸(4)上、且外缸(3)相对于内缸(4)具有沿轴向方向的滑移行程，内缸(4)内部设有伸缩方向沿轴向方向设置的内缸拉簧(6)、且内缸拉簧(6)的两端分别与内缸(4)和底托盘(5)固定连接，外缸(3)内部设有伸缩方向沿轴向方向设置的外缸拉簧(7)、且外缸拉簧(7)的两端分别与外缸(3)和内缸(4)固定连接，内缸(4)与底托盘(5)之间的轴心位置还设有锥形锁止组件Ⅰ，锥形锁止组件Ⅰ包括与内缸(4)固定连接的锥形内缸锁环(4.1)和锥度配合并与底托盘(5)固定连接的锥形底托盘锁圈(5.1)，外缸(3)缸底端的轴心位置设有锥形锁止组件Ⅱ，锥形锁止组件Ⅱ包括固定连接在外缸(3)缸底端上的锥形外缸锁圈(3.1)和与锥形外缸锁圈(3.1)锥度配合的锥形外锁环(2)，底托盘(5)、内缸(4)和外缸(3)的中轴线位置均设有可允许锚杆或锚索穿入、且密闭连接的通孔，内缸(4)的缸底端上设有贯通设置的内缸通液孔(10)，外缸(3)的缸底端上设有贯通设置的注液口(8)和压力表安装口(12)，注液口(8)上设有控制阀，压力表安装口(12)上安装有压力表。

2.根据权利要求1所述的液压自张拉恒阻锚具，其特征在于，外缸(3)的缸底端上还设有贯通设置的安全阀安装口(9)，安全阀安装口(9)上设有安全阀。

3.根据权利要求1或2所述的液压自张拉恒阻锚具，其特征在于，锥形底托盘锁圈(5.1)固定安装在锥形底托盘锁圈支撑套内、且锥形底托盘锁圈支撑套的内侧端与底托盘(5)同轴固定连接，内缸(4)缸底端的内侧表面上同轴固定设有向内侧方向伸出设置的内缸滑移导向套、且内缸滑移导向套滑移配合套接安装在锥形底托盘锁圈支撑套上，锥形底托盘锁圈支撑套和内缸滑移导向套的滑移配合面之间设有环形密封组件。

4.根据权利要求1或2所述的液压自张拉恒阻锚具，其特征在于，内缸(4)缸底端的外侧表面上同轴固定设有向外侧方向伸出设置的隔套，外缸(3)缸底端的内侧表面上同轴固定设有向内侧方向伸出设置的外缸滑移导向套，且外缸滑移导向套滑移配合套接安装在隔套上、或者外缸滑移导向套滑移配合穿接安装在隔套内，隔套与外缸滑移导向套的滑移配合面之间设有环形密封组件。

5.根据权利要求1或2所述的液压自张拉恒阻锚具，其特征在于，内缸拉簧(6)同轴设置在内缸(4)内部，外缸拉簧(7)同轴设置在外缸(3)内部。

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