CN110206567B - 一种吸能防冲抗冲击伸缩立柱及其抗冲击方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种吸能防冲抗冲击伸缩立柱，包括立柱大缸，安全阀，底阀，中缸，活柱，活柱的柱底上设有螺钉、导向筒端盖、压力导向筒、吸能防冲填料，当立柱在支护过程中受到冲击作用时，活柱的下腔压力随之迅速增大，压力变化通过导向筒端盖和压力导向筒上的通孔传递到吸能防冲填料上，在安全阀来不及开启时，吸能防冲填料受压力变化的影响会瞬时***，将立柱受到的冲击能量通过防吸能防冲填料的相变作用进行耗散从而保护立柱结构不受冲击破坏。本发明解决了目前立柱只采用安全阀存在的响应时间不及时问题。
Description
技术领域
本发明涉及立柱防冲装置及其抗冲击方法，用于煤矿工作面液压支架立柱的防护。
背景技术
液压支架用于煤矿综采工作面支护，立柱是液压支架主要承载部件，液压支架在支护过程经常受到工作面顶底板冲击载荷的作用，立柱也经常受到冲击载荷影响，目前主要利用立柱安全阀的开启排液来进行保护结构不受破坏。安全阀的防护主要问题是响应时间不及时，由于安全阀是利用弹簧的压缩来开启排液孔，由于弹簧的压缩有一定响应时间，当液压支架受到较大的冲击作用时，立柱下腔压力升高变化时间小于弹簧的反应时间，安全阀来不及开启，冲击能量得不到释放，从而出现立柱胀缸现象。
发明ZL201310383791.6公布了一种抗冲击伸缩立柱，立柱的一、二级缸体均采用开设在缸壁内的一级流道和二级流道进液，不利用进、回液接头实现立柱升、降，空心活动柱上腔设置安全阀，有效保护了二级缸体下腔，存在问题，采用安全阀卸压，在冲击载荷较大时存在卸压不及时现象。发明ZL201510306056.4公布了一种抗冲击液压缸，在立柱缸筒的底面上利用空腔橡胶与其内部的钢丝绳弹簧形成橡胶钢丝绳弹性密闭气室，通过弹性气室的弹性变形来吸收冲击能量，存在问题，弹性气室占用的体积较大，影响立柱的伸缩行程。专利CN105041350A就涉及一种立柱吸能缓冲机构，在液压支柱的活柱端设置定力支撑卡销，当载荷超前卡销支撑力时，卡销缩回让吸能块吸能，进而给安全阀开启赢得时间。该专利没有考虑底阀的安装位置，不具有实际应用条件。专利CN105385164A是一种硅橡胶发泡材作为基体并添加发泡剂，以及吸能凝胶作为填料，制备成为一种高缓冲性能的减震防护材料。硅橡胶发泡材料的压力敏感性能有待提高。为克服上述技术的不足，亟需一种对立柱瞬时吸能防冲保护装置。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，通过在活柱的柱底上设置吸能防冲填料，通过吸能防冲填料的压力梯度敏感性特点，当立柱受到冲击时，在安全阀来不及开启的瞬间，通过吸能防冲填料的相变作用保护立柱结构不受冲击破坏影响。
技术方案：本发明在活柱(5)的柱底(5－1)上设置螺钉(5－2)、导向筒端盖(5－3)、压力导向筒(5－4)、吸能防冲填料(5－5)，立柱在支护过程中底阀(3)处于锁定状态，活柱下腔封闭，当立柱在支护过程中受到冲击作用时，活柱的下腔压力随之迅速增大，压力变化通过导向筒端盖(5－3)和压力导向筒(5－4)上的通孔传递到吸能防冲填料(5－5)上，在安全阀(2)来不及开启时，吸能防冲填料(5－5)受压力变化的影响会发生相变，将立柱受到的冲击能量通过防吸能防冲填料(5－5)的相变作用进行耗散，当立柱下腔压力再继续增大到安全阀开启设定压力时，安全阀(2)开启，立柱活柱下腔压力随之降低，吸能防冲填料(5－5)恢复到最初的状态，不仅可以保护立柱结构不受冲击破坏，还可以有效避免安全阀结构因冲击载荷过大而破坏现象的发生。
本发明具有下述优点：
⑴吸能防冲材料位于活柱柱底的空腔内，不占用额外的空间，对立柱的行程没有影响。
(2)吸能防冲材料只对压力变化比较敏感，当压力变化存在梯度时其才会起作用，可以将高峰的冲击能量变为低峰冲击能量，有效保护立柱本体结构不受破坏。
⑶吸能防冲材料可反复利用，当压力趋于恒定，立柱内腔的压力梯度接近零时，吸能防冲材料会逐渐恢复到原来的凝胶状态。
⑷吸能防冲材料对压力变化的反应速度比安全阀要快，在安全阀还没有开启时，吸能防冲材料便会立即动作，让高峰值的冲击能量变为低峰值的冲击载荷，减小冲击能量对安全阀的破坏。
附图说明
图1是立柱主要结构示意图。图中，1-立柱大缸，2-安全阀，3-底阀，4-中缸，5-活柱。
图2是立柱吸能防冲结构示意图。图中，5-1：柱底，5-2：螺钉，5-3：导向筒端盖，5-4：压力导向筒，5-5：吸能防冲填料
图3是活柱柱底结构。图中，5-1-1：螺纹凸台，5-1-2：通液孔，5-1-3：螺纹孔
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述：
如图1所示，一种吸能防冲抗冲击伸缩立柱，包括立柱大缸(1)，安全阀(2)，底阀(3)，中缸(4)，活柱(5)，活柱(5)的柱底(5－1)上设有螺钉(5－2)、导向筒端盖(5－3)、压力导向筒(5－4)、吸能防冲填料(5－5)，压力导向筒(5－4)与螺纹凸台(5－1－1)通过螺纹与活柱的柱底(5-1)相连，压力导向筒(5－4)通过导向筒端盖(5－3)进行端部限位，导向筒端盖(5－3)通过螺钉(5－2)固定在活柱的柱底(5-1)上，在压力导向筒(5－4)与柱底(5-1)之间的设置吸能防冲填料(5－5)，在导向筒端盖(5－3)和压力导向筒(5－4)上设有一定数量通孔，将立柱内部的压力变化传递给吸能防冲填料(5－5)。
如图2所示，活柱(5)的柱底(5－1)上设有螺钉(5－2)、导向筒端盖(5－3)、压力导向筒(5－4)、吸能防冲填料(5－5)，立柱在支护过程中底阀(3)处于锁定状态，活柱下腔封闭，当立柱在支护过程中受到冲击作用时，活柱的下腔压力随之迅速增大，压力变化通过导向筒端盖(5－3)和压力导向筒(5－4)上的通孔传递到吸能防冲填料(5－5)上，在安全阀(2)来不及开启时，吸能防冲填料(5－5)受压力变化的影响会发生相变，将立柱受到的冲击能量通过防吸能防冲填料(5－5)的相变作用进行耗散，当立柱下腔压力再继续增大到安全阀开启设定压力时，安全阀(2)开启，立柱活柱下腔压力随之降低，吸能防冲填料(5－5)恢复到最初的状态。
如图3所示，活柱的柱底(5－1)上设有螺纹凸台(5－1－1)、通液孔(5－1－2)、螺纹孔(5－1－3)，压力导向筒(5－4)与螺纹凸台(5－1－1)通过螺纹与活柱的柱底(5-1)相连，螺钉(5－2)通过柱底(5－1)的螺纹孔(5－1－3)将导向筒端盖(5－3)固定在活柱的柱底(5-1)上。
上述实施例是对本发明的有效实施方式进行描述，并非对本方面的范围进行限定，在不脱离本发明的设计精神前提下，普通工程技术人员对本发明做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种吸能防冲抗冲击伸缩立柱的抗冲击方法，包括立柱大缸(1)，安全阀(2)，底阀(3)，中缸(4)，活柱(5)，其特征是活柱(5)的柱底(5－1)上设有螺钉(5－2)、导向筒端盖(5－3)、压力导向筒(5－4)、吸能防冲填料(5－5)，立柱在支护过程中底阀(3)处于锁定状态，活柱下腔封闭，当立柱在支护过程中受到冲击作用时，活柱的下腔压力随之迅速增大，压力变化通过导向筒端盖(5－3)和压力导向筒(5－4)上的通孔传递到吸能防冲填料(5－5)上，在安全阀(2)来不及开启时，吸能防冲填料(5－5)受压力变化的影响会发生相变，将立柱受到的冲击能量通过吸能防冲填料(5－5)的相变作用进行耗散，当立柱下腔压力再继续增大到安全阀开启设定压力时，安全阀(2)开启，立柱活柱下腔压力随之降低，吸能防冲填料(5－5)恢复到最初的状态。
2.根据权利要求1所述的一种吸能防冲抗冲击伸缩立柱的抗冲击方法，其特征在于：活柱的柱底(5-1)上设有螺纹凸台(5－1－1)、通液孔(5－1－2)、螺纹孔(5－1－3)，其特征在于压力导向筒(5－4)与螺纹凸台(5－1－1)通过螺纹与活柱的柱底(5-1)相连，压力导向筒(5－4)通过导向筒端盖(5－3)进行端部限位，导向筒端盖(5－3)通过螺钉(5－2)固定在活柱的柱底(5-1)上，在压力导向筒(5－4)与柱底(5-1)之间的设置吸能防冲填料(5－5)，在导向筒端盖(5－3)和压力导向筒(5－4)设有一定数量通孔，吸能防冲填料(5－5)通过导向筒端盖(5－3)和压力导向筒(5－4)上的通孔感受到活柱下腔压力变化，当立柱在支护过程中受到冲击作用时，活柱下腔压力随之迅速增大，压力的变化通过导向筒端盖(5－3)和压力导向筒(5－4)上的通孔传递到吸能防冲填料(5－5)上，在安全阀(2)来不及开启时，吸能防冲填料(5－5)在变化的应力作用下发生相变，将立柱受到的冲击能量通过吸能防冲填料(5－5)的相变作用进行耗散。
3.根据权利要求1所述的一种吸能防冲抗冲击伸缩立柱的抗冲击方法，其特征在于：压力导向筒(5－4)与柱底(5-1)之间的设置吸能防冲填料(5－5)，其反应时间小于安全阀(2)开启时间，当立柱受到冲击作用时，立柱下腔压力会迅速增大，吸能防冲填料(5－5)会瞬时发生相变，耗散立柱受到的冲击能量，减缓冲击力，保护立柱不受冲击破坏。
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