CN110307021B - 一种煤矿用液压支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿用液压支撑装置，包括支撑立柱和设置于支撑立柱上的加压装置，支撑立柱包括活塞筒和活塞杆，活塞筒侧壁设有进水孔和出水孔，加压装置包括加压装置本体、进水单向阀、出水单向阀和高压球阀，进水单向阀设置于加压装置本体的进水口，进水单向阀连接有进水接头，出水单向阀设置于加压装置本体的出水口，出水口与活塞筒的进水孔连通，高压球阀设置于加压装置本体的泄流口，泄流口与活塞筒的出水孔连通。本发明工作介质为水，可直接采用巷道内部的水源，对工作环境好。依靠地压工作，节约能源。无需配置电机等动力和控制元件，结构简单，成本低。采用自动加压装置，可持续保持立柱内压力稳定，提高工人打钻效率。

Description

一种煤矿用液压支撑装置

技术领域

本发明提供一种煤矿用支撑立柱，尤其涉及一种煤矿用液压支撑装置。

背景技术

在煤矿打钻过程中，往往需要立柱进行支撑。目前市场上的支撑立柱多采用液压油作为工作介质，在工作过程中一旦出现泄漏问题，就会导致液压油流散到巷道，使巷道底板湿滑，污染工作环境，造成安全隐患。另外，在打钻过程中，由于震动等原因，立柱易发生松动，起不到支撑作用，操作人员还需为其手动增压。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种结构新颖可靠、操作简单方便、自动增压保压的煤矿用液压支撑装置。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种煤矿用液压支撑装置，包括支撑立柱和设置于支撑立柱上的加压装置，所述支撑立柱包括活塞筒和活塞杆，所述活塞筒侧壁设有进水孔和出水孔，所述加压装置包括加压装置本体、进水单向阀、出水单向阀和高压球阀，所述进水单向阀设置于加压装置本体的进水口，所述进水单向阀连接有进水接头，所述出水单向阀设置于加压装置本体的出水口，所述出水口与活塞筒的进水孔连通，所述高压球阀设置于加压装置本体的泄流口，所述泄流口与活塞筒的出水孔连通，所述进水口与出水口通过第一通道连通，所述加压装置本体内设有活塞腔，所述活塞腔内设有大活塞，所述活塞腔通过第二通道与第一通道连通，所述进水接头上设有第一通水孔，所述加压装置本体上开设有与第一通水孔相对应的第三通道，所述第三通道上端连通有第四通道，所述第四通道上侧连通有排水通道，所述第四通道下侧从右至左依次连通有第五通道、第六通道和第七通道，所述第五通道通过第一连接通道与第八通道连通，所述第八通道与活塞腔下部连通，所述第六通道与活塞腔上部连通，所述第七通道下部通过第二连接通道与第四连接通道连通，所述第四连接通道上端与活塞腔下部连通，所述第四连接通道下端通过第五连接通道与第三通道连通，所述第七通道上部通过第三连接通道与上泄流通道连通，所述上泄流通道下端与活塞腔上部连通，上端与外界连通，所述活塞腔内还设有密封轴，所述密封轴贯穿大活塞，所述密封轴上端***上泄流通道，所述密封轴下端***第四连接通道，所述密封轴上部设有上轴用挡环，所述密封轴下部设有下轴用挡环，所述第三通道内设有通水堵头，所述通水堵头中部设有第一缩径部，所述第四通道内设有切换活塞，所述切换活塞右端开设有通水腔，所述切换活塞上设有第二缩径部、第三缩径部、第四缩径部和第五缩径部，所述第二缩径部位置与第六通道和排水通道相对应，所述第三缩径部位置与第六通道相对应，所述第四缩径部位置与上泄流通道相对应，所述第五缩径部位置与第七通道相对应，所述第三缩径部开设有与通水腔相连通的第二通水孔。

更进一步的技术方案是，所述活塞筒上设有连接座，所述进水孔和出水孔均设置于所述连接座上，所述连接座上还设置有排气孔，所述排气孔位于活塞筒内的一端连接有排气管，所述排气孔位于活塞筒外的一端连接有密封螺栓。

更进一步的技术方案是，所述加压装置设置在支撑立柱下部。

更进一步的技术方案是，所述活塞筒上端开口处设有密封端盖，所述活塞杆穿过密封端盖后设有球形铰接座，所述球形铰接座上铰接有顶紧盘。

更进一步的技术方案是，所述高压球阀通过泄水接头与加压装置本体连接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明工作介质为水，可直接采用巷道内部的水源，对工作环境好。

本发明无需配置电机等动力和控制元件，结构简单，成本低。

本发明依靠地压工作，节约能源。

本发明采用自动加压装置，可持续保持立柱内压力稳定，提高工人打钻效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的支撑立柱的结构示意图；

图3是本发明的活塞筒的结构示意图；

图4是本发明的活塞筒另一方向的结构示意图；

图5是本发明的加压装置的结构示意图；

图6是本发明的进水单向阀和进水接头的结构示意图；

图7是本发明的出水单向阀的结构示意图；

图8是本发明加压进水第一阶段状态图；

图9是本发明加压进水第二阶段状态图；

图10是本发明加压进水第三阶段状态图

图11是本发明加压进水第四阶段状态图。

图中：1、支撑立柱；11、活塞筒；111、连接座；1111、进水孔；1112、出水孔；1113、排气孔；1114、排气管；1115、密封螺栓；12、活塞杆；13、密封端盖；14、球形铰接座；15、顶紧盘；2、加压装置；21、加压装置本体；211、进水口；212、出水口；2121、立柱注水孔；213、泄流口；2131、立柱排水孔；214、第一通道；215、活塞腔；216、第三通道；217、第四通道；218、第五通道；219、第六通道；2110、第七通道；2111、第一连接通道；2112、第二连接通道；2113、第五连接通道；2114、第三连接通道；2115、上泄流通道；2116、排水通道；2117、第二通道；2118、第八通道；2119、第四连接通道；22、进水单向阀；23、出水单向阀；24、高压球阀；25、进水接头；251、第一通水孔；26、泄水接头；27、大活塞；28、密封轴；281、上轴用挡环；282、下轴用挡环；29、通水堵头；291、第一缩径部；210、切换活塞；2101、通水腔；2102、第二缩径部；2103、第三缩径部；2104、第四缩径部；2105、第五缩径部；2106、第二通水孔。

具体实施方式

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

如图1-7所示的一种煤矿用液压支撑装置，包括支撑立柱1和设置于支撑立柱1下部的加压装置2，所述支撑立柱1包括活塞筒11和设置于活塞筒11内的活塞杆12，在水压作用下，活塞杆12可在活塞筒11内部上下移动，所述活塞筒11侧壁设有进水孔1111和出水孔1112，所述加压装置2包括加压装置本体21、进水单向阀22、出水单向阀23和高压球阀24，所述进水单向阀22设置于加压装置本体21的进水口211，所述进水单向阀22连接有进水接头25，所述出水单向阀23设置于加压装置本体21的出水口212，所述出水口212通过立柱注水孔2121与活塞筒11的进水孔1111连通，所述高压球阀24设置于加压装置本体21的泄流口213，所述泄流口213通过立柱排水孔2131与活塞筒11的出水孔1112连通，所述进水口211与出水口212通过第一通道214连通，所述加压装置本体21内设有活塞腔215，所述活塞腔215内设有大活塞27，所述大活塞27将活塞腔215分为上、下两部分，所述活塞腔215通过第二通道2117与第一通道214连通，所述进水接头25上设有第一通水孔251，所述加压装置本体21上开设有与第一通水孔251相对应的第三通道216，所述第三通道216上端连通有第四通道217，所述第四通道217上侧连通有排水通道2116，所述第四通道217下侧从右至左依次连通有第五通道218、第六通道219和第七通道2110，所述第五通道218通过第一连接通道2111与第八通道2118连通，所述第八通道2118与活塞腔215下部连通，所述第六通道219与活塞腔215上部连通，所述第七通道2110下部通过第二连接通道2112与第四连接通道2119连通，所述第四连接通道2119上端与活塞腔215下部连通，所述第四连接通道2119下端通过第五连接通道2113与第三通道216连通，所述第七通道2110上部通过第三连接通道2114与上泄流通道2115连通，所述上泄流通道2115下端与活塞腔215上部连通，上端穿过第四通道217与外界连通，所述活塞腔215内还设有密封轴28，所述密封轴28贯穿大活塞27，所述密封轴28上端***上泄流通道2115，用于控制第三连接通道2114与上泄流通道2115的通闭，所述密封轴28下端***第四连接通道2119，用于控制第二连接通道2112与第四连接通道2119的通闭，所述密封轴28上部设有上轴用挡环281，所述密封轴28下部设有下轴用挡环282，所述第三通道216内设有通水堵头29，所述通水堵头29中部设有第一缩径部291，所述第四通道217内设有切换活塞210，所述切换活塞210右端开设有通水腔2101，所述切换活塞210上设有第二缩径部2102、第三缩径部2103、第四缩径部2104和第五缩径部2105，所述第二缩径部2102位置与第六通道219和排水通道2116相对应，所述第三缩径部2103位置与第六通道219相对应，所述第四缩径部2104位置与上泄流通道2115相对应，所述第五缩径部2105位置与第七通道2110相对应，所述第三缩径部2103开设有与通水腔2101相连通的第二通水孔2106。

所述活塞筒11上设有连接座111，所述进水孔1111和出水孔1112均设置于所述连接座111上，所述连接座111上还设置有排气孔1113，所述排气孔1113位于活塞筒11内的一端连接有排气管1114，所述排气孔1113位于活塞筒11外的一端连接有密封螺栓1115。

所述活塞筒11上端开口处设有密封端盖13，用于密封活塞筒11内部的水，所述活塞杆12穿过密封端盖13后设有球形铰接座14，所述球形铰接座14上铰接有顶紧盘15。

所述高压球阀24通过泄水接头26与加压装置本体21连接。

工作原理：

工作时，将密封螺栓1115松开，将高压球阀24关闭。将水管***进水接头25。进水单向阀内钢球在水压作用下，克服弹簧力，压缩弹簧，水流通道打开。水流经第一通道214流向出水单向阀23。出水单向阀23内钢球在水压作用下，克服弹簧力，压缩弹簧，通道打开，水流流入活塞筒11内部，挤压活塞筒内部空气，空气经排气孔1113排出。持续通水，当排气孔流出水时，将密封螺栓拧紧，密封住排气孔。继续通水，随着活塞筒内部水量增加，活塞杆12在水流推动下从活塞筒内部伸出。

随着活塞杆伸出，顶紧盘15在活塞杆作用下顶住巷道顶板。随后，活塞筒内部水压逐渐增大，水流不再流入，出水单向阀内钢球在弹簧和活塞筒内部水压作用下顶紧挡块，阻止水流流入。水流充满进水单向阀、出水单向阀、大活塞27之间的密封腔。

此时，加压装置状态如图8所示，水流向上流入加压机构，进入活塞腔215上部。切换活塞左侧第五缩径部2105与上泄流通道2115相通，切换活塞左侧水流经上泄流通道2115排出，随着水流的进入，活塞腔215上部与切换活塞210右侧水流压力升高，将切换活塞压向左侧，形成图9所示状态。此时，活塞腔215下部与进水口211相通，大活塞在水压作用下向上移动，进水单向阀、出水单向阀、加压机构之间的密封腔形成真空，进水单向阀打开，向进水单向阀、出水单向阀、大活塞27之间的密封腔补水。同时活塞腔215上部与外界相通，活塞腔215上部的水在大活塞作用下排出加压机构。当大活塞上升至密封轴28的上轴用挡环281处时，带动密封轴28向上移动。形成图10所示状态。此时，第三连接通道2114与上泄流通道2115关闭，第二连接通道2112与第四连接通道2119连通，切换活塞左侧与进水口相通。因大活塞无法再向上移动，活塞腔215下部水压逐渐升高，压力传递至切换活塞左侧，由于切换活塞右侧受力面积小于左侧受力面积，切换活塞在水压作用下移向右侧，形成图11所示状态。此时使活塞腔下部与进水口关闭，与排水通道2116接通，同时，活塞腔上部与进水口相通，水流流入活塞腔上部。大活塞在水压作用下向下移动，活塞腔下部的水经排水通道流出，进水单向阀、出水单向阀、大活塞之间的密封腔内的水压力逐渐升高，克服出水单向阀内弹簧力和立柱活塞筒内水压力，顶开钢球，流向立柱活塞筒。当大活塞运动到最下端时，带动密封轴向下移动，使第二连接通道2112与第四连接通道2119关闭，第三连接通道2114与上泄流通道2115连通，切换活塞左侧与上泄流通道2115相通，形成图8所示状态。重复以上动作，直至腔体内的水压无法打开出水单向阀为止。

当工作完成后，打开高压球阀，活塞筒内部的水流在活塞杆自重作用下排出活塞，活塞下降。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种煤矿用液压支撑装置，其特征在于：包括支撑立柱（1）和设置于支撑立柱（1）上的加压装置（2），所述支撑立柱（1）包括活塞筒（11）和活塞杆（12），所述活塞筒（11）侧壁设有进水孔（1111）和出水孔（1112），所述加压装置（2）包括加压装置本体（21）、进水单向阀（22）、出水单向阀（23）和高压球阀（24），所述进水单向阀（22）设置于加压装置本体（21）的进水口（211），所述进水单向阀（22）连接有进水接头（25），所述出水单向阀（23）设置于加压装置本体（21）的出水口（212），所述出水口（212）与活塞筒（11）的进水孔（1111）连通，所述高压球阀（24）设置于加压装置本体（21）的泄流口（213），所述泄流口（213）与活塞筒（11）的出水孔（1112）连通，所述进水口（211）与出水口（212）通过第一通道（214）连通，所述加压装置本体（21）内设有活塞腔（215），所述活塞腔（215）内设有大活塞（27），所述活塞腔（215）通过第二通道（2117）与第一通道（214）连通，所述进水接头（25）上设有第一通水孔（251），所述加压装置本体（21）上开设有与第一通水孔（251）相对应的第三通道（216），所述第三通道（216）上端连通有第四通道（217），所述第四通道（217）上侧连通有排水通道（2116），所述第四通道（217）下侧从右至左依次连通有第五通道（218）、第六通道（219）和第七通道（2110），所述第五通道（218）通过第一连接通道（2111）与第八通道（2118）连通，所述第八通道（2118）与活塞腔（215）下部连通，所述第六通道（219）与活塞腔（215）上部连通，所述第七通道（2110）下部通过第二连接通道（2112）与第四连接通道（2119）连通，所述第四连接通道（2119）上端与活塞腔（215）下部连通，所述第四连接通道（2119）下端通过第五连接通道（2113）与第三通道（216）连通，所述第七通道（2110）上部通过第三连接通道（2114）与上泄流通道（2115）连通，所述上泄流通道（2115）下端与活塞腔（215）上部连通，上端与外界连通，所述活塞腔（215）内还设有密封轴（28），所述密封轴（28）贯穿大活塞（27），所述密封轴（28）上端***上泄流通道（2115），所述密封轴（28）下端***第四连接通道（2119），所述密封轴（28）上部设有上轴用挡环（281），所述密封轴（28）下部设有下轴用挡环（282），所述第三通道（216）内设有通水堵头（29），所述通水堵头（29）中部设有第一缩径部（291），所述第四通道（217）内设有切换活塞（210），所述切换活塞（210）右端开设有通水腔（2101），所述切换活塞（210）上设有第二缩径部（2102）、第三缩径部（2103）、第四缩径部（2104）和第五缩径部（2105），所述第二缩径部（2102）位置与第六通道（219）和排水通道（2116）相对应，所述第三缩径部（2103）位置与第六通道（219）相对应，所述第四缩径部（2104）位置与上泄流通道（2115）相对应，所述第五缩径部（2105）位置与第七通道（2110）相对应，所述第三缩径部（2103）开设有与通水腔（2101）相连通的第二通水孔（2106）。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿用液压支撑装置，其特征在于：所述活塞筒（11）上设有连接座（111），所述进水孔（1111）和出水孔（1112）均设置于所述连接座（111）上，所述连接座（111）上还设置有排气孔（1113），所述排气孔（1113）位于活塞筒（11）内的一端连接有排气管（1114），所述排气孔（1113）位于活塞筒（11）外的一端连接有密封螺栓（1115）。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿用液压支撑装置，其特征在于：所述加压装置（2）设置在支撑立柱（1）下部。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿用液压支撑装置，其特征在于：所述活塞筒（11）上端开口处设有密封端盖（13），所述活塞杆（12）穿过密封端盖（13）后设有球形铰接座（14），所述球形铰接座（14）上铰接有顶紧盘（15）。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿用液压支撑装置，其特征在于：所述高压球阀（24）通过泄水接头（26）与加压装置本体（21）连接。