專利名稱：單體液壓支柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種礦用支護(hù)設(shè)備，更具體地說是一種外注式單體液壓支柱。
采掘工作面支護(hù)設(shè)備是礦山必不可少的設(shè)備之一。目前煤礦中使用的支護(hù)設(shè)備有木支柱、單體摩擦支柱，單體液壓支柱及液壓支架；由于木支柱浪費(fèi)了大量的木材，所以除特殊情況之外，一般不再使用；單體摩擦支柱質(zhì)量輕、造價(jià)低，與木支柱相比可節(jié)省大量的木材，但其初撐力小且不均勻。單體液壓支柱是繼單體摩擦支柱之后產(chǎn)生的新一代產(chǎn)品，到目前為止已推廣應(yīng)用二十多年，其初撐力也均勻，且可保證恒增阻降距，是高檔普采工作面的配套支護(hù)設(shè)備，單體液壓支柱有內(nèi)注式和外注式兩種，如《采掘機(jī)械》煤炭工業(yè)出版社1993年出版，陶馳東主編。在單體液壓支柱(內(nèi)注式和外注式)的上部設(shè)有三用閥(單向閥、安全閥、卸載閥)控制工作的循環(huán)過程。內(nèi)注式是靠油缸內(nèi)裝入的液壓油在內(nèi)部循環(huán)工作的，這種內(nèi)注式的單體液壓支柱由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其使用量很少。外注式單體液壓支柱靠工作面預(yù)設(shè)的乳化液泵站輸出的壓力液進(jìn)行初撐，在頂板來壓和卸載時(shí)，通過三用閥使乳化液泄出，支柱下降，重復(fù)工作時(shí)，再用乳化液泵站的壓力液進(jìn)行初撐，以此循環(huán)。液壓支架是綜采工作面的配套支護(hù)設(shè)備，由于受到地質(zhì)條件、設(shè)備費(fèi)用高等種種原因的限制，在我國除少數(shù)煤礦的綜采工作面使用液壓支架之外，大部分的煤礦采掘工作面支護(hù)設(shè)備均使用較廉價(jià)的單體支護(hù)，我國煤礦數(shù)量多，故其使用量很大，每年需要量約在七十至八十萬根以上；但由于目前單體液壓支柱為了設(shè)三用閥的安全位置，在活柱上焊接一個(gè)三用閥的閥座，由于該閥座是焊接在受力的活柱上的，影響了活柱的強(qiáng)度，而且生產(chǎn)成本較高；又由于其油缸內(nèi)表面是單體液壓支柱的高壓密封面，其生產(chǎn)成本本身較高，而煤礦井下水質(zhì)較差，所配制的乳化液質(zhì)量一般不能保證，造成油缸腐蝕比較嚴(yán)重，而使支柱報(bào)廢，為了減少支柱的報(bào)廢率，煤炭工業(yè)部多次撥出科研經(jīng)費(fèi)針對油缸的腐蝕和油缸的修復(fù)進(jìn)行攻關(guān)，但所取得的效果甚微，盡管這樣，每年還有三十萬根的支柱報(bào)廢；根據(jù)目前支護(hù)設(shè)備的現(xiàn)狀，對使用的單體支護(hù)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)革命和充實(shí)新的產(chǎn)品具有重要的意義。
本實(shí)用新型的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處而提供的一種新型單體支柱，它無需在活柱上進(jìn)行焊接安裝三用閥的閥座，保證了立柱的強(qiáng)度，也不需將油缸內(nèi)表面加工到高壓密封的要求，只要求加工到定位要求即可，即使產(chǎn)生腐蝕，只要不影響定位要求，單體液壓支柱可繼續(xù)使用，這樣可大大延長單體支柱的使用壽命，即使腐蝕到不能定位的情況下，只對其進(jìn)行修復(fù)到定位要求也是很容易做到的；另外，本實(shí)用新型的三用閥是安裝在手把閥體上，當(dāng)活柱進(jìn)行伸縮時(shí)，三用閥的高度不隨之改變高度位置，這樣工人操作起來即方便又安全，也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；該支柱工作行程大，使用壽命長，結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝簡單可行，生產(chǎn)成本低，重量輕，操作方便。
本實(shí)用新型的目的是通過下述方式來實(shí)現(xiàn)的一種單體液壓支柱，它包括油缸下部裝有底座，其上部裝有手把閥體，活柱體裝在支柱外伸內(nèi)限制裝置的油缸和手把閥體的內(nèi)腔，活柱體上至少有一個(gè)導(dǎo)向環(huán)在油缸內(nèi)可同軸心地移動(dòng)導(dǎo)向，活柱體上頂裝有頂蓋，手把閥體中裝有三用閥，支柱內(nèi)腔裝有復(fù)位彈簧；所述的手把閥體是由一段短圓管一側(cè)管壁上連接有手把環(huán)，其另一側(cè)的管壁上連接一段與短圓管相垂直的小短管的組合體，短圓管內(nèi)壁為階梯孔，在小短管壁上有多個(gè)徑向通孔與短圓管內(nèi)腔相通，并連通三用閥及油缸內(nèi)腔；手把閥體與油缸上部通過連接鋼絲連接，并通過O形密封圈及擋圈密封連接，手把閥體與活柱體間通過防塵圈、Yx密封圈及防擠圈密封連接并相對滑動(dòng)；活柱體是個(gè)較細(xì)長的圓筒體，其上頂部有多個(gè)環(huán)形溝槽，并有O形密封圈及擋圈和連接鋼絲與頂蓋連接，其下部有兩個(gè)軸肩，在兩個(gè)軸肩之間設(shè)有多個(gè)徑向通孔，在下端軸肩上有一環(huán)形溝槽，槽內(nèi)裝有導(dǎo)向環(huán)與油缸配合，所述的徑向孔使活柱體內(nèi)腔與油缸內(nèi)腔相通；油缸與底座通過O形密封圈、擋圈及連接鋼絲密封連接。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)它具有工作行程大，使用壽命長，結(jié)構(gòu)及加工工藝簡單，重量輕，造價(jià)低，工作安全可靠，操作方便等特點(diǎn)；在立柱上取消焊縫，即增強(qiáng)了支柱的強(qiáng)度，取消了結(jié)構(gòu)和工藝復(fù)雜的三用閥閥座，將三用閥安裝在手把閥體側(cè)孔中，當(dāng)活柱進(jìn)行伸縮時(shí)其高度不變，方便操作。而且也不用進(jìn)行較難的圓弧焊接工藝；油缸內(nèi)表面粗糙度的降低，工裝和設(shè)備均得到簡化，也降低了生產(chǎn)成本，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，由于油缸內(nèi)表面不再是高壓密封面，腐蝕只要不影響定位，支柱便可正常工作，這樣可大大延長油缸的使用壽命。因此，目前老型支柱因腐蝕已不能用的油缸，可在本實(shí)用新型上繼續(xù)使用。


圖1是本實(shí)用新型的外形圖。
圖2是本實(shí)用新型的外形圖的A-A剖視圖。
圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例2的頂蓋結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施例2的底座結(jié)構(gòu)圖。
圖5是本實(shí)用新型的實(shí)施例3的頂蓋結(jié)構(gòu)圖。
圖6是圖5的俯視圖。
圖7是本實(shí)用新型的實(shí)施例3的底座結(jié)構(gòu)圖。
下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，如圖1及圖2所示，它是由頂蓋1、活柱體2、手把閥體3、油缸4、復(fù)位彈簧5、底座6、O形密封圈7、擋圈8、連接鋼絲9、防塵圈10、Yx密封圈11、防擠圈12、O形密封圈13、擋圈14、連接鋼絲15、導(dǎo)向環(huán)16、O形密封圈17、擋圈18、連接鋼絲19及三用閥20等組成的。其中頂蓋1是由一塊方板和一段圓管組成，方板頂面的四個(gè)角上各有一個(gè)凸出的爪子，其中央有四邊與方板四邊平行的方形凸平面，它的四個(gè)角與方板的四個(gè)角的連線為四條棱凸，四條棱凸間為四個(gè)斜面，方板下面中間有一個(gè)向上凹進(jìn)的球缺空間，其圓管內(nèi)壁為階梯形，在內(nèi)壁下端有一安裝連接鋼絲9的環(huán)形溝槽，在溝槽處有一段與外壁連通的溝槽，以便于用連接鋼絲9將頂蓋1與活柱體2連接；根據(jù)不同情況的需要，頂蓋1也可以制成如圖3所示的結(jié)構(gòu)，它包括頂蓋座1-1是由方板和一段圓管組成，方板上頂四個(gè)角上各有一個(gè)凸出的爪子，中間為球缺形凹槽，其中央有通圓孔，球形支座1-2是一個(gè)底部為球面體，上面中間有球形凹槽，凹槽中心有通圓孔，將球形支座1-2裝在頂蓋座1-1上頂?shù)那蛉卑疾壑校逛N釘1-3穿過球形支座1-2及頂蓋座1-1的中心孔，在其尾部裝入墊圈1-4并焊固，使銷釘1-3可在孔中活動(dòng)，將扣碗1-5上緣與頂蓋座1-1方板下底對中(蓋住中心孔及墊圈)焊牢，使頂蓋座1-1不滲漏并耐高壓，其圓管部分結(jié)構(gòu)與圖2所示頂蓋1結(jié)構(gòu)完全相同。頂蓋1還可以做成如圖5和圖6所示的結(jié)構(gòu)，它是一個(gè)圓管蓋形，其上頂面有多條相互垂直的均勻而對稱的凹槽，形成網(wǎng)格形凹槽，以增加摩擦力，其圓管及其它部分結(jié)構(gòu)與圖2所示的頂蓋1結(jié)構(gòu)完全相同；活柱體2是個(gè)較細(xì)長的圓筒體，其上部外筒壁上有安裝O形密封圈7和擋圈8及連接鋼絲9的環(huán)形槽，其下部外緣有兩個(gè)軸肩，在兩個(gè)軸肩之間設(shè)有多個(gè)徑向通孔，在下端軸肩上有一個(gè)安裝導(dǎo)向環(huán)16的環(huán)形溝槽，其上端內(nèi)壁上焊有掛釣，掛釣是用一段鋼筋彎成的。手把閥體3是由一段短管的一側(cè)連接一個(gè)手把環(huán)，另一側(cè)的管壁上垂直連接一段小短管組成的組合體，其短管內(nèi)壁為階梯孔，其內(nèi)孔上段與活柱體2外徑相配合，其上有用于安裝防塵圈10及Yx型密封圈11和擋圈12的環(huán)形溝槽，短管的下段與油缸4相配合連接，短管內(nèi)緣階梯孔下段有一安裝連接鋼絲的環(huán)形溝槽，在溝槽一側(cè)有一個(gè)與其外緣連通的溝槽，在小短管的一側(cè)壁上有若干個(gè)徑向通孔與短管和油缸4內(nèi)腔相通，并與裝在小短管中的三用閥閥孔相通；油缸4是一個(gè)細(xì)長的筒體，其上端的外緣有上下兩個(gè)階梯，上階梯上有用于安裝有O形密封圈13和擋圈14的溝槽，下階梯有按裝連接鋼絲15的溝槽，在其下段的內(nèi)壁上有一個(gè)階梯，在階梯上有一安裝連接鋼絲的環(huán)形溝槽，在環(huán)形溝槽的一側(cè)開一個(gè)徑向通槽，通過O形密封圈17及擋圈18和連接鋼絲19與底座6密封并連接，在一起；其上端外徑與手把閥體3通過O形密封圈13和擋圈14及連接鋼絲15連接在一起。復(fù)位彈簧5是一根拉伸彈簧，它的兩端分別裝在活柱體2上的掛釣及底座6的彈簧掛環(huán)上。如圖2所示，底座體是一個(gè)由底座6和彈簧掛環(huán)組成的，底座6是一個(gè)圓盤上凸出一段短圓管組成，其內(nèi)底中心部位凹進(jìn)一個(gè)球缺形空間，圓盤下底為圓弧形球缺體，圓管的外壁上有兩個(gè)環(huán)形溝槽，其結(jié)構(gòu)與頂蓋1的圓管內(nèi)壁結(jié)構(gòu)相同。彈簧掛環(huán)是由圓形墊圈及圓頭鉚釘組成，鉚釘?shù)奈膊坑幸粋€(gè)徑向圓孔，將鉚釘頭部裝入底座6內(nèi)底中心部位的球缺空間，使套裝在鉚釘上的墊圈外緣與底座圓盤焊接固定，焊后鉚釘應(yīng)可在其中轉(zhuǎn)動(dòng)，也可將鉚釘尾部錘扁并鉆孔，此孔與復(fù)位彈簧5的下部連接。如圖4所示，底座6也可以制為平底形底座，其余結(jié)構(gòu)與圖2所示的底座6結(jié)構(gòu)相同。如圖7所示，底座6還可以制成圓盤下底為圓弧形，其中間還有一個(gè)向上凹進(jìn)的球缺空間，其余結(jié)構(gòu)與圖2所示的底座6結(jié)構(gòu)相同。O形密封圈7、13、17是標(biāo)準(zhǔn)型密封圈，擋圈8、14、18分別為上述O形密封圈配合使用的防擠圈，連接鋼絲9、15、19都是用鋼絲彎制而成的，其一端有彎環(huán)，另一端做成錐狀結(jié)構(gòu)；防塵圈10是普通防塵圈，Yx密封圈11是一個(gè)Yx形軸用密封圈；防擠圈12是一個(gè)與Yx密封圈配合使用的防擠圈，導(dǎo)向環(huán)16是一個(gè)由圓環(huán)形圈沿軸向切掉一段制成的。將底座體6與油缸4連接面之間分別裝有O形密封圈17和擋圈18，并用連接鋼絲19連接在一起；油缸4上頂裝有手把閥體3，通過O形密封圈13及擋圈14密封，并用連接鋼絲15密封并連接在一起，將活柱體2裝入油缸4與手把閥體3內(nèi)，通過防塵圈10及Yx密封圈11和擋圈12與手把閥體3密封連接，活柱體2下部裝有導(dǎo)向環(huán)16與油缸4配合，活柱體2上頂裝有頂蓋1，用O形密封圈7、擋圈8密封及連接鋼絲9連接在一起。通過三用閥向支柱內(nèi)注液，液體通過手把閥體的徑向孔進(jìn)入活柱體與油缸形成的環(huán)形腔體，再從活柱體下端的徑向孔進(jìn)入活柱體內(nèi)腔，這樣隨著液體的注入，活柱體上升，支柱支撐；支柱降柱時(shí)，液體通過活柱體下端的徑向孔進(jìn)入活柱體與油缸形成的環(huán)形腔體，再從手把閥體上的徑向孔通過三用閥使液體泄出；液體每注入和泄出一次，支柱便支撐和降柱一次，這樣支柱便完成了一個(gè)工作循環(huán)。
權(quán)利要求1．一種單體液壓支柱，它包括油缸(4)下部裝有底座(6)，其上部裝有手把體(3)，活柱體(2)裝在支柱外伸內(nèi)限制裝置的油缸(4)和手把閥體(3)的內(nèi)腔，活柱體(2)上至少有一個(gè)導(dǎo)向環(huán)(16)在油缸(4)內(nèi)可同軸心地移動(dòng)導(dǎo)向，活柱體(2)上頂裝有頂蓋(1)，手把閥體(3)中裝有三用閥(20)，支柱內(nèi)腔裝有復(fù)位彈簧(5)；其特征在于所述的手把閥體(3)是由一段短圓管一側(cè)管壁上連接有手把環(huán)，其另一側(cè)的管壁上連接一段與短圓管相垂直的小短管的組合體，短圓管內(nèi)壁為階梯孔，在小短管壁上有多個(gè)徑向通孔與短圓管內(nèi)腔相通，并連通三用閥及油缸(4)內(nèi)腔；手把閥體(3)與油缸(4)上部通過連接鋼絲(15)連接，并通過O形密封圈(13)及擋圈(14)密封連接，手把閥體(3)與活柱體(2)間通過防塵圈(10)、Yx密封圈(11)及防擠圈(12)密封連接并相對滑動(dòng)；活柱體(2)是個(gè)較細(xì)長的圓筒體，其上頂部有多個(gè)環(huán)形溝槽，并有O形密封圈(7)及擋圈(8)和連接鋼絲(9)與頂蓋(1)連接，其下部有兩個(gè)軸肩，在兩個(gè)軸肩之間設(shè)有多個(gè)徑向通孔，在下端軸肩上有一環(huán)形溝槽，槽內(nèi)裝有導(dǎo)向環(huán)(16)與油缸(4)配合，所述的徑向孔使活柱體內(nèi)腔與油缸內(nèi)腔相通；油缸(4)與底座(6)通過O形密封圈(17)、擋圈(18)及連接鋼絲(19)密封連接。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的單體液壓支柱，其特征在于所述的油缸(4)是一個(gè)較長的圓筒體，其下端的內(nèi)孔為階梯孔，階梯上有一個(gè)安裝連接鋼絲(19)的環(huán)形溝槽，其上有一段溝槽與外壁相通，其上端外壁上有兩個(gè)階梯，在兩個(gè)階梯上各有一個(gè)環(huán)形溝槽。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的單體液壓支柱，其特征在于所述的頂蓋(1)是一方板與一段圓管組成，方板頂面的四個(gè)角上各有一個(gè)凸出的爪子，其中央有四邊與方板四邊平行的方形平面，它的四個(gè)角與方板的四個(gè)角的連線為四條棱凸，四條棱凸間為四個(gè)斜面，方板下面中間有一個(gè)凹進(jìn)的球缺空間，其圓管內(nèi)壁為階梯形，在內(nèi)壁下段有一環(huán)形溝槽，在溝槽處有一段與外壁連通的溝槽。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單體液壓支柱，其特征在于所述的頂蓋(1)包括頂蓋座(1-1)是由一塊方板與一段圓管組成，方板上頂四個(gè)角上各有一個(gè)凸出的爪子，中間為球缺形凹槽，其中央有通圓孔，球形支座(1-2)是一個(gè)底部為球面體，上面中間有球形凹槽，其中間有通孔，球形支座(1-2)裝在頂蓋座(1-1)上頂?shù)那蛉卑疾壑?，使銷釘(1-3)穿過球形支座(1-2)及頂蓋座(1-1)的中心孔，在其尾部裝入墊圈(1-4)并焊固，扣碗(1-5)上緣與頂蓋座(1-1)的方板下底對中并焊牢，使其密封不滲漏，其圓管內(nèi)壁為階梯形，在內(nèi)壁下段有一環(huán)形溝槽，在溝槽處有一個(gè)與外壁連通的溝槽。
5．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單體液壓支柱，其特征在于所述的頂蓋(1)是一個(gè)圓筒蓋形，其上頂面有多條相互垂直的均勻而對稱的凹槽，形成網(wǎng)格形凹槽，其內(nèi)頂中心有凹進(jìn)的球缺空間，其圓筒內(nèi)壁為階梯形，在內(nèi)壁下段有一環(huán)形溝槽，在溝槽處有一段與外壁連通的溝槽。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種外注式單體液壓支柱,它是由頂蓋、活柱體、手把閥體、油缸、底座、復(fù)位彈簧、三用閥及密封件、導(dǎo)向環(huán)等組成;由頂蓋、活柱體、手把閥體、油缸、底座及三用閥所包圍成一個(gè)可變的腔體,腔體變大,支柱升高,反之,支柱降低;復(fù)位彈簧設(shè)在活柱體上端的掛鉤與底座的彈簧掛環(huán)上,沿軸向隨支柱的伸縮而伸縮;三用閥安裝在手把閥體上的側(cè)孔內(nèi);它結(jié)構(gòu)及工藝簡單可行,行程大,壽命長,重量輕,使用安全可靠。
文檔編號E21D15/00GK2304750SQ9723673
公開日1999年1月20日 申請日期1997年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月1日
發(fā)明者李炳文, 李洪濤, 趙繼云, 李國平 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)