专利名称：新型单体液压支柱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种密封性能好、承载能力大、使用寿命长的起重和支撑装置。主要用于起重设备和其它顶起结构，特别适用于矿井的支撑柱。
以单体液压支柱为例，井下采煤用单体液压支柱支撑蓬顶比用木支柱和磨擦支柱有显著的优越性。因此，单体液压支柱被逐渐推广应用。目前现有的单体液压支柱，虽然各具不同，但其基本结构均如附图2所示，由于从三通阀(3)注入的高压乳化液体是靠动态密封圈(25)、(27)和静态密封圈(26)、(28)的密封作用才能迫使柱塞座(29)将柱塞(24)和柱头(1)顶起，实现支撑的目的，故存在以下缺点1.凡是与密封圈(25)、(26)、(27)、(28)的接触面，都要求高的加工精度和低的表面粗糙度，为了保证能在井下的恶劣环境中正常工作，还需要对这些表面镀铬；2.由于密封圈(25)与柱塞(24)之间和密封圈(27)与缸套(9)之间的磨擦力很大，故在卸载时，只靠柱体的自重尚不能复位，还需设置复位弹簧(5)；3.由于受密封圈的密封能力所限，在液压太大或支撑时间过长的条件下，在底座(14)与缸套(9)的接触处和手把体(23)与柱塞(24)的接触处就要发生泄露；4.虽然由于密封圈的老化或磨损造成的泄露可以更换密封圈，但是当顶起柱塞后，其裸露面镀铬层的局部脱落或被刮伤，碰伤所造成的泄露，就不易修复，甚至报废。因此，完全不适于爆采。由于上述原因，所以现有的单体液压支柱的制造成本高，承载能力低，应用范围窄，维修率高，报废率高。目前人们为了解决以上问题。都从改变密封部位，改进密封圈的形状和材质着手，这样虽然在一定程度上能提高单体液压支柱的承载能力和延长使用寿命，但不能从根本上解决问题。
本实用新型的目的是设计一种承载能力大、使用寿命长，加工精度要求低、并能用于爆采的单体液压支柱。
本实用新型的上述任务是通过以下技术方案完成的其整体结构与现有的单体液压支柱基本相同。即提供一种用于起重、顶起、支撑，特别是用于矿井下支撑的单体液压支柱，主要是由柱头、三通阀、柱塞、手把体、加强套、缸套、底座组成，其特征是在柱塞(8)与缸套(9)所形成的空腔内装有密封囊(10)。
除上述特征外，其它特征是1.柱头(1)与缸套(9)和底座(14)与柱塞(13)分别焊成一体，这可以消除静态泄漏，并能增加支柱的强度和刚度；2.加强套(12)设在缸套(9)的下端，有利于防尘和除尘。在加强套(12)的槽内装有弹性O型环(21)和防挤圈(20)，由于O型环(21)被压缩变形可使防挤圈(20)与缸套(9)的内壁产生可调节的过盈配合，这就提高了支柱的稳定性，并对防尘有补偿作用；3.在底座(14)上设有阶梯形的通孔，这在底座与柱塞和柱头与缸套分别焊成一体后，不但可用挂簧钉(16)固定复位弹簧(5)的下端，而且借助阶梯台与挂簧钉之间的迷宫式密封，用压紧螺母(18)压紧能达到良好的密封。
为了详细叙述本方案，结合附图1，叙述如下将柱头(1)与缸套(9)焊成一体，它直接与被顶起物或被支撑物接触，其结构形状可视被顶起物或被支撑物的形状而定。在缸套(9)的内腔车有凸台，在台上车有沟槽和螺纹，其主要作用是装密封囊(10)和承载部分压力。手把体(22)是焊在缸套(9)上的。柱塞(13)与底座(14)焊成一体，在柱塞(8)的上端有同样的凸台。密封囊(10)是借助契形垫环、压紧螺母分别压紧密封在柱头(8)和缸套(9)的凸台上，于是在柱塞与缸套间形成密封腔。在缸套(9)的下端设有加强套(12)，在加强套(12)上装有防尘圈(19)，防挤圈(20)和弹性O型环(21)，主要是起防尘和对支柱的稳定作用。在底座(14)上设有阶梯状的通孔，这不仅在底座(14)与柱塞(13)焊成一体后，可用挂簧钉(15)固定复位弹簧(5)的下端。由于阶梯孔与挂簧钉的接触面上加工有迷宫式的沟槽，所以用橡胶密封垫(15)和压紧螺母(18)实现密封。在柱头(1)上装有三通阀(3)，三通阀的作用主要是单向阀注入高压液体，安全阀起安全作用，排液阀起卸载作用。根据不同要求，密封囊所用的材料可以是橡胶、尼龙、塑料等柔弹性的耐高压材料。
本实用新型的整体结构与现有单体液压支柱结构基本相同，而其关键的技术特征在于采用密封囊密封取代了现有技术中所采用的密封圈密封。由于密封囊可以与柱塞、缸套的滑动部分完全隔离开来实现良好的密封作用。因此，本实用新型所提出的这一关键技术不仅完全解决了现有技术中采用密封圈密封经常出现的泄露问题，还可以大大降低对柱塞和缸套加工精度的要求，延长保压时间和使用寿命，特别是单体液压支柱的柱塞表面被崩伤或碰伤，也不会影响其密封，因此具有承载能力大，使用寿命长，加工精度低，安全可靠，降低制造成本，并能用于爆采等优点。
图1为新型单体液压支柱的结构示意图；图2为现有单体液压支柱结构示意图。
图中(1)为柱头，(2)为弹性销，(3)为三通阀，(4)为上挂簧勾，(5)为复位弹簧，(6)为压紧螺母，(7)为契形垫环，(8)为上柱塞，(9)为缸套，(10)为密封囊，(11)为防挤环，(12)为加强套，(13)为下柱塞，(14)为底座，(15)为密封垫，(16)为挂簧钉，(17)定位销，(18)为压紧螺母，(19)为防尘圈，(20)为防挤圈，(21)为弹性传力环，(23)弹簧卡环。
本实用新型技术方案可以通过如下实施例进行实施。附图1为新型单体液压支柱方案中的一个实施例。其制造与装配过程为柱头(1)、弹性销(2)和三通阀(3)与现有的单体液压支座柱完全相同。但新型支柱的柱头(1)与缸套(9)和柱塞(13)与底座(14)分别焊成一体，在柱塞与缸套的空腔内装有密封囊(10)，在缸套(9)的下端设有加强套(12)，防挤圈(20)和防尘圈(19)装在加强套上，并在底座(14)上装有可密封的挂簧装置。这便实现了良好的静态密封和动态密封。其装配程序为一方面先将传力O型弹性环(21)、防挤圈(20)和防尘圈(19)装在加强套(12)上，再将其套入柱塞(13)上，随之把密封囊(10)套在柱塞(8)上，并使密封圈的沟槽卡入柱塞凸台上的沟槽内，再套入契形垫环(7)，旋紧压紧螺母(6)。另一方面与上法相同把密封囊下端压紧在缸套(9)的凸台上，再把缸套套在柱塞(13)上，并使柱塞(8)与柱塞(13)旋紧密封接合成一体，装上弹簧卡环(22)。最后把复位弹簧(5)由底座的通孔拉出，把它挂在事先已套上密封垫(15)的挂簧钉(16)上，装入底座的阶梯孔中，插上定位销(17)，旋紧压紧螺母(18)即可。
本实用新型的各零部件的选材是广泛的，考虑到既经济又可保证其性能，可选择如下材料柱塞、缸套、限位套可选用A3无缝钢管，限位圈、手把体可选用A3、弹性卡环选用65Mn，柱塞座、底座用45＃钢，防挤圈可用聚甲醛或聚氯氟乙烯、螺母可选用45＃，充液介质和高压液体源与现有技术中的相同。
本实用新型的技术方案除上述实施方式外，还可将密封囊置于柱塞的上部，将三通阀置于柱塞的下部，即换置安装同样可以达到上述效果。当然实施本方案还不止以上两种。
权利要求1.一种用于起重、顶起、支撑，特别是用于矿井下支撑的单体液压支柱，主要是由柱头、三通阀、柱塞、缸套、手把体、底座、复位弹簧组成。其特征是在柱塞(8)与缸套(9)的空腔内装有密封囊(10)，柱塞(8)和(13)采用两体结构，并且螺纹联接。柱头(1)与缸套(9)和柱塞(13)与底座(14)分别焊成一体。加强套(12)置于缸套(9)的下端。底座(14)上设有阶梯通孔，孔内装有挂簧钉(16)。
2.根据权利要求1所述的单体液压支柱，其特征是在柱塞(8)与缸套(9)上设有凸台，并在凸台上车有迷宫式的密封槽和螺纹，借助契形垫环(7)和压紧螺母(6)可把密封囊压紧密封。
3.根据权利要求1所述的单体液压支柱，其特征是加强套上装有弹性O型传力环(21)和防挤圈(20)。
4.根据权利要求1所述的单体液压支柱，其特征是挂簧钉(16)固定复位弹簧(5)的下端，在通孔台阶、密封垫(15)和挂簧钉(16)的接触面有迷宫式的密封沟槽，并借助定位销(17)和压紧螺母(18)实现压紧密封。
专利摘要本实用新型是一种把现有高压动态密封圈改用密封囊密封的新型装置，适用于起重，顶起和支撑等设施，特别适用于矿井下的单体液压支柱。新型单体液压支柱把现有的单体液压支柱的密封圈密封改为密封囊密封，克服了现有单体液压支柱易泄露的缺点，具有承载能力大，使用安全，寿命长，能用于爆采，并可显著的降低制造成本。采用本实用新型的技术方案亦可修复因柱塞镀铬面脱落，刮伤、碰伤以至崩场而报废的现有单体液压支柱。
文档编号E21D15/44GK2040142SQ8820999
公开日1989年6月28日 申请日期1988年8月23日 优先权日1988年8月23日
发明者宋玉泉 申请人:宋玉泉