专利名称：具有恒力输出的液压支柱及补压方法
技术领域：
本发明属于液压控制系统，涉及液压支柱，特别是为煤炭及其它采矿行业的有效支护、安全生产提供了一个有效可靠的具有恒力输出的液压支柱及补压方法。
背景技术：
原液压支柱在支护安全上存在着很大的安全隐患，因为绝对不泄漏东西是没有的，液压支柱根据加工质量、密封结构其泄漏量有所不同。液体的压缩性很小，通常认为液体是不可压缩的，当液压支柱发生泄漏时，上缸筒内很快失去压力，从而失去支护力。由地质地层的变化使液压支柱产生正向位移时，也会使液压支柱上缸筒内失去压力从而使液压支柱失去支护力。当液压支柱失去支护力后，也就是说外界对液压支柱没有作用力，使得液压支柱泄漏量减小，液压支柱与被支护面发生歇顶现象，又很难被发现使得每个液压支柱出力大小不一，支护效果变得很差，容易产生塌方或压坏液压支柱的现象。它使用、操作方便、安全可靠(内部纯机械结构、水、氮气)，可用于任何有物理、化学危险需要支护的场所，及用于液压支架内的支柱。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有恒力输出的液压支柱及补压方法，它为煤炭及其它采矿行业的起到了有效支护、安全生产的作用。本发明的目的是这样实现的，具有恒力输出的液压支架内的支柱，它至少包括下缸筒、上缸筒、连接箍、加注阀、多用阀、活塞杆、报警装置、单向阀及集成块；下缸筒通过螺纹连接集成块，集成块上端放置上缸筒，下缸筒、集成块、上缸筒通过连接箍连接成一体，活塞杆在上缸筒内，活塞杆和上缸筒通过Y型密封圈密封，活塞杆上端连接顶盖，下缸筒下端固定座落在底座上，上缸筒上端有导向箍、导向箍钢丝圈、减磨环，上缸筒上端和导向箍通过导向箍钢丝圈连接，活塞杆和顶盖通过顶盖钢丝圈连接，上盖插入上缸筒的上端，顶盖压在上盖上，上盖上有放气阀，通过0型圈进行密封上缸筒内的介质，顶盖和上缸筒外套接橡胶波纹管，上缸筒与连接箍套接段通过钢丝圈连接，上缸筒和活塞杆通过Y型密封圈、减磨环进行密封；上缸筒内有回位弹簧，回位弹簧通过弹簧下拉片和弹簧上拉片连接，弹簧上拉片上端连接上盖，其特征是弹簧下拉片下端连接集成块，集成块通过上0型圈和下0型圈分别与上缸筒和下缸筒进行密封，弹簧下拉片和集成块之间通过固定螺栓固定，集成块左右水平方向连接多用阀，集成块前后方向上有加注阀和报警装置，集成块下端有单向阀，多用阀、加注阀、报警装置、单向阀分置在集成块上，单向阀下端通过连接管连接过滤器。上述多用阀安装在沿集成块的左右中心线的孔中，多用阀包括补压阀部分、泄压阀部分、安全阀部分；
补压阀部分通过在集成块左腔中装入安全阀体，通过左右安全阀体0型圈密封，补压阀座左端依次装入滚珠、补阀芯活塞、阀芯弹簧，补压阀座右端依次装入补阀座垫、补阀座撑环，将组装好的补压阀座装入补压阀体中，组成补压阀，把组合好的补压阀装入集成块左孔中，压在安全阀体上，补压阀体通过安全阀体0型圈密封；
泄压阀部分将泄压阀芯垫、泄压阀芯帽装入泄压阀芯上，泄压阀芯通过档环、安全阀座 0型圈对补压阀部分密封，将组合好的泄压阀芯装入补压阀体内，泄压阀座通过螺纹连接拧在泄压阀体上，通过泄压阀座0型圈对外密封，泄压阀座左端螺纹孔中拧入泄压螺栓，通过泄压螺栓0型圈对外密封，在将组合好的泄压阀体旋入集成块左端螺纹孔中并压在泄压阀芯上，泄压阀体通过泄压阀座0型圈对外密封；
安全阀部分通过安全阀座套将安全阀垫片装入安全阀座中，将组和好的安全阀座装入安全阀体的右腔，沿安全阀体的右腔在将安全阀芯装入并压在安全阀座上，通过安全阀芯挡片、安全阀芯0型圈密封，在安全阀芯上端，盖上安全阀弹簧下座、安全阀弹簧，在安全阀弹簧套的右端依次装入安全阀弹簧上座、锁紧螺帽、安全阀顶针、顶杆螺帽、锁紧螺帽、堵帽，将组装好的安全阀弹簧套旋入集成块壳体的右端螺纹腔中。上述多用阀的补压过程是被挤压的液体首先由集成块的下腔进入补压阀座，滚珠被阀芯弹簧、补阀芯活塞的推动力使补压阀密封，当压缩安全阀弹簧时，通过安全阀弹簧下座推动安全阀芯、安全阀座产生位移，从而顶开滚珠，使压力液体进入上缸筒，使缸杆推出顶住被支护面，当上缸筒内的压力达到设定值时，作用在安全阀芯上的力加上阀芯弹簧的作用力与安全阀弹簧的力相等后滚珠回位，液体压力被截至，停止补液；其平衡方程式为F (安全阀弹簧)=F (滚珠)+F (安全阀芯)+F (阀芯弹簧);式中F (安全阀弹簧)为弹簧压缩弹力；F (滚珠)为补压阀进口压强-补压阀出口压强作用在滚珠有效截面上所产生的力，F (安全阀芯)为补压阀出口压强作用在安全阀芯有效截面上所产生的力，F (阀芯弹簧) 为弹簧压缩弹力；由平衡方程式可以看出当补压阀出口压力减小时(产生了泄漏)，F (安全阀芯)项减小，相对F (安全阀弹簧)项增大，便推动滚珠左移打开补压阀进行补压，使补压阀出口压力增大，当补压阀出口压力增大到设定压力时，方程式平衡停止补压。上述多用阀的安全保护过程当被支护体对液压支柱所施加的力不断增加时，即多用阀出口压力会逐渐增高，因为上缸筒内充满液体，所以液压支柱不会产生负位移即缩柱现象造成的局部塌陷，随着上缸筒内压力的不断升高，安全阀座和安全阀芯随之右移，当位移到设定压力点时，对应安全阀顶针的设定位置时，安全阀芯继续右移，安全阀座被安全阀顶针限位(安全阀顶针位置可调即安全释放压力可调)，这时安全阀座和安全阀芯被打开，高压液体由安全阀芯的内孔中泄出，保护液压支柱。上述多用阀的泄液过程通过旋转泄压螺栓使泄压阀芯与泄压阀座打开，同时使补压活塞带动滚珠右移关闭补压阀，停止对上缸筒进行补压，泄压阀芯与泄压阀座打开后， 上缸筒内的其压力液体经集成块上的孔和补压阀体的孔，泄压阀芯和泄压阀座的中心孔快速泄出，由于补压阀被关闭所以下缸筒中的能量被储存，再次使用时只加注液体即可从而达到节能的目的。上述报警装置安装在集成块的前端，报警装置包括报警卡位部分和报警部分，报警部分是通过在集成块的一腔体内螺纹连接一报警体，通过报警体垫片进行密封，在报警体内活动连接报警柱，报警柱上端头嵌有防尘片和反光套，报警柱内装有报警弹簧；报警卡位部分是通过在报警柱上设置有卡槽，将一 R杆插入所述的卡槽内，定位柱被镶嵌在集成块中孔内，闩杆穿过报警阀体到卡槽内，闩杆与报警阀体之间通过闩杆挡片、H杆O型圈和闩杆压帽进行密封，闩杆上端通过闩杆帽连接在调压螺栓上，调压螺栓上有调压螺帽；调压螺帽下端与闩杆压帽之间压有主弹簧，压板通过固定螺栓和套管固定在集成块上端，对调压螺栓进行限位，其压缩量是由调压螺栓和调压螺帽完成；报警阀体通过螺纹连接在集成块上，通过报警阀体0型圈进行密封。报警装置的工作过程是报警柱在N位置被按下并旋转到Y位置表示正在执行报警，旋转到C位置表示表示暂时把报警柱储存起来防止碰伤和污染，旋转到N位置表示不执行任何操作，但报警柱必须在N位置按下，当报警柱在Y位置时，若集成块上方连接的上缸筒内的压力逐渐降低时(液压支柱产生泄漏)液体压力作用在闩杆上的力会逐渐减小，与主弹簧的力失去平衡，主弹簧力通过报警螺母、报警螺栓拉动闩杆向上产生位移，当闩杆移动到脱离报警柱的环槽时，报警柱被报警弹簧弹出，出现红色柱报警信号，表示不能再继续补压，此后液压支柱的输出力不在恒定会逐渐下降，需要及时给液压支柱补液，当上缸筒的压力再降低时报警螺栓继续向上移动，直到被压板限位后才停止位移，具体到多大压力点时报警柱被弹出，是通过固定螺栓、调压螺帽调节弹簧的压缩量而决定的；当报警柱在在N位置时，按下并旋转到C位置时，报警柱上的环槽被定为柱所限位，报警柱得以储存和保护。所述的上缸筒和缸杆连接处设有橡胶波纹管，防止灰尘进入及防止炮蹦损坏液压支柱。本发明的优点是
1.恒力输出在不同的支护高度下所有支柱输出力相同并且可调，确保群柱整体划一坚不可摧，常规液压支柱如果产生渗漏就会失去支护力，有的工作，有的停止工作(歇顶)， 存有重大事故隐患。2.自动跟踪它能跟踪被支护体高度的变化而随之变化且输出力不变，但不会出现负位移及缩柱现象产生局部塌陷。常规液压支柱在被支护体高度发生变化时便会失去支护能力。3.自动补压当液压支柱发生渗漏时，它会自动补压，确保在一定时间内(时间的长短随泄漏量的大小以及液压支柱的大小而有所不同)输出力不变。报警当液压支柱长期泄漏、自身能量补充完毕后，他会提前报警(在矿灯的照射下出现红色光柱)通知工作人员补液，报警后它的输出力在一定时间内会逐渐下降，还存有一定的支护能力。安全保护当地应力发生变化时，施加在液压支柱上的力超过支柱的承受能力时， 安全阀会打开泄压，安全释放压力可调节设定。自动回位内设回位弹簧，当打开泄压阀时缸柱会在回位弹簧的作用力下回位。节约能源当给液压支柱泄压回位时，液压支柱本身的储能被截留保存，下次工作时可重复利用。安全可靠内部纯机械结构设计、使用介质乳化液、水、氮气。接触介质的零件选用防锈材料，进入各阀门的介质设有过滤器，使它长期工作稳定可靠。为防止报警红柱的损坏，未补充能量前，按下报警红柱旋转一角度则报警解除，报警红柱缩回被保护。放炮崩防尘活塞柱设有橡胶波纹管保护，防止炮崩或碰伤、防止灰尘进入活塞柱表面，使其保持密封效果。快速加注采用原有液压支柱的加注方法，给本液压支柱加气、加液时，都通过同一个快速加注嘴。快速泄液节能旋转泄液阀使其快速泄液，泄液状态被保持，同时保留了下筒被储存的能量。刚性支护当施加在支柱顶端的外力增加时，支柱内的介质被单向阀截止不能回流，所以不会产生负位移而造成局部塌陷。
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明 图1是本发明实施例结构示意图主视图2是图1的右视图； 图3是多功阀结构示意图； 图4报警单元结构示意图。图中，1、底座；2、下缸筒；3、连接箍；4、集成块；5、下0型圈；6、多用阀；7、上0型圈；8、钢丝圈；9、Y型密封圈；10、减磨环；11、上缸筒；12、活塞杆；13、导向箍连接钢丝圈； 14、导向箍；15、减磨环；16、橡胶波纹管；17、顶盖连接钢丝圈；18、顶盖；19、0型圈；20、上盖；21、回位弹簧；22、弹簧下拉片；23、固定螺栓；24、单向阀；25、连接管；26、过滤器；27、 弹簧上拉片；28、加注阀；29、报警单元；30、放气阀。6-01、泄压阀体；6-02、泄压阀座；6_03、泄压螺栓；6_04、泄压阀芯；6_05、泄压阀芯帽；6-06、泄压阀芯垫；6-07、泄液阀芯挡圈；6-08、补压阀体；6_09、补压阀座；6-10、补阀座垫；6-11、堵帽；6-12、补阀座垫撑环；6-13、补阀芯活塞；6_14、阀芯弹簧；6_15、安全阀座；6-16、安全阀座套；6-17、安全阀座垫；6-18、安全阀体；6_19、安全阀芯；6_20、安全阀芯挡环；6-21、安全阀弹簧下座；6-22、安全阀弹簧；6-23、安全阀弹簧上座；6_24、安全阀顶针；6-25、顶杆螺帽；6-26、锁紧螺帽；6-27、安全阀弹簧套；6_29、泄压螺栓0型圈；6_30、泄压阀座0型圈；6-31、安全阀体0型圈；6-32、安全阀座0型圈；6_33、安全阀体0型圈；6_34、 滚珠；6-35、安全阀芯0型圈。四-01、报警体；四-02、定位柱；四-03、报警弹簧；四_04、报警柱；四_05、防尘片和反光套；四-06、闩杆；四-07、报警阀体；四-08、闩杆挡片；四-09、闩杆压帽；四-10、主弹簧； 29-11、调压螺栓；四-12、调压螺帽；四-13、固定螺栓；29-14、压板；29-15、套管；29-16、H 杆帽；四-17、闩杆0型圈；四-18、报警阀体0型圈；四-19、报警体垫片。
具体实施例方式如图1、图2所示，具有恒力输出的液压支架内的支柱，它至少包括下缸筒2、上缸筒11、连接箍3、加注阀观、多用阀6、活塞杆12、报警装置观、单向阀M及集成块4。下缸筒2通过螺纹连接集成块4，集成块4上端放置上缸筒11，下缸筒2、集成块 4、上缸筒11通过连接箍3连接成一体，活塞杆12在上缸筒11内，活塞杆12和上缸筒11 通过Y型密封圈9密封，活塞杆12上端连接顶盖18，下缸筒2下端固定座落在底座1上，上缸筒11上端有导向箍14、导向箍钢丝圈13、减磨环15，上缸筒11上端和导向箍14通过导向箍钢丝圈13连接，活塞杆12和顶盖18通过顶盖钢丝圈17连接，上盖20插入上缸筒11 的上端，顶盖18压在上盖20上，上盖20上有放气阀30，通过0型圈19进行密封上缸筒11内的介质，顶盖18和上缸筒11外套接橡胶波纹管16，上缸筒11与连接箍3套接段通过钢丝圈8连接，上缸筒11和活塞杆12通过Y型密封圈9、减磨环10进行密封；上缸筒11内有回位弹簧21，回位弹簧21通过弹簧下拉片22和弹簧上拉片27连接，弹簧上拉片27上端连接上盖20，其特征是弹簧下拉片22下端连接集成块4，集成块4通过上0型圈7和下0 型圈5分别与上缸筒11和下缸筒2进行密封，弹簧下拉片22和集成块4之间通过固定螺栓23固定，集成块4左右水平方向连接多用阀6，集成块4前后方向上有加注阀观和报警装置四，集成块4下端有单向阀24，多用阀6、加注阀观、报警装置四、单向阀M分置在集成块4上，单向阀M下端通过连接管25连接过滤器26。上述多用阀6安装在沿集成块4的左右中心线的孔中，多用阀6包括补压阀部分、 泄压阀部分、安全阀部分；
补压阀部分通过在集成块4左腔中装入安全阀体6-18，通过左右安全阀体0型圈6-33 密封，补压阀座6-09左端依次装入滚珠6-34、补阀芯活塞6-13、阀芯弹簧6_14，补压阀座 6-09右端依次装入补阀座垫6-10、补阀座撑环6-12，将组装好的补压阀座6_09装入补压阀体6-8中，组成补压阀，把组合好的补压阀装入集成块4左孔中，压在安全阀体6-18上，补压阀体6-08通过安全阀体0型圈6-33密封；
泄压阀部分将泄压阀芯垫6-06、泄压阀芯帽6-05装入泄压阀芯6-04上，泄压阀芯 6-04通过档环6-07、安全阀座0型圈6-32对补压阀部分密封，将组合好的泄压阀芯6_04 装入补压阀体6-08内，泄压阀座6-02通过螺纹连接拧在泄压阀体6-01上，通过泄压阀座 0型圈6-30对外密封，泄压阀座6-02左端螺纹孔中拧入泄压螺栓6-03，通过泄压螺栓0型圈6- 对外密封，在将组合好的泄压阀体6-01旋入集成块4左端螺纹孔中并压在泄压阀芯6-04上，泄压阀体6-01通过泄压阀座0型圈6-30对外密封；
安全阀部分通过安全阀座套6-16将安全阀垫片6-17装入安全阀座6-15中，将组和好的安全阀座6-15装入安全阀体6-18的右腔，沿安全阀体6-18的右腔在将安全阀芯6_19 装入并压在安全阀座6-15上，通过安全阀芯挡片6-20、安全阀芯0型圈6-35密封，在安全阀芯6-19上端，盖上安全阀弹簧下座6-21、安全阀弹簧6-22，在安全阀弹簧套6-27的右端依次装入安全阀弹簧上座6-23、锁紧螺帽6- 、安全阀顶针6- 、顶杆螺帽6-25、锁紧螺帽沈、堵帽6-11，将组装好的安全阀弹簧套27旋入集成块壳体6- 的右端螺纹腔中。上述多用阀6的补压过程是被挤压的液体首先由集成块4的下腔进入补压阀座 6-09，滚珠6-34被阀芯弹簧6-14、补阀芯活塞6_13的推动力使补压阀密封，当压缩安全阀弹簧6-22时，通过安全阀弹簧下座6-21推动安全阀芯19、安全阀座6_17产生位移，从而顶开滚珠6-34，使压力液体进入上缸筒11，使缸杆12推出顶住被支护面，当上缸筒11内的压力达到设定值时，作用在安全阀芯6-19上的力加上阀芯弹簧6-14的作用力与安全阀弹簧 6-22的力相等后滚珠6-34回位，液体压力被截至，停止补液；其平衡方程式为F (安全阀弹簧6-22) =F (滚珠6-34)+F (安全阀芯6_19)+F (阀芯弹簧6_14)；式中F (安全阀弹簧 6-22)为弹簧压缩弹力；F (滚珠6-34)为补压阀进口压强-补压阀出口压强作用在滚珠有效截面上所产生的力，F(安全阀芯6-19)为补压阀出口压强作用在安全阀芯6-19有效截面上所产生的力，F (阀芯弹簧6-14)为弹簧压缩弹力；由平衡方程式可以看出当补压阀出口压力减小时(产生了泄漏)，F (安全阀芯6-19)项减小，相对F (安全阀弹簧6-22)项增大， 便推动滚珠6-34左移打开补压阀进行补压，使补压阀出口压力增大，当补压阀出口压力增大到设定压力时，方程式平衡停止补压。上述多用阀6的安全保护过程当被支护体对液压支柱所施加的力不断增加时， 即多用阀6出口压力会逐渐增高，因为上缸筒11内充满液体，所以液压支柱不会产生负位移即缩柱现象造成的局部塌陷，随着上缸筒11内压力的不断升高，安全阀座6-15和安全阀芯6-19随之右移，当位移到设定压力点时，对应安全阀顶针6-M的设定位置时，安全阀芯 6-19继续右移，安全阀座6-15被安全阀顶针6- 限位(安全阀顶针6- 位置可调即安全释放压力可调)，这时安全阀座6-15和安全阀芯6-19被打开，高压液体由安全阀芯6-19的内孔中泄出，保护液压支柱。上述多用阀6的泄液过程通过旋转泄压螺栓6-03使泄压阀芯6-04与泄压阀座 6-02打开，同时使补压活塞6-13带动滚珠6-34右移关闭补压阀，停止对上缸筒11进行补压，泄压阀芯6-04与泄压阀座6-02打开后，上缸筒11内的其压力液体经集成块4上的孔和补压阀体6-08的孔，泄压阀芯6-04和泄压阀座6-02的中心孔快速泄出，由于补压阀被关闭所以下缸筒2中的能量被储存，再次使用时只加注液体即可从而达到节能的目的。上述报警装置四安装在集成块4的前端，报警装置四包括报警卡位部分和报警部分，报警部分是通过在集成块4的一腔体内螺纹连接一报警体四-01，通过报警体垫片 29-19进行密封，在报警体四-01内活动连接报警柱四-04，报警柱四-04上端头嵌有防尘片和反光套四-05，报警柱四-04内装有报警弹簧四-03 ；报警卡位部分是通过在报警柱 29-04上设置有卡槽，将一R杆四-06插入所述的卡槽内，定位柱四-02被镶嵌在集成块4 中孔内，闩杆四-06穿过报警阀体四-07到卡槽内，闩杆四-06与报警阀体四-07之间通过闩杆挡片四-08、闩杆0型圈四-17和闩杆压帽四-09进行密封，闩杆四-06上端通过闩杆帽 29-16连接在调压螺栓四-11上，调压螺栓四-11上有调压螺帽四-12 ；调压螺帽四_12下端与闩杆压帽四-09之间压有主弹簧四-10，压板29-14通过固定螺栓29-13和套管四_15 固定在集成块4上端，对调压螺栓29-11进行限位。其压缩量是由调压螺栓29-11和调压螺帽29-12完成；报警阀体四-07通过螺纹连接在集成块4上，通过报警阀体0型圈29-18 进行密封。报警装置四的工作过程是报警柱四-04在N位置被按下并旋转到Y位置表示正在执行报警，旋转到C位置表示表示暂时把报警柱四-04储存起来防止碰伤和污染，旋转到 N位置表示不执行任何操作，但报警柱必须在N位置按下，当报警柱四-04在Y位置时，若集成块4上方连接的上缸筒11内的压力逐渐降低时(液压支柱产生泄漏)液体压力作用在闩杆上的力会逐渐减小，与主弹簧四-10的力失去平衡，主弹簧四-10力通过报警螺母四-12、 报警螺栓29-11拉动闩杆向上产生位移，当闩杆四-06移动到脱离报警柱四-04的环槽时， 报警柱四-04被报警弹簧弹出，出现红色柱报警信号，表示不能再继续补压，此后液压支柱的输出力不在恒定会逐渐下降，需要及时给液压支柱补液，当上缸筒11的压力再降低时报警螺栓继续向上移动，直到被压板四-14限位后才停止位移，具体到多大压力点时报警柱被弹出，是通过固定螺栓四-13、调压螺帽四-12调节弹簧的压缩量而决定的；当报警柱在四-04在N位置时，按下并旋转到C位置时，报警柱四-04上的环槽被定为柱所限位，报警柱得以储存和保护。本发明中所述的单向阀M是把单向阀M的导液管焊在单阀体上，把单阀座垫片装入单阀体的槽中，再把单阀螺钉拧入单阀体中，再把单阀芯装入单阀体的孔中，把0型圈装入单阀体的槽中，把组合装好的单阀体拧入集成块4 (液压支柱中号)上。从导管进入的压力液体，经单向阀螺钉的内孔，施加在单向阀芯上，单向阀芯被顶开，即单向阀打开。当单向阀芯的出口端高于导管内的压力时，其压力作用在单向阀芯上，使单向阀芯压压在单向阀座垫片上密封，即单向阀关闭，0型圈保证对外的密封。本发明中所述的过滤器沈是在压力液体通过过滤器26中的网片过滤后，经筛管的支撑进入导管上的孔进入导管，起到过滤的作用，通过导管的端头螺纹将过滤器上盖和过滤器下盖连接在一起。本发明中所述的加注阀观是在加注枪被卡在壳体上，通过加注嘴给加注阀提供压力介质，介质的压力推开加注阀观的滚珠流入下筒，当压力加注到设定值时拔出加注枪，此时下筒的压力介质反作用在滚珠上，使其回位并压在加注阀座和加注阀座垫组成的密封结构上，达到密封的需要。本发明的功能体现在如下方面
恒压功能当液压支柱发生泄漏时，上缸筒11内的压力会降低，这时多用阀会自动打开补压阀进行补压，当补压到设定压力时自动关闭。达到恒压的目的。安全阀功能当地应力加在液压支柱上作用力增加时，由于液体的不可压缩性， 液压支柱不会产生负向位移，即不会产生局部塌方，当地应力加在液压支柱上作用力增加到多用阀的设定压力时，多用阀中的安全阀会自动打开泄压，防止压坏液压支柱。位移跟踪功能当地质变化使液压支柱产生正向位移时，上缸筒11内的压力就会降低，多用阀中的补压阀会自动打开补压，当液压支柱的位移停止时，多用阀中的补压阀会自动补压到设定压力后停止补压。这样就跟踪了液压支柱的位移变化又使液压支柱变化后的支护力保持不变，
报警功能当液压支柱长期泄漏，使得液压支柱本身储存的能量无法在提供补压时，报警单元观会弹出红色报警柱，提示工作人员给液压支柱及时补液。报警后随着泄漏量和时间的延长，液压支柱不再输出恒定支护力，支护力会逐渐降低。当液体压力增大到补压阀进口压力时单向阀会关闭，防止液体进入下缸筒2时液压支柱产生负位移，导致局部塌方。泄液功能当旋入多用阀的泄液螺栓时，多用阀的泄压阀打开，缸杆12回位，下缸筒2内储存的能量被保持，达到节能的目的。防爆蹦、防尘功能在上缸筒11和缸杆12连接处设有橡胶波纹管16，防止灰尘进入及防止炮蹦损坏液压支柱。
权利要求
1.具有恒力输出的液压支柱，它至少包括下缸筒(2)、上缸筒(11)、连接箍(3)、加注阀 (观)、多用阀(6)、活塞杆(12)、报警装置(29)、单向阀(24)及集成块(4);下缸筒(2)通过螺纹连接集成块(4)，集成块(4)上端放置上缸筒(11)，下缸筒(2)、集成块(4)、上缸筒(11) 通过连接箍(3)连接成一体，活塞杆(12)在上缸筒(11)内，活塞杆(12)和上缸筒(11)通过Y型密封圈(9)密封，活塞杆(12)上端连接顶盖(18)，下缸筒(2)下端固定座落在底座 (1)上，上缸筒(11)上端有导向箍(14)、导向箍钢丝圈(13)、减磨环(15)，上缸筒(11)上端和导向箍(14)通过导向箍钢丝圈(13)连接，活塞杆(12)和顶盖(18)通过顶盖钢丝圈(17) 连接，上盖(20)插入上缸筒(11)的上端，顶盖(18)压在上盖(20)上，上盖(20)上有放气阀(30)，通过0型圈(19)进行密封上缸筒(11)内的介质，顶盖(18)和上缸筒(11)外套接橡胶波纹管(16)，上缸筒(11)与连接箍(3)套接段通过钢丝圈(8)连接，上缸筒(11)和活塞杆(12)通过Y型密封圈(9)、减磨环(10)进行密封；上缸筒(11)内有回位弹簧(21)，回位弹簧(21)通过弹簧下拉片(22 )和弹簧上拉片(27 )连接，弹簧上拉片(27 )上端连接上盖 (20)，其特征是弹簧下拉片(22)下端连接集成块(4)，集成块(4)通过上0型圈(7)和下0 型圈(5)分别与上缸筒(11)和下缸筒(2)进行密封，弹簧下拉片(22)和集成块(4)之间通过固定螺栓(23)固定，集成块(4)左右水平方向连接多用阀(6)，集成块(4)前后方向上有加注阀(28)和报警装置(29)，集成块(4)下端有单向阀(24)，多用阀(6)、加注阀(28)、报警装置(29)、单向阀(24)分置在集成块(4)上，单向阀(24)下端通过连接管(25)连接过滤器⑶。
2.根据权利要求1所述的具有恒力输出的液压支柱，其特征是上述多用阀(6)安装在沿集成块(4)的左右中心线的孔中，多用阀(6)包括补压阀部分、泄压阀部分、安全阀部分；补压阀部分通过在集成块(4)左腔中装入安全阀体(6-18)，通过左右安全阀体0型圈(6-33)密封，补压阀座(6-09)左端依次装入滚珠(6-34)、补阀芯活塞(6-13)、阀芯弹簧 (6-14)，补压阀座(6-09)右端依次装入补阀座垫(6-10)、补阀座撑环(6-12)，将组装好的补压阀座(6-09)装入补压阀体(6-08)中，组成补压阀，把组合好的补压阀装入集成块(4) 左孔中，压在安全阀体(6-18)上，补压阀体(6-08)通过安全阀体0型圈6-33密封；泄压阀部分将泄压阀芯垫(6-06 )、泄压阀芯帽(6-05 )装入泄压阀芯(6-04)上，泄压阀芯(6-04)通过档环(6-07 )、安全阀座0型圈(6-32 )对补压阀部分密封，将组合好的泄压阀芯(6-04)装入补压阀体(6-08 )内，泄压阀座(6-02 )通过螺纹连接拧在泄压阀体(6-01) 上，通过泄压阀座0型圈(6-30)对外密封，泄压阀座(6-02)左端螺纹孔中拧入泄压螺栓 (6-03)，通过泄压螺栓0型圈(6-29)对外密封，在将组合好的泄压阀体(6-01)旋入集成块 (4 )左端螺纹孔中并压在泄压阀芯(6-04 )上，泄压阀体(6-01)通过泄压阀座0型圈(6-30 ) 对外密封；安全阀部分通过安全阀座套(6-16)将安全阀垫片(6-17)装入安全阀座(6-15)中，将组和好的安全阀座(6-15)装入安全阀体(6-18)的右腔，沿安全阀体(6-18)的右腔在将安全阀芯(6-19 )装入并压在安全阀座(6-15)上，通过安全阀芯挡片(6-20)、安全阀芯0型圈 (6-35)密封，在安全阀芯(6-19)上端，盖上安全阀弹簧下座(6-21)、安全阀弹簧(6-22)，在安全阀弹簧套(6-27)的右端依次装入安全阀弹簧上座(6-23)、锁紧螺帽(6-26)、安全阀顶针(6-24)、顶杆螺帽(6-25)、锁紧螺帽(26)、堵帽(6-11)，将组装好的安全阀弹簧套(27) 旋入集成块壳体(6-28)的右端螺纹腔中。
3.根据权利要求1所述的具有恒力输出的液压支柱，其特征是上述多用阀(6)的补压过程是被挤压的液体首先由集成块(4)的下腔进入补压阀座(6-09)，滚珠(6-34)被阀芯弹簧(6-14)、补阀芯活塞(6-13)的推动力使补压阀密封，当压缩安全阀弹簧(6-22)时， 通过安全阀弹簧下座(6-21)推动安全阀芯(19)、安全阀座(6-17)产生位移，从而顶开滚珠 (6-34)，使压力液体进入上缸筒(11)，使缸杆(12)推出顶住被支护面，当上缸筒(11)内的压力达到设定值时，作用在安全阀芯(6-19)上的力加上阀芯弹簧(6-14)的作用力与安全阀弹簧(6-22)的力相等后滚珠(6-34)回位，液体压力被截至，停止补液；其平衡方程式为 F (安全阀弹簧)=F (滚珠)+F (安全阀芯)+F (阀芯弹簧);式中F (安全阀弹簧)为弹簧压缩弹力；F (滚珠)为补压阀进口压强-补压阀出口压强作用在滚珠有效截面上所产生的力，F (安全阀芯)为补压阀出口压强作用在安全阀芯(6-19)有效截面上所产生的力，F (阀芯弹簧)为弹簧压缩弹力；由平衡方程式可以看出当补压阀出口压力减小时(产生了泄漏)，F (安全阀芯)项减小，相对F (安全阀弹簧)项增大，便推动滚珠(6-34)左移打开补压阀进行补压，使补压阀出口压力增大，当补压阀出口压力增大到设定压力时，方程式平衡停止补压。
4.根据权利要求1所述的具有恒力输出的液压支柱，其特征是上述多用阀(6)的安全保护过程当被支护体对液压支柱所施加的力不断增加时，即多用阀(6)出口压力会逐渐增高，因为上缸筒(11)内充满液体，所以液压支柱不会产生负位移即缩柱现象造成的局部塌陷，随着上缸筒(11)内压力的不断升高，安全阀座(6-15)和安全阀芯(6-19)随之右移，当位移到设定压力点时，对应安全阀顶针(6-24)的设定位置时，安全阀芯(6-19)继续右移，安全阀座(6-15)被安全阀顶针(6-24)限位(安全阀顶针位置可调即安全释放压力可调)，这时安全阀座(6-15)和安全阀芯(6-19)被打开，高压液体由安全阀芯(6-19)的内孔中泄出，保护液压支柱。
5.根据权利要求1所述的具有恒力输出的液压支柱，其特征是上述多用阀(6)的泄液过程通过旋转泄压螺栓(6-03)使泄压阀芯(6-04)与泄压阀座(6-02)打开，同时使补压活塞(6-13)带动滚珠(6-34)右移关闭补压阀，停止对上缸筒(11)进行补压，泄压阀芯 (6-04)与泄压阀座(6-02)打开后，上缸筒(11)内的其压力液体经集成块(4)上的孔和补压阀体(6-08 )的孔，泄压阀芯(6-04)和泄压阀座(6-02 )的中心孔快速泄出，由于补压阀被关闭所以下缸筒(2)中的能量被储存，再次使用时只加注液体即可从而达到节能的目的。
6.根据权利要求1所述的具有恒力输出的液压支柱，其特征是上述报警装置(29) 安装在集成块(4)的前端，报警装置(29)包括报警卡位部分和报警部分，报警部分是通过在集成块(4)的一腔体内螺纹连接一报警体(29-01)，通过报警体垫片(29-19)进行密封，在报警体(29-01)内活动连接报警柱(29-04)，报警柱(29-04)上端头嵌有防尘片和反光套(29-05)，报警柱(29-04)内装有报警弹簧(29-03)；报警卡位部分是通过在报警柱 (四-04)上设置有卡槽，将一闩杆(29-06)插入所述的卡槽内，定位柱(29-02)被镶嵌在集成块(4)中孔内，闩杆(29-06)穿过报警阀体(29-07)到卡槽内，闩杆(29-06)与报警阀体 (四-07)之间通过闩杆挡片(29-08)、闩杆0型圈(29-17)和闩杆压帽(29-09)进行密封，闩杆(29-06)上端通过闩杆帽(29-16)连接在调压螺栓(29-11)上，调压螺栓(29-11)上有调压螺帽(29-12);调压螺帽(29-12)下端与闩杆压帽(29-09)之间压有主弹簧(29-10)，压板 (四-14)通过固定螺栓(29-13)和套管(29-15)固定在集成块(4)上端，对调压螺栓(29-11) 进行限位，其压缩量是由调压螺栓(29-11)和调压螺帽(29-12)完成；报警阀体(29-07)通过螺纹连接在集成块(4 )上，通过报警阀体0型圈(29-18 )进行密封。
7.根据权利要求1所述的具有恒力输出的液压支柱，其特征是报警装置(29)的工作过程是报警柱(29-04)在N位置被按下并旋转到Y位置表示正在执行报警，旋转到C位置表示表示暂时把报警柱(29-04)储存起来防止碰伤和污染，旋转到N位置表示不执行任何操作，但报警柱必须在N位置按下，当报警柱(29-04)在Y位置时，若集成块(4)上方连接的上缸筒(11)内的压力逐渐降低时(液压支柱产生泄漏)液体压力作用在闩杆上的力会逐渐减小，与主弹簧(29-10)的力失去平衡，主弹簧(29-10)力通过报警螺母(29-12)、报警螺栓 (29-11)拉动闩杆向上产生位移，当闩杆(29-06)移动到脱离报警柱(29-04)的环槽时，报警柱(29-04)被报警弹簧弹出，出现红色柱报警信号，表示不能再继续补压，此后液压支柱的输出力不在恒定会逐渐下降，需要及时给液压支柱补液，当上缸筒(11)的压力再降低时报警螺栓继续向上移动，直到被压板(29-14)限位后才停止位移，具体到多大压力点时报警柱被弹出，是通过调压螺栓(29-11)、调压螺帽(29-12)调节弹簧的压缩量而决定的；当报警柱在(29-04)在N位置时，按下并旋转到C位置时，报警柱(29-04)上的环槽被定为柱所限位，报警柱得以储存和保护。
8.根据权利要求1所述的具有恒力输出的液压支柱，其特征是所述的上缸筒(11)和缸杆(12)连接处设有橡胶波纹管(16)，防止灰尘进入及防止炮蹦损坏液压支柱。
全文摘要
本发明属于液压控制系统，涉及液压支柱，特别是为煤炭及其它采矿行业的有效支护、安全生产提供了一个有效可靠的具有恒力输出的液压支柱及补压方法，其特征是弹簧下拉片下端连接集成块，集成块通过上O型圈和下O型圈分别与上缸筒和下缸筒进行密封，弹簧下拉片和集成块之间通过固定螺栓固定，集成块左右水平方向连接多用阀，集成块前后方向上有加注阀和报警装置，集成块下端有单向阀，多用阀、加注阀、报警装置、单向阀分置在集成块上，单向阀下端通过连接管连接过滤器。它为煤炭及其它采矿行业的起到了有效支护、安全生产的作用。
文档编号E21D15/46GK102213100SQ201110175919
公开日2011年10月12日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者马庆明, 马文龙 申请人:马文龙