专利名称：多级插接连杆式充填液压支架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉 及一种煤矿井宫矿使用的特种液压支架，特别是一种多级插接连杆式充填液压支架，它适于整个工作面的采空区固体物料充填，是一种集开采支护和架后采空区辅助充填功能于一体的充填液压支架。
背景技术：
据文献报导，针对现有绝大多数井宫矿井在进行煤炭开采采取顶板自然垮落法存在的会造成地面的塌陷，许多矿区的地面建筑物被破坏，村庄搬迁，塌陷区所造成大量土地浪费，以及矸石弃置对地面造成危害，压占土地，污染环境等等问题，大多采用以下治理解决办法。例如公开号为CN1807843A的“矸石充填采空区的方法”、公告号为CN2804388Y的 “充填矸石液压支架”和公开号为CN1873188A的“充填矸石液压支架”等专利中公开了在综采液压支架后部设尾梁，然后吊挂小型皮带机或刮板运输机的方式，将矸石送入架后采空区的回填方法。这种方法虽然可以实现一定程度的矸石回填，但仅仅是将矸石堆入采空区内，其支架结构也决定了其回填比例较低。实际应用表明，其主要作用是消耗矸石，并不能有效解决地表沉陷的问题。而在公开号为CN101725365A的“一种六柱支撑式采煤充填液压支架”和公开号为CN201554482U的“一种六柱支撑式采煤充填液压支架”等专利中公开了在综采液压支架后部设尾梁，然后吊挂小型皮带机或刮板运输机的基础上，增加了由调高液压缸和压实液压缸连接的压实机构。在功能上基本实现了将送入采空区的矸石压实后形成具有一定强度的充填实体，从而控制煤层上方岩石层运动的目的。但其结构本身还存在操作者观察窗口过小，行人通道被上连杆挤占，单连杆结构强度受限，底座过宽影响行人及移架，前后立柱太近从而影响支护效果，压实和调高液压缸更换困难等众多实际问题。公开号为CN101265808A的“煤矿联体异步支架充填挡墙”中公开了一种在综采液压支架后方设置挡墙软模板的机构，其目的是针对架后采空区内充填膏体或浆体等流体填充物，其结构复杂，后部空顶支护效果差，而且该软模板结构对流体物料的压力和采空区矿压的承受能力也十分有限。另外，在公告号为CN2128670Y的“GS材料充填留巷端头液压支架”中公布了一种用于GS (高水速凝)材料充填留巷的端头支架，其用途是实现沿采空区和巷道边缘留筑一道墙体，而非对整个工作面的采空区充填作业。本发明人曾针对上述开采支护和架后采空区的充填所采用的支架存在的问题， 先后设计出了公开号为CN101487395A的“架后充填模板支架”，公告号为CN200999613Y 的“巷旁充填后模板支架”，公告号为CN200999614Y的“巷旁充填侧模板支架”、公开号为 CN101289939A的“沿空留巷综合支护装置”和公开号为CN101560883A的“沿空留巷作业模架”等模板支架，解决了在实施沿空留巷和巷旁充填工艺时如何进行机械化的立模和整体支护，以及实现墙体充填和采煤生产并行作业等难题。另外，本发明人设计出的公开号为 CN101487395A的“架后充填模板支架”和公开号为CN201539274U的“箱式充填液压支架”， 均可作为对采空区进行整体充填的支护和模板设备。但是，因其充填物为似膏体或浆体材料，而不能对干料进行充填，故还需要增加制做和输送系统，如浆体搅拌和泵送装置等，来与支架配合作业，因此，影响其推广应用。 实用新型内容 本实用新型的目的是提供一种多级插接连杆式充填液压支架，它解决了现有技术存在的对矸石等固体颗粒进行高效架后采空区充填所存在的各种问题，其结构设计紧凑， 设备整体空间占用小，支护面积和调高范围大，机构调整灵活，便于操作和维护，适合于多台设备协同使用，进行整个工作面的充填辅助作业，提高生产效率。本实用新型所采用的技术方案是该多级插接连杆式充填液压支架包括底座，前梁，顶梁，后顶梁，柱顶分别与所述顶梁和后顶梁铰接、缸底通过压板与所述底座铰接的液压前、中、后立柱，组装在所述底座中间的推移液压缸、抬底座液压缸和前推杆，其技术要点是所述顶梁的中部设置具有两级行程的多级插接连杆式导向机构由导杆箱、二级导向套和所述底座上凸起的导套组成，所述导向机构的带有滑道的矩形所述导杆箱的顶端与所述顶梁的中部铰接，所述导杆箱的另一端插入所述二级导向套内，并一同插到所述底座上凸起的导套内。所述二级导向套与所述底座上凸起的导套之间设置限位块。组装在所述后顶梁的滑道内的吊挂机构悬挂一个通过后刮板伸缩液压缸来控制的充填刮板运输机。在所述底座的后部两侧分别设置由铲板、压实机构二级导向套和压实机构一级箱体组成的通过压实液压缸控制的压实机构。在所述压实机构一级箱体的上面设有耳板，并与调高液压缸的一端铰接，所述调高液压缸的另一端与所述底座上凸起的导套上的耳板铰接。本实用新型具有的优点及积极效果是因其采用具有两级行程的多级插接连杆式导向机构由导杆箱、二级导向套和所述底座上凸起的导套组成，利用分置于底座两侧的两个相对独立的导向机构来代替传统的四连杆机构，双伸缩的导向机构使得支架的升降是在垂直方向上进行的，支架升高以后，支架的中部就会出现一个前后贯通的通道，没有梁端距的变化，使得前液压前、中、后立柱之间节省出了很大的行人空间，且不随支架的高度变化而变化，所以其结构设计紧凑，设备整体空间占用小，支护面积和调高范围大。另外，各机构与其功能液压缸分离设置，故各机构调整灵活，可靠性强，便于操作和维护，适合于多台设备协同使用，进行整个工作面的充填辅助作业，提高生产效率。
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。图1是本实用新型的一种具体结构示意图。图2是图1中拆除前梁、顶梁、液压立柱、后顶梁、调高液压缸的俯视图。图3是图1中剖切顶梁后的侧视图。图4是图1中后顶梁的仰视图。图中序号说明1伸缩梁、2护帮板、3前梁、4前梁液压缸、5液压前立柱、6顶梁、7 导杆箱、8 二级导向套、9后顶梁、10吊挂机构、11充填刮板运输机12链环、13运输机、14连接头、15底座、16踏板、17调高液压缸、18压实机构一级箱体、19压实机构二级导向套、20压实液压缸、21铲板、22防护套、23液压中立柱、24液压后立柱、25前推杆、26推移液压缸、 27后推杆、28连接耳板、29连接耳板、30耳座、31抬底座液压缸、32耳板、33后刮板伸缩液压缸。
具体实施方式根据图1 3详细说明本实用新型的具体结构。该多级插接连杆充填液压支架是在本发明人在先专利中的一些成熟的模板支架结构基础上进行改进的。它包括底座15，带有伸缩梁1和护帮板2的前梁3，悬吊充填刮板运输机11的后顶梁9，分别与前梁3、后顶梁9铰接的顶梁6，柱顶通过销轴与分别与顶梁6和后顶梁9铰接、缸底通过压板与底座15 铰接的液压前、中、后立柱5、23、24，组装在底座15中间的推移液压缸26、抬底座液压缸和前推杆，以及导向机构和压实机构等部件。其中顶梁6的前端和前梁3的后部分别与两个前梁液压缸4的头尾连接，顶梁6的中部设置具有两级行程的多级插接连杆式导向机构由导杆箱7、二级导向套8和底座15上凸起的导套组成。导向机构的带有滑道的矩形导杆箱 7的顶端与顶梁6的中部铰接，导杆箱7的另一端插入二级导向套8内，并一同插到底座15 上凸起的两个导套内。二级导向套8与底座15上凸起的导套之间设置限位块，并通过限位块使导杆箱7可在二级导向套8内上、下滑动而不脱离。组装在后顶梁9滑道内的吊挂机构10可以沿滑道前、后滑动，而它的滑道是由通过耳板分别与后顶梁9和吊挂机构10连接的后刮板伸缩液压缸33来控制的，吊挂机构10的下方通过链环12悬吊着充填刮板运输机 11。组装在底座15中间的推移液压缸26通过其缸体尾部的耳轴与底座15铰接、活柱一端与后推杆27铰接。布置在底座15中间的后推杆27末端与推移液压缸26连接，前端与前推杆25铰接，前推杆25的前端又与连接头14连接。布置在底座15前部中间位置的抬底座液压缸31放置在底座15过桥后面的钢筒内，与耳座30连接，并通过耳座30与底座15 的两个内主筋和焊接在过桥后的耳板铰接，踏板16与焊接在底座15上的耳板连接。在底座15的后部两侧分别设置由铲板21、压实机构二级导向套19和压实机构一级箱体18组成的通过压实液压缸20控制的压实机构。铲板21两侧的耳板与压实液压缸20的缸底铰接， 压实机构二级导向套19连同插入其内的铲板21 —起插入到压实机构一级箱体18内，通过限位块使其在压实机构二级导向套19内前、后滑动而不脱离。压实机构一级箱体18的底部与底座15尾部的耳板铰接。压实机构的压实液压缸20的缸底与焊接在铲板21两侧的耳板铰接，活塞杆与焊接在底座15尾部的耳板铰接，成为控制压实机构的动力部分。在压实液压缸20的活塞杆上安装着防护套22，以保护活塞杆不受损伤。调高液压缸17 —端的缸底与底座15上凸起的导套上的耳板铰接，压实机构一级箱体18的上面设有耳板，调高液压缸的活塞杆端与压实机构一级箱体18的耳板铰接。其中伸缩梁1、护帮板2、前梁3、顶梁 6、液压前、中、后立柱5、23、24、前推杆25、后推杆27和耳座30等件采用已有结构，所用的规格、形状应根据使用要求确定。与现有技术和在先专利结构不同的是该多级插接连杆式充填液压支架采用双伸缩的导向机构完全取代了四连杆机构；调高液压缸17与设置在压实机构一级箱体18上面的耳板铰接；能够实现双伸缩的压实机构的压实液压缸20是双伸缩内注液结构。.其中导向机构的结构形式、尺寸规格，要根据支架的工作阻力和工作高度等参数来确定。导杆箱7跟随立柱液压前、中立柱5、23的升高、降低而上、下运动，当导杆箱7升起一定高度以后，就会带动二级导向套8 —起向上升，当支架升到最高位置时，二级导向套 8与底座15上的导套之间还留有一定得含量。保证了在任何状态下导杆箱7、二级导向套 8和底座15之间始终不脱离。通过调节调高液压缸的行程，使得压实机构能够自如调整高度；调高液压缸17安装在压实机构一级箱体18的上面方便其拆卸。压实机构的铲板21的头部是一块弧形的钢板，弧面焊有加强筋，以增加弧板的强度。压实机构二级导向套19是一个由钢板焊接而成的上、下贯通的矩形筒，上部设有限位块；压实机构一级箱体18是由钢板组焊而成，上部开口，下部封闭并设有铰接孔与底座15尾部铰接。封闭的箱式结构保证了强度。通过控制压实液压缸20的伸缩，实现对压实机构运动的控制。该多级插接连杆式充填液压支架工作时，在既定位置按照上述结构连接方式和
安装布置好后，默认初始状态为液压前、中、后立柱5、23、24升起支撑顶梁6，使顶梁 6与顶板接触，并达到初撑力。伸缩梁1、护帮板2、抬底座液压缸31、压实液压缸20均处于收回状态；推移液压缸26、调高液压缸17、后刮板伸缩液压缸33处于伸出状态，使压实机构处于最低位置且水平放置。充填刮板运输机11移至后顶梁最后端，将其运行后开始进行物料的充填；同时，工作面开始进行常规采煤生产。当充填物料运送到支架后部时，打开充填刮板运输机11底部的漏矸孔，使充填物料落到后顶梁9掩护下的采空区空间内，开启喷雾装置，使充填物料湿润，并有一定得黏度，当充填物料达到一定数量后，开启压实机构，通过铲 板21对充填物料进行挤压，适时的调整调高液压缸17的行程，控制压实机构的高度和方向；随着充填物料的不断增加，压实机构不断地挤压，在支架后部的采空区内逐渐形成了一道具有一定强度和密实性的充填墙体。随着工作面采煤工作的不断推进，支架的前移，支架后部充填墙体也就不断增厚；随着时间的推移，墙体的强度也不断增加，这样就达到了充实采空区，从而控制煤层上方岩石层下沉的目的。
权利要求1.一种多级插接连杆式充填液压支架，包括底座，前梁，顶梁，后顶梁，柱顶分别与所述顶梁和后顶梁铰接、缸底通过压板与所述底座铰接的液压前、中、后立柱，组装在所述底座中间的推移液压缸、抬底座液压缸和前推杆，其特征在于所述顶梁的中部设置具有两级行程的多级插接连杆式导向机构由导杆箱、二级导向套和所述底座上凸起的导套组成，所述导向机构的带有滑道的矩形所述导杆箱的顶端与所述顶梁的中部铰接，所述导杆箱的另一端插入所述二级导向套内，并一同插到所述底座上凸起的导套内。
2.根据权利要求1所述多级插接连杆式充填液压支架，其特征在于所述二级导向套与所述底座上凸起的导套之间设置限位块。
3.根据权利要求1所述多级插接连杆式充填液压支架，其特征在于组装在所述后顶梁的滑道内的吊挂机构悬挂一个通过后刮板伸缩液压缸来控制的充填刮板运输机。
4.根据权利要求1所述多级插接连杆式充填液压支架，其特征在于在所述底座的后部两侧分别设置由铲板、压实机构二级导向套和压实机构一级箱体组成的通过压实液压缸控制的压实机构。
5.根据权利要求4所述多级插接连杆式充填液压支架，其特征在于在所述压实机构一级箱体的上面设有耳板，并与调高液压缸的一端铰接，所述调高液压缸的另一端与所述底座上凸起的导套上的耳板铰接。
专利摘要一种多级插接连杆式充填液压支架，解决了现有技术存在的对矸石等固体颗粒进行高效架后采空区充填所存在的各种问题，它包括底座，前梁，顶梁，后顶梁，液压前、中、后立柱，组装在底座中间的推移液压缸、抬底座液压缸和前推杆，其技术要点是顶梁的中部设置具有两级行程的多级插接连杆式导向机构由导杆箱、二级导向套和底座上凸起的导套组成，导向机构的带有滑道的矩形导杆箱的顶端与顶梁的中部铰接，导杆箱的另一端插入二级导向套内，并一同插到底座上凸起的导套内。其结构设计紧凑，设备整体空间占用小，支护面积和调高范围大，机构调整灵活，便于操作和维护，适合于多台设备协同使用，进行整个工作面的充填辅助作业，提高生产效率。
文档编号E21F15/06GK201982127SQ20112006192
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月11日 优先权日2011年3月11日
发明者曹伟, 曹树祥, 王新亚, 胡献民, 邱洋 申请人:沈阳天安矿山机械科技有限公司