永久支护单体支柱的制作方法
【专利摘要】一种永久支护单体支柱，包括具有喇叭形上口的缸体和连接在缸体底部的底座，缸体内设有浮动密封件，浮动密封件把缸体腔分隔成变容压力腔和柱塞腔，缸体的底面上固定有对浮动密封件下限位的基座，柱塞腔中设有柱塞，柱塞的上部伸出缸体，缸体的喇叭形上口和柱塞之间设有楔形卡箍，楔形卡箍的内壁上设有棘齿，由棘齿咬住柱塞的外表面使楔形卡箍和柱塞固定连接，缸体的上部设有限高排液口，缸体的下部对应基座处设有注液口。本实用新型是用压力水注入到单体支柱的变容压力腔中，使得柱塞上升，当柱塞达到支撑高度后通过捶打楔形卡箍使得楔形卡箍的棘齿咬合柱塞的外表面实现支护，变容压力腔注入的是水而不是液压油工作介质，而且承载力是靠棘齿咬合柱塞的力，所以本实用新型具有结构简单、施工方便、支撑力大、性能安全、没有污染的优点。
【专利说明】永久支护单体支柱
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及单体支柱。
【背景技术】
[0002]在进行地下矿井建设和使用时，除了需要临时支护外，很多地方也需要永久的支护，比如在矿井中的主井和运输巷就必须使用永久支护，现有的技术采用砌碹支护，锚杆(网)支护，金属支架型钢支护，钢筋混凝土支护，以及各类支护之间的联合支护。这些永久支护方式都存在一定的缺点或者局限性，例如:砌碹支护具有强度大，柔性不足的缺点，降低其支护性能；锚杆(网)支护由于要求锚固于坚硬岩体中，不适用于软岩与土体，破坏往往是锚固岩体的破坏，由于局部锚杆较密，锚杆施工不方便，另外防水施工比较麻烦；金属支架型钢支护采用专用型钢进行切断或者成形后对巷道进行支护，由于井下地质条件造成巷道的截面形状存在差异，对其进行金属支架型钢支护时需要先对巷道截面进行确认后才能按照支护需要配合的截面形状进行下料或者弯成形进行支护，必要时还需要木料或者水泥砂浆的填充才能保证支护的可靠性，这种支护方式存在反映周期长，造价高的缺点。单体液压支柱是一种常用的支护装备，液压单体支柱工作中一旦介质泄漏，会对矿井安全生产构成很大的威胁。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提出一种结构简单、性能安全的永久支护单体支柱。
[0004]为达到上述目的，本实用新型采取如下技术方案:
[0005]本实用新型包括具有喇叭形上口的缸体和连接在缸体底部的底座，缸体内设有浮动密封件，浮动密封件把缸体腔分隔成变容压力腔和柱塞腔，缸体的底面上固定有对浮动密封件下限位的基座，柱塞腔中设有柱塞，柱塞的上部伸出缸体，缸体的喇叭形上口和柱塞之间设有楔形卡箍，楔形卡箍的内壁上设有棘齿，由棘齿咬住柱塞的外表面使楔形卡箍和柱塞固定连接，缸体的上部设有限高排液口，缸体的下部对应基座处设有注液口。
[0006]所述缸体的限高排液口的直径大于缸体的注液口的直径。
[0007]所述缸体的注液口设有接口，接口的孔径即为注液口的直径。
[0008]所述柱塞由活塞、筒体和顶盖组成，活塞和筒体之间焊接。
[0009]所述柱塞的筒体和顶盖之间的连接采取焊接、内包钢丝连接或外包钢丝连接。
[0010]所述缸体和底座之间的连接采取焊接、内包钢丝连接或外包钢丝连接。
[0011 ] 所述浮动密封件为杯型密封件。
[0012]所述基座由管体和覆盖在管体顶面的盖组成。
[0013]所述楔形卡箍为具有开口的倒圆锥台环状体。
[0014]所述柱塞的外表面上接近限高警示标识和限高标识。
[0015]本实用新型具有如下积极效果:1、本实用新型是用压力水注入到单体支柱的变容压力腔中，使得柱塞上升，当柱塞达到支撑高度后通过捶打楔形卡箍使得楔形卡箍的棘齿咬合柱塞的外表面实现支护，变容压力腔注入的是水而不是液压油工作介质，而且承载力是靠棘齿咬合柱塞的力，所以本实用新型具有结构简单、施工方便、支撑力大、性能安全、没有污染的优点。2、单体支柱的高度将被限制限高排液口之下，通过柱塞外表面的限高标识
可以查看这一高度。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的结构示意图。
[0017]图2是楔形卡箍示意图。
[0018]图3是图2的I部放大图。
[0019]图4是图2的俯视图。
[0020]图5是柱塞的筒体和顶盖之间内包钢丝连接的示意图。
[0021]图6是柱塞的筒体和顶盖之间外包钢丝连接示意图。
[0022]图7是缸体和底座之间内包钢丝连接的示意图。
[0023]图8是缸体和底座之间外包钢丝连接的示意图。
【具体实施方式】
[0024]实施例1
[0025]见图1至图4，本实施例包括具有喇叭形上口 1-1的缸体I和焊接在缸体I底部的底座7，缸体I内设有浮动密封件5，浮动密封件5优先为杯型密封件。浮动密封件5把缸体腔分隔成变容压力腔A和柱塞腔B，变容压力腔A的底面上焊接有对浮动密封件5下限位的基座7，所述基座6由管体6-1和覆盖在管体6-1顶面的盖6-2组成。柱塞腔B中设有柱塞2，所述柱塞2由活塞2-3、筒体2-2和顶盖2-1组成，活塞2_3和筒体2_2之间焊接，筒体2-2和顶盖2-1之间之间焊接。柱塞2的上部伸出缸体1，缸体I的喇叭形上口 1-1和柱塞2之间设有楔形卡箍3,所述楔形卡箍3为具有开口 3-2的倒圆锥台环状体,楔形卡箍3的内壁上设有多圈棘齿3-1，楔形卡箍3的硬度高于柱塞2的硬度。
[0026]上述浮动密封件5能防止液体从柱塞2和缸体I之间的缝隙流出。
[0027]缸体的上部设有限高排液口 1-2，限高排液口 1-2上设有防护罩9。缸体I的下部对应基座7处设有注液口 1-3，注液口上连接有接头10，在缸体I设有上、下把手4。上、下把手4、防护罩9、接头10在同一直线上，上、下把手4还起着保护防护罩9和接头10的作用。
[0028]所述限高排液口 1-2的直径大于注液口 1-3的直径，注液口 1-3上的接头10的孔径即是注液口的直径。
[0029]所述柱塞2的外表面上设有接近限高警示标识2-4和限高标识2-5，接近限高警示标识2-4和限高标识2-5采用不同的颜色，例接近限高警示标识2-4为橙色环状标识，限高标识2-5为红色环状标识，当橙色标识2-5露出缸体时，警告柱塞2升出即将到达它的最高高度，当红色标识2-4露出时表明柱塞2升出已经超过它的最大高度限制。
[0030]柱塞2安装时，活塞2-3和筒体2-2焊接，楔形卡箍3装入筒体2_2后，筒体2_2和顶盖2-1焊接，再将浮动密封件连接在活塞2-3上，组成一个整体部件。缸体的安装，先把基座6的管体6-1焊接在底座7上，管体6-1的上端连接盖子6-2，然后把底座7焊接在缸体I上，缸体I上焊接有把手4，并在限高排液口处焊接有防护罩9，注液口上焊接有接头10，组成一个整体部件。装配时将柱塞整体部件装入缸体整体部件，楔形卡箍装入缸体喇叭形上口即可完成装配。
[0031]使用时，根据巷道具体情况选择合适高度的单体支柱，将一定压力的水通过专用注液装置连接到注液口的接头10上，这时水通过注液口 1-2进入变容压力腔A，柱塞2进行升柱。由于限高排液口 1-2的直径大于注液口 1-3的直径，所以通过限高排液口 1-2的水流量大于通过注液口 1-3的水流量。当柱塞2底部的浮动密封件5的上升高度接近限高排液口 1-2时，橙色标识2-4露出缸体1，警告柱塞2升出即将到达它的最高高度，当红色标识
2-5露出时表明柱塞2已经超过它的最大高度限制，这时有水从限高排液口1-2流出，柱塞筒2的升出高度被限制在橙色环状标识2-4位置，这个位置即是单体支柱的设计支撑高度，这时通过捶打楔形卡箍3直至楔形卡箍3啮合在缸体喇叭形上口位置，而后停止供液，撤下专用注液装置，变容压力腔A的水通过注液口 1-3流出，完成对单体支柱进行初撑。
[0032]楔形卡箍3的外表面通过和缸体喇叭形上口 1-1的配合以及内表面上的棘齿3-1通过咬合柱塞筒体的外表面，使单体支柱实现对矿井中工作面的支护。楔形卡箍3的棘齿
3-1通过热处理获得足够的硬度，楔形卡箍的内表面被涂以任何一种润滑材质，比如油脂或者类似的物质，润滑保证楔形卡箍内表面和柱塞筒体的外表面之间具有恒定的摩擦系数。
[0033]如果要拆卸本单体支柱也很方便，利用专用注液装置把柱塞升高一点，因为楔形卡箍和柱塞咬死，楔形卡箍就会随着柱塞活上升的，这样楔形卡箍的外锥面就会脱离缸体的喇叭形上口。
[0034]所述柱塞2的筒体2-2和顶盖2-1之间的连接还能采取内包钢丝连接(见图5)，或外包钢丝连接(见图6)。
[0035]所述缸体I和底座7之间的连接还能采取内包钢丝连接(见图7)，或外包钢丝连接(见图8)。
【权利要求】
1.一种永久支护单体支柱，其特征在于:包括具有喇叭形上口(1-1)的缸体(I)和连接在缸体(I)底部的底座(7 )，缸体(I)内设有浮动密封件(5 )，浮动密封件把缸体腔(5 )分隔成变容压力腔(A)和柱塞腔(B )，缸体(I)的底面上固定有对浮动密封件下限位的基座(7 )，柱塞腔(B)中设有柱塞(2)，柱塞(2)的上部伸出缸体(1)，缸体(I)的喇叭形上口(1-1)和柱塞(2)之间设有楔形卡箍(3)，楔形卡箍(3)的内壁上设有棘齿(3-1)，由棘齿(3-1)咬住柱塞(2)的外表面使楔形卡箍(3)和柱塞(2)固定连接，缸体的上部设有限高排液口( 1-2)，缸体(I)的下部对应基座(7 )处设有注液口( 1-3 )。
2.根据权利要求1所述的永久支护单体支柱，其特征在于:所述缸体(I)的限高排液口(1-2)的直径大于缸体(I)的注液口(1-3)的直径。
3.根据权利要求2所述的永久支护单体支柱，其特征在于:缸体(I)的注液口(1-3)设有接口(10)，接口(10)的孔径即为注液口(1-3)的直径。
4.根据权利要求1所述的永久支护单体支柱，其特征在于:所述柱塞(2)由活塞(2-3),筒体(2-2)和顶盖(2-1)组成，活塞(2-3)和筒体(2_2)之间焊接。
5.根据权利要求4所述的永久支护单体支柱，其特征在于:所述柱塞(2)的筒体(2-2)和顶盖(2-1)之间的连接采取焊接、内包钢丝连接或外包钢丝连接。
6.根据权利要求1所述的永久支护单体支柱，其特征在于:所述缸体(I)和底座(7)之间的连接采取焊接、内包钢丝连接或外包钢丝连接。
7.根据权利要求1所述的永久支护单体支柱，其特征在于:所述浮动密封件(5)为杯型密封件。
8.根据权利要求1所述的永久支护单体支柱，其特征在于:所述基座(6)由管体(6-1)和覆盖在管体(6-1)顶面的盖(6-2)组成。
9.根据权利要求1所述的永久支护单体支柱，其特征在于:所述楔形卡箍(3)为具有开口(3-2)的倒圆锥台环状体。
10.根据权利要求1所述的永久支护单体支柱，其特征在于:所述柱塞(2)的外表面上接近限高警示标识(2-4)和限高标识(2-5)。
【文档编号】E21D15/44GK203403896SQ201320339769
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年6月13日 优先权日:2013年6月13日
【发明者】张弘, 康瑞德, 姜汉军, 朱文权, 常健 申请人:常州多宝机械制造有限公司