專利名稱：自排氣、可加長的外注式單體液壓支柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種礦用支護(hù)設(shè)備，具體地說是一種外注式單體液壓支柱。
背景技術(shù)：
單體液壓支柱是一種主要用于地面特殊工程支護(hù)和地下開采支護(hù)的專用工具，但大多用于煤礦井下采煤工作面的支護(hù)。由于受到地質(zhì)條件、設(shè)備費用等因素的影響，目前在我國除少數(shù)煤礦在綜采工作面使用液壓支架外，大部分的煤礦采掘工作面支護(hù)設(shè)備使用的都是外注式單體液壓支柱。
現(xiàn)場調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)現(xiàn)用的外注式單體液壓支柱存在著不少問題，需要完善或改進(jìn)一、由于三用閥設(shè)置在活柱上，它隨活柱的上升而升高，給工人的操作帶來不便；另外，活柱上設(shè)置裝配三用閥的孔，不但加工難度大，而且還影響活柱的強(qiáng)度。二、由于支柱的缸套內(nèi)孔是高壓密封面，因此其加工精度要求很高，加工費用昂貴；同時，缸套內(nèi)孔腐蝕或損傷后修復(fù)困難，支柱報廢量大。三、現(xiàn)用的單體液壓支柱，在缸內(nèi)密封的腔體內(nèi)存有大量的空氣不能自動排出，空氣中的氧，加快了各密封表面的腐蝕，加大了支柱的修復(fù)量和報廢量。四、因井下煤層厚薄不一，支護(hù)高度需隨采煤高度需要而變化，為此使用單位要備有各種規(guī)格、長度和不同行程的單體液壓支柱，加大了使用單位的支柱庫存和生產(chǎn)成本。五、單體液壓支柱上的三用閥零件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難加工。同時由于左右閥筒之間用螺紋連接，易發(fā)生連接螺紋滑絲，閥筒飛出傷人的事故。六、現(xiàn)用的單體液壓支柱的手把體，均是單側(cè)固定方式，外凸較長，占用空間，給現(xiàn)場人員的行動和支柱的裝車運輸帶來很多不便。
2001年8月15日公告的中國發(fā)明專利說明書(專利號97107063.6，授權(quán)公告號CN 1069733C)公開了一種外注式單體液壓支柱，它由頂蓋、活柱、手把閥體、缸套、底座、復(fù)位彈簧、三用閥等組成；活柱上端內(nèi)壁上焊有掛鉤，復(fù)位彈簧一端掛在所述掛鉤上，另一端掛在底座上設(shè)置的彈簧掛環(huán)上，該復(fù)位彈簧沿軸向隨支柱的伸縮而伸縮。該發(fā)明針對現(xiàn)用單體液壓支柱存在的不足，將三用閥安裝于設(shè)置在缸套上部的手把閥體上，解決了活柱伸縮時，三用閥高度隨之改變，工人操作不安全方便的問題，同時解決了手把閥體安裝在活柱上影響活柱強(qiáng)度的問題。另外，該發(fā)明在活柱下部外緣設(shè)置兩個軸肩，用下方的軸肩和手把閥體上的臺階對活柱導(dǎo)向，用上方的軸肩對活柱的行程限位，使缸套的內(nèi)孔不需做成高壓密封面，解決了缸套內(nèi)孔加工要求高、腐蝕或損傷后修復(fù)困難的問題。即該發(fā)明基本解決了前述現(xiàn)用外注式單體液壓支柱存在的問題中的前二個問題，但對后面的幾個問題沒有涉及。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種外注式單體液壓支柱，該支柱不僅能解決活柱伸縮時，三用閥高度隨之改變，工人操作不安全方便的問題，以及缸套內(nèi)孔加工要求高、腐蝕或損傷后修復(fù)困難的問題；而且該支柱還能自動排出缸內(nèi)密封腔體內(nèi)的空氣，可以根據(jù)采煤工作面的需要簡便地調(diào)整支柱的支護(hù)高度范圍。
為達(dá)到上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是該單體液壓支柱，包括頂蓋、活柱、手把閥體、三用閥、缸套、底座，在活柱的內(nèi)腔裝有復(fù)位彈簧；所述手把閥體包括三用閥座、缸套箍圈和手把，三用閥安裝在三用閥座中，在三用閥座靠近缸套箍圈的側(cè)壁上設(shè)有連通三用閥和缸套內(nèi)腔的徑向通孔；缸套箍圈上端通過防塵圈、導(dǎo)向環(huán)及活柱密封圈與活柱之間密封并相對滑動，其下端通過缸套密封圈和缸套連接鋼絲與缸套的上端密封并連接在一起；缸套的下端通過底座密封圈和底座連接鋼絲與底座密封并連接在一起；活柱導(dǎo)向套和導(dǎo)向套檔圈安裝在活柱下部的環(huán)形槽中，行程限位環(huán)安裝在活柱中下部的環(huán)形槽中，在活柱導(dǎo)向套和行程限位環(huán)之間的活柱上設(shè)有徑向通孔；活柱封頭的法蘭盤安放在活柱的頂端，在活柱封頭的上端設(shè)有一個上小下大的圓錐孔，該活柱封頭通過封頭密封圈與活柱液密封；吊耳軸安裝在活柱封頭下端的一對徑向通孔中，吊耳焊接在吊耳軸的下方，復(fù)位彈簧一端掛在吊耳上，另一端掛在固定于底座之上的拉鉤上；在吊耳軸上方的活柱封頭的圓柱形內(nèi)孔中裝有一個浮包導(dǎo)向套，浮包安放在浮包導(dǎo)向套中；對應(yīng)活柱封頭上端圓錐孔的位置， 在浮包導(dǎo)向套的上端裝有一個與該圓錐孔形狀大小相適應(yīng)的氣孔錐頭，該氣孔錐頭上開有環(huán)形槽，在環(huán)形槽內(nèi)裝有錐頭密封圈；插接桿上端用頂蓋連接鋼絲與頂蓋連接，下端壓在活柱封頭法蘭盤的上側(cè)面上；插接套上端與插接桿固定連接，下端與活柱固定連接。
由于三用閥安裝于設(shè)置在缸套上部的手把閥體上，因此解決了活柱伸縮時，三用閥高度隨之改變，工人操作不安全方便的問題；用活柱導(dǎo)向套和安裝在缸套箍圈上的導(dǎo)向環(huán)對活柱導(dǎo)向、用行程限位環(huán)對活柱的行程限位，使缸套的內(nèi)孔不需做成高壓密封面，從而解決了缸套內(nèi)孔加工要求高、腐蝕或損傷后修復(fù)困難的問題。通過設(shè)計浮包導(dǎo)向套和浮包的浮力，可使液面升到與錐頭密封圈高度基本一致時，浮包導(dǎo)向套才開始上升，因此在活柱封頭上的圓錐孔被氣孔錐頭密封前，液面上方的氣體可沿活柱封頭上的圓錐孔全部排出，從而達(dá)到了自動排氣的目的。由于可以方便地用插接桿和插接套加長活柱的長度、調(diào)節(jié)支柱的支護(hù)高度范圍，因此使用單位只需配備一些插接組件，就可減少多規(guī)格支柱的庫存量。


圖1是本實用新型的全剖視圖。
圖2是圖1的A-A向剖視圖。
圖3是圖1的D-D向剖視圖。
圖4是圖1中的插接桿和插接套的剖視圖。
圖5是圖4的俯視圖。
圖6是插接套與插接桿、活柱另一種連接方式的剖視圖。
圖7是圖6的俯視圖。
圖8是圖1中的手把的主視圖。
圖9是圖8的左剖視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
如圖1、圖2所示，本實用新型自排氣、可加長的外注式單體液壓支柱包括頂蓋1、活柱28、手把閥體、三用閥6、缸套29、底座8，在活柱28的內(nèi)腔裝有復(fù)位彈簧31，所述手把閥體包括三用閥座5、缸套箍圈21和手把，三用閥6安裝在三用閥座5中，在三用閥座5靠近缸套箍圈21的側(cè)壁上設(shè)有連通三用閥6和缸套29內(nèi)腔的徑向通孔。缸套箍圈21上端通過防塵圈20、導(dǎo)向環(huán)22及活柱密封圈23與活柱28之間密封并相對滑動，下端通過缸套密封圈26和缸套連接鋼絲27與缸套29的上端密封并連接在一起。缸套29的下端通過底座密封圈33和底座連接鋼絲32與底座8密封并連接在一起。最好將底座密封圈33設(shè)置在位于缸套29下端的外表面處，因為這種密封方式與現(xiàn)有技術(shù)底座密封圈位于缸套下端內(nèi)表面處相比較，可以簡化底座8和缸套29的加工工藝，降低加工成本。
活柱導(dǎo)向套34和導(dǎo)向套檔圈35安裝在活柱28下部的環(huán)形槽中，行程限位環(huán)30安裝在活柱中下部的環(huán)形槽中。在活柱導(dǎo)向套34和行程限位環(huán)30之間的活柱上設(shè)有多個徑向通孔，使來自三用閥6的液體可以進(jìn)入活柱內(nèi)腔。之所以在活柱28上開環(huán)形槽安裝活柱導(dǎo)向套和行程限位環(huán)，而不是象專利號為97107063.6的發(fā)明專利“單體液壓支柱”那樣“在活柱上設(shè)置兩個軸肩”，是因為活柱是一個細(xì)長的圓筒體，設(shè)置軸肩需要按軸肩的外徑取材，不只浪費材料，而且會增大加工活柱的工作量；另外，用活柱導(dǎo)向套34、導(dǎo)向套檔圈35和行程限位環(huán)30代替軸肩，還可使現(xiàn)用支柱因腐蝕已不能用的缸套和活柱均可在本實用新型上繼續(xù)使用；由于環(huán)形槽較淺，因此對活柱的強(qiáng)度不會影響多大。
活柱封頭13的法蘭盤安放在活柱28的頂端，在活柱封頭13的上端設(shè)有一個上小下大的圓錐孔11，該活柱封頭13通過封頭密封圈16與活柱28液密封。
吊耳軸3安裝在活柱封頭13下端的一對徑向通孔中，這樣可以避免將吊耳軸焊接在活柱內(nèi)壁上影響活柱強(qiáng)度的問題。吊耳25焊接在吊耳軸3的下方，復(fù)位彈簧31一端掛在吊耳25上，另一端掛在固定于底座8之上的拉鉤9上。當(dāng)然，也可以不用吊耳25，而是將復(fù)位彈簧31的一端直接掛在吊耳軸3上。
如圖1、圖3所示，在吊耳軸3上方的活柱封頭13的圓柱形內(nèi)孔中裝有一個用硬塑料之類的輕質(zhì)材料制成的浮包導(dǎo)向套17，用泡沫塑料之類材料制成的浮包18安放在浮包導(dǎo)向套17中。對應(yīng)活柱封頭13上端的圓錐孔11的位置，在浮包導(dǎo)向套17的上端裝有一個與該圓錐孔11形狀大小相適應(yīng)的氣孔錐頭15，該氣孔錐關(guān)15上開有環(huán)形槽，在環(huán)形槽內(nèi)裝有錐頭密封圈14。
如圖1所示，插接桿10上端用頂蓋連接鋼絲2與頂蓋1連接，下端壓在活柱封頭13法蘭盤的上側(cè)面上。插接套12與插接桿10、活柱28的連接方式，可以如圖1、圖4、圖5所示，插接套12上端與插接桿10過盈配合后焊接在一起，下端用連接鋼絲19與活柱28連接。也可以如圖6、圖7所示，在插接套12的上下兩端的外筒壁上開設(shè)錐形管螺紋，并在上下兩端的端部各開設(shè)至少二個軸向縮口槽55、53，箍圈52、54旋在插接套12上下端的錐形管螺紋上，通過旋轉(zhuǎn)箍圈52、54，即可使插接套12夾緊插接桿10和活柱28，采用后一種連接方案，只需更換插接桿就能實現(xiàn)調(diào)節(jié)支護(hù)高度的目的。不需要插接桿加長活柱時，頂蓋1可以與活柱28用連接鋼絲2直接連接。
本實用新型可以使用現(xiàn)有的三用閥，也可以使用如圖2所示的三用閥，該三用閥包括一個整體的三用閥套50、注液閥頭48、卸載閥體47、安全閥封頭41、安全閥套37等部件，所述三用閥套50的外表面一端設(shè)有凸臺，另一端裝有一個檔圈39。手把7一端套在三用閥座5與凸臺之間的三用閥套50上，另一端套在三用閥座5與檔圈39之間的三用閥套50上。三用閥套50通過所述凸臺、手把7、檔圈39固定在三用閥座5中，并通過安裝在三用閥套50上的閥套密封圈40、46與三用閥座5之間液密封。
注液閥頭48與卸載閥體47、卸載閥體47與三用閥套50、以及安全閥封頭41與安全閥套37之間的密封分別為帶有閥頭密封圈49、閥體密封圈51、封頭密封圈42的圓錐面密封；注液閥頭48、卸載閥體47、安全閥封頭41在其密封圓錐面后方的導(dǎo)向圓柱外表面上沿軸向加工有數(shù)道通液槽，分別與它們的尾部相通。調(diào)壓絲帽36與安全閥套37之間用細(xì)牙螺紋連接，安全閥套37與三用閥套50之間用細(xì)牙螺紋連接并用安全閥套密封圈43液密封。注液閥壓簧45一端壓在注液閥頭48的后端面上，另一端壓在安全閥套37的前端面上；卸載閥壓簧44一端壓在卸載閥體47上，另一端壓在安全閥套37的前端面上；調(diào)壓彈簧38一端壓在安全閥封頭41的后端面上，另一端壓在調(diào)壓絲帽36上。
該方案的三用閥，較現(xiàn)在通用的三用閥結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便，同時由于用一個整體結(jié)構(gòu)的三用閥套50代替現(xiàn)用三用閥的左右閥筒，因而不存在左右閥筒之間的連接螺紋滑絲脫扣、閥筒飛出傷人的問題。注液閥頭48與卸載閥體47、卸載閥體47與三用閥套50、以及安全閥封頭41與安全閥套37之間采用錐面壓差式密封，不但可以提高密封性能和密封面的開閉速度，而且還可以減少因拆裝和磨擦造成的三用閥損壞；另外，將手把7安裝在三用閥套50上，用時拉起，不用時放下，用手把7取代如圖1、圖2所示的現(xiàn)用手把閥體上的手把24，既方便采煤現(xiàn)場人員的行動，又便于單體液壓支柱運輸、擺放。
也可以如圖1、圖2所示，在所述手把7上設(shè)置一個手把復(fù)位彈簧4，該復(fù)位彈簧4一端扣在手把7上，另一端扣在三用閥套50上。這樣，手把7在不用時可自動復(fù)位至如圖1所示的初始狀態(tài)。
本實用新型工作過程如下
當(dāng)注液槍從圖2中的B向套住卸載閥體47的下端凸頭注液時，液體壓力克服注液閥壓簧45的壓力，推動注液閥頭48上移，打開卸載閥體47與注液閥頭48之間的通道，液體經(jīng)注液閥頭48后方的軸向通液槽進(jìn)入卸載閥體47的內(nèi)腔，再經(jīng)卸載閥體47周邊的數(shù)個通液孔及三用閥座5上設(shè)置的徑向通孔進(jìn)入由底座密封圈33、缸套密封圈26、活柱密封圈23、封頭密封圈16和即將密封的錐頭密封圈14所形成的封閉腔體內(nèi)，擠壓空氣上移，經(jīng)浮包導(dǎo)向套17的導(dǎo)向齒和圓柱形內(nèi)孔之間的間隙、再經(jīng)活柱封頭13上的圓錐孔11和頂蓋1上的通道排出支柱體外。
設(shè)計浮包導(dǎo)向套17和浮包18的浮力，使液面升到與錐頭密封圈14高度基本一致時，浮包導(dǎo)向套才開始上升。浮包導(dǎo)向套17上升，錐頭密封圈14隨之上升，直至封住活柱封頭13上的圓錐孔11。類似于護(hù)士打針前排出針管中的氣體，在活柱封頭上的圓錐孔11被氣孔錐頭密封前，液面上方的氣體可沿活柱封頭上的圓錐孔全部排出。此后，裝在活柱28上的所有物件均隨活柱開始上升，進(jìn)入支護(hù)階段。
當(dāng)支柱內(nèi)腔液體壓力超過支護(hù)規(guī)定壓力時，安全閥封頭41在液體壓力的作用下，克服調(diào)壓彈簧38的壓力上移，打開安全閥封頭41與安全閥套37之間的通道，液體經(jīng)調(diào)壓絲帽36中心的通道自動排出柱外，待液體壓力正常時封頭密封圈42自動恢復(fù)密封。
當(dāng)需卸載回柱時，將卸載手把插入圖2的B向端C處三用閥套50上設(shè)置的大圓孔中，搬動卸載手把，壓迫注液閥頭48及卸載閥體47先后分別上移，打開注液閥頭48與卸載閥體47、卸載閥體47與三用閥套50之間的通道，排液泄壓，直至活柱恢復(fù)原位為止。
權(quán)利要求1.一種自排氣、可加長的外注式單體液壓支柱，包括頂蓋(1)、活柱(28)、手把閥體、三用閥(6)、缸套(29)、底座(8)，在活柱(28)的內(nèi)腔裝有復(fù)位彈簧(31)，所述手把閥體包括三用閥座(5)、缸套箍圈(21)和手把，三用閥(6)安裝在三用閥座(5)中，在三用閥座(5)靠近缸套箍圈(21)的側(cè)壁上設(shè)有連通三用閥(6)和缸套(29)內(nèi)腔的徑向通孔；缸套箍圈(21)上端通過防塵圈(20)、導(dǎo)向環(huán)(22)及活柱密封圈(23)與活柱(28)之間密封并相對滑動，其下端通過缸套密封圈(26)和缸套連接鋼絲(27)與缸套(29)的上端密封并連接在一起；缸套(29)的下端通過底座密封圈(33)和底座連接鋼絲(32)與底座(8)密封并連接在一起，其特征在于活柱導(dǎo)向套(34)和導(dǎo)向套檔圈(35)安裝在活柱(28)下部的環(huán)形槽中，行程限位環(huán)(30)安裝在活柱中下部的環(huán)形槽中，在活柱導(dǎo)向套(34)和行程限位環(huán)(30)之間的活柱上設(shè)有徑向通孔；活柱封頭(13)的法蘭盤安放在活柱(28)的頂端，在活柱封頭(13)的上端設(shè)有一個上小下大的圓錐孔(11)，該活柱封頭(13)通過封頭密封圈(16)與活柱(28)液密封；吊耳軸(3)安裝在活柱封頭(13)下端的一對徑向通孔中，吊耳(25)焊接在吊耳軸(3)的下方，復(fù)位彈簧(31)一端掛在吊耳(25)上，另一端掛在固定于底座(8)之上的拉鉤(9)上；在吊耳軸(3)上方的活柱封頭(13)的圓柱形內(nèi)孔中裝有一個浮包導(dǎo)向套(17)，浮包(18)安放在浮包導(dǎo)向套(17)中；對應(yīng)活柱封頭(13)上端的圓錐孔(11)的位置，在浮包導(dǎo)向套(17)的上端裝有一個與該圓錐孔(11)形狀大小相適應(yīng)的氣孔錐頭(15)，該氣孔錐頭(15)上開有環(huán)形槽，在環(huán)形槽內(nèi)裝有錐頭密封圈(14)；插接桿(10)上端用頂蓋連接鋼絲(2)與頂蓋(1)連接，下端壓在活柱封頭(13)法蘭盤的上側(cè)面上；插接套(12)上端與插接桿(10)固定連接，下端與活柱(28)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自排氣、可加長的外注式單體液壓支柱，其特征在于所述插接套(12)上端與插接桿(10)過盈配合并焊接，下端用連接鋼絲(19)與活柱(28)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自排氣、可加長的外注式單體液壓支柱，其特征在于所述插接套(12)的上下兩端的外筒壁上設(shè)有錐形管螺紋，并在上下兩端的端部各開設(shè)有至少二個軸向縮口槽(55、53)，插接套(12)上端與插接桿(10)用箍圈(52)連接，下端用箍圈(54)與活柱(28)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自排氣、可加長的外注式單體液壓支柱，其特征在于所述底座密封圈(33)位于缸套(29)下端的外表面處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的自排氣、可加長的外注式單體液壓支柱，其特征在于所述三用閥包括一個整體的三用閥套(50)、注液閥頭(48)、卸載閥體(47)、安全閥封頭(41)、安全閥套(37)，所述三用閥套(50)的外表面一端設(shè)有凸臺，另一端裝有一個檔圈(39)；所述手把(7)一端套在三用閥座(5)與凸臺之間的三用閥套(50)上，另一端套在三用閥座(5)與檔圈(39)之間的三用閥套(50)上；三用閥套(50)通過所述凸臺、手把(7)、檔圈(39)固定在三用閥座(5)中，并通過閥套密封圈(40、46)與三用閥座(5)之間液密封；注液閥頭(48)與卸載閥體(47)、卸載閥體(47)與三用閥套(50)、以及安全閥封頭(41)與安全閥套(37)之間的密封分別為帶有閥頭密封圈(49)、閥體密封圈(51)、封頭密封圈(42)的圓錐面密封、注液閥頭(48)、卸載閥體(47)、安全閥封頭(41)在其密封圓錐面后方的導(dǎo)向圓柱外表面上沿軸向加工有數(shù)道通液槽，分別與它們的尾部相通；調(diào)壓絲帽(36)與安全閥套(37)之間用細(xì)牙螺紋連接，安全閥套(37)與三用閥套(50)之間用細(xì)牙螺紋連接并用安全閥套密封圈(43)液密封；注液閥壓簧(45)一端壓在注液閥頭(48)的后端面上，另一端壓在安全閥套(37)的前端面上，卸載閥壓簧(44)一端壓在卸載閥體(47)上，另一端壓在安全閥套(37)的前端面上，調(diào)壓彈簧(38)一端壓在安全閥封頭(41)的后端面上，另一端壓在調(diào)壓絲帽(36)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自排氣、可加長的外注式單體液壓支柱，其特征在于在所述手把(7)上設(shè)有一個手把復(fù)位彈簧(4)，該復(fù)位彈簧(4)一端扣在手把(7)上，另一端扣在三用閥套(50)上。
專利摘要本實用新型公開了一種自排氣、可加長的外注式單體液壓支柱，它將三用閥安裝于設(shè)置在缸套上部的三用閥座5中，解決了活柱伸縮時，三用閥高度隨之改變，工人操作不方便的問題；用活柱導(dǎo)向套34和缸套箍圈上的導(dǎo)向環(huán)22對活柱28進(jìn)行導(dǎo)向，使缸套的內(nèi)孔不需做成高壓密封面，從而可對老式支柱已報廢的活柱和缸體再生利用；用活柱封頭13上的圓錐孔11使密封腔體內(nèi)的空氣自動排出，可減輕支柱各密封面的腐蝕；用插接桿10和插接套12變更活柱的長度，只需配備一些插接組件，就可滿足各種支護(hù)高度的要求，減少支柱的庫存量。本實用新型還對現(xiàn)用三用閥進(jìn)行了整體改進(jìn)，對手把閥體上的手把7的結(jié)構(gòu)位置進(jìn)行了調(diào)整。
文檔編號E21D15/00GK2835559SQ20052014313
公開日2006年11月8日 申請日期2005年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月17日
發(fā)明者趙士民 申請人:趙士民