專利名稱：鋼制礦井液壓支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼制礦井液壓支架，該支架包括主要由一端為缸底、另一端為套圈的外缸筒構(gòu)成的下支柱和由套圈一端出發(fā)通過(guò)至少一個(gè)導(dǎo)向圈在下支柱上可同軸心移動(dòng)地導(dǎo)向的上支柱以及一個(gè)伸縮控制閥、一個(gè)設(shè)在內(nèi)部的外伸限制裝置和一個(gè)復(fù)位彈簧。其上支柱主要由一個(gè)內(nèi)缸筒構(gòu)成，其一端為在外缸筒內(nèi)壁上密封并導(dǎo)向的活塞，另一端是支柱頂部。
上述類型的礦井支架已在DE-OS 35 41 871專利中公開(kāi)。在功能方面，這類礦井支架已經(jīng)完全經(jīng)受住了考驗(yàn)。這類鋼制礦井支架的為數(shù)繁多的派生結(jié)構(gòu)已為人們所公知。但輕金屬結(jié)構(gòu)的礦井液壓支架仍然不能在有瓦斯危險(xiǎn)的礦井應(yīng)用，因?yàn)橹灰p微撞擊輕金屬管就會(huì)生成火花導(dǎo)至瓦斯爆炸。此外，輕金屬結(jié)構(gòu)的礦井液壓支架要比鋼制礦井液壓支架貴約一倍。
在已公開(kāi)的類型的鋼制礦井支架中，外缸筒與缸底或與支柱的支腿焊在一起。由于外缸筒是做為內(nèi)缸筒的內(nèi)活塞的缸筒使用，所以要對(duì)其進(jìn)行鏜、磨或珩磨等精切削加工。此外，還應(yīng)用譬如鎘或鋅進(jìn)行表面處理。在外缸筒的頂部車一個(gè)槽，以便通過(guò)一個(gè)嵌入相應(yīng)的槽中的卡箍來(lái)固定設(shè)在該處的、帶手提把柄的套圈。套圈的任務(wù)是做為內(nèi)缸筒伸出限位擋塊。為了確定伸出長(zhǎng)度，在內(nèi)缸筒和外缸筒之間設(shè)置了擋套，在內(nèi)缸筒的活塞進(jìn)行伸出運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)該擋套一起伸出。根據(jù)該擋套的長(zhǎng)度，當(dāng)內(nèi)缸筒伸出一定長(zhǎng)度時(shí)，該擋套頂在做為內(nèi)缸筒的第二個(gè)導(dǎo)向裝置的套圈的截止面上，使內(nèi)缸筒不能再繼續(xù)伸出。然而，套圈須承受支柱生成的全部軸向力并通過(guò)卡箍把該力傳遞到外缸筒上。但由于外缸筒與缸底焊在一起，所以外缸筒必須用可焊性好的材質(zhì)制作，從而不能采用高強(qiáng)度合金鋼。由于外缸筒承受的負(fù)荷很大(出現(xiàn)的壓力為400巴)，因此外缸筒須增大其壁厚并從而增大重量。而在實(shí)踐中，這種礦井支架的運(yùn)輸和安裝完全是手工勞動(dòng)，這一點(diǎn)也必須加以考慮。
伸縮控制閥的閥殼焊在適宜的部位上。但和外缸筒與缸底的焊接作業(yè)一樣，這種焊接作業(yè)會(huì)產(chǎn)生焊接變形，一方面對(duì)閥殼的密封性有不良影響，另一方面會(huì)損傷缸筒上的、前面提到的保護(hù)層。
此外，在外缸筒上加工套圈卡箍用槽會(huì)消弱外缸筒的強(qiáng)度，因此須相應(yīng)增加缸筒的厚度，這一點(diǎn)也須加以考慮。
內(nèi)部的擋套會(huì)輕易起皮，從而使與缸筒的共同移動(dòng)變?yōu)椴豢赡堋４送猓捎谠摀跆自趦?nèi)缸筒的伸縮過(guò)程中隨同運(yùn)動(dòng)，所以不可避免地也會(huì)損傷外缸筒的內(nèi)表面保護(hù)層。
從上述結(jié)構(gòu)特征可看出，這種公開(kāi)的鋼制礦井支架結(jié)構(gòu)很沉重，并且顯而易見(jiàn)的是，在沒(méi)有專業(yè)技術(shù)人員和優(yōu)質(zhì)加工機(jī)床的條件下修理這種支柱是不可能的。既便具備這些條件，在修理過(guò)程中起碼總會(huì)損傷支柱缸筒的表面保護(hù)層。此外，由于需支護(hù)的高度不同，需要各種不同長(zhǎng)度的鋼制礦井支柱，因此，總需庫(kù)存一定數(shù)量的、各種不同的所需長(zhǎng)度的支柱。按需要在現(xiàn)場(chǎng)的地面車間制造這些礦井支柱是不可能的。按DE-OS 35 41 871專利所述，根據(jù)實(shí)際上要求的支護(hù)高度，需生產(chǎn)“只有”8種不同長(zhǎng)度的礦井支柱，已可視為一大進(jìn)步。
基于這種情況，本發(fā)明的目的在于，就改進(jìn)這種鋼制礦井液壓支架提出建議。改進(jìn)后的礦井支架的造價(jià)低、搬運(yùn)也更為方便。這種支架便于維修，又可降低倉(cāng)庫(kù)費(fèi)用。此外，在支撐力和長(zhǎng)度相同的條件下，支柱的重量有所減輕，并且可減少因污染造成的故障。此外，還能按具體需求的長(zhǎng)度在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)支柱。
按照本發(fā)明，上述目的的解決方案在于，外缸筒和內(nèi)缸筒兩者的端部分別在套圈和活塞的擋肩處以及在支柱頂部和缸底上的槽中固定，并至少在活塞、支柱頂部和缸底的固定部位加以密封;在支柱頂部和活塞之間設(shè)置一個(gè)在上述兩者之間承受拉力的構(gòu)件;另一個(gè)與缸筒同軸線設(shè)置的抗拉構(gòu)件固定在缸底上并做為固定桿穿過(guò)活塞向上伸展并在其自由端有一個(gè)固定構(gòu)件，此外，還有一個(gè)做為復(fù)位彈簧使用的壓力彈簧與抗拉構(gòu)件同軸線設(shè)置，彈簧鋼絲斷面呈矩形或正方形，該彈簧的一端支承在固定構(gòu)件上，其另一端支承在承受拉力的構(gòu)件上或支承在活塞上或支承在與上述抗拉構(gòu)件或活塞相連的結(jié)構(gòu)件上;伸縮控制閥與壓力腔的連接通過(guò)支柱頂部或缸底來(lái)實(shí)現(xiàn)。發(fā)明建議的支柱結(jié)構(gòu)完全不需要焊接。因此毋須再選用可焊性好的材料，而可選用高強(qiáng)度鋼，譬如用以制作缸筒。這樣可以縮小缸筒的壁厚，從而減輕支柱的重量。缸筒只需以其端部插入相應(yīng)的擋肩處或與其對(duì)應(yīng)的槽內(nèi)，連接處毋須焊接，只要求簡(jiǎn)單的密封。這種密封譬如只設(shè)在內(nèi)部，需要時(shí)，再加一個(gè)外部O形密封圈。最好用目前公知的高效液體密封進(jìn)行內(nèi)密封，這種密封在室溫下固化，在高壓下也能保持絕對(duì)密封。之所以能把這種簡(jiǎn)單密封用于缸筒，其原因在于，在發(fā)明的支柱中，缸筒毋須再承受太大的軸向拉伸力。此外，在支架交貨時(shí)，可能不包括缸筒在內(nèi)的支架。做為缸筒，提交的是經(jīng)過(guò)粗加工和根據(jù)需要經(jīng)過(guò)表面處理的、按來(lái)價(jià)論價(jià)的管材，做為貯備。當(dāng)根據(jù)某一支護(hù)高度制造一個(gè)鋼制礦井支架時(shí)，只須把做為來(lái)貨貯備的缸筒鋸出相應(yīng)長(zhǎng)度，去掉鋸口處的毛刺，與相應(yīng)端面的部位連接固定并用液體密封。不需要任何焊接作業(yè)，因此，可避免焊接變形，也可防止損傷表面保護(hù)層。鋸切口部位所受的損傷消失在密封之中，因此是無(wú)害的。
上述外缸筒和內(nèi)缸筒的端部分別固定在套圈和活塞的擋肩處以及支柱頂部和缸底的槽中，并至少在活塞、支柱頂部和缸底的固定部位加以密封;在支柱頂部和活塞之間設(shè)置一個(gè)在這兩者之間承受拉力的構(gòu)件;另一個(gè)與缸筒同軸線設(shè)置的抗拉構(gòu)件固定在缸底上并做為固定桿穿過(guò)活塞向上伸展，并且在其自由端有一個(gè)固定構(gòu)件。此外，還有一個(gè)做為復(fù)位彈簧使用的壓力彈簧與抗拉構(gòu)件同軸線設(shè)置。該彈簧的一端支承在固定構(gòu)件上，另一端支承在承受拉力的構(gòu)件上或支承在活塞上，或支承在與上述抗拉構(gòu)件或活塞相連的結(jié)構(gòu)件上。伸縮控制閥與壓力腔的連接通過(guò)支柱頂部或缸底來(lái)實(shí)現(xiàn)。


圖1所示的鋼制礦井支架主要由一個(gè)外缸筒1構(gòu)成，該外缸筒以其下端插入缸底14′的相應(yīng)端面槽中并在該處用液體密封5進(jìn)行密封。需要時(shí)，在該處還可設(shè)橫向固定螺栓23，做為簡(jiǎn)單的機(jī)械保險(xiǎn)。但是，這些螺栓不能也不應(yīng)該傳遞太大的機(jī)械力。缸底14′以一般的方式座入所謂的支柱底25中，支柱底25譬如通過(guò)夾緊套來(lái)固定缸底14′。在圖中只示出了夾緊套的孔46。
套圈16通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的中心凹座座落在外缸筒1的另一端上。該套圈也可為組合結(jié)構(gòu)。套圈16上有一個(gè)為內(nèi)缸筒2而設(shè)的內(nèi)導(dǎo)向圈12和一個(gè)污物刮除器17。內(nèi)缸筒2通過(guò)設(shè)在套圈16上的導(dǎo)向圈12導(dǎo)向并在外缸筒1中進(jìn)行縱向移動(dòng)。在外缸筒1之內(nèi)，內(nèi)缸筒2在其端部有一個(gè)活塞9。該活塞上有一圈在圖上表示得不夠清楚的擋肩?；钊ㄟ^(guò)上述擋肩插到內(nèi)缸筒2之內(nèi)。缸筒2的端部則與活塞9的擋肩的底部靠貼。內(nèi)缸筒2與活塞9的這一連接部位最好也用液體密封5進(jìn)行簡(jiǎn)單密封。在外缸筒1內(nèi)，活塞9通過(guò)導(dǎo)向圈12′進(jìn)行導(dǎo)向并通過(guò)活塞密封圈10密封。
內(nèi)缸筒2以其另一端插入閥殼24的一個(gè)沒(méi)有標(biāo)示得很清楚的端部環(huán)形槽中并在該處也最好用液體密封5進(jìn)行密封。通過(guò)公知的方式把公知的控制閥21裝入閥殼24。按常規(guī)，閥殼24上側(cè)的構(gòu)形設(shè)計(jì)應(yīng)能固定支柱頂部4，能使支柱頂部以通常方式與閥殼24相連并可支承在閥殼24上，使支承力可通過(guò)支柱頂部4和閥殼24傳至內(nèi)缸筒2。
在閥殼24的里面有一個(gè)標(biāo)示得不很清楚的孔，其走向與鋼制礦井支架的縱向軸線同心。該孔與控制閥21用的孔相連，并且在其朝向缸筒的內(nèi)部的一端設(shè)有螺紋。管子3擰入該螺紋，在該螺紋部位對(duì)管子3進(jìn)行密封(圖中未加詳細(xì)標(biāo)示)，使在管子3內(nèi)建立的壓力不會(huì)延續(xù)到管子外側(cè)。
管子3的另一端穿過(guò)活塞9的一個(gè)相應(yīng)同心的、未加詳細(xì)標(biāo)示的孔并擰入一個(gè)螺母13(帶槽螺母或帶孔螺母)。螺母13的內(nèi)端面支承在活塞9的凹陷部位的相應(yīng)對(duì)應(yīng)面上，并且在該處也要進(jìn)行密封，使在壓力腔26中建立的壓力不會(huì)從此區(qū)域延續(xù)到管子3的外側(cè)。管子3在與螺母13相接的一端的內(nèi)側(cè)有一個(gè)擋圈11。螺旋壓力彈簧6的端面支承在該擋圈上。該螺旋壓力彈簧伸展到管子3的內(nèi)部。因此，也可把管子3稱為彈簧導(dǎo)向管。從結(jié)構(gòu)布置可以看出，管子3把閥殼24，從而也把支柱頂部4與活塞9連在一起，結(jié)果使這些部件之間出現(xiàn)的拉力由管子3承受。但管子3不承受壓力。壓力由缸筒2承受。
螺旋壓力彈簧6的另一端支承在設(shè)在拉桿7的內(nèi)自由端的固定件8上。拉桿7的另一端穿過(guò)缸底14′上的相對(duì)應(yīng)的孔并通過(guò)安全環(huán)47固定，以防抽出。設(shè)在內(nèi)側(cè)的密封48的功能在于，使壓力腔26中的壓力不會(huì)從該部位向外延續(xù)。
根據(jù)螺旋壓力彈簧的上述結(jié)構(gòu)設(shè)置，螺旋壓力彈簧力求向缸底14′方向運(yùn)動(dòng)。進(jìn)行這種運(yùn)動(dòng)的條件在于，伸縮控制閥21須處于相應(yīng)的、人們公知的作用位置，即收縮位置。在此條件下，壓力腔26中的液體在螺旋壓力彈簧6的彈力作用下受到活塞9的排擠，液體通過(guò)其體積足能容下這些液體的管子3的內(nèi)腔向上流向閥21并通過(guò)閥向外壓。
方向相反時(shí)，即為了支撐頂板支柱應(yīng)當(dāng)伸出時(shí)，閥21切換到伸出位置，使通常為水的壓力介質(zhì)得以通過(guò)閥21進(jìn)入管子3的內(nèi)腔并經(jīng)過(guò)該內(nèi)腔流入壓力腔26。結(jié)果，活塞9和缸筒2及其上部結(jié)構(gòu)向上伸出，直至支柱頂部4觸頂板為止。如因某種緣故，立柱設(shè)計(jì)得過(guò)短，則只會(huì)出現(xiàn)壓力彈簧6壓貼現(xiàn)象，通過(guò)這種現(xiàn)象，阻止伸出運(yùn)動(dòng)連續(xù)。作用在外缸筒1或套圈16的拉伸力不會(huì)出現(xiàn)。在內(nèi)缸筒2和外缸筒1之間不需要設(shè)止動(dòng)套。因此也不存在止動(dòng)套損傷缸筒表面的問(wèn)題。
設(shè)在外缸筒1的外表面27上的搬運(yùn)手柄裝置18′是以圖中沒(méi)加詳細(xì)標(biāo)示的但為人們公知的方式組裝的結(jié)構(gòu)，因此可以卡在外表面27上或在此外表面上移動(dòng)。
圖2所示的實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)幾乎與圖1所示的實(shí)施例的完全相同。因此，可參閱對(duì)圖1的上述描述。但在圖2所示的實(shí)施例中，支柱頂部4是一整體結(jié)構(gòu)，在其下沒(méi)設(shè)圖1所示的閥殼24。然而，按照?qǐng)D2所示之實(shí)施例，閥21的閥殼系由設(shè)在外缸筒1的外表面27上的搬運(yùn)手柄裝置18′構(gòu)成。這也是公知的。在圖2所示的實(shí)施例中，閥21通過(guò)一條與手柄裝置18′密封連接的高壓軟管19與連接件20相連，該連接件是缸底14上的外凸肩。通過(guò)連接件20和缸底14的與連接件相鄰的部分，以及孔22通入壓力腔26內(nèi)?？?2在固定外缸筒1的、標(biāo)示得不很清楚的環(huán)形槽的下方通過(guò)，因此碰不到密封5構(gòu)成的密封區(qū)。支柱的功能原理和其他結(jié)構(gòu)與對(duì)圖1的描述相同。其結(jié)構(gòu)設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)在于，既使在支柱伸出長(zhǎng)度大的情況下也能輕易接觸到伸縮控制閥;在支柱伸出或縮入過(guò)程中，控制閥的高度位置不變。
圖3示出了一種支架，其主要結(jié)構(gòu)特征與圖1所示支架的相同。就此，也可參閱對(duì)圖1所示支架的描述。但在圖3所示的實(shí)施例中，活塞9′上有一個(gè)往往做為工作閥的泄壓安全閥15，其入口通過(guò)孔30與壓力腔26相連，其出口通過(guò)孔31與外缸筒1和內(nèi)缸筒2之間的中間腔28相連。孔31通入中間腔28的入口設(shè)在活塞密封圈10的上方，因此，通入中間腔28沒(méi)有障礙。
同時(shí)，套圈16上至少有一個(gè)泄壓孔29，該孔的一端與中間腔28相通，其另一端通往大氣。
在一般情況下，活塞9′上的上述泄壓安全閥15的功能在于，在支柱過(guò)載時(shí)，可使內(nèi)缸筒2收縮消除過(guò)載所需的一段長(zhǎng)度。其具體降壓過(guò)程為，借助于泄壓安全閥15，通過(guò)從壓力腔26中泄出相應(yīng)的壓力介質(zhì)來(lái)降低壓力介質(zhì)的壓力。根據(jù)圖3所示的特殊設(shè)置和連接結(jié)構(gòu)，可把壓力腔26的過(guò)壓經(jīng)過(guò)孔道30、泄壓安全閥15和出口孔道31排入中間腔28，做為壓力介質(zhì)使用的、一般的水也被充入中間腔28，同時(shí)把中間腔中的污物沖刷走。來(lái)自孔道31的水然后可通過(guò)泄壓孔道29離開(kāi)中間腔28。這種清洗過(guò)程不僅在支柱過(guò)載時(shí)進(jìn)行，而且也可通過(guò)讓壓力介質(zhì)故意造成過(guò)載來(lái)強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)清洗過(guò)程。支架投入使用前的首次主動(dòng)清洗中間腔28就能夠這樣進(jìn)行。
圖4所示支架的結(jié)構(gòu)與圖2所示的相同。但在圖4所示的實(shí)施例中，與圖3所示的實(shí)施例一樣，在活塞9′上有一個(gè)泄壓安全閥15，其設(shè)置結(jié)構(gòu)及功能與對(duì)圖3的相應(yīng)描述相同。
圖5所示的礦井支架的主要結(jié)構(gòu)與上述各支架結(jié)構(gòu)有差別。但這種結(jié)構(gòu)差別僅指內(nèi)部構(gòu)件。外缸筒1和內(nèi)缸筒2兩者的端部均有按圖1-4描述的裝置。在支柱頂部范圍內(nèi)，做為彈簧導(dǎo)向管使用的管子3，和按圖1-4描述的一樣，也以同樣方式固定在該支柱頂部4上或閥殼24上。但在圖5的實(shí)施例中，與內(nèi)缸筒2相連的內(nèi)活塞27設(shè)有安全閥32。在圖5所示的實(shí)施例中，活塞37在橫向分為兩個(gè)部分。其中，一部分為管子的端板39，并且與活塞9和9′一樣，該端板的端部與內(nèi)缸筒2相連，其中間設(shè)有密封5。管子端板39中有一帶螺紋的中心孔，管子3以標(biāo)示得不清楚的相應(yīng)螺紋擰入上述中心孔螺紋并加以密封。
在朝向壓力腔26的一端，通過(guò)螺栓49把做為真正的活塞使用的支承件40緊固在上述管子端板39上。對(duì)螺栓連接部位當(dāng)然也要進(jìn)行密封，使壓力腔26中的壓力不會(huì)延續(xù)到管子3的外側(cè)并從而進(jìn)入內(nèi)腔38。壓力延續(xù)出來(lái)，原則上雖無(wú)損害，但這意味著一般為水的壓力介質(zhì)進(jìn)行內(nèi)腔38，不必要地增加了總重量。
支承件40有一中心孔45，該孔的孔徑比管子3的內(nèi)徑小一些，因此，設(shè)在管子3內(nèi)的螺旋壓力彈簧的端部可以支承在支承件40的中心孔區(qū)域。
支承件40有一個(gè)帶有底42的凹穴41。安全閥32插入底42的、沒(méi)標(biāo)示清楚的孔中，其插入深度應(yīng)以安全閥不超出凹穴41的上緣43為限。這樣才能保證，在活塞37到下方接觸缸底14′時(shí)，其相應(yīng)負(fù)載不由安全閥32承受。
安全閥32通過(guò)孔道33與中間腔28相連。為此，通道33應(yīng)在支承件40的導(dǎo)向圈12和活塞密封圈10的上方通入中間腔28，使液態(tài)壓力介質(zhì)能沒(méi)有障礙地流出。安全閥32與壓力腔26相連的進(jìn)水側(cè)沒(méi)有標(biāo)示清楚，該進(jìn)水側(cè)設(shè)在閥的本體上。
安全閥32有一個(gè)凸輪34，用于操縱該安全閥，該凸輪有一個(gè)貼靠在桿狀或管狀拉桿7′上的、圖中未加詳細(xì)標(biāo)示的小葉輪。小葉輪在該貼靠位置時(shí)，安全閥32閉合。拉桿7′的結(jié)構(gòu)基本與圖1-4所示的拉桿7的結(jié)構(gòu)相同。但是，在圖1-4的實(shí)施例中，當(dāng)支柱完全伸出時(shí)，螺旋壓力彈簧6壓縮到緊貼狀態(tài)，支柱的全部支撐力變?yōu)槔瓧U7的拉伸負(fù)荷。而在圖5的實(shí)施例中，作用在拉桿7′和螺旋壓力彈簧6的這種負(fù)荷則不會(huì)出現(xiàn)，因?yàn)槔瓧U7′上有一個(gè)軸向布置的環(huán)形槽35。環(huán)形槽35的位置選定準(zhǔn)則在于，當(dāng)支柱伸出一定高度時(shí)，即當(dāng)螺旋壓力彈簧快到緊貼位置時(shí)，凸輪34落入環(huán)形槽35內(nèi)并使安全閥32打開(kāi)。壓力腔26因此而卸壓，壓力介質(zhì)經(jīng)過(guò)孔道33進(jìn)入中間腔28并從中間腔譬如經(jīng)過(guò)套圈16上的泄壓孔道29排出。結(jié)果，內(nèi)缸筒不可能再繼續(xù)向外伸出，并且拉桿7′只承受螺旋壓力彈簧6的較小的彈力造成的拉伸負(fù)荷。因此，拉桿7′也可以做成管狀，其朝向缸底14′的一端座入缸底14′的相應(yīng)凹槽之中并對(duì)該處進(jìn)行密封。在該部位有圖中中沒(méi)標(biāo)示清楚的內(nèi)螺紋。用一個(gè)帶螺紋的堵頭44由外面穿過(guò)缸底14′擰入上述內(nèi)螺紋，用以對(duì)拉桿7′進(jìn)行軸向固定。
如果需要，管形拉桿7′的自由端也可以是敞開(kāi)的并且管形拉桿上設(shè)橫向通道36，以避免壓力腔26中的壓力介質(zhì)的壓力作用在拉桿7′上。
圖6所示的實(shí)施例是一種派生結(jié)構(gòu)，與圖1-5的實(shí)施例中的壓力彈簧相反，在這種派生結(jié)構(gòu)中用的是復(fù)位彈簧。就其基本結(jié)構(gòu)而言，這種實(shí)施例與圖5所示的支柱結(jié)構(gòu)一致。在圖6的實(shí)施例中，用管子51取代圖5中的拉桿7′。和圖5中的拉桿7′一樣，管子51透過(guò)活塞37插入管子3中。除了彈簧之外，圖6所示支柱的其他結(jié)構(gòu)與圖5所示支柱的結(jié)構(gòu)相同。但在圖6中，做為復(fù)位彈簧采用的是螺旋拉力彈簧50。該彈簧既伸展到管子3內(nèi)，又伸展到管子51內(nèi)，其一端以適宜和公知的方式固定在支柱頂部4上或附設(shè)的閥殼24上，另一端用帶螺紋的堵頭44固定。通過(guò)這種設(shè)置結(jié)構(gòu)，彈簧在拉力負(fù)荷作用下縮短，因此，支柱頂部4和缸底14′相向移動(dòng)，支柱則在無(wú)壓力狀態(tài)下按要求收縮。
在圖6所示的結(jié)構(gòu)中，管子51同時(shí)也做為安全閥32的控制桿，其原因在于，當(dāng)支柱伸至允許極限位置時(shí)，安全閥32的凸輪34側(cè)達(dá)到管子51的端頭52，這時(shí)凸輪可沒(méi)有障礙地移出并可把安全閥32打開(kāi)。雖有這種功能存在，但想要采用更長(zhǎng)些的管子51自然也是可能的，條件是，在位置52處需設(shè)切口或溝槽或凹陷。
權(quán)利要求
1.一種鋼制礦井液壓支架，設(shè)有下支柱、上支柱和一個(gè)伸縮控制閥、支柱外伸內(nèi)限制裝置以及一個(gè)復(fù)位彈簧，其下支柱主要由一端為缸底、另一端為套圈的外缸筒構(gòu)成，其上支柱由套圈一端出發(fā)通過(guò)至少一個(gè)導(dǎo)向圈在下支柱上可同軸心移動(dòng)地導(dǎo)向，該上支柱主要由一個(gè)內(nèi)缸筒構(gòu)成，其一端為在外缸筒內(nèi)壁上密封并導(dǎo)向的活塞，另一端為支柱頂部，其特征在于，外缸筒和內(nèi)缸筒(1，2)兩者的端部分別在套圈(16)和活塞(9，9′、37)的擋肩處以及在支柱頂端(4、24)和缸底(14、14′)上的槽中固定，并且至少在活塞(9、9′、37)、支柱頂部(4、24)和缸底(14、14′)的固定部位加以密封，在支柱頂部(4、24)和活塞(9、9′、37)之間設(shè)置一個(gè)在這兩者之間承受拉力的構(gòu)件(3)，另一個(gè)與缸筒(1、2)同軸線設(shè)置的抗拉構(gòu)件(7、7′)固定在缸底(14、14′)上，并做為固定桿穿過(guò)活塞(9、9′、37)向上伸展，并且在其自由端有一個(gè)固定構(gòu)件(8)，此外，還有一個(gè)做為復(fù)位彈簧使用的壓力彈簧(6)與抗拉構(gòu)件(7、7′)同軸線設(shè)置，該彈簧的一端支承在固定構(gòu)件(8)上，其另一端支承在承受拉力的構(gòu)件(3)上，或支承在活塞(9、9′、37)上，或支承在與上述抗拉構(gòu)件(3)或與活塞(9、9′、37)相連的結(jié)構(gòu)件(11)上，伸縮控制閥(21)與壓力腔(26)的連接通過(guò)支柱頂部(4、24)或缸底(14)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，采用液體密封(5)做為密封裝置，該密封裝置在室溫下呈固化狀態(tài)并起密封作用，在適宜的溫度下重新變?yōu)橐簯B(tài)。
3.按照權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于，抗拉構(gòu)件(3)為管子形狀，其一端固定在支柱頂部(4、24)，其另一端固定在活塞(9、9′、37)上。
4.按照權(quán)利要求3的裝置，其特征在于，管子(3)直接擰在支柱頂端(4、24)之中，另一端至少部分穿入活塞(9、9′)并在其端部用螺母(13)連接，該螺母軸向支承在活塞(9、9′)上。
5.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，相對(duì)于鋼制礦井支柱的壓力腔(26)，上支柱的缸筒(3)的內(nèi)腔(38)是密封的。
6.按照權(quán)利要求5的裝置，其特征在于，一方面，密封通過(guò)活塞(9、9′、37)與上支柱的缸套(2)之間的密封裝置(5)來(lái)實(shí)現(xiàn)，另一方面，密封通過(guò)管子(3)在相應(yīng)構(gòu)件(4、24、13、39)上固定部位設(shè)置密封裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
7.按照權(quán)利要求4的裝置，其特征在于，在管子(3)的活塞側(cè)一端或在活塞(9、9′、37)上或在與活塞(9、9′)相連的構(gòu)件(13)上有一個(gè)設(shè)在內(nèi)部的、與抗拉構(gòu)件(7、7′)同心并包覆該抗拉構(gòu)件的限動(dòng)構(gòu)件(11、40)，壓力彈簧(6)支承在該限動(dòng)構(gòu)件上。
8.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，壓力彈簧(6)的結(jié)構(gòu)為螺旋壓力彈簧。
9.按照權(quán)利要求8的裝置，其特征在于，螺旋壓力彈簧(6)的彈簧鋼絲斷面呈矩形或正方形。
10.按照權(quán)利要求8的裝置，其特征在于，管子(3)的內(nèi)徑只略大于壓縮到緊貼狀態(tài)時(shí)的螺旋壓力彈簧(6)的外徑。
11.按照權(quán)利要求1-10之一項(xiàng)的裝置，其特征在于，抗拉構(gòu)件(7、7′)可折卸地固定在缸底(14、14′)上。
12.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，支柱頂部結(jié)構(gòu)可分為兩個(gè)部分，其上部為支柱頂部(4)本身，下部做為伸縮控制閥(21)的閥殼(24)，伸縮控制閥(21)以公知的方式裝入閥殼(24)。
13.按照權(quán)利要求12的裝置，其特征在于，閥(12)的出口直接或通過(guò)閥殼(24)與管子(3)的內(nèi)腔并從而與壓力腔(26)相連。
14.按照權(quán)利要求1的裝置，設(shè)有一個(gè)由幾部分組合而成的、可夾緊在下支柱缸筒(1)的外表面(27)上并可在其上做位移固定的手柄裝置(18)，其特征在于，手柄裝置(18)的構(gòu)件(18′)構(gòu)成伸縮控制閥(21)的閥殼，閥殼經(jīng)過(guò)一根撓性高壓軟管(19)和缸底(14)及為此而設(shè)的凸肩(20)中的通孔(22)與壓力腔(26)相連。
15.按照權(quán)利要求14的裝置，其特征在于，套圈(16)中有一個(gè)把大氣與中間腔(28)連在一起一泄壓通孔(29)。
16.按照權(quán)利要求15的裝置，其特征在于，在活塞(9′)上設(shè)置泄壓閥(15)，該閥的入口側(cè)與壓力腔(26)相連，其出口側(cè)與中間腔(28)相連。
17.按照權(quán)利要求16的裝置，其特征在于，泄壓閥(15)設(shè)在活塞(9′)的背向壓力腔(26)的一側(cè)。
18.按照權(quán)利要求17的裝置，其特征在于，泄壓閥(15)的入口側(cè)和出口側(cè)經(jīng)過(guò)孔道(30、31)分別與壓力腔(26)和中間腔(28)相連，孔道(31)的出口側(cè)在緊靠活塞(9′)的活塞密封圈10的上方接入中間腔(28)。
19.一種鋼制礦井液壓支架，設(shè)有下支柱、上支柱和一個(gè)伸縮控制閥、支柱外伸內(nèi)限制裝置以及一個(gè)復(fù)位彈簧，其下支柱主要由一端為缸底、另一端為套圈的外缸筒構(gòu)成，其上支柱由套圈一端出發(fā)通過(guò)至少一個(gè)導(dǎo)向圈在下支柱上可同軸心移動(dòng)地導(dǎo)向，該上支柱主要由一個(gè)內(nèi)缸筒構(gòu)成，其一端為在外缸筒內(nèi)壁上密封并導(dǎo)向的活塞，另一端為支柱頂部，活塞(37)上設(shè)有一個(gè)安全閥，該閥門(mén)在活塞(37)的予先確定的端部位置通過(guò)孔道(33)、中間腔(28)和泄壓孔道(29)把壓力腔(26)與周圍的大氣空間連在一起，在支柱頂部(4、24)和缸底之間設(shè)有螺旋拉力彈簧(50)，做為復(fù)位彈簧，該彈簧之外是承受支柱頂部(4、24)和活塞(37)之間的拉力的構(gòu)件(3)和固定在缸底(14′)上的管子(51)，至少在支柱收縮狀態(tài)下，管子(51)包覆著螺旋拉力彈簧(50)伸入到管形構(gòu)件(3)中，以操縱安全閥(32)。
20.按照權(quán)利要求19的裝置，其特征在于，安全閥上有一個(gè)操縱用凸輪(34)，該凸輪貼靠在抗拉構(gòu)件或管子(51)的表面上，并且當(dāng)該凸輪升到預(yù)定終點(diǎn)位置時(shí)表面形狀發(fā)生變化，由凸輪把安全閥切換到另一狀態(tài)。
21.按照權(quán)利要求20的裝置，其特征在于，用環(huán)形槽(35)、凹陷或切口做為表面形狀變化形式。
22.按照權(quán)利要求20的裝置，其特征在于，用管子(51)的端頭(52)形成表面形狀變化。
23.按照權(quán)利要求19的裝置，其特征在于，活塞(37)面向壓力腔(26)的一側(cè)開(kāi)有凹槽(41)，安全閥在其底上的下陷深度及安全閥的出口側(cè)與孔道(33)的連接應(yīng)確保安全閥不突出凹槽上緣(43)進(jìn)入壓力腔(26)。
24.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，抗拉構(gòu)件(7′)至少一部分是空心的，通過(guò)帶螺紋的堵頭(44)把其固定在缸底(14′)上。
25.按照權(quán)利要求19的裝置，其特征在于，活塞(37)橫向分開(kāi)成兩個(gè)部分，一是缸筒的擋肩端板，一是軸向與壓力腔(26)相接的支承構(gòu)件(40)。
26.按照權(quán)利要求25的裝置，其特征在于，支承構(gòu)件上設(shè)有安全閥(32)和孔道(33)以及至少一個(gè)導(dǎo)向圈(12)和至少一個(gè)密封圈(10)及一個(gè)中心孔(45)，中心孔(45)的內(nèi)壁與抗拉構(gòu)件(7′)或管子(51)的外表面之間的距離造成能讓壓力介質(zhì)通過(guò)的間隙。
全文摘要
一種鋼制礦井液壓支架，包括主要由一端為缸底、另一端為套圈的外缸筒構(gòu)成的下支柱和由套圈一端出發(fā)通過(guò)至少一個(gè)導(dǎo)向圈在下支柱上可同軸心移動(dòng)地導(dǎo)向的上支柱以及一個(gè)伸縮控制閥、一個(gè)設(shè)在內(nèi)部的限制裝置和一個(gè)復(fù)位彈簧。其上支柱主要由一個(gè)內(nèi)缸筒構(gòu)成，其一端為在外缸筒內(nèi)壁上密封并導(dǎo)向的活塞，另一端是支柱頂部。這種支柱造價(jià)低，搬運(yùn)方便、重量輕，并可減少因污染造成的故障。
文檔編號(hào)E21D15/44GK1050753SQ8910778
公開(kāi)日1991年4月17日 申請(qǐng)日期1989年10月3日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月3日
發(fā)明者馬撒-凱瑟琳娜·海力加 申請(qǐng)人:馬撒-凱瑟·琳娜·海力加