无高压泵的高压初撑系统及其控制高压初撑的方法

摘要

本发明公开了一种无高压泵的高压初撑系统及其控制高压初撑的方法，包括立柱，立柱连接有升柱管路，还连接有增压缸，增压缸的活塞杆腔与立柱连接，升柱管路通过充液单向锁与增压缸的活塞杆腔连接，增压缸的活塞腔连接有增压控制管路，充液单向锁的液控口与增压控制管路连接。增压缸可以是专用增压器，也可以是抬底千斤顶或其它的千斤顶等。升柱时，首先进行升柱控制；然后在保持升柱控制的同时，进行增压控制，达到需要的初撑力，其中增压控制可以是抬底控制或降柱控制等。安全、可靠、成本低，操作简单方便。

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿井顶板支护技术，尤其涉及一种无高压泵的高压初撑系统及其控制高压初撑的方法。

背景技术

目前普遍使用的、用于液压支架的动力源泵站压力大多为31.5MPa。为了更好地支护顶板，当前出现了用40～50MPa的高压泵、增压器提高支架立柱初撑力的升柱系统。

现有技术中液压支架的高压初撑系统如图1所示，用40MPa高压泵将高压工作介质经高压软管11供到每一支架。支架内用专用电磁先导阀13及主阀14去控制开关阀12，将40MPa的工作介质经单向锁15供给立柱下腔，实现升柱。

上述现有技术至少存在以下缺点：

高压初撑需要配备专用电磁先导阀、主阀、开关阀，还需要电控器、压力传感器采集立柱下腔压力，分析判断后发令启动高压初撑系统。电控器、压力传感器故障及压力传感器精度低都影响高压初撑启动的压力精度，造成对高压系统流量的多消耗。安全性差、操作复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全性高、易操作的无高压泵的高压初撑系统及其控制高压初撑的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的无高压泵的高压初撑系统，包括立柱，所述立柱连接有升柱管路，所述立柱还连接有增压缸，所述增压缸的活塞杆腔通过增压单向阀与所述立柱连接，所述升柱管路通过充液单向锁与所述增压缸的活塞杆腔连接，所述增压缸的活塞腔连接有增压控制管路，所述充液单向锁的液控口与所述增压控制管路连接。

本发明的上述无高压泵的高压初撑系统控制高压初撑的方法，包括步骤：

首先，通过升柱管路进行升柱控制；

然后，在保持升柱控制的同时，通过增压控制管路进行增压控制。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的无高压泵的高压初撑系统及其控制高压初撑的方法，由于立柱连接有增压缸，增压缸的活塞杆腔与立柱连接，升柱管路通过充液单向锁与增压缸的活塞杆腔连接，增压缸的活塞腔连接有增压控制管路，充液单向锁的液控口与增压控制管路连接。升柱时，首先进行升柱控制，当升柱到达设定的阈值后，在保持升柱控制的同时，进行增压控制，达到高压初撑力。安全性高、易操作。

附图说明

图1为现有技术中液压支架的高压初撑系统的原理图；

图2为本发明的无高压泵的高压初撑系统的具体实施例一的原理图；

图3为本发明的无高压泵的高压初撑系统的具体实施例二的原理图；

图4为本发明的无高压泵的高压初撑系统的具体实施例三的原理图；

图5为本发明的无高压泵的高压初撑系统的具体实施例四的原理图。

具体实施方式

本发明的无高压泵的高压初撑系统，其较佳的具体实施例一如图2所示，包括立柱1，立柱1连接有升柱管路3和降柱管路8，分别用于实现升柱控制和降柱控制。升柱管路3通过升柱单向锁2与立柱1的下腔连接。

立柱1还连接有增压缸6，用于实现增压控制(高压初撑控制)，具体增压缸可以是抬底千斤顶或其它的千斤顶，也可以是邻架的千斤顶等，也可以是单独设置的专用增压器。

增压缸6的活塞杆腔通过高压管路5、增压单向阀4与立柱1的下腔连接，增压单向阀4与升柱单向锁2的方向相对。升柱管路3还通过充液管路9、充液单向锁10与增压缸6的活塞杆腔连接，用于为增压缸6的活塞杆腔充液。增压缸6的活塞腔连接有增压控制管路7，充液单向锁10的液控口与增压控制管路7连接。增压控制管路7可以为抬底管路，也可以是降柱管路8或其它的管路等。根据需要高压管路5上还可以连接安全阀、增压控制管路7上可以连接单向节流阀等。

具体实施例二如图3所示，升柱管路3通过充液管路9连接双向锁16，双向锁16对应充液管路9的出口与增压缸6的活塞杆腔连接；双向锁16的另一出口连接到增压缸6活塞腔，其对应的入口连接增压控制管路7。其余与具体实施例一相同。

具体实施例三如图4所示，用一个具有单向功能的三位四通阀17代替具体实施例一中的充液单向锁10。

具体实施例四如图5所示，增压控制管路7连接到降柱管路8，通过降柱管路8控制高压初撑。

本发明上述的无高压泵的高压初撑系统控制高压初撑的方法，包括步骤：

首先，通过升柱管路3进行升柱；然后，在保持升柱的同时，通过增压控制管路7进行增压控制。可以设置一个开始高压初撑的立柱下腔压力阈值，当升柱控制达到该压力阈值时，开始增压控制。

在进行增压控制时，增压缸6的活塞可以中途停止增压控制，并通过升柱控制为活塞杆腔充液，然后再进行增压控制，该过程可反复多次，直至立柱7的初撑力达到要求。

当立柱1的初撑力达到要求时，可以停止增压控制，并保持升柱控制1～3秒或更长一点时间，对活塞杆腔充液。停止升柱后，作短促增压控制，以卸除高压管路5中的压力。

上述的增压控制可以为抬底控制或降柱控制，也可以是单独设立的增压控制，也可以是其它的控制。增压控制与升柱控制可以通过同一个液压站供液。

下面以用抬底千斤顶为增压缸、以抬底控制为增压控制为例，对本发明的工作原理进行详细的描述：

通过升柱控制，使大流量泵站输出的液体(如31.5MPa压力的液体)经单向锁2进入立柱1下腔，且其初撑压力可以升高到泵站当时输出压力(因为泵站有自动卸荷阀，其卸荷压力最高(如31.5MPa)，但其恢复压力要低一些(如26MPa)，此时通过升柱控制，一路液体进入抬底千斤顶6的活塞杆腔，使其活塞杆收回，同时完成了抬底千斤顶(增压缸)的充液过程。当升柱控制达到设定的压力阈值时，继续保持升柱控制，再给抬底控制，则抬底千斤顶的活塞腔也进入来自泵站的压力液。由于受液压作用面积不等，形成了增压器效应，活塞杆腔增压后的液体经高压管路5、增压单向阀4进入立柱下腔，增高了压力，提高了立柱初撑力。当一次增压还不能满足要求时，可以停止抬底控制，升柱控制能打开实施例二中的充液单向锁10或实施例三双向锁16，开通抬底千斤顶活塞腔回液通道，此时升柱液再次进入抬底千斤顶活塞杆腔充液。然后，再次给抬底控制，再次提高立柱下腔压力，即再次提高立柱初撑力，可以往复几次。达到要求后，立刻停止抬底控制，但可以维持升柱控制几秒(可以仅1～2S)，以便收回抬底千斤顶的活塞杆。停止升柱控制后，可以短促该抬底控制，产生微动即可，目的是卸除高压管路5中的压力。

本发明在液压支架内设置增压缸，不必每根立柱都有小增压缸，而是每架可以只有一个增压缸。简单、经济。可以由电控程序控制；也可以不依赖电控。可以根据需要的增压力、大泵压力来设计专门匹配的增压缸。并且承受增压的可以是小流量的细管，如DN10、DN8、DN6细管、钢管等。立柱的升、降控制还可以通过自己原有的大通道软管、单向锁等。因此升降柱速度快。

本发明中，高压初撑完成后，没有任何软管还存在高压，安全、可靠、成本低，操作简单方便。

本发明在支架内设置增压器，可以是独立专用的，也可以借用支架内某千斤顶兼作增压器，在升柱控制存在的同时，再给增压控制，可将立柱下腔已经用31.5MPa压力、大流量泵站升柱后的初撑压力再提高到42MPa以上。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。