立柱耐久性试验液压系统和液压元件耐久性试验装置

摘要

本发明的实施例提供了一种立柱耐久性试验液压系统和液压元件耐久性试验装置，其中立柱耐久性试验液压系统包括：箱体，用于容纳工作介质；泵站，泵站与箱体相连通；电液主控阀，电液主控阀通过第一液路与泵站相连；增压缸，增压缸通过第二液路与电液主控阀相连；试验立柱，试验立柱的无杆腔通过第三液路与增压缸相连，无杆腔通过第四液路与箱体相连。本发明的技术方案中，模拟液压支架工作循环时立柱的工作状态，实现对立柱密封系统的加速疲劳试验即耐久性试验，提高快速验证能力，缩短密封系统可靠性分析周期，加快纯水介质密封系统的开发。

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及液压元件耐久性试验技术领域，具体而言，涉及一种立柱耐久性试验液压系统和一种液压元件耐久性试验装置。

背景技术

相关技术中，综采设备的立柱主要对液压支架起到支撑的作用，工作过程中立柱的受力情况比较复杂，需要同时承受轴向载荷以及径向载荷，目前还没有测试立柱耐久性的试验装置。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本发明的实施例的一个目的在于提供一种立柱耐久性试验液压系统。

本发明的实施例的另一个目的在于提供一种具有上述立柱耐久性试验液压系统的液压元件耐久性试验装置。

为实现上述目的，本发明第一方面的实施例提供了一种立柱耐久性试验液压系统，包括：箱体，用于容纳工作介质；泵站，泵站与箱体相连通；电液主控阀，电液主控阀通过第一液路与泵站相连；增压缸，增压缸通过第二液路与电液主控阀相连；试验立柱，试验立柱的无杆腔通过第三液路与增压缸相连，无杆腔通过第四液路与箱体相连。

根据本发明提供的立柱耐久性试验液压系统的实施例，模拟液压支架工作循环时立柱的工作状态，实现对立柱密封系统的加速疲劳试验即耐久性试验，提高快速验证能力，缩短密封系统可靠性分析周期，加快纯水介质密封系统的开发。

具体而言，立柱耐久性试验液压系统包括箱体、泵站、电液主控阀、增压缸和试验立柱。箱体用于容纳工作介质，箱体上设有出液口，泵站上设有进液口，箱体的出液口与泵站的进液口相连通，泵站能够将箱体中的工作介质泵出箱体外。进一步地，电液主控阀通过第一液路与泵站相连，即工作介质经第一液路由泵站流至电液主控阀。增压缸通过第二液路与电液主控阀相连，工作介质经第二液路由电液主控阀流至增压缸。

进一步地，泵站向液压系统提供初始压力，增压缸能够对泵站的压力进行提升。试验立柱的无杆腔通过第三液路与增压缸相连，具体地，第三液路为高压液路，工作介质以高压液体的形式经第三液路由增压缸流向无杆腔。试验立柱开始升柱，换言之，无杆腔变为高压腔，试验立柱中的推杆能够在压力的作用下进行滑动。试验立柱中无杆腔的压力达到设定压力，并保持一定时间后，电压主控阀能够使高压状态下的无杆腔泄压，立柱开始降柱。无杆腔通过第四液路与箱体相连，具体地，第四液路为液体回路，在试验立柱在泄压时，工作介质经第四液路由无杆腔流回箱体。

本申请中的技术方案能够对液压元件进行耐久性试验，液压系统的动力介质为水，纯水介质具有阻燃、清洁、成本低等优势，在实际煤矿生产中有助于降低液压零部件的故障率，提高生产效率，延长液压零部件的寿命，进而降低备件损耗。立柱是综采设备的核心部件，主要对液压支架起到支撑的作用。工作过程中立柱受力情况比较复杂，需要同时承受轴向载荷以及径向载荷。本申请中的立柱耐久性试验液压系统，能够模拟液压支架工作循环时立柱的工作状态，实现立柱密封系统的加速疲劳试验，提高快速验证能力，缩短密封系统可靠性分析周期，加快纯水介质密封系统的开发。

值得说明的是，本申请中的工作介质可以为水，即立柱耐久性试验液压系统的工作介质是水，泵站为纯水泵站。当然，本申请的技术方案也可以是其它工作介质，比如：乳化液等。

另外，本发明提供的上述技术方案还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，第四液路设有液控单向阀，电液主控阀通过第五液路与试验立柱的有杆腔相连，液控单向阀的控制口通过第六液路与第五液路相连通，液控单向阀的第一端与无杆腔连通，液控单向阀的第二端与箱体连通，第六液路能够使工作介质由第一端流向第二端。

在该技术方案中，通过在第四液路上设置液控单向阀，具体地，液控单向阀是依靠控制流体压力，可以使单向阀反向流通的阀，液控单向阀在煤矿机械的液压支护设备中占有重要的地位。液控单向阀的第一端与无杆腔连通，液控单向阀的第二端与箱体连通，通常情况下，液控单向阀处于关闭状态，第四液路不流通。

进一步地，电液主控阀通过第五液路与试验立柱的有杆腔相连，即工作介质可以经第五液路由电液主控阀流向试验立柱的有杆腔。液控单向阀的控制口通过第六液路与第五液路相连通，第六液路能够使工作介质由第一端流向第二端。换言之，第五液路中的工作介质由第六液路流向液控单向阀，当液控单向阀有压力输入时，液控单向阀中的顶杆在压力作用下移动，此时液控单向阀处于打开状态，无杆腔中的工作介质依次经过液控单向阀的第一端、第二端，并且由第四液路流回箱体。通过切换液控单向阀的关闭和打开两种状态，能够更加科学的对工作介质的流动液路进行控制。

在上述技术方案中，第三液路设有第一单向阀，第一单向阀能够阻止工作介质由无杆腔流回增压缸。

在该技术方案中，增压缸通过第三液路向无杆腔输送液体，试验过程中，增压缸提高泵站的压力，将工作介质以高压液体的形式由第三液路流向试验立柱中的无杆腔，试验立柱升柱，模拟工作过程中立柱顶推液压支架的过程。

进一步地，第三液路设有第一单向阀，第一单向阀能够阻止工作介质由无杆腔流回增压缸，即第一单向阀的入口靠近增压缸，出口远离增压缸，高压液体仅能够经第一单向阀的入口流向出口，使高压液体单向流动，避免试验立柱在泄压过程中，工作介质通过第三液路流回增压缸。

值得说明的是，增压缸内可设有多个腔体，每个腔体对应一个出液口，每个出液口设置一个单向阀，换言之，第一单向阀的数量可以是多个，根据增压缸的出液口数量进行灵活设置。

在上述技术方案中，第一液路设有自动反冲洗过滤器；和/或电液主控阀通过第七液路与第四液路相连通。

在该技术方案中，通过在第一液路设置自动反冲洗过滤器，能够对泵站以及电液主控阀之间的液路进行过滤，将纯水介质中的颗粒杂质进行截留，并且截留的颗粒杂质由排污口排出，从而提高工作介质的清洁性，确保液压系统正常运行，有利于提高液压系统中各液压元件的使用寿命。

进一步地，电液主控阀通过第七液路与第四液路相连通，具体地，第七液路为冲洗回流液路，工作介质能够经第七液路由电液主控阀流回箱体中。

在上述技术方案中，第四液路上设有压力传感器，压力传感器设于试验立柱与液控单向阀之间。

在该技术方案中，通过在第四液路上设置压力传感器，压力传感器与试验立柱中的无杆腔相连通，压力传感器能够实时获取无杆腔中的压力。在试验过程中，当压力传感器的压力值达到设定压力并保持一段时间后，再控制电控主控阀对试验立柱进行泄压。通过设置压力传感器，试验人员能够精确掌握液压系统中的压力值，进一步模拟工作过程中试验立柱的工作状态。

进一步地，压力传感器设于试验立柱与液控单向阀之间，由于升压过程中，液控单向阀处于关闭状态，因此将压力传感器设于靠近试验立柱的位置，能够更加准确地获取无杆腔中的压力值。

在上述技术方案中，第四液路上设有冷却器，冷却器设于液控单向阀与所述箱体之间。

在该技术方案中，通过在第四液路上设置冷却器，冷却器能够对通过第四液路流回箱体的工作介质进行降温，缓解纯水工作介质的温升速度，进而可以提升试验时长。

在上述技术方案中，第四液路上设有第二单向阀，第二单向阀设于冷却器与箱体之间。

在该技术方案中，通过在第四液路上设置第二单向阀，能够防止泵站对箱体中的工作介质进行抽取时，一部分工作介质会通过第四液路流向试验立柱的无杆腔。由于第四液路中的液控单向阀并不能阻止箱体中的工作介质流向试验立柱，因此通过第二单向阀与液控单向阀配合使用，能够对液压系统中的工作介质的流动液路进行精确控制。

值得说明的是，第二单向阀为回液断路阀。

在上述技术方案中，试验立柱包括：缸体；活塞，设于缸体内，活塞将缸体的内部分隔出有杆腔和无杆腔；推杆，推杆的一端伸入有杆腔，推杆的端部与活塞相连。

在该技术方案中，试验立柱包括缸体、活塞和推杆。活塞与推杆组成活塞杆。活塞设于缸体内，通过活塞将缸体的内腔分隔出有杆腔和无杆腔，有杆腔即为设有推杆的一侧，且推杆的端部与活塞相连。试验过程中，高压液体通过第三液路由增压缸流向试验立柱的无杆腔，此时试验立柱升柱，换言之，无杆腔的体积增大，有杆腔的体积减小，活塞以及推杆滑动并且对液压支架进行顶推。

本发明第二方面的实施例提供了一种液压元件耐久性试验装置，包括：试验台；上述任一实施例中的立柱耐久性试验液压系统，立柱耐久性试验液压系统中的试验立柱设于试验台上。

根据本发明的液压元件耐久性试验装置的实施例，液压元件耐久性试验装置包括试验台和立柱耐久性试验液压系统。立柱耐久性试验液压系统中的试验立柱设于试验台上，工作人员通过控制液压系统使试验立柱进行升柱、降柱，模拟实际工作过程中立柱的工作状态，对同时承受轴向载荷以及径向载荷的立柱的受力情况进行分析，实现试验立柱控制系统的加速疲劳试验。另外，液压系统中的工作介质为水，还可以加快纯水介质密封系统的开发。

上述技术方案中，还包括：液压支架，液压支架与立柱耐久性试验液压系统中的试验立柱相连；加载工装，加载工装设于所述液压支架上。

在该技术方案中，液压元件耐久性试验装置还包括液压支架和加载工装。具体地，液压支架与立柱耐久性试验液压系统中的试验立柱相连，因此试验立柱在升柱和降柱的试验过程中，试验立柱会对液压支架进行顶推，进而模拟工作状态。

进一步地，加载工装设于所述液压支架上。通过设置加载工装，能够使试验立柱在往复运动的过程中存在加载力，确保试验过程中试验立柱更接近实际使用工况，进而可以提高试验结果的准确度。

其中，由于液压元件耐久性试验装置包括上述第一方面中的任一立柱耐久性试验液压系统，故而具有上述任一实施例的有益效果，在此不再赘述。

本发明的实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的立柱耐久性试验液压系统的示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的液压元件耐久性试验装置的示意图。

其中，图1和图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100：立柱耐久性试验液压系统；110：箱体；120：泵站；130：电液主控阀；140：增压缸；150：试验立柱；151：缸体；152：活塞；153：推杆；154：无杆腔；155：有杆腔；161：第一液路；162：第二液路；163：第三液路；164：第四液路；165：第五液路；166：第六液路；167：第七液路；171：液控单向阀；1711：第一端；1712：第二端；172：第一单向阀；173：自动反冲洗过滤器；174：压力传感器；175：冷却器；176：第二单向阀；200：液压元件耐久性试验装置；210：试验台；220：液压支架；230：加载工装。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的实施例的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明的实施例进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本发明的实施例还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1和图2描述根据本发明一些实施例提供的立柱耐久性试验液压系统100和液压元件耐久性试验装置200。

实施例一

如图1所示，本发明的一个实施例提供的立柱耐久性试验液压系统100，包括箱体110、泵站120、电液主控阀130、增压缸140和试验立柱150。箱体110用于容纳工作介质，箱体110上设有出液口，泵站120上设有进液口，箱体110的出液口与泵站120的进液口相连通，泵站120能够将箱体110中的工作介质泵出箱体110外。进一步地，电液主控阀130通过第一液路161与泵站120相连，即工作介质经第一液路161由泵站120流至电液主控阀130。增压缸140通过第二液路162与电液主控阀130相连，工作介质经第二液路162由电液主控阀130流至增压缸140。

进一步地，泵站120向液压系统提供初始压力，增压缸140能够对泵站120的压力进行提升。试验立柱150的无杆腔154通过第三液路163与增压缸140相连，具体地，第三液路163为高压液路，工作介质以高压液体的形式经第三液路163由增压缸140流向无杆腔154。试验立柱150开始升柱，换言之，无杆腔154变为高压腔，试验立柱150中的推杆153能够在压力的作用下沿试验立柱150的延伸方向进行滑动。试验立柱150中无杆腔154的压力达到设定压力，并保持一定时间后，电压主控阀能够使高压状态下的无杆腔154泄压，立柱开始降柱。无杆腔154通过第四液路164与箱体110相连，具体地，第四液路164为液体回路，试验立柱150在泄压时，工作介质经第四液路164由无杆腔154流回箱体110。

本申请中的技术方案能够对液压元件进行耐久性试验，液压系统的动力介质为水，纯水介质具有阻燃、清洁、成本低等优势，在实际煤矿生产中有助于降低液压零部件的故障率，提高生产效率，延长液压零部件的寿命，进而降低备件损耗。立柱是综采设备的核心部件，主要对液压支架220起到支撑的作用。工作过程中立柱受力情况比较复杂，需要同时承受轴向载荷以及径向载荷。本申请中的立柱耐久性试验液压系统100，能够模拟液压支架220工作循环时立柱的工作状态，实现立柱密封系统的加速疲劳试验，提高快速验证能力，缩短密封系统可靠性分析周期，加快纯水介质密封系统的开发。

值得说明的是，本申请中的工作介质可以为水，即立柱耐久性试验液压系统100的工作介质是水，泵站120为纯水泵站。当然，本申请的技术方案也可以是其它工作介质，比如：乳化液等。

实施例二

如图1所示，第四液路164上设有液控单向阀171，具体地，液控单向阀171是依靠控制流体压力，可以使单向阀反向流通的阀，液控单向阀171在煤矿机械的液压支护设备中占有重要的地位。液控单向阀171的第一端1711与试验立柱150的无杆腔154连通，液控单向阀171的第二端1712与箱体110连通，通常情况下，液控单向阀171处于关闭状态，第四液路164不流通。

进一步地，电液主控阀130通过第五液路165与试验立柱150的有杆腔155相连，即工作介质可以经第五液路165由电液主控阀130流向试验立柱150的有杆腔155。液控单向阀171通过第六液路166与第五液路165相连通，第六液路166能够使工作介质由第一端1711流向第二端1712。换言之，第五液路165中的工作介质由第六液路166流向液控单向阀171，当液控单向阀171有压力输入时，液控单向阀171中的顶杆在压力作用下移动，此时液控单向阀171处于打开状态，无杆腔154中的工作介质依次经过液控单向阀171的第一端1711、第二端1712，并且由第四液路164流回箱体110。通过切换液控单向阀171的关闭和打开两种状态，能够更加科学的对工作介质的流动液路进行控制。

实施例三

如图1所示，增压缸140通过第三液路163向无杆腔154输送液体，试验过程中，增压缸140提高泵站120的压力，将工作介质以高压液体的形式由第三液路163流向试验立柱150中的无杆腔154，试验立柱150升柱，模拟工作过程中立柱顶推液压支架220的过程。

进一步地，第三液路163上设有第一单向阀172，第一单向阀172的入口与增压缸140连通，出口与试验立柱150的无杆腔154连通，高压液体能够经第一单向阀172的入口流向出口，使高压液体单向流动，避免试验立柱150在泄压过程中，工作介质通过第三液路163流回增压缸140。

值得说明的是，增压缸140内可设有多个腔体，每个腔体对应一个出液口，每个出液口设置一个单向阀，换言之，第一单向阀172的数量可以是多个，根据增压缸140的出液口数量进行灵活设置。

实施例四

如图1所示，第一液路161上设置有自动反冲洗过滤器173，通过在第一液路161设置自动反冲洗过滤器173，能够对泵站120以及电液主控阀130之间的液路进行过滤，将纯水介质中的颗粒杂质进行截留，并且截留的颗粒杂质由排污口排出，从而提高工作介质的清洁性，确保液压系统正常运行，有利于提高液压系统中各液压元件的使用寿命。

实施例五

如图1所示，第四液路164上设置有压力传感器174，通过在第四液路164上设置压力传感器174，压力传感器174与试验立柱150中的无杆腔154相连通，压力传感器174能够实时获取无杆腔154中的压力。在试验过程中，当压力传感器174的压力值达到设定压力并保持一段时间后，再控制电控主控阀对试验立柱150进行泄压。通过设置压力传感器174，试验人员能够精确掌握液压系统中的压力值，进一步模拟工作过程中试验立柱150的工作状态。

进一步地，压力传感器174设于试验立柱150与液控单向阀171之间，由于升压过程中，液控单向阀171处于关闭状态，因此将压力传感器174设于靠近试验立柱150的位置，能够更加准确地获取无杆腔154中的压力值。

在另一个实施例中，第四液路164上设置有冷却器175，通过在第四液路164上设置冷却器175，冷却器175能够对通过第四液路164流回箱体110的工作介质进行降温，缓解纯水工作介质的温升速度，进而可以提升试验时长。

在另一个实施例中，第四液路164上设置有第二单向阀176，且第二单向阀176位于冷却器175和箱体110之间，通过在第四液路164上设置第二单向阀176，能够防止泵站120对箱体110中的工作介质进行抽取时，一部分工作介质会通过第四液路164流向试验立柱150的无杆腔154。由于第四液路164中的液控单向阀171并不能阻止箱体110中的工作介质流向试验立柱150，因此通过第二单向阀176与液控单向阀171配合使用，能够对液压系统中的工作介质的流动液路进行精确控制。

值得说明的是，第二单向阀176为回液断路阀。

实施例六

如图1所示，试验立柱150包括缸体151、活塞152和推杆153。活塞152与推杆153组成活塞杆。活塞152设于缸体151内，通过活塞152将缸体151的内腔分隔为有杆腔155和无杆腔154，有杆腔155即为设有推杆153的一侧，且推杆153的端部与活塞152相连。试验过程中，高压液体通过第三液路163由增压缸140流向试验立柱150的无杆腔154，此时试验立柱150升柱，换言之，无杆腔154的体积增大，有杆腔155的体积减小，活塞152以及推杆153滑动并且对液压支架220进行顶推。

实施例七

如图2所示，本发明的一个实施例提供的液压元件耐久性试验装置200，包括试验台210和立柱耐久性试验液压系统100。立柱耐久性试验液压系统100中的试验立柱150设于试验台210上，工作人员通过控制液压系统使试验立柱150进行升柱、降柱，模拟实际工作过程中立柱的工作状态，对同时承受轴向载荷以及径向载荷的立柱的受力情况进行分析，实现试验立柱150控制系统的加速疲劳试验。另外，液压系统中的工作介质为水，还可以加快纯水介质密封系统的开发。

进一步地，液压元件耐久性试验装置200还包括液压支架220和加载工装230。具体地，液压支架220与立柱耐久性试验液压系统100中的试验立柱150相连，因此试验立柱150在升柱和降柱的试验过程中，试验立柱150会对液压支架220进行顶推，进而模拟工作状态。

进一步地，加载工装230设于所述液压支架220上。通过设置加载工装230，能够使试验立柱150在往复运动的过程中存在加载力，确保试验过程中试验立柱150更接近实际使用工况，进而可以提高试验结果的准确度。

根据本发明的立柱耐久性试验液压系统和液压元件耐久性试验装置的实施例，模拟液压支架工作循环时立柱的工作状态，实现对立柱密封系统的加速疲劳试验即耐久性试验，提高快速验证能力，缩短密封系统可靠性分析周期，加快纯水介质密封系统的开发。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。