立柱安全閥護(hù)罩淺析

常寬 侯西龍 鄭波

摘 要：高阻力大采高液壓支架在采煤過程中，煤層突然來壓，立柱泄壓液體排出，高壓液體對人或設(shè)備造成傷害，安全閥護(hù)罩可以有效的保證人員與設(shè)備安全，護(hù)罩應(yīng)易于生產(chǎn)，便于安裝，標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：安全閥;護(hù)罩;立柱;結(jié)構(gòu)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.050

0 引言

我國目前的能源分布是多煤少油少氣，煤田在經(jīng)歷了多年的開采后，現(xiàn)在已成集團(tuán)化大規(guī)模生產(chǎn)，目前神華、陜煤等大型煤企已采用了工作阻力達(dá)12000-18000kN支架，支架一般采用電液控制系統(tǒng)，設(shè)備造價昂貴，且自動化成都較高。設(shè)備在采煤過程中，會遇到大地周期性來壓運(yùn)動，此時支架立柱安全閥會開啟泄液，保護(hù)支架。當(dāng)液體排除時，如果不進(jìn)行干涉防護(hù)，高壓液體極易對設(shè)備造成損壞，同時對現(xiàn)場工作人員也是一種潛在的危害。

1 目前安全閥使用狀況

立柱（圖1）是液壓支架的主要受力部件，主要有外缸、中缸、活柱、缸底、底閥、立柱控制閥組、安全閥等部件組成。立柱外缸、中缸、活柱多采用無縫鋼管，材質(zhì)一般為27SiMn。柱與柱之間采用密封件連接，能夠雙向密封。立柱可承受高壓，根據(jù)密封類型不同，壓力可達(dá)到60MPa以上。立柱外缸上有安全閥座與缸體焊接，閥座上連接通液管與缸底相連，通液管上一般焊有護(hù)罩，可以保護(hù)通液管，防止通液管擠傷變形，安全閥安裝在安全閥座上。

安全閥是液壓支架液壓系統(tǒng)中重要的控制元件，用來調(diào)節(jié)支架的實(shí)際工作阻力，并使其不超過限定值。安全閥與通液管連同，當(dāng)液體開啟時，壓力與通液管相同，且排液孔向上，通常無防護(hù)措施。現(xiàn)在的高阻力大采高液壓支架立柱的初撐力狀態(tài)下，液體壓力需達(dá)到37.5MPa，工作時可達(dá)45.84MPa。當(dāng)支架遭受沖擊地壓時，安全閥開啟，高壓液體飛出，此時急速飛出的液體極易沖擊壞附件管件及操縱閥組，且因液體含有乳化液成分，可導(dǎo)電，對電器原件有潛在的危害，且飛出的液體對人的眼睛也會造成嚴(yán)重傷害，液體如果排除不及時，會使立柱漲缸報廢，嚴(yán)重時會壓穿底座，使支架設(shè)備整體報廢。

2 安全護(hù)罩的結(jié)構(gòu)與形式

安全閥護(hù)罩目前有兩種形式。一種是整體式安全閥，單獨(dú)的將安全閥與護(hù)罩設(shè)計成整體結(jié)構(gòu)，通過管路將安全閥排除的液體進(jìn)行收集，并最終回到回液管路里。這種方案的優(yōu)勢在于保證了工作介質(zhì)的正常回收，不外泄，可重復(fù)使用。且安全閥的通用性好，同一接口壓力的可以呼換使用，保證了零件的呼換性。這種方案不但使得安全閥體積增大，需要更大的工作空間，制造工序增加，提升產(chǎn)品制造時的廢品率，而且液壓系統(tǒng)在設(shè)計時，需要額外增加液壓元件及膠管，對于本來就不易布置的管路系統(tǒng)增添了困難，膠管的增多，加大了支架動作時擠傷膠管的概率，這樣不便于支架的排查與維修。一種是結(jié)構(gòu)件式。護(hù)罩采用薄鋼板壓彎，在其上部焊接半圓形鋼板，底部采用開槽鋼板，整體焊接而成。此結(jié)構(gòu)在連接時，有兩種連接方案選擇，最初采用的是旋轉(zhuǎn)式連接方式，在立柱的外缸上一側(cè)焊接移個圓形鋼管，以安全閥座孔為中心，對稱位置焊接U形掛塊。護(hù)罩一側(cè)焊接圓形鋼管，一側(cè)壓彎出耳，在耳上割長圓孔。連接時，一側(cè)采用銷軸連接固定，一側(cè)采用螺栓緊固連接。此種連接結(jié)構(gòu)可以旋轉(zhuǎn)護(hù)罩，便于工人在檢修設(shè)備。由于立柱為圓形，外缸上圓形鋼管與U形座中心尺寸在焊接時數(shù)值誤差較大，且護(hù)罩在壓彎時，變形量不易控制，護(hù)罩上圓形孔與耳板中心距難以保證，造成安裝困難，往往需配對焊接，互換性較差。經(jīng)過長期的實(shí)際安裝使用，此種結(jié)構(gòu)返工率較大，支架裝配完成后，操作空間較小，工人工作工位不方便，對產(chǎn)品的生產(chǎn)造成一定困難。后采用了一種新型連接結(jié)構(gòu)（圖2），立柱外缸上安全閥座增大，并鉆孔。護(hù)罩底部壓彎出兩側(cè)耳子，并在耳子上割長圓孔。護(hù)罩與安全閥座采用螺栓連接。此種結(jié)構(gòu)簡單，安全閥座孔中心距采用劃線，搖臂鉆床鉆成，尺寸誤差較小，易保證。護(hù)罩耳板采用長圓孔，中心距可有效調(diào)整，大大的提高了護(hù)罩與安全閥座的連接性。且安全閥座標(biāo)準(zhǔn)化成度已較高，便于以后庫存存儲，大大的提高了護(hù)罩的互換性。

3 結(jié)語

整體式安全閥現(xiàn)在已普遍應(yīng)用于高阻力大采高支架的平衡千斤上，雖然設(shè)備造價昂貴，但是可以有效的保證液體的回收，減少設(shè)備浸水時間，大大的延長了設(shè)備的使用。而結(jié)構(gòu)件式的護(hù)罩，剛性較好，液體排除時經(jīng)護(hù)罩導(dǎo)流至柱窩處，經(jīng)過排水孔，排出支架，且部分煤礦已采用純水支架，可減少排除液體對地下水環(huán)境的污染。總體來看，結(jié)構(gòu)式護(hù)罩制造簡單，制造成本低，便于批量生產(chǎn)。

作者簡介：常寬（1988-），男，河南林州人，大專，助理工程師，研究方向：液壓支架設(shè)計。