專利名稱：一種安全支柱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安全裝置，特別是用于礦井、隧道并具有檢測、報(bào)警功能的安全支柱。
現(xiàn)在的礦井、隧道施工現(xiàn)場均使用木材、鐵棒或液壓千斤頂作安全支柱，它不帶防冒頂、擠壓、報(bào)警裝置;而專用的報(bào)警裝置復(fù)雜又龐大并且只能檢測，不能同時(shí)起安全支柱的作用。
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種具有檢測、報(bào)警、防冒頂、擠壓的安全支柱系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的一種液壓支柱系統(tǒng)，其特征是由聯(lián)網(wǎng)頂頭、伸縮頂桿、檢測裝置、檢測安全保護(hù)閥、聲光報(bào)警裝置和遠(yuǎn)距放頂軟管等組成。在支柱外部設(shè)有檢測裝置，它主要由壓力表組成，通過液體壓強(qiáng)變化能顯示并記憶預(yù)置頂力，并能反應(yīng)出支柱所受擠壓力的變化，同時(shí)接通報(bào)警裝置，該報(bào)警器由電路元件組成控制部分，通過檢測裝置壓力表的電極接收報(bào)警信號(hào)，發(fā)出超、降壓雙向的聲、光報(bào)警;在支柱的上方伸縮頂桿與活塞的配合是摩擦式的;在支柱底座的內(nèi)部設(shè)有檢測安全保護(hù)閥，當(dāng)擠壓力超過檢測量限的2/3時(shí)，安全閥關(guān)閉，支柱可繼續(xù)工作到耐壓極限，而檢測裝置不受損壞;在支柱底座上還設(shè)有分檔放液閥，配合降壓報(bào)警時(shí)作少量冒頂?shù)臋z測報(bào)警;在支柱的伸縮頂桿上端設(shè)置有聯(lián)網(wǎng)頂頭，可使多根支柱聯(lián)成片或列使用;該支柱系統(tǒng)還備有遠(yuǎn)距離放頂軟管，用作支柱拖離施工現(xiàn)場或危險(xiǎn)區(qū)時(shí)作安全放頂。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由附圖和實(shí)施例給出。


圖1為本發(fā)明總的結(jié)構(gòu)示意圖，也作摘要附圖。
圖2為本發(fā)明的俯視圖。
圖3為圖2的“Ⅰ-Ⅰ”剖視圖。
圖4為本發(fā)明的中檢測裝置內(nèi)壓力表的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明報(bào)警裝置的電路圖。
圖6為本發(fā)明中檢測安全保護(hù)閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為本發(fā)明中伸縮頂桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為本發(fā)明遠(yuǎn)距放頂軟管的示意圖。
如圖1、3、4所示，由聯(lián)網(wǎng)頂頭1、伸縮頂桿2、檢測裝置5、報(bào)警裝置6等組成的安全支柱系統(tǒng)，其工作原理為采用液壓原理，搖動(dòng)手柄15，使貯液腔14內(nèi)的液體通過吸液頭11、軟管12進(jìn)入操作缸17，經(jīng)小活塞16加壓后的液體到達(dá)工作缸13內(nèi)，由于工作缸密閉，液體推動(dòng)活塞3移動(dòng)，頂柱支撐物形成預(yù)置頂力，在預(yù)置頂力確定的同時(shí)，液體到達(dá)檢測裝置5，壓力表指針18指示預(yù)置壓強(qiáng)值，撥動(dòng)滑圈26，使指針19對準(zhǔn)動(dòng)頭座25的中間，旋轉(zhuǎn)表面標(biāo)識(shí)27，使箭頭觸準(zhǔn)指針18，再推動(dòng)推鍵20，使碰吸開關(guān)、表面不再相對于表盤位移，即對插頭24與斜面22接觸同時(shí)接通a.b.c電極，這時(shí)動(dòng)觸頭座25的碰頭伸出，指針19處于V形碰頭中間，完成預(yù)置頂力的顯示和記憶。在貯液腔14中使用吸液頭11、軟管12的目的是利用可動(dòng)重物自然下落而處于液面最低處的原理，使本支柱能全方位的工作，即支柱可水平、豎直、斜向放置，以適應(yīng)礦井巖層不規(guī)則，而支柱能頂住支撐物。當(dāng)安全支柱系統(tǒng)受到大于或小于預(yù)置頂力的擠壓時(shí)，活塞3移動(dòng)，由于液體是密封的，使工作缸13內(nèi)的壓強(qiáng)值發(fā)生變化，并將改變的壓強(qiáng)值與原被記憶的壓強(qiáng)值比較，即壓力表指針作順時(shí)或反向偏轉(zhuǎn)，指針19壓迫V形碰頭的某一端的簧片移動(dòng)，這一端的動(dòng)、靜觸頭23、21組成的碰吸開關(guān)瞬間被吸合，由于同心圓環(huán)電極28是a.b.c三條相互絕緣并連接報(bào)警裝置6的導(dǎo)線;所以，如圖5所示，吸合時(shí)電路塊內(nèi)的電容器C1將通過動(dòng)、靜觸點(diǎn)放電而觸發(fā)與之相連的可控硅T1或T2導(dǎo)通，使相應(yīng)的紅或綠發(fā)光管通過透光窗4發(fā)光，報(bào)警器IC1或IC2發(fā)出警報(bào)聲，雖然兩種報(bào)警聲使用同一喇叭，但因有晶體管BG1、BG2隔離且IC1、IC2不能同時(shí)工作是互不干擾的，不會(huì)損壞IC;本碰吸開關(guān)和電路的配合具有優(yōu)先自鎖功能，即當(dāng)動(dòng)觸頭23先與右端的靜觸頭21吸合后再與左端的靜觸頭吸合，只能使可控硅T1觸發(fā)，可控硅T2截止，確保先吸合的工作，后吸合的只是讓出距離并不起作用，另一方面，該電路利用了可控硅的微小電流控制特性，使通過觸點(diǎn)間的電流很小，避免了電火花的產(chǎn)生，且有防爆功能，這對于礦井作業(yè)是很重要的。
工作時(shí)，若是超壓，活塞3必下移壓縮液體，使液體壓強(qiáng)值改變，壓力表的傳感器感應(yīng)壓力產(chǎn)生伸直變形，使指針18偏轉(zhuǎn)指示出所測壓強(qiáng)值;由于壓力表內(nèi)設(shè)有微偏角放大輪系，即微偏角放大輪系轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)指針19作大偏角轉(zhuǎn)動(dòng)，把傳感器微小的形變轉(zhuǎn)化為很大的角度變化，可靠地提高了檢測靈敏度，也就是說當(dāng)支柱受到的擠壓力超過預(yù)置頂力時(shí)，指針19即偏轉(zhuǎn)，壓下V形碰頭與相應(yīng)的靜觸頭21吸合，并通過圓環(huán)電極28(a、b、c)接通報(bào)警裝置6，發(fā)出一種聲、光報(bào)警，同時(shí)工作缸內(nèi)增大壓強(qiáng)的液體產(chǎn)生與外來力作用相等的反作用力，阻止擠壓危險(xiǎn)發(fā)生，因此該支柱系統(tǒng)在報(bào)警后并沒有失去它的支撐作用，反而隨著擠壓力的增大而支撐力逐步增大，使被支撐物不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)下落，周圍的工作人員有足夠的時(shí)間離開危險(xiǎn)區(qū)，此時(shí)聲光報(bào)警器將一直工作到電源關(guān)斷或耗盡。但由于有表面標(biāo)識(shí)27，壓力表指針18將偏離箭頭指在相應(yīng)的超壓區(qū)內(nèi)，指示超壓信號(hào)。在支柱的檢測裝置壓力表下方有一電源開關(guān)7，當(dāng)護(hù)罩關(guān)上時(shí)，開關(guān)合上，當(dāng)護(hù)罩打開時(shí)，電源也斷開。
若是降壓(如支柱各閥、活塞環(huán)、密封件等出現(xiàn)故障或發(fā)生與頂力方向相同的位移等)，壓力表指針反向偏轉(zhuǎn)，檢測裝置接通降壓報(bào)警電路，發(fā)出另一種聲、光報(bào)警信號(hào)，告知操作人員檢查原因或更換支柱。
當(dāng)支柱不用或需拆離現(xiàn)場而放頂時(shí)，如圖1、3所示，可用下述方法檢測是否支柱上方有冒頂危險(xiǎn)，若有冒頂則改用遠(yuǎn)距離放頂軟管40作放頂操作;若沒有冒頂則可原地放頂。檢測方法是將分檔放液閥10的芯柱9向里推進(jìn)一檔，即工作缸13內(nèi)的液體放出一小部分到貯液腔14，工作缸內(nèi)的液體壓強(qiáng)下降，若報(bào)警器發(fā)出降壓報(bào)警，則該支柱上方?jīng)]有冒頂危險(xiǎn);若沒有報(bào)警，說明下降的壓強(qiáng)與發(fā)生冒頂?shù)臄D壓力抵消，支柱上方有冒頂危險(xiǎn)，這時(shí)將遠(yuǎn)距離放頂軟管40的連接套41與分檔放液螺帽旋緊，用上述分檔放液的方法，使工作缸內(nèi)壓強(qiáng)下降，活塞3下移，當(dāng)支柱松動(dòng)后，在軟管的另一端用手柄39實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離放頂，并將支柱拖離危險(xiǎn)區(qū)。
如圖6所示，在該安全支柱系統(tǒng)中采用了檢測安全保護(hù)閥42，當(dāng)操作缸17的液體進(jìn)入工作缸13，在活塞3的周圍形成一定的壓強(qiáng)值，該力通過上蓋29的通孔作用在上芯柱30受力面上，同時(shí)液體又經(jīng)連通孔33作用在下芯柱31受力面上，由于受力面積是上芯柱大于下芯柱，使其位移的力總是由上指向下的，當(dāng)工作缸13的液體壓強(qiáng)增大到某一值時(shí)，就會(huì)推動(dòng)上芯柱壓迫彈簧32和下芯柱運(yùn)動(dòng)而堵塞連通孔33，即壓力增大到檢測裝置量限的2/3時(shí)，保護(hù)閥42工作，切斷通向檢測裝置的高壓液體，達(dá)到保護(hù)檢測裝置的目的。之后，該支柱系統(tǒng)可以作為全方位的千斤頂一直工作到耐壓極限，不影響檢測裝置。
如圖7所示，該支柱系統(tǒng)中還有與活塞3配合的伸縮頂桿2，它們的配合形式為摩擦式的。圖中左邊為伸縮頂桿的鎖緊狀態(tài)，右邊為伸縮頂桿的未鎖緊狀態(tài)。當(dāng)頂桿受到擠壓力時(shí)，必帶動(dòng)摩擦套鋼片37下移，由于鋼珠36有一小部分處于套鋼片37的槽內(nèi)，而大部分處在活塞3的孔中，隨著套鋼片下移，使鋼珠離開鋼珠槽，而鋼珠外面已被鎖緊套35套住，鋼珠就只能頂著摩擦套鋼片內(nèi)移(即夾緊)，所以該結(jié)構(gòu)具有擠壓力越大，鎖緊力、摩擦力越大的特點(diǎn)。此伸縮頂桿還具有兩個(gè)特點(diǎn)放頂時(shí)，活塞3下移，鎖緊套35被頂?shù)轿存i緊狀態(tài)，鋼珠移到鋼珠槽內(nèi)，鎖緊力消失，頂桿2縮回活塞3內(nèi)，一次性完成所調(diào)活塞長度的放頂距離，這一特點(diǎn)很適合該支柱所支撐的地方已發(fā)生冒頂，需拆除這一支柱時(shí)，用遠(yuǎn)距離放頂軟管作快速放頂，減少了因放完活塞部份長度而支柱還被巖層壓著的情況發(fā)生;該伸縮頂桿還適用于搶險(xiǎn)時(shí)快速支頂，調(diào)整好活塞長度，將頂桿拉出至所需長度，搬動(dòng)手柄38即完成支頂工作。
本發(fā)明的聯(lián)網(wǎng)頂頭1，可根據(jù)需要把多根支柱聯(lián)成一片或一列使用，也可把檢測裝置集中于一個(gè)安全地方，統(tǒng)一控制多根支柱。該支柱的檢測安全保護(hù)閥可根據(jù)量限不同改變芯柱的受力面積，彈簧屈強(qiáng)系數(shù)等，制造出不同量限的系列產(chǎn)品。該支柱的報(bào)警喇叭應(yīng)為防水喇叭，以適應(yīng)高潮濕工作面的要求。本支柱電路元件不多，可作在一個(gè)電路塊上，密封在金屬外殼內(nèi)，同時(shí)外殼可作為散熱器，這樣既能防水防蝕，又提高了可靠性、機(jī)械強(qiáng)度和便于拆裝。本安全支柱系統(tǒng)集防擠壓檢測、報(bào)警為一體，具有全方位、雙向檢測、報(bào)警的功能，結(jié)構(gòu)嚴(yán)密、操作方便、迅速，是礦井、隧道施工現(xiàn)場的理想安全支柱。
權(quán)利要求
1.一種液壓支柱系統(tǒng)，其特征是由聯(lián)網(wǎng)頂頭(1)、伸縮頂桿(2)、檢測裝置(5)、檢驗(yàn)安全保護(hù)閥(42)、聲光報(bào)警裝置(6)和遠(yuǎn)距離放頂軟管(40)等組成的安全支柱系統(tǒng)a.在支柱上設(shè)有檢測裝置(5)，它主要由壓力表組成，能顯示并記憶預(yù)置頂力，并能將支柱所受擠壓力的變化反應(yīng)出來，同時(shí)接通聲、光報(bào)警裝置(6)。b.在支柱上還設(shè)有報(bào)警裝置(6)，由電路元件組成控制部分，通過檢測裝置壓力表的電極，接收檢測報(bào)警信號(hào)，并作超、降壓雙向聲、光報(bào)警。c.支柱上方的伸頂桿(2)與活塞(3)的配合形式為摩擦式的。d.在支柱的底座(8)內(nèi)設(shè)有檢測安全保護(hù)閥(42)，當(dāng)擠壓力超過檢測量限的2/3時(shí)，安全保護(hù)閥關(guān)閉，支柱可工作到耐壓極限而檢測裝置不受損壞。
2.如權(quán)利要求1所述的安全支柱系統(tǒng)，其特征是在支柱底座(8)上設(shè)有分檔放液閥(10)，配合降壓報(bào)警器作少量冒頂檢測。
3.如權(quán)利要求1所述的安全支柱系統(tǒng)，其特征是備有遠(yuǎn)距離放頂軟管(40)，可將支柱拖離危險(xiǎn)區(qū)。
4.如權(quán)利要求1所述的安全支柱系統(tǒng)，其特征是支柱上端的聯(lián)網(wǎng)頂頭(1)可使多根支柱聯(lián)成片或列使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及礦井、隧道用的安全支柱，它具有防冒頂、擠壓、檢測、報(bào)警的多種功能。由聯(lián)網(wǎng)頂頭、伸縮頂桿、檢測裝置、報(bào)警裝置、檢測安全保護(hù)閥、遠(yuǎn)距離放頂軟管組成的安全支柱系統(tǒng)。它的特點(diǎn)是可使支柱全方位的工作且具有超、降壓雙向報(bào)警功能，在支柱的被支撐物發(fā)生冒頂危險(xiǎn)時(shí)，可使用遠(yuǎn)距離放頂軟管將支柱拖離危險(xiǎn)區(qū)。本安全支柱結(jié)構(gòu)嚴(yán)密、操作方便、迅速，聯(lián)網(wǎng)頂頭可使多根支柱聯(lián)成片使用，是礦井、隧道、施工現(xiàn)場的理想安全支柱。
文檔編號(hào)E21D15/44GK1079022SQ9210813
公開日1993年12月1日 申請日期1992年5月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月14日
發(fā)明者胡文全 申請人:胡文全