專利名稱：一種大流量安全閥試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種礦用液壓支架安全閥，尤其涉及一種大流量安全閥試驗裝置。
背景技術：
目前對于煤炭開采行業(yè)而言，隨著國內(nèi)綜采技術不斷發(fā)展，大采高、高工作阻力的液壓支架應用數(shù)量不斷增加，配套的液壓支架安全閥流量也不斷增大，現(xiàn)在安全閥的流量 已達到500L/min、800L/min甚至lOOOL/min。在液壓支架瞬間承受來自煤層的過大壓力時， 安全閥能夠?qū)σ簤褐Ъ芰⒅械囊后w進行溢流，以滿足液壓支架立柱快速卸載、以及頂板 來壓保護的需要，從而避免爆缸等重大安全事故的發(fā)生。在用于煤層開采作業(yè)之前，要對安全閥進行標定試驗，以對其流量和壓力進行標 定?，F(xiàn)有大流量安全閥的試驗裝置主要有以下兩種。第一種如圖1所示，使用并聯(lián)的高壓泵11作為動力源，以輸出具有一定流量與壓 力的液體，應用換向閥12實現(xiàn)被試安全閥1的加載、卸荷，被試安全閥1的試驗特性則由壓 力傳感器13測量的壓力及流量計14測量的流量確定；第二種如圖2所示，通過壓力機21對被壓油缸22加載，使得被壓油缸22的受壓 腔23中的高壓和流量同時通過被試安全閥1釋放，被試安全閥1的試驗特性由壓力傳感器 測量的壓力及流量計測量的流量確定。以上兩種試驗裝置都存在一定的缺陷。對于第一種試驗裝置，為真實模擬被試安 全閥1的工作環(huán)境，其使用的換向閥12必須具備輸出壓力上升時間短、阻力損失小、開啟迅 速等特點，目前該換向閥主要應用于額定流量不大于250L/min的安全閥試驗，對于500L/ min及其以上的安全閥，該換向閥12的過液能力及開啟速度等已不能滿足上述要求。對于 第二種試驗裝置，通過壓力機21對被壓油缸22加載需要一定的時間，難以模擬被試安全閥 1在瞬間巨大壓力下快速開啟的真實工作環(huán)境。

實用新型內(nèi)容本實用新型克服了上述缺點，提供了一種輸出壓力上升時間短、阻力損失小、開啟 迅速、輸出流量理論可無限擴大以及成本低的大流量安全閥試驗裝置。本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是一種大流量安全閥試驗裝置，包括支撐體，所述支撐體上設有組合功能液壓油缸， 所述組合功能液壓油缸包括增壓油缸，所述增壓油缸內(nèi)滑動地設有上柱塞，所述上柱塞與 下柱塞在試驗過程中互相壓緊，所述下柱塞和所述上柱塞之間具有增壓比，且所述下柱塞 滑動地設在輸出油缸中，所述輸出油缸的輸出端用于設置被試安全閥，其中所述增壓油缸 和輸出油缸均固定在所述支撐體上；在所述增壓油缸的缸壁中設有進液口，所述進液口通 過管路連接有動力源，所述增壓油缸的增壓缸底設有控制口，所述控制口連接有控制源。本實用新型的有益效果是，由于所述增壓油缸內(nèi)滑動地設有上柱塞，所述上柱塞與下柱塞在試驗過程中互相壓緊，且所述下柱塞滑動地設在輸出油缸中，因此當為所述輸出油缸充液時，在液壓力的作用下，所述上柱塞和下柱塞一起向上運動，并最終與所述增壓 油缸的增壓缸底壓緊形成密封，從而使所述上柱塞與所述增壓油缸的增壓缸底之間的空間 形成控制腔，而所述上柱塞與所述增壓油缸的缸壁之間的空間形成供液腔，所述供液腔通 過管路與所述動力源連通，但此時所述動力源并不能使所述上柱塞運動，設備進入試驗準 備狀態(tài)。然后，當所述控制口通入高壓液體時，所述上柱塞脫離所述增壓油缸的增壓缸底， 以使得所述控制腔與所述供液腔瞬間連通，所述動力源的壓力迅速釋放作用于所述上柱 塞，并使所述上柱塞和下柱塞一起向下迅速運動，通過所述組合功能液壓油缸增壓后，從被 試安全閥中溢流出具有一定壓力、流量的液體，從而實現(xiàn)對大流量的被試安全閥的加載。其 中由于所述上柱塞的橫截面積大于所述下柱塞的橫截面積，因此所述組合功能液壓油缸具 有增壓功能，并且結(jié)構簡單、阻力損失小、開啟迅速，可以很好的取代換向閥或換向閥組，滿 足大流量安全閥動態(tài)試驗的需要。本實用新型提供的大流量安全閥試驗裝置，具備了輸出壓力上升時間短、阻力損 失小、開啟迅速等特點，消除了換向閥或換向閥組的局限性，完全能夠進行大流量安全閥的 動態(tài)特性試驗要求，并且理論上不受被試安全閥額定流量限制，試驗系統(tǒng)具有可擴展性，理 論輸出流量可無限擴大。

圖1為現(xiàn)有技術中一種安全閥試驗裝置的原理示意圖；圖2為現(xiàn)有技術中另一種安全閥試驗裝置的原理示意圖；圖3為本實用新型大流量安全閥試驗裝置實施例一準備狀態(tài)的結(jié)構示意圖；圖4為本實用新型大流量安全閥試驗裝置實施例一加載狀態(tài)的結(jié)構示意圖；圖5為圖3中E部分的局部放大視圖；圖6為本實用新型大流量安全閥試驗裝置實施例二的結(jié)構示意圖；圖7為在圖6所示大流量安全閥試驗裝置中設置位移傳感器的結(jié)構示意圖；圖8為圖7中的A部分局部放大試圖。附圖標記1-被試安全閥，2-壓力傳感器，3-支撐體，4-位移傳感器，5-增壓油缸，51-進液 口，52-管路，6-蓄能器，7-增壓缸底，71-控制口，72-密封件，8-下柱塞，81-下柱塞腔， 9-輸出油缸，10-上柱塞，101-上柱塞腔，102-固定塊，103-密封件，11-高壓泵，12-換向 閥，13-壓力傳感器，14-流量計，21-壓力機，22-被壓油缸。
具體實施方式
本實用新型旨在提供一種輸出壓力上升時間短、阻力損失小、開啟迅速、輸出流量 理論可無限擴大以及成本低的大流量安全閥試驗裝置。
以下結(jié)合附圖以及實施例對本實用新型進行詳細描述。實施例一結(jié)合圖3和圖4所示，本實用新型大流量安全閥試驗裝置的實施例，包括支撐體3，支撐體3上設有組合功能液壓油缸，該組合功能液壓油缸包括增壓油缸5，增壓油缸5內(nèi)滑 動地設有上柱塞10，上柱塞10與下柱塞8在試驗過程中互相壓緊，下柱塞8和上柱塞10之 間具有增壓比，且下柱塞8滑動地設在輸出油缸9中，輸出油缸9的輸出端用于設置被試安 全閥1，其中增壓油缸5和輸出油缸9均固定在支撐體3上；在增壓油缸5的缸壁中設有進 液口 51，進液口 51通過管路52連接有動力源6，增壓油缸5的增壓缸底7設有控制口 71， 控制口 71連接有控制源。 其中圖3為所述試驗裝置的準備狀態(tài)示意圖，圖3中，當為輸出油缸9的C腔充液 時，由于輸出油缸9固定于支撐體3上，因此在液壓力的作用下，上柱塞10和下柱塞8 一起 沿增壓油缸5向上軸向滑動，并最終與增壓油缸5的增壓缸底7壓緊，以形成環(huán)形液壓密封 帶，參見圖5所示。從而將上柱塞10與增壓油缸5的缸壁之間的空間分成兩部分，一部分 為上柱塞10和增壓缸底7之間的空間形成的控制腔，另一部分為上柱塞10和增壓油缸5 的缸壁之間的空間形成的供液腔即B腔，B腔通過管路52與動力源6連通，但此時動力源 6中的液體壓力作用在上柱塞10的側(cè)壁上，因此如果控制腔中的控制口 71無壓力信號，則 無論B腔中的壓力增至多高都不能使上柱塞10動作，因此具有很好的可靠性，此時可以通 過液壓系統(tǒng)為動力源6充液增壓至設定壓力，所述試驗裝置進入試驗準備狀態(tài)。圖4所示為所述試驗裝置的試驗加載狀態(tài)，在圖4中，當與所述控制口 71相連的 控制源為控制口 71輸入壓力信號時，在高壓液體壓力的作用下，上柱塞10輕微向下移動， 使得控制腔與B腔瞬間連通，之后動力源6中的壓力迅速釋放，高壓作用于上柱塞10，并使 之向下迅速運動，通過所述組合功能油缸增壓后(由于上柱塞10的橫截面積大于下柱塞 8的橫截面積，因此該組合功能油缸具有增壓功能)，從被試安全閥1中溢流出具有一定壓 力、流量的液體，從而實現(xiàn)對被試安全閥1的加載溢流，其中，被試安全閥1在溢流過程中的 壓力和溢流量可以通過測量得到。本實施例中的大流量安全閥試驗裝置，開啟迅速，試驗過程中系統(tǒng)輸出壓力上升 時間短、阻力損失小、開發(fā)應用快速加載增壓缸裝置，大大提高了試驗系統(tǒng)的試驗能力與性 能，降低了成本，解決了大流量安全閥的試驗難題。其中，上柱塞10和下柱塞8之間為可分離的壓緊形式，即在試驗過程中兩者出于 壓緊狀態(tài)，如圖3和圖4所示的狀態(tài)，而在非試驗過程中則可以拆離。本實施例中，該動力源6可以為蓄能器或蓄能器組，蓄能器或蓄能器組能夠為上 述快速加載增壓缸提供大流量、高壓力的動力源。而該控制源為液壓源，主要用于為控制口 71提供控制信號，該控制信號能夠控制上述快速加載增壓缸開啟，即，使上柱塞10脫離增 壓油缸5的增壓缸底7。從圖3和圖4中可以看出，為了測量被試安全閥1在溢流過程中的壓力，在輸出油 缸9上靠近用于設置被試安全閥1的一端設有壓力傳感器2，壓力傳感器2用于測量所述被 試安全閥溢流過程中的壓力數(shù)據(jù)。此外，為了測量被試安全閥1在溢流過程中的溢流量，在上柱塞10和支撐體3之 間設有位移傳感器4，位移傳感器4為非接觸式傳感器，包括設在上柱塞10上的移動磁塊 41、和設在支撐體3上的固定桿42，移動磁塊41能夠隨著上柱塞10 —起移動，則通過移動 磁塊41固定桿42的移動測量上柱塞10的位移量，然后根據(jù)上柱塞10的位移量、以及上柱 塞10的橫截面積，就可得到被試安全閥1溢流過程中的溢流量。[0034]實施例二如圖6所示，本實施例中的大流量安全閥試驗裝置與實施例一中的大流量安全閥試驗裝置基本上相同，其不同之處僅在于在上柱塞10中設有上柱塞腔101。這是因為為了 達到該大流量安全閥試驗裝置所要求的增壓比，往往將上柱塞10的直徑設置得較大，但是 該較大的直徑使得上柱塞10所具有的剛度超過了實際的需要，因此設置該上柱塞腔101不 僅能夠使得上柱塞10在保證增壓比的情況下具有合適剛度，而且能夠減少上柱塞10的材 料使用，并減輕上柱塞10的重量，從而節(jié)省材料成本；如圖7所示，本實施例還可以為位移傳感器4提供另一種安裝形式。圖7中，可以 在上柱塞10和增壓油缸5之間設置位移傳感器4，該位移傳感器4同樣為非接觸式傳感器， 包括設在上柱塞10上的移動磁塊41、和設在增壓油缸5的增壓缸底7上的固定桿42，其中 固定桿42容設在上柱塞腔101中，移動磁塊41能夠隨著上柱塞10 —起移動，則通過移動 磁塊41固定桿42的移動測量上柱塞10的位移量，然后根據(jù)上柱塞10的位移量、以及上柱 塞10的橫截面積，就可得到被試安全閥1溢流過程中的溢流量。而且從圖7中可知，采用這種位移傳感器4的安裝形式時，為了防止控制腔中的油 液沿固定桿42向外部泄露，可以在增壓缸底7和固定桿42之間設置密封件72。同樣地，如 圖8所示，也可以在上柱塞腔101和固定桿42之間設置密封件103。具體而言，由于固定 桿42與上柱塞腔101內(nèi)壁之間的距離較大，因此可以在上柱塞腔101和固定桿42之間設 置固定塊102，然后將密封件103設置在固定塊102中，最后再將固定塊102設置在上柱塞 腔101中。除此之外，從圖8中可知，還可以利用該固定塊102來安裝移動磁塊41。其中需要說明的是，實施例一和實施例二中使用位移傳感器代替流量計來測量被 試安全閥1的溢流量，是因為流量計對于超大流量測試的成本較高，而且不能適應被試安 全閥1的快速溢流的工作環(huán)境，而使用位移傳感器以將位移量轉(zhuǎn)化為溢流量的方法則不受 這些因素的設置，因此可以適用于快速、超大流量的溢流量的測量。此外，在本實用新型的實施例一(未圖示)和實施例二(如圖6所示)中，均可以 在下柱塞8中設有下柱塞腔81。這樣，不僅能夠使得下柱塞8在保證增壓比的情況下具有 合適剛度，而且可以減少下柱塞8的材料使用，并減輕下柱塞8的重量，從而節(jié)省材料成本。而且，實施例一和實施例二中的大流量安全閥試驗裝置具有多個進液口 51，這些 進液口 51沿增壓油缸5的缸壁周向分布。進一步地，這些呈周向分布的進液口沿增壓油缸 5的軸向排列至少一排。這樣通過這些進液口就能夠利用管路52連接多個蓄能器，從而形 成蓄能器組，并且每條管路52上還可分支連接多個蓄能器，因此理論上可以連接任意要求 數(shù)量的蓄能器，從而可以達到理論上無限擴大的溢流量。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型保護的范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到 的變化或替換，都應涵蓋在本使用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求一種大流量安全閥試驗裝置，其特征在于，包括支撐體(3)，所述支撐體(3)上設有組合功能液壓油缸，所述組合功能液壓油缸包括增壓油缸(5)，所述增壓油缸(5)內(nèi)滑動地設有上柱塞(10)，所述上柱塞(10)與下柱塞(8)在試驗過程中互相壓緊，所述下柱塞(8)和所述上柱塞(10)之間具有增壓比，且所述下柱塞(8)滑動地設在輸出油缸(9)中，所述輸出油缸(9)的輸出端用于設置被試安全閥(1)，其中所述增壓油缸(5)和輸出油缸(9)均固定在所述支撐體(3)上；在所述增壓油缸(5)的缸壁中設有進液口(51)，所述進液口(51)通過管路(52)連接有動力源(6)，所述增壓油缸(5)的增壓缸底(7)設有控制口(71)，所述控制口(71)連接有控制源。
2.根據(jù)權利要求1所述的大流量安全閥試驗裝置，其特征在于，在所述輸出油缸(9)上 靠近用于設置被試安全閥(1)的一端設有壓力傳感器(2)，所述壓力傳感器(2)用于測量所 述被試安全閥(1)溢流過程中的壓力數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的大流量安全閥試驗裝置，其特征在于，在所述上柱塞 (10)和所述支撐體(3)之間設有位移傳感器(4)，所述位移傳感器(4)包括設在所述上柱 塞(10)上的移動磁塊(41)、和設在所述支撐體(3)上的固定桿(42)，通過所述移動磁塊 (41)沿所述固定桿(42)的移動測量所述上柱塞(10)的位移量，以根據(jù)所述上柱塞(10)的 位移量得到所述被試安全閥(1)溢流過程中的溢流量。
4.根據(jù)權利要求1所述的大流量安全閥試驗裝置，其特征在于，在所述上柱塞(10)中 設有上柱塞腔(101)。
5.根據(jù)權利要求4所述的大流量安全閥試驗裝置，其特征在于，在所述上柱塞(10) 和所述增壓油缸(5)之間設有位移傳感器(4)，所述位移傳感器(4)包括設在所述上柱塞 (10)上的移動磁塊(41)、和設在所述增壓油缸(5)的增壓缸底(7)上的固定桿(42)，所述 固定桿(42)容設在所述上柱塞腔(101)中，通過所述移動磁塊(41)沿所述固定桿(42)的 移動測量所述上柱塞(10)的位移量，以根據(jù)所述上柱塞(10)的位移量得到所述被試安全 閥(1)溢流過程中的溢流量。
6.根據(jù)權利要求4所述的大流量安全閥試驗裝置，其特征在于，在所述增壓缸底(7)和 所述固定桿(42)之間設有密封件(72)；和/或在所述上柱塞腔(101)和所述固定桿(42)之間設置密封件(103)。
7.根據(jù)權利要求1至2、4至6中任一項所述的大流量安全閥試驗裝置，其特征在于，在 所述下柱塞(8)中設有下柱塞腔(81)。
8.根據(jù)權利要求1所述的大流量安全閥試驗裝置，其特征在于，所述進液口(51)沿所 述增壓油缸(5)的缸壁周向分布。
9.根據(jù)權利要求8所述的大流量安全閥試驗裝置，其特征在于，呈周向分布的所述進 液口(51)沿所述增壓油缸(5)的軸向排列至少一排。
專利摘要本實用新型公開了一種大流量安全閥試驗裝置，涉及礦用液壓支架安全閥領域，為向大流量安全閥提供適用的試驗裝置而提出本實用新型。所述大流量安全閥試驗裝置，包括支撐體(3)，所述支撐體(3)上設有組合功能液壓油缸，所述組合功能液壓油缸包括增壓油缸(5)，所述增壓油缸(5)內(nèi)滑動地設有上柱塞(10)，所述上柱塞(10)與下柱塞(8)在試驗過程中互相壓緊，且所述下柱塞(8)滑動地設在輸出油缸(9)中，所述輸出油缸(9)的輸出端用于設置被試安全閥(1)。所述大流量安全閥試驗裝置輸出壓力上升時間短、阻力損失小、開啟迅速，適用于大流量安全閥的流量和動態(tài)性能試驗。
文檔編號G01M13/00GK201569559SQ20092027103
公開日2010年9月1日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權日2009年11月25日
發(fā)明者姜金球, 孫紅波, 沙寶銀, 王勇 申請人:煤炭科學研究總院