立柱安全閥護罩淺析

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，高壓液體對人或設備造成傷害，安全閥護罩可以有效的保證人員與設備安全，護罩應易于生產，便于安裝，標準化批量生產。

關鍵詞：安全閥;護罩;立柱;結構

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，煤田在經歷了多年的開采后，現在已成集團化大規模生產，目前神華、陜煤等大型煤企已采用了工作阻力達12000-18000kN支架，支架一般采用電液控制系統，設備造價昂貴，且自動化成都較高。設備在采煤過程中，會遇到大地周期性來壓運動，此時支架立柱安全閥會開啟泄液，保護支架。當液體排除時，如果不進行干涉防護，高壓液體極易對設備造成損壞，同時對現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，根據密封類型不同，壓力可達到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罩，可以保護通液管，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中重要的控制元件，用來調節支架的實際工作阻力，并使其不超過限定值。安全閥與通液管連同，當液體開啟時，壓力與通液管相同，且排液孔向上，通常無防護措施。現在的高阻力大采高液壓支架立柱的初撐力狀態下，液體壓力需達到37.5MPa，工作時可達45.84MPa。當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重傷害，液體如果排除不及時，會使立柱漲缸報廢，嚴重時會壓穿底座，使支架設備整體報廢。

2 安全護罩的結構與形式

安全閥護罩目前有兩種形式。一種是整體式安全閥，單獨的將安全閥與護罩設計成整體結構，通過管路將安全閥排除的液體進行收集，并最終回到回液管路里。這種方案的優勢在于保證了工作介質的正常回收，不外泄，可重復使用。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，提升產品制造時的廢品率，而且液壓系統在設計時，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。一種是結構件式。護罩采用薄鋼板壓彎，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。此結構在連接時，有兩種連接方案選擇，最初采用的是旋轉式連接方式，在立柱的外缸上一側焊接移個圓形鋼管，以安全閥座孔為中心，對稱位置焊接U形掛塊。護罩一側焊接圓形鋼管，一側壓彎出耳，在耳上割長圓孔。連接時，一側采用銷軸連接固定，一側采用螺栓緊固連接。此種連接結構可以旋轉護罩，便于工人在檢修設備。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值誤差較大，且護罩在壓彎時，變形量不易控制，護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。經過長期的實際安裝使用，此種結構返工率較大，支架裝配完成后，操作空間較小，工人工作工位不方便，對產品的生產造成一定困難。后采用了一種新型連接結構（圖2），立柱外缸上安全閥座增大，并鉆孔。護罩底部壓彎出兩側耳子，并在耳子上割長圓孔。護罩與安全閥座采用螺栓連接。此種結構簡單，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。護罩耳板采用長圓孔，中心距可有效調整，大大的提高了護罩與安全閥座的連接性。且安全閥座標準化成度已較高，便于以后庫存存儲，大大的提高了護罩的互換性。

3 結語

整體式安全閥現在已普遍應用于高阻力大采高支架的平衡千斤上，雖然設備造價昂貴，但是可以有效的保證液體的回收，減少設備浸水時間，大大的延長了設備的使用。而結構件式的護罩，剛性較好，液體排除時經護罩導流至柱窩處，經過排水孔，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境的污染。總體來看，結構式護罩制造簡單，制造成本低，便于批量生產。

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