[发明专利]一种新型液压支架安全阀及其应用

说明书

本发明涉及一种新型液压支架安全阀及其应用，包括阀体、阀芯、复位弹簧和先导阀；阀芯置于阀体内开设的阀芯腔内，先导阀置于阀体内开设的先导阀腔内，复位弹簧位于阀芯顶端和阀体内开设的弹簧腔内，先导阀腔和阀芯腔之间通过两条控制油流道连通，先导阀腔内填充有磁流变液，阀芯腔内填充有乳化液。本发明安全阀与布置在液压支架中缸上的压力传感器和控制器相结合，由传感器检测传导压力信号并通过控制器对压力值进行分析，从而控制安全阀先导阀动作，缩短了传统安全阀压力信号由液压系统传导的响应时间。采用磁流变液控制先导阀芯动作，依靠磁流变液极短的响应时间，具有快速高效的工作过程。

技术领域

本发明涉及一种新型液压支架安全阀及其应用，特别涉及一种用在液压支架上的磁流变液控制的安全阀，属于阀技术领域。

背景技术

随着地下浅层煤炭资源的日益枯竭，煤矿生产向着大采掘深度发展是必然趋势，随之而来的问题便是煤矿工作面支护压力的陡然增大和频繁的冲击地压现象。为应对工作过程中的冲击问题，目前煤矿液压支架大都采用加装大流量安全阀的措施，但是实际应用时发现现有的大流量安全阀在冲击发生时并不能及时响应，造成液压支架结构破坏，甚至造成人员伤亡。导致这种现象的主要原因是冲击发生时作用在液压支架立柱上的时间极短，而冲击压力作用在支架上后通过立柱上下腔油液传导到大流量安全阀阀芯上需要一定时间，大流量安全阀阀芯克服弹簧动作又需要一定时间；这两段时间加起来超过了冲击压力的作用时间，造成冲击能量未能及时卸载掉。巨大的冲击能量便通过液压支架的形变得到释放，从而使液压支架发生结构破坏变形失稳，造成煤矿安全事故。中国专利文献CN107725083A和CN103953369A提供了一种使用氮气进行阀芯复位的液压支架安全阀复位方式，采用气体作为弹性材料进行阀芯复位相较于传统安全阀采用弹簧复位响应速度快，但是压缩气体是弹性体同样存在弹性模量，响应速度仍然有提高空间。

针对现有的立柱-安全阀组合系统存在的响应时间较长的问题，本发明提出了一种基于磁流变液控制的液压支架安全阀，为解决冲击工况下支架的可靠性提供了新的解决思路。该安全阀采用电气控制部分和磁流变液控制部分可以分别解决传统安全阀在液压冲击传导时间和弹簧响应时间过长的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种新型液压支架安全阀，该安全阀基于磁流变液控制，可以解决液压支架传统安全阀响应时间较长的问题，能够快速泄压，避免液压支架形变，保证液压支架的安全作业。

本发明还提供上述一种新型液压支架安全阀的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种新型液压支架安全阀，包括阀体、阀芯、复位弹簧和先导阀；阀芯置于阀体内开设的阀芯腔内，先导阀置于阀体内开设的先导阀腔内，复位弹簧位于阀芯顶端和阀体内开设的弹簧腔内，先导阀腔和阀芯腔之间通过两条控制油流道连通，先导阀腔内填充有磁流变液，阀芯腔内填充有乳化液。

优选的，所述阀体包括外壳、阀座、端盖和堵头；外壳设置在阀座上，外壳上开设有进液口且进液口与阀芯腔相通，阀芯腔位于外壳内竖直方向，先导阀腔位于外壳内水平方向，先导阀腔一端通过端盖封装、另一端通过堵头封装，阀座底部通过端盖封装，阀座上开设有泄流口并与阀芯腔相通。

优选的，所述阀芯外形为十字结构，阀芯顶端开设有所述的弹簧腔，阀芯轴向上设置有两条贯通的控制油流道。

优选的，所述阀芯底端设置成锥形体，当阀芯下降时，锥形体可封堵阀座上的泄流口。

优选的，所述先导阀包括从左至右依次设置的电机、丝杠、螺母、活塞、电磁线圈、先导阀芯；电机与丝杠一端传动连接，螺母与丝杠螺纹连接，磁流变液位于活塞与先导阀芯之间，电磁线圈轴向上设置有阻尼孔。

优选的，所述先导阀腔内设置有位移传感器，位移传感器位于电机一侧。

优选的，所述电机的输出轴通过联轴器与丝杠一端传动连接。