一种大流量安全阀试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于煤矿液压支架用大流量安全阀的动态性能测试的技术领域，具体 涉及一种大流量安全阀试验装置。
【背景技术】
[0002] 安全阀是煤矿液压支架的重要保护元件，用来控制液压支架实际工作阻力并使其 不超过允许值，当前l〇〇〇L/min的大流量安全阀已经在高端液压支架大面积应用。动态特 性(动态压力超调量，开启时间，稳定性，稳定时间）是安全阀的重要性质，在液压支架与围 岩的耦合作用中，对发挥液压支架的性能和作用至关重要。当前大流量安全阀亟待解决的 问题是缺乏与之配套的安全阀模拟试验系统，用来测试安全阀各项技术指标和动态性能。
[0003] 目前安全阀的试验系统如图5所示，使用高压泵25作为动力源，提供具有一定压 力和流量的液体，使用换向阀26实现安全阀的加载、卸载，安全阀26的特性由压力传感器 27测量的压力和流量传感器30测量的流量来确定。
[0004] 而目前安全阀的试验系统如果用来试验大流量安全阀，还有一定的缺点，对高压 泵提供的流量和压力要求太高，所以对大流量安全阀来说，需要专用设备，建立专门的试验 系统，设备通用性差，技术难度大。
【发明内容】
[0005] 本实用新型为了能便捷、有效地准确测试煤矿液压支架用大流量安全阀的动态性 能，提供了一种大流量安全阀试验装置。
[0006] 本实用新型采用如下技术方案：
[0007] -种大流量安全阀试验装置，包括固定于安装架上的液压缸和爆炸缸，液压缸和 爆炸缸的缸体相对静止，液压缸和爆炸缸的活塞通过同一活塞杆连接，沿活塞杆行程方向 的安装架上设有吸能装置，吸能装置到液压缸侧的活塞杆端头的最大距离小于液压缸活塞 到液压缸的缸体内底部的最大距离，所述爆炸缸内的密闭腔体连接有进气系统和排气系 统，液压缸的上、下腔体分别连接有若干条液路，液压缸的缸体与液压缸的缸底的相接处设 有被试安全阀的安装口。
[0008] 所述液压缸包括液压缸缸底、液压缸缸体、液压缸缸盖、活塞杆和液压缸活塞，爆 炸缸包括爆炸缸活塞、爆炸缸缸体和爆炸缸缸盖，所述液压缸的活塞杆包括大径段和小径 段，大径段和小径段相接处设有环形凸台，液压缸活塞通过锁紧螺母安装固定于活塞杆的 大径段上且液压缸活塞与液压缸缸体内壁密封接触形成密封带，液压缸活塞将液压缸缸 底、液压缸缸体和液压缸缸盖形成的密闭腔体分为液压缸上腔和液压缸下腔；爆炸缸活塞 通过销轴与伸出液压缸缸盖外的活塞杆小径段端部连接，爆炸缸活塞与爆炸缸缸体内壁通 过活塞环接触形成密封带，爆炸缸活塞、爆炸缸缸体与爆炸缸缸盖形成的密闭腔体为爆炸 腔。
[0009] 所述与爆炸腔连接的进气系统包括压缩空气路和压缩天然气路，压缩空气路包括 通过气动管路依次连接的出口带压力表的空压机、气体流量计I、气动截止阀和单向阀以及 与单向阀相连的无缝钢管，无缝钢管的另一端焊接在爆炸缸缸盖上并与爆炸腔连通；所述 的压缩天然气路包括通过气动管路依次连接的出口带压力表的储气罐、气体流量计II、气 动截止阀和单向阀以及与单向阀相连的无缝钢管，无缝钢管的另一端焊接在爆炸缸缸盖上 并与爆炸腔连通；
[0010] 所述与爆炸腔连接的排气系统包括无缝钢管和电控气动截止阀，无缝钢管的一端 与电控气动截止阀连接，无缝钢管的另一端焊接在爆炸缸缸盖上并与爆炸腔连通。
[0011] 所述的爆炸缸缸盖上还连接有气动安全阀、高能点火装置和爆炸腔压力传感器。
[0012] 所述与液压缸连接的液路包括与液压缸上腔连接的六路液路，一路是指通过高压 液动截止阀由液压缸上腔接回液箱的排液液路；另外五路是指分别通过串联的高压液动截 止阀和单向阀连接液压缸上腔与蓄能器组动力源的充液液路，蓄能器组动力源通过高压液 动截止阀与反冲洗过滤器连接，反冲洗过滤器与泵站相连，泵站再接回液箱；
[0013] 所述与液压缸连接的液路还包括与液压缸下腔相连的充液液路，该充液液路通过 依次连接的高压液动截止阀、反冲洗过滤器和泵站接回液箱。
[0014] 所述液压缸上腔还安装有压力传感器I，液压缸下腔靠近液压缸缸底的一侧安装 有压力传感器II。
[0015] 所述安装架上还安装有测量液压缸位移的液压缸位移速度传感器和测量安全阀 阀芯位移的电涡流位移传感器，电涡流位移传感器安装于安装架的安全阀安装口处。
[0016] 所述大流量安全阀试验装置的试验过程如下，
[0017] 试验准备阶段：
[0018] a、将液压缸上腔与蓄能器组动力源之间的五条回路中的高压液动截止阀全部关 闭，通过液压泵站为蓄能器组动力源充液；
[0019] b、待蓄能器组动力源里的液体压力达到液压缸上腔所需的预设初始压力 ，关闭液压泵站与蓄能器组动力源之间的液路，停止为蓄能器组动力源充液；
[0020] c、打开与液箱连接的排液回路中的高压液动截止阀，接通液压泵站与液压缸下 腔的液路，为液压缸下腔充液，使液压缸上腔中的液体排出至液箱中，当液压缸下腔充满高 压乳化液后，关闭液压缸上腔与液箱之间的排液液路，并关闭液压缸下腔与液压泵站之间 的充液液路，停止向液压缸下腔充液；
[0021] d、打开连接液压缸上腔与蓄能器组动力源的五条充液液路中的高压液动截止阀， 使蓄能器组动力源为液压缸上腔充压力为Pa的高压液体，同时打开压缩空气路为爆炸腔 充压力为P e的压缩空气，待压缩空气充完后，关闭压缩空气路的气动截止阀，然后打开压 缩天然气路为爆炸腔充压力为Pc的压缩天然气，使爆炸腔中充满压力为P e的混合气体；此 时，液压缸活塞、活塞杆和爆炸缸活塞构成的组合活塞在液压缸上腔、液压缸下腔和爆炸腔 内压力的共同作用下处于初始平衡状态，完成试验准备阶段；
[0022] 试验阶段：待试验装置进入准备阶段后，启动高能点火装置，则爆炸腔中的混合气 体发生爆炸，使得爆炸产生的冲击波冲击在爆炸缸活塞上，进而推动爆炸缸活塞向下运动， 压缩液压缸下腔中的高压乳化液，使液压缸下腔中的乳化液压力达到被试安全阀的开启压 力，被试安全阀开启溢流并持续保持额定溢流状态，通过压力传感器II监测液压缸下腔的 压力，测得被试安全阀的的压力时间曲线，通过液压缸位移速度传感器测得活塞杆的速度 V，计算得出被试安全阀的额定流量=ν*π* (d2/2>2,得到被试安全阀的流量时 间曲线；
[0023] 最终，当液压缸活塞接触液压缸缸底前，活塞杆的大径段端头碰上吸能装置，使活 塞杆减速，使得液压缸下腔的压力降低至能使被试安全阀关闭的压力，则安全阀关闭溢流， 此时通过压力传感器II监测得出被试安全阀的关闭压力Pg，完成实现被试安全阀的溢流 启动、额定溢流、溢流关闭全过程。
[0024] 所述试验准备阶段步骤d中的爆炸腔内所充的压缩空气和压缩天然气的体积比 为 9:1〇
[0025] 所述液压缸活塞杆的大径段直径d2、小径段直径dl与液压缸的缸径D2、爆炸缸的 缸径Dl之间满足：
[0027] 其中，Pa为爆炸前液压缸上腔的实际压力，Pb为爆炸前液压缸下腔的实际压力， Pc为爆炸腔的预充压力。
[0028] 本实用新型具有如下有益效果：
[0029] 1、由于爆炸过程时间短，所以本试验装置开启快速，液压缸下腔B的压力增长速 度快，能很好的测试大流量安全阀动态工作的全过程，特别适合于大流量安全阀动态特性 的测试；
[0030] 2、该装置能很好的模拟安全阀在煤矿井下液压支架承受冲击载荷时的动态特性， 实用性强；
[0031] 3、本实用新型采用液压力和爆炸力组合加载的方式为液压缸提供良好的冲击加 载，其结构紧凑、效率高；
[0032] 4、采用液压力和爆炸力组合加载的方式，利用较小的爆炸力就可以得到合适的冲 击载荷，当压缩天然气占总体积比为10%时，爆炸威力最大，爆炸造成的压力上升最高，在 爆炸过程中形成的爆炸压强大约为8-9倍的初始压力（定容爆炸压力)，解决了冲击载荷受 限的问题，特别适用于有冲击加载要求的超高压液压系统；
[0033] 5、组合加载油缸的组合活塞只有在爆炸腔C发生气体爆炸，产生爆炸冲击载荷 时，组合活塞才能启动，使组合活塞不需要单向锁即可以自锁来保证组合活塞处于初始状 态，进一步提尚了油缸的工作稳定性。
【附图说明】
[0034] 图1为本实用新型所述的试验装置在准备阶段时的结构示意图；
[0035] 图2为本实用新型所述的试验装置在被试安全阀额定溢流时的结构示意图；
[0036] 图3为本实用新型所述的试验装置在被试安全阀关闭时的结构示意图；
[0037] 图