一种具有三级护帮联动的掩护式液压支架的制作方法
【专利摘要】本实用新型一种具有三级护帮联动的掩护式液压支架，属于矿下支护系统【技术领域】；所要解决的技术问题为提供一种适用于大采高开采，护帮面积大，且能临时挑平护顶的矿下支护系统；解决技术问题所采用的技术方案为：一种具有三级护帮联动的掩护式液压支架，包括顶梁、三级护帮机构、掩护梁和底座，所述顶梁的前端连接有三级护帮机构，中部与底座之间通过起支承作用的立柱相连，后端与掩护梁的顶端通过铰链Ⅰ相连，掩护梁的底端通过四连杆机构Ⅲ与底座相连；本实用新型既可以防止煤层冒顶，又能防止煤层片帮，而且护帮高度大，适合大采高的煤层开采。
【专利说明】一种具有三级护帮联动的掩护式液压支架
【技术领域】
[0001]本实用新型一种具有三级护帮联动的掩护式液压支架，属于矿下支护系统【技术领域】。
【背景技术】
[0002]大采高开采的特点是工作面煤壁高，暴露空间大，一般意义而言，煤壁片帮的概率大。由于采高较大，工作面大、顶板容易破碎，煤壁压力增加，片帮现象十分严重，且容易引发冒顶，片帮的处理比普通采煤(包括放顶煤工作面)的难度大。因此大采高工作面开采过程中的煤壁片帮的控制是大采高液压支架适应性的主要要求，也是保持工作面支护系统稳定性的重要条件。采高从3m提高到7m，煤壁片帮会出现质的变化，片帮的深度和频率大幅度增加，由片帮导致的冒顶会更加严重，成为制约工作面安全高效生产的致命因素。
实用新型内容
[0003]本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种适用于大采高开采，护帮面积大，且能临时挑平护顶的矿下支护系统。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:一种具有三级护帮联动的掩护式液压支架，包括顶梁、三级护帮机构、掩护梁、四连杆机构III和底座，所述顶梁的前端连接有三级护帮机构，中部与底座之间通过起支承作用的立柱相连，后端与掩护梁的顶端通过铰链I相连，掩护梁的底端通过四连杆机构III与底座相连。
[0005]其中，所述三级护帮机构包括一级护帮、二级护帮和三级护帮，所述一级护帮的一端与顶梁相连，另一端依次连接有二级护帮和三级护帮，所述一级护帮与二级护帮铰接，所述一级护帮和二级护帮之间还连接有两根并列设置的二级油缸，所述二级护帮在两根二级油缸的驱动下可相对于一级护帮旋转，二级护帮与三级护帮之间铰接，二级护帮与三级护帮之间还通过两套并列设置的四连杆机构I相连，所述四连杆机构I包括第一短杆和第一长杆，所述第一短杆的一端铰接在三级护帮上，另一端与第一长杆的底端通过第一销轴铰接，第一长杆的顶端与二级护帮铰接，所述第一销轴上还铰接有三级油缸，所述三级油缸的另一端铰接在二级护帮上，所述三级护帮在两根三级油缸的驱动下相对于二级护帮在0?180°内旋转。
[0006]其中，所述顶梁内设置有伸缩梁，所述伸缩梁在两根并列设置的四级油缸驱动下能够伸出或缩回，所述伸缩梁的外伸端通过伸缩梁与三级护帮机构相连，另一端与顶梁相连，所述一级护帮与伸缩梁铰接，一级护帮与伸缩梁之间还通过两套并列设置的四连杆机构II相连，所述四连杆机构II包括第二短杆和第二长杆，所述第二短杆的一端铰接在一级护帮上，另一端与第二长杆的底端通过第二销轴铰接，第二长杆的顶端与伸缩梁铰接，所述第二销轴上还铰接有一级油缸，所述一级油缸的另一端铰接在伸缩梁上，所述一级护帮在两根一级油缸的驱动下相对于伸缩梁旋转。
[0007]其中，所述四连杆机构III包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端通过铰链II与掩护梁铰接，另一端通过铰链III与底座铰接，第二连杆的一端通过铰链IV与掩护梁铰接，另一端通过铰链V与底座铰接。
[0008]其中，所述立柱为多级油缸，所述顶梁在立柱的驱动下上升或下降。
[0009]其中，所述三级护帮机构完全伸出时的总长度为3.7m。
[0010]其中，所述一级护帮、二级护帮和三级护帮上均设置有筋板。
[0011]其中，所述两根一级油缸的进/回油管之间通过一级双向锁相连，所述两根一级油缸在一级双向锁的控制下同步运动，所述两根二级油缸的进/回油管之间通过二级双向锁相连，所述两根二级油缸在二级双向锁的控制下同步运动，所述两根一级油缸的进/回油管与两根二级油缸之间还设置有联动双向锁，所述两根一级油缸进油时，两根一级油缸与两根二级油缸同步运动，所述两根三级油缸的进/回油管通过三级双向锁相连，所述两根三级油缸在三级双向锁的控制下同步运动，所述两根三级油缸的回油管与两根一级油缸的回油管之间连接有交替单向阀。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。
[0013]一、本实用新型的工作部分为三级护帮机构，当三级护帮机构完全伸出后，且三级护帮机构呈竖直状态时，可以将三级护帮机构顶在开采煤层的煤壁上，防止煤层片帮，且三级护帮机构完全伸出时，竖直高度可达3.7m，扩大了三级护帮机构的保护范围；当三级护帮机构完全伸出呈水平状态时，本实用新型能够支起开采煤层的顶部，防止煤层冒顶，保证了煤层开采的安全。
[0014]二、本实用新型的二级护帮与三级护帮之间通过四连杆机构I相连，结构稳定，且在三级油缸的带动下，三级护帮可相对于二级护帮在0-180。内旋转，一级护帮与伸缩梁之间通过四连杆机构II相连，结构稳定，且在一级油缸的带动下，一级护帮可相对于伸缩梁在(Tl80°内旋转，这样在本实用新型在旋转运动过程中，可将三级护帮机构完全折叠，减小回转半径，提高了设备运行的安全性。
[0015]三、本实用新型的三级护帮机构通过伸缩梁与伸缩梁相连，在伸缩梁的带动下，三级护帮机构的工作范围可调节，能够满足矿下不同施工情况的需要。
[0016]四、本实用新型的顶梁通过立柱与底座相连，立柱为多级油缸，通过多级油缸的伸缩来控制顶梁的高度和角度，能够满足矿下不同施工情况的需要。
[0017]五、本实用新型的一级护帮、二级护帮和三级护帮上均设置有筋板，能够将三级护帮机构的结构增强，满足矿下大采高的工作需求。
[0018]六、本实用新型的两根一级油缸的回油管与两根三级油缸的回油管之间连接有交替单向阀，当收一级油缸时，在交替单向阀作用下，能够将三级护帮先收回，避免误操作使得三级护帮没有完全收回而与立柱相干涉。
[0019]七、本实用新型的掩护梁与底座之间通过四连杆机构III与底座相连，掩护梁的横向摆幅小，掩护梁的受力好。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0021]图1为本实用新型的三级护帮机构完全伸出且处于水平状态时的使用状态图1。
[0022]图2为本实用新型的三级护帮机构完全伸出且处于竖直状态时的使用状态图2。[0023]图3为本实用新型的三级护帮机构完全收回状态时的使用状态图3。
[0024]图4为图1中三级护帮机构与顶梁的连接结构示意图。
[0025]图5为图4中的A处的局部放大图。
[0026]图6为图4中的B处的局部放大图。
[0027]图7为图1中三级护帮机构的液压原理图。
[0028]图中:1为顶梁,2为三级护帮机构,3为掩护梁,4为底座,5为立柱,6为铰链I ,7为铰链II，8为铰链III，9为铰链IV，10为铰链V，11为四连杆机构I，12为四连杆机构II，13为四连杆机构III，14为伸缩梁，15为筋板，16为二级油缸，21为一级护帮，22为二级护帮，23为三级护帮，31为联动双向锁，32为一级双向锁，33为二级双向锁，34为三级双向锁，35为交替单向阀，111为第一短杆，112为第一长杆，113为第一销轴，114为三级油缸，121为第二短杆，122为第二长杆，123为第二销轴，124为一级油缸，131为第一连杆，132为第二连杆。【具体实施方式】
[0029]现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0030]如图1一4所示，一种具有三级护帮联动的掩护式液压支架，包括三级护帮机构2、顶梁1、掩护梁3、四连杆机构III 13和底座4，所述顶梁I的前端连接有三级护帮机构2，中部与底座4之间通过起支承作用的立柱5相连，所述立柱5为多级油缸，所述顶梁I在立柱5的驱动下上升或下降，后端与掩护梁3的顶端通过铰链I 6相连，掩护梁3的底端通过四连杆机构III 13与底座4相连。
[0031]进一步地，所述三级护帮机构2包括一级护帮21、二级护帮22和三级护帮23，所述一级护帮21的一端与顶梁I相连，另一端依次连接有二级护帮22和三级护帮23，所述一级护帮21与二级护帮22铰接，所述一级护帮21和二级护帮22之间还连接有两根并列设置的二级油缸16，所述二级护帮22在两根二级油缸16的驱动下可相对于一级护帮21旋转，二级护帮22与三级护帮23之间铰接，二级护帮22与三级护帮23之间还通过两套并列设置的四连杆机构I 11相连，所述四连杆机构I 11包括第一短杆111和第一长杆112，所述第一短杆111的一端铰接在三级护帮23上，另一端与第一长杆112的底端通过第一销轴113铰接，第一长杆112的顶端与二级护帮22铰接，所述第一销轴113上还铰接有三级油缸114，所述三级油缸114的另一端铰接在二级护帮22上，所述三级护帮23在两根三级油缸114的驱动下相对于二级护帮22在0-180。内旋转，所述三级护帮机构2完全伸出时的总长度为3.7m，所述一级护帮21、二级护帮22和三级护帮23上均设置有筋板15。
[0032]进一步地，所述顶梁I内设置有伸缩梁14，所述伸缩梁14在两根四级油缸的驱动下能够伸出或缩回，所述伸缩梁14的外伸端通过伸缩梁14与三级护帮机构2相连，另一端与顶梁I相连，所述一级护帮21与伸缩梁14铰接，一级护帮21与伸缩梁14之间还通过两套并列设置的四连杆机构II 12相连，所述四连杆机构II 12包括第二短杆121和第二长杆122，所述第二短杆121的一端铰接在一级护帮21上，另一端与第一长杆112的底端通过第二销轴123铰接，第二长杆122的顶端与伸缩梁14铰接，所述第二销轴123上还铰接有一级油缸124，所述一级油缸124的另一端铰接在伸缩梁14上，所述一级护帮21在两根一级油缸124的驱动下相对于伸缩梁14在内旋转。
[0033]进一步地，所述四连杆机构III 13包括第一连杆131和第二连杆132，所述第一连杆131的一端通过铰链II 7与掩护梁3铰接，另一端通过铰链III 8与底座4铰接，第二连杆132的一端通过铰链IV 9与掩护梁3铰接，另一端通过铰链V 10与底座4铰接。
[0034]进一步地，所述两根一级油缸124的进/回油管之间通过一级双向锁32相连，所述两根一级油缸124在一级双向锁32的控制下同步运动，所述两根二级油缸16的进/回油管之间通过二级双向锁33相连，所述两根二级油缸16在二级双向锁33的控制下同步运动，所述两根一级油缸124的进/回油管与两根二级油缸16之间还设置有联动双向锁31，所述两根一级油缸124进油时，两根一级油缸124与两根二级油缸16同步运动，所述两根三级油缸114的进/回油管通过三级双向锁34相连，所述两根三级油缸114在三级双向锁34的控制下同步运动，所述两根三级油缸114的回油管与两根一级油缸124的回油管之间连接有交替单向阀35。
[0035]本实用新型的伸缩梁14通过两套并列设置的四连杆机构II 12铰接有三级护帮机构2，割煤后，伸缩梁14和三级护帮机构2伸出，将三级护帮机构2顶在护顶上，可以及时支护割煤后裸露的顶板，起到一种对支架前部的临时支护，有效地防止冒顶，三级护帮机构2最大伸出长度可达3.7m，这样，在最大采高7.0m时，三级护帮机构2全部打出后，且将三级护帮机构2调整到竖直状态，降三级护帮机构2顶在煤壁上，煤壁裸露高度3.3m，不易片帮。在三级护帮机构2在旋转运动过程中，三级护帮机构2可以完全折叠到顶梁I的下部，减小了回转半径，提高设备的运作安全性。
[0036]本实用新型为液压驱动，两根一级油缸124的进/回油管之间通过一级双向锁32相连，两根一级油缸124在一级双向锁32的控制下同步运动，两根一级油缸124的进/回油管与两根二级油缸16之间还设置有联动双向锁31，两根一级油缸124动作时，两根二级油缸16都供油，形成差动连接，由于两根二级油缸16的活塞杆前后端受力不同，二级油缸16始终处于伸出的状态。具体操作顺序如下:当收一级油缸124时，在交替单向阀35作用下，三级油缸114会先收回，差动二级油缸16，同时收回一级油缸124，这样，可以避免误操作使三级护帮23没有完全收回，而与立柱5或定量发生干涉现象。另外，二级油缸16与三级护帮23也可以通过各自的油路控制来单独操作。
[0037]上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
【权利要求】
1.一种具有三级护帮联动的掩护式液压支架，其特征在于，包括顶梁(I)、三级护帮机构(2)、掩护梁(3)、四连杆机构111(13)和底座(4)，所述顶梁(I)的前端连接有三级护帮机构(2)，中部与底座(4)之间通过起支承作用的立柱(5)相连，后端与掩护梁(3)的顶端通过铰链I (6)相连，掩护梁(3)的底端通过四连杆机构III(13)与底座(4)相连； 所述三级护帮机构(2)包括一级护帮(21)、二级护帮(22)和三级护帮(23)，所述一级护帮(21)的一端与顶梁(I)相连，另一端依次连接有二级护帮(22)和三级护帮(23)，所述一级护帮(21)与二级护帮(22)铰接，所述一级护帮(21)和二级护帮(22)之间还连接有两根并列设置的二级油缸(16)，所述二级护帮(22)在两根二级油缸(16)的驱动下可相对于一级护帮(21)旋转，二级护帮(22)与三级护帮(23)之间铰接，二级护帮(22)与三级护帮(23)之间还通过两套并列设置的四连杆机构I (11)相连，所述四连杆机构I (11)包括第一短杆(111)和第一长杆(112),所述第一短杆(111)的一端铰接在三级护帮(23)上,另一端与第一长杆(112)的底端通过第一销轴(113)铰接，第一长杆(112)的顶端与二级护帮(22)铰接，所述第一销轴(113)上还铰接有三级油缸(114)，所述三级油缸(114)的另一端铰接在二级护帮(22)上，所述三级护帮(23)在两根三级油缸(114)的驱动下相对于二级护帮(22)在0?180°内旋转； 所述顶梁(I)内设置有伸缩梁(14)，所述伸缩梁(14)在两根并列设置的四级油缸驱动下能够伸出或缩回，所述伸缩梁(14)的外伸端与三级护帮机构(2)相连，另一端与顶梁(I)相连，所述一级护帮(21)与伸缩梁(14)铰接，一级护帮(21)与伸缩梁(14)之间还通过两套并列设置的四连杆机构II (12)相连，所述四连杆机构II (12)包括第二短杆(121)和第二长杆(122)，所述第二短杆(121)的一端铰接在一级护帮(21)上，另一端与第二长杆(122)的底端通过第二销轴(123)铰接，第二长杆(122)的顶端与伸缩梁(14)铰接，所述第二销轴(123)上还铰接有一级油缸(124)，所述一级油缸(124)的另一端铰接在伸缩梁(14)上，所述一级护帮(21)在两根一级油缸(124)的驱动下相对于伸缩梁(14)旋转； 所述四连杆机构III (13)包括第一连杆(131)和第二连杆(132)，所述第一连杆(131)的一端通过铰链II (7)与掩护梁(3)铰接，另一端通过铰链III(8)与底座(4)铰接，第二连杆(132)的一端通过铰链IV (9)与掩护梁(3)铰接，另一端通过铰链V (10)与底座(4)铰接；所述立柱(5)为多级油缸，所述顶梁(I)在立柱(5)的驱动下上升或下降； 所述三级护帮机构(2)完全伸出时的总长度为3.7m。
2.根据权利要求1所述一种具有三级护帮联动的掩护式液压支架，其特征在于，所述一级护帮(21)、二级护帮(22)和三级护帮(23)上均设置有筋板(15)。
3.根据权利要求1所述一种具有三级护帮联动的掩护式液压支架，其特征在于，所述两根一级油缸(124)的进/回油管之间通过一级双向锁(32)相连，所述两根一级油缸(124)在一级双向锁(32)的控制下同步运动，所述两根二级油缸(16)的进/回油管之间通过二级双向锁(33)相连，所述两根二级油缸(16)在二级双向锁(33)的控制下同步运动，所述两根一级油缸(124)的进/回油管与两根二级油缸(16)之间还设置有联动双向锁(31)，所述两根一级油缸(124)进油时,两根一级油缸(124)与两根二级油缸(16)同步运动,所述两根三级油缸(114)的进/回油管通过三级双向锁(34)相连，所述两根三级油缸(114)在三级双向锁(34)的控制下同步运动，所述两根三级油缸(114)的回油管与两根一级油缸(124)的回油管之间连接有交替单向阀(35)。
【文档编号】E21D23/03GK203730034SQ201420106330
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2014年3月11日
【发明者】高保同, 李晓军, 申爱红, 连跃青, 张恩敬, 王雅, 许秀, 郭利新 申请人:山西潞安环保能源开发股份有限公司, 山西潞安机械有限责任公司