研究煤礦液壓支架安全閥存在的問題及改進措施

李再有

摘 要： 開采煤礦過程中將應用到很多機械設備，在這之中煤礦液壓支架屬于較為重要的環(huán)節(jié)。應用煤礦液壓支架時，期安全閥通常會出現(xiàn)各種各樣的問題，進而影響整個液壓支架運行的安全性和穩(wěn)定性。針對這一情況，本文研究安全閥密封失效原因和損壞原因，并提出相應改進措施，進而確保煤礦開采工作順利進行。

關鍵詞： 液壓支架;安全閥;改進措施

【中圖分類號】TD355+.4 ? ? 【文獻標識碼】B ? ? 【文章編號】1674-3733（2020）05-0152-01

液壓支架安全閥在煤礦開采設備中是是很重要的一個設備，安全閥能夠有效保護液壓支架。在使用安全閥后，在實際應用液壓支架時，應該保證系統(tǒng)內(nèi)部壓力大小，以此將液壓支架工作穩(wěn)定性加強，此外，在液壓支架之中也需要有效控制油缸內(nèi)部壓力，避免油缸在使用中產(chǎn)生過大壓力，使壓力超過油缸整體抗壓能力，這將導致液壓系統(tǒng)爆裂或有不安全事故發(fā)生?？刂茐毫Υ笮≈饕窃诎踩y運行中形成動作信號，若實際運行中外部環(huán)境壓力超出安全規(guī)定值標準，這時液壓支架之中的安全閥就將自動泄壓，確保設備的安全性，所以可知安全閥工作的性能，對液壓工作穩(wěn)定性和安全性有直接影響。

1 安全閥密封失效的原因

1.1 乳化液進入煤塵

因為井下環(huán)境較為惡劣，包含很多煤塵，在開啟安全閥后，乳化液內(nèi)會進入大量煤塵，安全閥運行中時，乳化液會有較大的運行速度，并產(chǎn)生較大作用力，乳化液進入煤塵后會產(chǎn)生更大作用力，使安全閥密封件嚴重損壞。

1.2 安全閥被卸壓孔割破

安全閥利用內(nèi)部閥芯處于高壓液體內(nèi)運行進行泄壓，這也意味著閥芯一直處于上下持續(xù)運行中，這將使得密封圈和閥芯間不斷摩擦，因為閥芯卸壓孔為剛性材料，有較大硬度，如果密封圈接觸卸壓孔時，將會損壞密封圈。在密封圈不具備密閉效果時，液壓支架之中的高壓液體將流出密封圈，降低內(nèi)部壓力使液壓支架喪失液壓效果，同時喪失安全閥作用?；钊麠U失去液壓的支撐也將下滑至液壓支架的立柱下部。

1.3 公稱壓力不足

很多液壓支架安全閥接頭和彈簧直接接觸，對安全閥重新進行組裝時，難以確保組裝前后有一致的彈簧長度，安全閥性能會因此降低。閥芯密封圈被損壞將會使安全閥出現(xiàn)故障，更換閥芯的密封圈時需要將安全閥外殼打開，擰開固定閥芯的螺栓，進而更換閥芯密封圈。因為安全閥內(nèi)彈簧的位置是在安全閥殼體左端的接頭處，在拆開殼體后，彈簧將向安全閥右側的接頭處伸長，在密封圈更換后無法在安全閥殼內(nèi)密封接頭。即便被密封在安全閥殼體之中，接頭位置也將出現(xiàn)一定變化，避免彈簧和閥芯間的作用力產(chǎn)生變化，影響安全閥動作壓力。在閥芯密封圈更換后重新組裝安全閥，將影響彈簧長度，導致彈簧壓力無法滿足安全閥要求，為確保安全閥之中彈簧壓力可以滿足正常要求，應該對安全閥公稱壓力進行調(diào)整，使安全閥升井，將會增加維護維修安全閥的成本和時間，在上下井時攜帶安全閥會增加工人負擔，也極易損壞安全閥。

2 安全閥損壞原因

通常，安全閥使用“O”形密封圈，這一密封圈有簡單的內(nèi)部構造，不會花費較多成本，液壓流量低的情況下有較好密閉性能。為了將液壓能力增加，需將液壓流量加大，安全閥閥芯周圍有溢流孔，在溢流孔直徑是4mm，密封圈直徑是2mm，當閥芯移動至密封圈處，有較大硬度的溢流孔極易割破密封圈。因為安全閥內(nèi)不具備控制高壓液體流動速度及方向的部件，將會使流動速度較快的高壓流體作用在密封圈上，此外，在溢流孔處液體會產(chǎn)生漩渦將密封圈經(jīng)過溢流孔的時間延長，增加損壞密封圈的幾率[1]。

3 改進煤礦液壓支架安全閥的方法

3.1 設置彈簧限位裝置

為確保安全閥裝卸前后，安全閥內(nèi)有伸縮長度一致的彈簧，可以在安全閥內(nèi)安裝一個對彈簧運行位置進行限制的限位裝置，防止液壓裝置在裝卸前后壓力產(chǎn)生變化。同時這一限位裝置可以有效分開彈簧和閥芯，保證安全閥接頭與閥芯為一個整體，彈簧和安全閥閥體作為一個整體，可以對彈簧位置進行有效限制，確保裝卸前后彈簧有一致的長度，保證安全閥開啟前后壓力保持一致，從而將液壓裝置安全性和穩(wěn)定性提高。安裝限位裝置后，維修井下液壓裝置安全閥時，可以減少升井調(diào)壓這一步驟，維修時間大大縮短，維修成本也會隨之降低。在安全閥內(nèi)部安裝彈簧和支座，并利用螺栓對彈簧壓縮量進行調(diào)節(jié)，以此達到規(guī)定壓力，在閥體內(nèi)部另一端安裝閥芯，使用螺套固定兩部分。以此保障閥體兩端是閥芯與彈簧，在維修更換其中一部分時，不會干擾到另一部分，當對閥芯進行維修時，不會對彈簧長度造成影響，無需對安全閥啟動壓力進行調(diào)整。

3.2 加設承壓立柱

利用不同的直徑的閥門向液壓支架前后立柱輸送液體，或是對液壓支架不同立柱輸送液壓液體，使液壓支架全部立柱可以分擔頂部煤層壓力。如果有一個立柱內(nèi)安全閥產(chǎn)生故障不會對其他幾個立柱性能造成影響，以此來降低液壓支架的故障概率，將液壓支架穩(wěn)定性增加。

3.3 優(yōu)化單向閥的結構

為對安全閥進行有效保護，降低其受到密封失效影響發(fā)生故障的概率，可優(yōu)化單向閥內(nèi)部構造。單向閥內(nèi)部可以增加一個節(jié)流結構，減少安全閥的受力，避免受到高壓液體沖擊，防止出現(xiàn)高壓液體和安全閥共振破壞安全閥結構的情況。選擇的安全閥應與液壓支架井下具體施工情況相符合，不知要滿足液壓支架在支護方面的要求，又要保證有簡單結構及較好密封性能。在液壓支架內(nèi)液壓有較大流量時，會更高的要求著安全閥性能，不只需要密封效果良好，還應具備較好液體流量控制措施[2]。進而優(yōu)化安全閥結構為二級開啟形式，將液控單向閥和安全閥共振區(qū)域減小，也能夠?qū)踩y流量增加，將安全閥的調(diào)節(jié)壓力范圍擴大，以此優(yōu)化安全閥應用性能，使液壓支架支護的能力增加。

結束語：通過上文可知，在改進煤礦液壓支架安全閥方面，可在其內(nèi)部設置彈簧限位裝置，可避免增加安全閥調(diào)壓升井的步驟，能夠?qū)⒕S修時間縮短，使維修產(chǎn)生成本降低;也可將承壓立柱頂部煤層壓力增加，使液壓支架出現(xiàn)故障概率降低，以此保證液壓支架穩(wěn)定性;最后可在單向閥中增設節(jié)流結構，防止高壓液體沖擊安全閥，避免安全閥和高壓液體共振破壞安全閥結構。

參考文獻

[1] 姚慶.研究煤礦液壓支架安全閥存在的問題及改進措施[J].當代化工研究，2019（16）：56-57.

[2] 杜英.煤礦液壓支架安全閥存在的問題及改進措施[J].機械管理開發(fā)，2019，34（03）：271-272.