液压支架高压大流量安全阀冲击特性研究

煤矿井下的液压支架经常遇到顶板来压和冲击地压等突发状况,为了及时卸载液压支架立柱内的高压液体,要求安全阀能够在较短时间内把立柱下腔高压乳化液排出。因此,安全阀的工作状态是一个瞬间的冲击过程。为了充分研究高压大流量安全阀的冲击特性,笔者以FAD1000安全阀为例,通过设计搭建试验台,研究安全阀冲击特性,为高压大流量安全阀的动态设计提供指导和借鉴。     

液压支架双伸缩立柱落锤冲击特性仿真分析

为掌握冲击载荷作用下液压支架立柱及其安全阀的冲击特性及流量匹配规律，在分析落锤冲击载荷及立柱结构的基础上，以某型液压支架双伸缩立柱为例建立了其落锤冲击模型及AMESim仿真模型，并对其冲击特性进行了分析。研究结果表明：在冲击载荷作用下，活柱由于底阀的存在无法实现位移缩让，在介质压力能的作用下会形成上下振动，中缸由于安全阀可以产生较大的瞬间冲击流量实现缩让，不易形成位移振动；而当存在2次冲击时，第2次冲击产生的立柱冲击压力比第1次冲击产生的压力大；且随着安全阀流量压力梯度的增加，大缸及中缸的第1次冲击压力都是逐渐减小，而第2次冲击压力存在先减小后增大的趋势。     

顶板来压作用下液压支架安全阀特性试验研究

为对液压支架安全阀在遭受顶板来压时的动态特性进行测试分析,利用蓄能冲击加载原理,将φ200、φ250 mm缸径的立柱与安全阀配套试验研究安全阀在来压冲击过程中的动态特性。结果表明：安全阀在立柱所受冲击载荷增加时,阀内的压力峰值最高超过其公称压力的45%,压力梯度及压力波动范围都有所增加;安全阀公称流量增加,响应灵敏度提高,稳定性增强,稳定压力由52 MPa降至44 MPa;立柱工作行程伸长160～350 mm,压力波动值有1.6～4.9 MPa不同程度的减小。     

抗冲击立柱与安全阀系统的动态计算（上）

文章通过对具有不同伸出长度的立柱、安全阀系统作不同荷重、不同落体高度的落锤冲击计算，并进行分析、比较，从中得出几条设计原则。     

落锤冲击作用下双伸缩立柱动态特性研究

为掌握液压支架立柱内冲击压力动态规律,分析了落锤作用下立柱内能量传递和耗散途径,以Φ500mm双伸缩立柱为例,建立了落锤冲击模型。基于冲击半周相近原则确定了碰撞刚度,仿真模拟结果显示压力峰值在无安全阀条件下与理论计算结果误差在10%以内,加设安全阀条件下存在较大差异并分析了其原因。同时得出以下规律:相同冲击能量下,轻载快冲较重载缓冲模式下的立柱内压力峰值小;安全阀对于重载缓冲下的消峰作用明显,提高立柱抗冲击性能需进一步提高现有安全阀流量。论文的研究为抗冲击立柱的开发提供了参考。     

抗冲击立柱与安全阀系统的动态计算(下)

文章通过对具有不同伸出长度的立柱、安全阀系统作不同荷重、不同落体高度的落锤冲击计算,并进行分析、比较,从中得出几条设计原则。     

进口立柱安全阀结构设计存在问题及改进

立柱安全阀是支架上保护立柱安全的部件,要求其性能安全可靠,卸荷灵敏度高,内部各部件要能承受压力的冲击。就国外某公司生产的安全阀的设计结构进行了分析,找出其结构设计不合理之处,并对其进行了改进,可为以后安全阀的设计工作提供借鉴。     

液压支架双伸缩立柱胀缸问题及原因分析

对于立柱应用过程中所存在的胀缸问题,对其产生的原因进行了深入的探讨,通过对立柱安全阀管路系统的建模仿真分析得到了顶板压力冲击、立柱安全阀等因素对立柱中缸压力的影响。     

高性能大流量抗冲击安全阀试验装置研制

针对目前国内高性能抗冲击大流量安全阀检测装置空白的问题,研制了可有效模拟煤矿井下液压支架立柱在顶板瞬间冲击来压立柱全动态过程的试验台,采用NI多功能DAQ模块和LabVIEW软件开发了试验台控制与采集处理系统,解决了大流量安全阀检测难题。     

冲击载荷作用下液压支架立柱液压系统特性研究

为了解决液压支架立柱受采场冲击载荷易于损坏的问题,利用AMESim仿真软件在构建立柱液压系统中的立柱模型、大流量安全阀模型和重锤模型的基础上,建立了立柱液压系统的冲击模型|按照国家对煤矿液压支架试验要求,对立柱进行冲击试验,研究了立柱液压系统的冲击响应特性,得到了立柱缸体内部乳化液压力峰值及变化曲线,得出在冲击载荷作用下需要加强液压支架立柱二级缸缸体强度、液压支架立柱系统达到压力峰值的响应时间与冲击质量和重锤下落高度存在一定关系等结论,从而为采煤工作面供液系统设计和液压支架设计提供重要依据。     

Dynamic characteristics of the high-flow water three-way valve

Operating principle of water three-way valve with high flow for individual hydraulic prop in coal was presented in this paper, its strict and precise mathematical model was established, its flow field was simulated numerically by software Fluent, and its dynamic characteristics were analyzed during the work process such as raising leg, loading and overflow, the influence of the related parameters on high-flow water three-way valve was determined. The results as follows: during the raising leg stage and early raising leg stage, when the damping ratio increases, the overshoot of system decreases and the setting time reduces, and the dynamic response performance has a significant improvement. During the loading stage and the overflow stage, the pressure in plunger chamber of single hydraulic prop, the output flow and the displacement of the high-flow water three-way valve decrease with the decreasing of the external load. The spring stiffness of the safety valve directs the flow and the spool’s displacement of the safety valve, and it can be used to control the high-flow three-way valve’s sensitivity.     

冲击载荷作用下DWX型单体液压支柱内压分析

建立了DWX型单体液压支柱在冲击载荷作用下的动力学模型,利用Hamilton原理导出其波动方程,然后采用有限差分法进行求解,得出了支柱内液体压力的变化规律及其各种影响因素.分析表明：安全阀安装的最佳位置应该在支柱的上端;冲击会引起支柱内压迅速升高,要求安全阀的响应速度要快;活柱体的充分伸出,有利于提高支柱的抗冲击性.     

单体液压支柱的生产安全可靠性研究

针对单体液压支柱在生产过程中出现的变形损坏及失效现象,分析了额定工作压力对单体支柱稳定性的影响、支柱高度与额定工作压力之间的变化趋势,采用试验室实验和铁谱分析等技术方法,找出了三用阀失效产生的深层次原因。并对升降柱背压对单体液压支柱工作性能的危害性及作用机理作出分析。据此提出了改善、加强、提高单体液压支柱的生产安全可靠性的对策措施,在生产中应用后,取得了明显的技术经济效果。     

AMEsim环境下安全阀动态特性仿真分析

依据安全阀在立柱系统中的工作原理,运用AMESim软件建立安全阀立柱系统的仿真模型并进行仿真,得出了安全阀在溢流卸载过程中的阀芯位移曲线、阀口流量及压力曲线,从仿真结果可以看出适当增加溢流孔个数有利于安全阀工作状态的稳定。     

磁浮式液位计浮子稳定性设计

磁浮式液位计是监测石油、化工、电力各类液体贮罐和其他压力容器液位的一次直读仪表，是物位仪表的一种。物位仪表包括料位仪表和液位仪表，液位仪表又包括一次现场指示仪表和二次信号传输仪表，而现场指示仪表是压力容器安全运行不可缺少的三大安全附件(液位表、压力表、安全阀)之一，现场指示仪表有效准确地显示输出各个过程贮罐液位实际变化情况尤其重要。从浮子的重要性、稳定性及设计分析和稳定性校核，到浮子节数的选择研究，尤其在易燃易爆、剧毒、高压等不准泄漏液体的贮罐上使用过程中，通过改进，增强了监测液位的安全可靠性。     

多缸液压系统中压力阀的应用研究

多缸液压系统极易因压力阀使用不当而产生干涉。通过几例故障分析,对溢流阀、减压阀和顺序阀的应用进行了研究。指出在多缸液压系统中,应合理选择顺序阀类型、考虑各压力阀之间的压力匹配及减压阀减压不稳定对多缸动作的影响。     

液压支架用三级卸荷大流量立柱液控单向阀的研制

随着煤矿开采技术向着大采高以及超大采高方向发展,液压支架支护高度也不断增加,支护强度和难度越来越大,要求液压支架立柱千斤顶具备大流量过液能力,满足支架快速降、移、升的同时,还要求立柱千斤顶大流量过液时降低压力冲击和振动。通过研制一种用于立柱千斤顶、采用三级卸荷回液的大流量立柱液控单向阀能够很好地解决这些问题。     

基于Fluent的纯水大流量三用阀的数值模拟

利用流场仿真软件Fluent对具有复杂流道的纯水大流量三用阀进行了数值模拟,分析其压力和流量变化,并通过模拟单向阀和安全阀的内部流场。验证了其工作可靠性,提高了大流量三用阀对顶板的抗冲击适应性和在煤矿单体液压支柱中的实用性。从而为大流量三用阀的结构设计满足其性能要求提供了坚实的理论基础。     

基于MATLAB大流量安全阀压力试验数据滤波处理

在安全阀试验中压力是衡量安全阀是否合格的重要依据,通过高压试验确定安全阀开启、关闭压力和承受的最大压力,并构建测控系统进行数据采集及处理。由于液压系统振动及压力传感器数据采集误差等原因,需对原始压力数据进行处理。依据压力数据的分布特征,通过II型网络结构建立数字滤波线性常系数差分方程和系统函数,并通过butter函数获取滤波函数的常系数。对原始数据进行滤波后,剔除误差点,并进行曲线拟合,得到连续、光滑的时间-压力曲线。