摘 要：外注式单体液压支柱的活柱、缸体、复位弹簧、活塞、底座等可图解为一个单作用单活塞杆式推力液压缸;三用阀由单向阀、安全阀和卸载阀组装而成，单向阀可图解为一个普通单向阀，安全阀可图解为一个直动式溢流阀，卸载阀可图解为一个手动控制式顺序阀。外注式单体液压支柱的配套元件—注液枪，可图解为一个手动控制式单向阀。外注式单体液压支柱的工作原理分升柱初撑、承载溢流、卸载降柱三个工作过程，其工作原理可图解为一个简单的液压系统工作原理图。

　　关键词：外注式单体液压支柱;液压图形符号;结构原理

　　外注式单体液压支柱是井下工作面使用较为普遍的一种液压支护设备。外注式单体液压支柱得以广泛使用，是因为它具有体积小，适应性强，支护可靠，初期投资少，使用与维修都很方便等优点。既可用于普通机械化采煤工作面的顶板支护，又可用于综采工作面的端头支护以及工作面各易冒落处的临时支护。

　　外注式单体液压支柱不仅应用广泛，而且对煤矿井下生产具有举足轻重的作用，如何学好、用好外注式单体液压支柱，是从事教学、煤矿生产等单位有关人员的一项重要研究课题。

　　一、用液压图形符号图解外注式单体液压支柱的结构

　　外注式单体液压支柱结构见图 1(a)，主要由顶盖 1、三用阀 2、活柱3、缸体4、复位弹簧5、活塞6、底座7等组成。

(a)结构图 (b)液压图形符号图 图1 外注式单体液压支柱

1-顶盖;2-三用阀;3-活柱;4-缸体;5-复位弹簧;6-活塞;7-底座;8-卸载手把;9-注液枪;10-泵站供液管

　　图1中，活柱3、缸体4、复位弹簧5、活塞6、底座7等可图解为一个单作用单活塞杆式推力液压缸，其液压图形符号见图1(b)。

　　外注式单体液压支柱三用阀结构如图2所示，由单向阀、安全阀和卸载阀组装而成，分别承担支柱的注液升柱、承载溢流和卸载降柱功能，故称三用阀。单向阀由钢球3、小弹簧、尼龙阀座和注液阀体2等组成，可图解为一个普通单向阀。安全阀为平面密封式，由安全阀套7、安全阀针 8、安全阀垫9、阀座16、导向套10、安全阀弹簧11等组成，因安全阀套7作阀体用、安全阀针 8作阀芯用、安全阀弹簧11作控制元件用，可图解为一个直动式溢流阀，该阀起限压安全保护功能，常称安全阀。卸载阀主要由安全阀套7、连接螺杆6、注液阀体2、卸载阀垫4、卸载弹簧5等组成。卸载时，扳动卸载手把，安全阀套7右移，压缩卸载弹簧，使卸载阀垫与右阀体1内的台阶脱开，活柱内的高压液体从此间隙中排出，支柱下降。安全阀套7、连接螺杆6、注液阀体2等作卸载阀的阀芯用，卸载手把、卸载弹簧5作卸载阀的控制元件用，左阀体13、右阀体1作卸载阀的阀体用，故卸载阀可图解为一个手动控制式顺序阀。

　　单向阀、安全阀、卸载阀的液压图形符号如图3所示。

　　图2 三用阀结构图

　　1-右阀体;2-注液阀体;3-钢球;4-卸载阀垫;5-卸载弹簧;6-连接螺杆;7-安全阀套;8-安全阀针;9-安全阀垫;

10-导向套;11-安全阀弹簧;12-调压螺钉;13-左阀体;14-卸载手把安装孔;15-过滤网;16-阀座 1 2 3 图3 三用阀图形符号图

　　1—手动控制式顺序阀(卸载阀);

　　2—普通单向阀(单向阀);

　　3—直动式溢流阀(安全阀) 图4 注液枪

　　1-注液管;2-锁紧套;3-枪体;4-挂钩;5-螺钉;6-单向阀复位弹簧;

7-阀芯;8-阀座;9-密封圈和防挤圈;10-隔离套;11-顶杆;12-手把 (b) 注液枪液压图形符号 (a) 注液枪结构

　　注液枪是外注式单体液压支柱的配套元件，其结构如图4(a)所示，由注液管1、枪体3、手把12、顶杆11、阀芯7、单向阀复位弹簧6等组成。手把12、顶杆11、单向阀复位弹簧6作单向阀的控制元件用，枪体3作单向阀的阀体用，故注液枪可图解为一个手动控制式单向阀，其液压图形符号如图4(b)所示。

　　二、用液压图形符号法图解外注式单体液压支柱的工作原理

　　外注式单体液压支柱的液压工作原理图如图5所示。外注式单体液压支柱的工作原理分升柱初撑、承载溢流、卸载降柱三个工作过程。

1 2 3 4 5 图5 外注式单体液压支柱的液压工作原理图 单作用单活塞杆式推力液压缸(支柱);2—手动控制式顺序阀(卸载阀); 3—手动控制式单向阀(注液枪);4—普通单向阀(单向阀);5—直动式溢流阀(安全阀)

　　1.升柱初撑操作注液枪3手把，从乳化液泵站来的高压液体经注液枪和三用阀中的单向阀4进入支柱1下腔，活柱升起。当支柱撑紧顶板不再升高时，松开注液枪手把，拔出注液枪。这时支柱内腔的压力为泵站压力，支柱给予顶板的支撑力为初撑力。

　　2.承载溢流

　　当顶板压力超过三用阀中安全阀5限定的工作阻力时，安全阀打开，液体外溢，支柱内腔压力随之降低，支柱下缩。当支柱所受载荷低于额定工作阻力时，安全阀关闭，腔内液体停止外溢。上述现象在支柱支护过程中重复出现。因此，支柱的载荷始终保持在额定工作阻力左右。

　　3.卸载降柱

　　扳动手动控制式顺序阀(卸载阀)2的卸载手把，打开卸载阀，柱内的工作液体排出柱外，活柱在自重和复位弹簧的作用下缩回，完成卸载降柱过程。

　　参考文献

　　舒斯洁 吴义顺 李寿昌 《矿山机械》 中国矿业大学出版社