插装阀在液压支架中的应用研究

　　0 引言

　　液压支架是现代煤矿综采工作面的支护设备，主要由顶梁、立柱、底座和推移千斤顶等组成，以高压乳化液为工作介质，靠各油缸(立柱、前梁和推移千斤顶等)的伸缩，实现相应的动作，完成支护任务。其工况特点是：介质粘度低、工作压力高、流量大、工作环境恶劣，介质污染较严重。由于历史的沿革，目前所使用的支架液压系统采用的均是专用管式阀，存在许多固有缺陷(如通流能力小，密封性不好，抗污染力差等)，若只是靠增大阀的通径等措施来适应高压大流量的工作要求，势必会导致阀的体积增大，工作性能变坏，压力损失和内泄漏增加，操纵困难(操纵阻力大)、制造成本增加等负面效应。又由于支架的工作环境恶劣，介质污染较严重，使阀芯的磨损严重，大大缩短了阀的正常使用寿命，由此也导致了支架的各种故障，工作可靠性降低，增加了维护时间，降低了工作面的生产效率。实践证明：支架所存在的故障，多是由阀类元件所引起，要想改善支架的综合性能，适应新的工作要求，就必须寻找新的阀种取代管式阀， 以从根本上解决由管式阀所引起的各种问题。

　　1 应用依据分析

　　插装阀是近30年来发展起来的一种新型阀种，结构原理和应用实践都证明：插装阀具有通流能力大、工作压力高、密封性能好、抗污染能力强、响应快、动作可靠等突出优点，特别适用于液压支架的工况。若将其用于支架的液压系统，必将对改善支架的工作性能、提高其工作可靠性和效率、减少通流阻力和阀的操纵阻力等起到重要作用。

　　另一方面，插装阀也可满足某些特殊工况的需要。如用于周期来压强烈的坚硬难冒顶板的支撑式支__架，在老顶突然来压时，立柱下腔控制阀中的安全阀，要通过很大的瞬时流量，普通安全阀的通流能力远不能满足通流要求，因而专门设计了充气式大流量安全阀(KDF型)，来适应这种工况。但这种大流量安全阀的结构复杂，制造难度大，装配要求高，工作性能和可靠性差，很难满足使用要求。在这种情况下，立柱下腔，还要装设普通安全阀来适应正常工况的需要，这无疑会增加元件数量和制造成本。而采用通流能力强、动作灵敏、可靠的插装式溢流阀，则能很容易解决这一问题，又会使系统简化。

　　为提高产量，现代煤矿越来越多地使用大功率采煤机和大运量刮扳输送机。为充分发挥采煤机和刮扳输送机的生产率，要求加快与之相配套的液压支架的移架速度，缩短支护作业时间，以实现综采的高产高效。而加快移架速度的途径有两条：一是采用电液控制，二是采用大流量阀件。采用电液先导控制的插装阀，利于实现各种自动和程序控制，其大的通流能力(可达lO0001Mmin以上)足以满足支架的任何大流量用液要求；为降低使用成本，消除环境污染，支架正趋向于采用纯水工作介质，插装阀的优良密封性能在纯水支架中会显出更大优越性。所以，用插装阀设计支架液压系统顺应生产要求，符合支护技术和流体传动技术的发展趋势，具有现实和深远意义。