(1)問題的提出
長期以來,高檔普(炮)采工作面的液壓系統(tǒng)經(jīng)常由于采煤面內(nèi)多把注液槍的同時使用,出現(xiàn)供液不足,單體支柱初撐力不能一次性達(dá)到要求,對頂板管理造成一定的不安全因素;或因液壓泵的安全閥不靈敏,造成壓力偶爾過高而爆裂液壓油管的現(xiàn)象,影響工作面的正常生產(chǎn)。另外由手多把注液槍的同時出液,液壓泵不能及時提供相等壓力的液壓油,高壓鋼管內(nèi)的壓力忽高忽低,造成高壓鋼管頻繁的劇烈振動,產(chǎn)生高頻噪聲,使人煩躁,影響職工身心健康,同時又經(jīng)常損壞鋼管接頭的O形密封圈,造成系統(tǒng)漏液,既浪費了材料,又影響了工作面的正常生產(chǎn),給煤礦的經(jīng)濟效益造成了較大的損失。因此,為采煤工作面提供一個穩(wěn)定的液壓系統(tǒng),是煤礦安全生產(chǎn)、提高經(jīng)濟效益的要求。
(2)新型囊式蓄能器的特點及用途
新型囊式蓄能器與其他形式蓄能器比較,具有油氣隔離、反應(yīng)靈敏、尺寸小、重量輕、無污染、無公害、運搬方便、易于安裝等特點。在液壓系統(tǒng)中起儲存能量、穩(wěn)定壓力、降低液壓泵功耗、補償漏損、吸收沖擊力和脈動壓力等多種作用。
(3)新型囊式蓄能器的結(jié)構(gòu)
新型囊式蓄能器由殼體、膠囊、充液室、充氣閥、進(jìn)出液閥等零部件組成,其結(jié)構(gòu)如圖I所示。
①規(guī)格參數(shù)煤礦一般選用:設(shè)計壓力31.5MPa;殼體直徑0.3m左右;容積30L左右。
②工作原理囊式蓄能器由膠囊、殼體將蓄能器分為氣、液兩個腔室,膠囊內(nèi)充氮氣(預(yù)充壓力必須達(dá)10~12MPa),膠囊與殼體組成的腔室充液壓油(一般使用正常的乳化液)。當(dāng)液壓油進(jìn)入蓄能器殼體時(液壓泵壓力一般為18MPa),膠囊內(nèi)氣體體積隨著壓力的增加而減少(氣囊內(nèi)的壓力隨體積的減小而越來越大≯直到與液壓油壓力相等),從而使液壓油儲存起來。若液壓系統(tǒng)壓力降低,需增加液壓油時,則蓄能器在氣囊內(nèi)氣體膨脹壓力推動下,將乳化油排出給以補充,以達(dá)到穩(wěn)壓、補漏的作用,當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力增加時,高壓油又進(jìn)入充液室,從而始終保持氣囊內(nèi)外的壓力平衡。
③蓄能器的安裝和連接蓄能器一般安裝在液壓泵水箱的上方,通過高壓軟管連接到主高壓鋼管,從而起蓄能、穩(wěn)壓、吸收脈動、減振、消除噪聲等作用。新型蓄能器與管路的連接示意如圖J所示。
(4)使用效果
①消除了噪聲,高壓鋼管的劇烈振動消失了。以前凡高壓鋼管通過處,只要工作面一使用油槍,鋼管振動敲打定型棚發(fā)出的“啪、啪”聲將會不絕于耳,惹人心煩,無法進(jìn)行正常工作和通話,職工無法集中精力專心工作?,F(xiàn)在這一惱人現(xiàn)象沒有了。
②高壓鋼管接頭的O形密封圈極少有損壞。以往因高壓鋼管的劇烈振動,造成了鋼管接頭的O形密封圈經(jīng)常損壞,每班都要換5次以上?,F(xiàn)在這種現(xiàn)象消失了,確保了系統(tǒng)的完好,減少了能量的損失,工時利用率大幅度提高,經(jīng)濟效益也提高了。
③能量補充較快,液壓系統(tǒng)的壓力比較平穩(wěn)。當(dāng)工作面幾把油槍同時使用時,液壓泵的供液一時無法滿足需要,主管道的壓力突然降低,工作面得不到高壓,支柱初撐力得不到保證。這時蓄能器內(nèi)的高壓油由于氣囊內(nèi)的高壓膨脹作用,將充液室內(nèi)的高壓乳化油立即擠向主高壓油管進(jìn)行補充,從而對主系統(tǒng)的高壓進(jìn)行能量補充,確保了整個系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定(當(dāng)泵站供液壓力提高后,又自動向蓄能器充液室內(nèi)補充高壓乳化油,直到與主系統(tǒng)的壓力平衡)?,F(xiàn)在即使有幾把油槍同時使用,輸入到工作面的壓力也能保證單體支柱的初撐力達(dá)12MPa左右。
④蓄能器容積越大,穩(wěn)壓、減振效果越好。
(5)檢查和維護
蓄能器投入運行后,應(yīng)定期對膠囊內(nèi)的充氣壓力進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)有漏損應(yīng)及時補充氣體,漏損嚴(yán)重時應(yīng)查明原因(膠囊損壞、充氣閥密封不嚴(yán)或充氣閥座密封不嚴(yán)等),及時修復(fù)或更換。
(6)經(jīng)濟效益
①每天節(jié)約O形密封圈至少10個。
②每換一次密封圈,從查找到換好至少需10min,若每天換10次,這些時間用于出煤,按每天出煤50t計算,全年將多出煤1.8萬噸。
③單體支柱初撐力得到了保證,這對工作面的頂板管理、安全管理都是無法估量的經(jīng)濟效益。