单体液压支柱是由缸体、活柱、阀等零件组成的。其中三用阀是外注式单体液压支柱的心脏,它由单向阀、卸载阀和安全阀三部分组成。单向阀供单体液压支柱供液用,卸载阀供单体液压支柱卸载回柱用,安全阀单体液压支柱具有恒阻特性。现以外注式单体液压为例介绍其结构和工作原理。
升柱时,操作注液枪把手,高压液体经三用阀内的单向阀、阀筒上的径向孔进入支柱下腔,活柱升高。当支柱顶盖使金属顶梁紧贴工作面顶板,活柱升高时,松开注液枪把手,注液枪即切断岛压液流,这时支柱下腔压力为泵站压力,使支柱给予顶板一定的初撑力,完成升柱——初撑阶段。
回柱时,将卸载手把插入三用阀筒卸载孔中,转动卸载手把(或扳动卸载装设)、迫使安令阀轴向移动,从而打开卸载阀。支柱内腔乳化液经卸载阀、右阀管与注液阀体之间的间隙喷到工作面采空区,活柱在自重和复位弹簧作用下回缩,达到回柱目的。
单体液压支柱适用于倾角小于250的水平或缓倾斜煤层(当采用可靠的安全措施时,也可在25°~35°的煤层中使用),并且要求底板不宜过软,顶板周期压力明显,直接顶易于垮落的围岩条件,在底板过软、地质条件复杂或分层的工作面使用单柱时,应采取相应的措施。