1-液压泵 2-三位四通换向阀 3-大流量安全阀 4-液控单向阀 5-液压支架的立柱 6-压力表 7-顶梁 8-底座

图1-4大流量安全阀在液压支架系统中的简化回路

液压支架大流量安全阀在支架液压回路系统中的工作原理如图 1-4 所示。当支架立柱5下腔的压力P低于大流量安全阀3的开启压力P0时，大流量安全阀3处于关闭状态；当工作面顶板7产生冲击载荷时，即工作面压力负载F增加时，在立柱的上部产生压力源，压力波会迅速扩大到大流量安全阀和立柱内腔里，造成立柱内腔的压力迅速上升，立柱下腔的压力P也随之增加，直至达到大流量安全阀的开启压力P0时，大流量安全阀迅速开启，立柱中被压缩的高压液体从阀口排除，立柱活塞向下滑动，支架迅速卸载并且让压，使立柱免受冲击载荷的破坏；当外界负载F停止变化，立柱下腔的压力低于P0时，大流量安全阀关闭，从而保证力柱下腔有一定压力来完成对顶板的支护作用。来,自,优.尔:论;文*网www.chuibin.com +QQ752018766-

目前，随着综采工作面技术的发展，液压支架逐步迈向大吨位和大缸径的发展方向，液压支架立柱的直径和行程在不断增大，安全阀必须具有高灵敏度、高工作压力和高额定流量才能很好的保护具有高承载能力和大缸径的液压支架。

1。3 大流量安全阀设计研究进展

1。4 大流量安全阀实验研究进展

1。5 存在问题及发展趋势

1。5。1安全阀设计研究

1。5。2实验台研究

1。6 研究目标及内容

针对国内安全阀设计存在的局限性，本文采用计算流体动力学、机械系统动力学与液压系统仿真软件联合分析等理论和方法，结合动态性实验结果，对大流量安全阀设计及实验系统进行深入研究，重点研究大流量安全阀的结构设计，探索适应于该类阀的设计方法；根据新国标的要求，设计和搭建具有兼顾大流量、近似工况和功能齐全的安全阀综合实验台。形成一套包含结构设计、流体动力学仿真、动态特性分析和实验相结合的液压支架用大流量安全阀设计方法，进而提升安全阀的设计水平和性能质量。基于上述目标，本文具体研究内容如下：

（1）结合液压支架工况特征以及乳化液的介质特征，设计额定压力40MPa、公称流量1000L/min的大流量安全阀，确定安全阀的主要结构形式和结构参数。

（2）基于计算流体力学（CFD）技术，对大流量安全阀进行流动特性的分析。利用Fluent软件对四种不同结构和参数的阀芯内部流场进行静压、动压和速度等方面仿真分析，以寻求最优的结构布局和参数。

（3）对四种阀芯方案的安全阀分别进行大流量冲击性能实验，寻求动态性能最优的安全阀，并通过公称流量启溢闭实验、小流量启溢闭实验、高压密封和低压密封实验验证该安全阀各项技术指是否满足国标要求。