(1)問題的提出
長(zhǎng)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(shí)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(duì)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(shí)出液，液壓泵不能及時(shí)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(dòng)，產(chǎn)生高頻噪聲，使人煩躁，影響職工身心健康，同時(shí)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(fèi)了材料，又影響了工作面的正常生產(chǎn)，給煤礦的經(jīng)濟(jì)效益造成了較大的損失。因此，為采煤工作面提供一個(gè)穩(wěn)定的液壓系統(tǒng)，是煤礦安全生產(chǎn)、提高經(jīng)濟(jì)效益的要求。
(2)新型囊式蓄能器的特點(diǎn)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(yùn)搬方便、易于安裝等特點(diǎn)。在液壓系統(tǒng)中起儲(chǔ)存能量、穩(wěn)定壓力、降低液壓泵功耗、補(bǔ)償漏損、吸收沖擊力和脈動(dòng)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(jì)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(gè)腔室，膠囊內(nèi)充氮?dú)?/span>(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(shí)(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(chǔ)存起來。若液壓系統(tǒng)壓力降低，需增加液壓油時(shí)，則蓄能器在氣囊內(nèi)氣體膨脹壓力推動(dòng)下，將乳化油排出給以補(bǔ)充，以達(dá)到穩(wěn)壓、補(bǔ)漏的作用，當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力增加時(shí)，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(dòng)、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(dòng)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(dòng)敲打定型棚發(fā)出的“啪、啪”聲將會(huì)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。現(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(dòng)，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。現(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(shí)利用率大幅度提高，經(jīng)濟(jì)效益也提高了。
③能量補(bǔ)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(shí)使用時(shí)，液壓泵的供液一時(shí)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(shí)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(bǔ)充，從而對(duì)主系統(tǒng)的高壓進(jìn)行能量補(bǔ)充，確保了整個(gè)系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定（當(dāng)泵站供液壓力提高后，又自動(dòng)向蓄能器充液室內(nèi)補(bǔ)充高壓乳化油，直到與主系統(tǒng)的壓力平衡）。現(xiàn)在即使有幾把油槍同時(shí)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(hù)
蓄能器投入運(yùn)行后，應(yīng)定期對(duì)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(shí)補(bǔ)充氣體，漏損嚴(yán)重時(shí)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(shí)修復(fù)或更換。
(6)經(jīng)濟(jì)效益
①每天節(jié)約O形密封圈至少10個(gè)。
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(shí)間用于出煤，按每天出煤50t計(jì)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(duì)工作面的頂板管理、安全管理都是無法估量的經(jīng)濟(jì)效益。