3预警压力设定
    现有矿用单体液压支柱工作压力为28. 5 MPa；工作上限压力安全阀开启压力为31.5 MPa；支柱额定工作阻力为300 kN 。假设液压缸压力低于5 MPa，显示液压缸处于低压报警工作压力，对于直径100 mm液压缸工作举升力
F为：

则弹簧系数：

即设计采用弹簧系数k范围3000～4000 kN/mm即可，保证在弹簧工作阻力范围内。
    装配时，首先将预紧力设置为F=30 kN，该设置初始力克服弹簧压力并变形，压缩力将顶盖压人时把连接钢丝嵌人，此时状态如图2所示。  

    其作用是，在装配时采用一定的压力将弹簧以设计初始预紧力进行装配，也是液压缸非工作时的压力，这时柱头及顶盖处于伸长时放松的无压力状态，报警显示暴露外部。
    当注入高压工作介质时，内部呈现高压状态，由于压力的作用下，这时柱头及顶盖处于最小的行程，将报警显示部分藏于顶盖内部，如图3所示。

4试验验证
    液压缸工作大于预先设定的报警压力。当工作压力大于预先设置的压力范围时，活柱顶端与顶盖内部结合，消除间隙，弹簧受力不再增加，工作力以顶盖与活柱顶端接触面积工作，可达到更大的支撑力，而此时弹簧不再受更大的压力。
    实验室模拟试验验证，该装置可及时预警显示单体液压支柱泄漏失压。该装置简单可靠，不需进行防爆试验等测试内容。
    该指示装置简单可靠，较适合中、低单体液压支柱的泄液报警指示，在光线照度较低环境下不便于观察压力变化警示，工作后单体液压支柱在巷道内拖动会污染报警指示工作面，警示作用不会很明显，也将增加检测人员的工作强度。
5改进设计及优势
    针对实验室模拟试验和分析实际应用中可能出现的问题，可将高强度弹簧采用压力活塞变速器替代，实现压力报警并开启低压开关，驱动频闪报警。
    实验室模拟试验曾采用蜂鸣器报警进行泄液低压报警，但井下环境在远距离无法听到，同时内置电源的容量限制可能会导致电能很快消耗殆尽，压力报警将失去作用。因此改进型将采用电能消耗较低的LED频闪报警装置，并结合单体液压支柱的工作特点，设计更完善的报警系统。
    目前设计的单体液压支柱不仅具有压力频闪报警装置，便于井下远距离观察，同时采用分隔装置将工作介质和工作密封面分离，避免了工作介质中的泥沙造成密封工作面锈蚀而导致设备失效，目前新产品不仅具有报警功能，还具有环保等优势：
    （1）相比于同高度活塞式支柱，重量轻、伸缩行程大；
    （2）柱头内置泄液报警装置，一旦压力泄漏，报警灯即闪烁；
    （3）活柱外表面为非密封工作面，炮崩、磕碰、锈蚀不影响支柱使用性能和寿命；
    （4）排放的水介质无污染，达到环保要求，并降低使用成本；
    （5）油缸内表面为工作密封面，内涂防锈润滑油，工作时更加灵活，延长了支柱的维修周期；
    （6）工作介质为纯水，井下工作不需乳化液泵站，采用不锈钢防爆高压泵及过滤装置即可实现井下单体液压支柱的工作需要。
    未来的产品设计应满足安全、环保等特点，并将人机工程应用到产品设计开发中。

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