单体液压支柱由气缸、活柱、阀门等部件组成。其中三用阀是外注单体液压支柱的心脏,由单向阀、卸载阀、安全阀三部分组成。单向阀供单体液压支柱供液,卸载阀供单体液压支柱卸载回柱,安全阀保证单体液压支柱具有恒特性。现以外注单体液压为例介绍其结构和工作原理。
提升柱子时,操作注液枪把手,高压液体通过三用阀内的单向阀、阀筒上的径向孔进入柱子下腔,提升柱子。当支柱顶盖使金属顶梁紧贴工作面顶板,活柱不再提升时,松开注液枪把手,注液枪即切断岛压液流,此时支柱下腔压力为泵站压力,使支柱给顶板一定的初撑力,完成提升柱-初撑阶段。
随着支撑时间的延长,工作面顶板作用于支柱的载荷增加。当顶板压力超过支柱额定工作阻力时,支柱内腔的高压液体将三用阀中的安全阀打开,液体从右阀管与安全阀套之间的间隙溢出,支柱内腔压力降低,支柱收缩。当支柱内腔压力低于安全阀弹簧力时,安全阀关闭,支柱内腔压力液体停止溢出,支柱不再收缩。
回柱时,将卸载手柄插入三用阀筒卸载孔中,旋转卸载手柄(或扳动卸载装置),迫使安令阀轴向移动,从而打开卸载阀。柱内腔乳化液通过卸载阀、右阀管和注液阀体之间的间隙喷射到工作面的采空区域,活柱在自重和复位弹簧的作用下收缩,达到回柱的目的。