一種煤礦自動排水系統用液動執行器的製作方法

2023-05-15 16:06:26 1

專利名稱：一種煤礦自動排水系統用液動執行器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煤礦自動排水系統用液動執行器，屬於礦山機械製造及應用領域。
背景技術：
煤礦井下排水系統是煤炭生產中四大系統之一，擔負著井下積水排除的重要任務。在煤礦井下供電系統正常的情況下，排水系統正常運轉，排水裝置是穩定的，排水管中水的流速幾乎不變。但是一旦管中流速發生劇變將導致管道中水壓突然變化而產生水錘， 特別是在一些煤礦水流量大、揚程高的場合下，排水系統所產生的水力衝擊對井下排水設備、排水管路及其管件危害更大。礦井排水常採用防護水錘措施有延長開、關閥門的時間， 避免直接水錘；或者在停泵前關閉水泵出水間閥，然後立刻停泵，但在煤礦井下供電系統突然斷電的情況下，閘閥也不能及時關閉，造成水錘對排水設備的危害。為了避免水錘現象， 目前較常採用優化閥的關閉過程即確定閥的快、慢關速度和時間。
發明內容本實用新型目的是克服上述已有技術的不足，提供一種能與控制系統連接便於集中控制、防止因水錘現象給排水管件帶來巨大危害的煤礦自動排水系統用液動執行器。本實用新型包括動力源、執行機構、控制機構和輔助機構。動力源包括雙向定量液壓泵、防爆電機和蓄能器；執行機構包括液壓油缸、鎖緊螺母、液壓油缸前板、液壓油缸底座；控制機構包括二位二通球式電磁閥IDT和二位二通球式電磁閥2DT ；輔助機構包括集成油箱、非接觸式位置傳感器和閘閥；集成油箱包括油箱、吸油過濾器、雙向定量液壓泵、單向閥、溢流閥和液控單向閥。液壓油缸、液控單向閥、溢流閥均包括左右側兩套；雙向定量液壓泵出油口通過液壓油管接左側液控單向閥、左側溢流閥進油口，左側液控單向閥出油口通過三根液壓油管接通油箱外面的兩個液壓油缸無杆腔和二位二通球式電磁閥2DT進油口，左側溢流閥出油口通過液壓油管連接油箱；雙向定量液壓泵出油口通過液壓油管接通右側液控單向閥、右側溢流閥進油口，右側液控單向閥出油口通過三根液壓油管接通油箱外面的兩個液壓油缸的有杆腔和二位二通球式電磁閥IDT進油口，右側溢流閥出油口通過液壓油管連接油箱。 蓄能器是充氣式蓄能器，蓄能器通過液壓油管分別接通單向閥和二位二通球式電磁閥2DT 出油口。其中雙向定量液壓泵、單向閥、溢流閥、液控單向閥都集成在油箱內部。本實用新型一般分為常開型和常閉型兩種類型，常開型液動執行器與常閉型液動執行器結構上的差別在於常開型液動執行器的蓄能器通過二位二通球式電磁閥2DT接液壓油缸的無杆腔，常閉型液動執行器的蓄能器通過二位二通球式電磁閥2DT接液壓油缸的有杆腔。常閉型液動執行器工作原理與常開型相同，只是液壓油缸伸出，帶動閘閥閥芯移動，使閘閥開啟，同時二位二通球式電磁閥IDT失電、二位二通球式電磁閥2DT得電，當油缸完全伸出到位後，液壓油缸無杆腔壓力上升，雙向定量液壓泵開始給蓄能器蓄能，當蓄能器壓力達到額定壓力時，二位二通球式電磁閥IDT得電，泵卸荷，防爆電機斷電，閘閥處於開啟狀態，當煤礦遇事故突然斷電時，二位二通球式電磁閥2DT失電、導通，蓄能器中的液壓油進入液壓油缸的有杆腔，使閘閥關閉，從而自動截斷管道中流動的液體。本實用新型通過機電液一體化有機結合，既滿足離心泵排水系統功能要求，也滿足礦山使用環境的特殊要求，可防止因水錘現象給排水管件帶來巨大危害，取代現有排水裝置排水泵口安裝的閘閥、止回閥、水錘消除器等使用。閘閥密封性能好；閘閥開啟時，緩慢開，避免管路中流速、壓力變化劇烈；關閉狀態密封性能良好，機電液一體化全封閉結構， 工作油路循環於無壓的封閉鋼筒裡，體積小，不滲油，在惡劣的工作環境下，不吸塵，不「跑水」、「漏水」，內部不鏽蝕，使用壽命長。液壓直動結構更換傳統閘閥的螺旋絲槓結構，有效防止閘閥閘板的楔死和絲槓過行程脫扣。能適應有毒的環境下的使用，不用人員操作。迴路設雙向液壓鎖，可停在規定行程範圍內的任意位置並自鎖，且保持輸出力不變。推拉力， 速度(根據工況要求)無級可調，驅動力範圍極廣。符合煤礦安全規程要求，具有防爆功能； 電氣控制，能夠與煤礦集中控制系統連接，便於集中控制；體積小、重量輕，便於運輸、安裝、 維修，可帶負荷起動，具有過載保護功能；承壓能力強，能夠滿足高揚程的排水系統應用。

圖1是本實用新型常開型液壓原理圖；圖2是本實用新型常閉型液壓原理圖；圖3是本實用新型外形結構示意圖；圖4是圖3的A向局部視圖；圖5是本實用新型豎直安裝圖；圖6是本實用新型水平安裝圖。圖中1、吸油過濾器，2、單向閥，3、防爆電機，4、雙向定量液壓泵，5、溢流閥，6、液控單向閥，7、液壓油缸，8、二位二通球式電磁閥1DT，9、蓄能器，10、油箱，11、二位二通球式電磁閥2DT，12、鎖緊螺母，13、液壓油缸前板，14、液壓油缸底座，15、放氣堵，16、放油堵，17、 閘閥，18、液動執行器，19、非接觸式位置傳感器。
具體實施方式
根據現場使用條件，閘閥(17)閥體有水平和豎直兩種安裝方式。採用豎直安裝方式的一般是安裝在礦用水泵的出口，其安裝位置如圖5所示；採用水平安裝方式的一般是安裝在礦用水泵出口的選擇管路上，其安裝位置如圖6所示。防爆電機(3)通過正反轉驅動雙向定量液壓泵正反輸出壓力油，經集成油箱內部閥組輸送至液壓油缸(7)，實現液壓油缸(7)的往復運動，從而驅動閘閥(17)的開關。本實用新型分為常開型和常閉型兩種類型，其液壓原理圖如圖1、圖2所示。以常開型液動執行器為例，防爆電機C3)正轉，液壓油缸(7)有杆腔進油，推動液壓推桿縮回，使閘閥(17)關閉，同時二位二通球式電磁閥IDT(S)失電、二位二通球式電磁閥2DT(11)得電，當液壓油缸(7)完全縮回到位後，液壓油缸(7)有杆腔壓力上升，雙向定量液壓泵(4) 開始給蓄能器(9)蓄能，當蓄能器(9)壓力達到IOMPa時，二位二通球式電磁閥IDT(S)得電，泵卸荷，防爆電機(3)斷電，閘閥(17)處於閉合狀態。當煤礦遇事故突然斷電時，二位二通球式電磁閥2DT(11)失電、導通，蓄能器(9)中的液壓油進入液壓油缸(7)的無杆腔， 閘閥(17)開啟，從而自動打開閘閥閥芯，使管道中液體流動。以常閉型液動執行器為例，如圖2所示，防爆電機C3)通過聯軸器與雙向定量液壓泵(4)連接在一起，防爆電機C3)反轉，雙向定量液壓泵(4)出油口通過液壓油管接通左側液控單向閥(6)、左側溢流閥(5)進油口，左側液控單向閥(6)出油口分別通過三根液壓油管接通集成油箱外面的兩個液壓油缸(7)無杆腔和二位二通球式電磁閥IDT(S)進油口， 左側溢流閥(5)出油口通過液壓油管連接油箱(10)；防爆電機(3)正轉，雙向定量液壓泵 (4)出油口通過液壓油管接通右側液控單向閥(6)、右側溢流閥( 進油口，右側液控單向閥(6)出油口分別通過三根液壓油管接通集成油箱外面的兩個液壓油缸(7)的有杆腔和二位二通球式電磁閥2DT(11)進油口，右側溢流閥( 出油口通過液壓油管連接油箱，蓄能器 (9)通過兩根液壓油管接通二位二通球式電磁閥2DT(11)、單向閥O)出油口。其中，上述的雙向定量液壓泵G)、單向閥O)、溢流閥(5)、液控單向閥(6)都是通過液壓油管集成在油箱(10)內部。閘閥(17)閥杆通過鎖緊螺母(12)將其固定液壓油缸前板(13)上，通過四個螺栓將液壓油缸底座(14)和閘閥(17)法蘭連接起來，整個裝置安裝完畢。常閉型液動執行器工作過程中，防爆電機(3)正轉時，聯軸器帶動雙向定量液壓泵(4)工作，雙向定量液壓泵(4)抽吸經吸油過濾器(1)過濾的乳化油，乳化油經過液控單向閥(6)流向液壓油缸(7)的無杆腔供液，液壓油缸(7)伸出帶動閘閥(12)閥芯移動，使閘閥開啟，同時二位二通球式電磁閥IDT(S)失電、二位二通球式電磁閥2DT(11)得電，當液壓油缸(7)完全伸出到位後，液壓油缸(7)無杆腔壓力上升，雙向定量液壓泵(4)經單向閥( 開始給蓄能器(9)蓄能，當蓄能器(9)壓力達到額定壓力時，二位二通球式電磁閥 IDT(S)得電，雙向定量液壓泵⑷卸荷，防爆電機(3)斷電，閘閥(17)處於開啟狀態，當煤礦遇事故突然斷電時，二位二通球式電磁閥2DT(11)失電、導通，蓄能器(9)中的液壓油進入液壓油缸(7)的有杆腔，使閘閥(17)關閉，從而自動截至管道中液體的流動。防爆電機 (3)反轉時，聯軸器帶動雙向定量液壓泵(4)工作，抽吸經吸油過濾器(1)過濾的乳化油，乳化油經過液控單向閥(6)向液壓油缸(7)的有杆腔供液，液壓油缸(7)縮回帶動閘閥(17) 閥芯移動，使閘閥(17)關閉。溢流閥(5)起過載保護作用，當系統壓力過大時，溢流閥(5) 起作用，使得乳化油經過溢流閥(5)流回油箱(10)，系統壓力卸載；兩個液控單向閥(6)保證系統運行有自鎖功能，並且液壓油缸(7)推出和拉回均帶自鎖，可驅動閘閥(17)在任意位置停止，閘閥(17)的開口度可調節，運行速度和閘閥(17)的開啟關閉力可調。
權利要求1.一種煤礦自動排水系統用液動執行器，其特徵是包括動力源、執行機構、控制機構和輔助機構；動力源包括雙向定量液壓泵、防爆電機和蓄能器；執行機構包括液壓油缸、鎖緊螺母、液壓油缸前板、液壓油缸底座；控制機構包括二位二通球式電磁閥IDT和二位二通球式電磁閥2DT ；輔助機構包括集成油箱、非接觸式位置傳感器和間閥；集成油箱包括油箱、 吸油過濾器、雙向定量液壓泵、單向閥、溢流閥和液控單向閥；液壓油缸、液控單向閥、溢流閥均包括左右側兩套；雙向定量液壓泵出油口通過液壓油管接左側液控單向閥、左側溢流閥進油口，左側液控單向閥出油口通過三根液壓油管接通油箱外面的兩個液壓油缸無杆腔和二位二通球式電磁閥2DT進油口，左側溢流閥出油口通過液壓油管連接油箱；雙向定量液壓泵出油口通過液壓油管接通右側液控單向閥、右側溢流閥進油口，右側液控單向閥出油口通過三根液壓油管接通油箱外面的兩個液壓油缸的有杆腔和二位二通球式電磁閥IDT 進油口，右側溢流閥出油口通過液壓油管連接油箱；蓄能器是充氣式蓄能器，蓄能器通過液壓油管分別接通單向閥和二位二通球式電磁閥2DT出油口。
2.如權利要求1所述的煤礦自動排水系統用液動執行器，其特徵是雙向定量液壓泵、 單向閥、溢流閥、液控單向閥都集成在油箱內部。
3.如權利要求1所述的煤礦自動排水系統用液動執行器，其特徵是蓄能器通過二位二通球式電磁閥2DT接液壓油缸的無杆腔，構成常開型液動執行器。
4.如權利要求1所述的煤礦自動排水系統用液動執行器，其特徵是蓄能器通過二位二通球式電磁閥2DT接液壓油缸的有杆腔，構成常閉型液動執行器。
專利摘要一種煤礦自動排水系統用液動執行器，目的是能與控制系統連接便於集中控制；本實用新型包括動力源、執行機構、控制機構和輔助機構；動力源包括雙向定量液壓泵、防爆電機和蓄能器；執行機構包括液壓油缸、鎖緊螺母、液壓油缸前板、液壓油缸底座；控制機構包括二位二通球式電磁閥1DT和二位二通球式電磁閥2DT；輔助機構包括集成油箱、非接觸式位置傳感器和閘閥；集成油箱包括油箱、吸油過濾器、雙向定量液壓泵、單向閥、溢流閥和液控單向閥；雙向定量液壓泵出油口通過液壓油管接液控單向閥、溢流閥進油口，液控單向閥出油口通過三根液壓油管接通油箱外面的兩個液壓油缸無杆腔和二位二通球式電磁閥1DT、2DT進油口，溢流閥出油口通過液壓油管連接油箱。
文檔編號F15B11/16GK202012516SQ20112006199
公開日2011年10月19日 申請日期2011年3月8日 優先權日2011年3月8日
發明者劉邱祖, 衛進, 吳娟, 寇子明, 張延軍, 李軍霞 申請人:太原理工大學