專利名稱：一種煤礦井下液壓支架換向機構(gòu)的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤礦井下液壓支架換向機構(gòu)的控制系統(tǒng)，特別是一種基于磁流變 閥控制控制油缸帶動液壓支架換向機構(gòu)控制桿運動的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著能源工業(yè)的供不應(yīng)求的局面的日益擴大，迫切需要提高能源特別是煤炭的開 采效率。我國作為煤炭資源大國，雖然綜合機械采煤得到了迅速的應(yīng)用。但是仍有眾多的 工作面的自動化程度較低，尤其是液壓支架的使用，液壓支架是綜采工作面能否實現(xiàn)高產(chǎn) 高效的關(guān)鍵設(shè)備，換向閥是液壓支架系統(tǒng)中的重要控制元件，其自動化程度直接影響煤礦 工作面的生產(chǎn)效率。很大一部分仍應(yīng)用人工手動操作，其生產(chǎn)效率有悖于國家指導(dǎo)的高產(chǎn) 高效煤礦開采路線。由微米級磁性微粒、載液、表面活性劑構(gòu)成的磁流變液不僅相變迅速而且具有可 逆性，作為新興的智能材料在汽車、機械、航空、建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，使 若干工業(yè)部門出現(xiàn)革命性的變革。而由磁流變閥構(gòu)成的煤礦井下液壓支架換向機構(gòu)的控制 系統(tǒng)，通過對磁流變閥的控制完成執(zhí)行裝置的動作。這種控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的液壓執(zhí)行器相 比，結(jié)構(gòu)簡單，移動部件少，動作響應(yīng)快，可靠性強、耐用性好，還容易組成微型化高能量密 度驅(qū)動系統(tǒng)，能滿足高可靠性、精確控制能力和高能量密度的要求的執(zhí)行器應(yīng)用場合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于根據(jù)磁流變液在無外磁場作用下表現(xiàn)為流動良好的液體狀態(tài)， 然而在強磁場作用下可在短時間(毫秒級)內(nèi)表現(xiàn)黏度增加兩個數(shù)量級以上，并呈現(xiàn)類似 固體的力學(xué)性質(zhì)，其強度由剪切屈服應(yīng)力來表征，而且黏度的變化是連續(xù)、可逆的，即一旦 去掉磁場后，又變成可以流動的液體。磁流變效應(yīng)連續(xù)、可逆、迅速和易于控制的特點使得 磁流變液裝置能夠成為電氣控制與機械系統(tǒng)間簡單、安靜而且響應(yīng)迅速的裝置。由磁流變 閥構(gòu)成的煤礦井下液壓支架換向機構(gòu)的控制系統(tǒng)，通過對磁流變閥的控制完成執(zhí)行裝置的 動作。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是煤礦井下液壓支架換向機構(gòu)的控制 系統(tǒng)，該系統(tǒng)與液壓支架換向機構(gòu)控制桿連接，控制液壓支架換向機構(gòu)控制桿執(zhí)行液壓支 架的換向動作，所述的控制系統(tǒng)包括控制油缸，第一高壓進油磁流變閥，第二高壓進油磁 流變閥，第一低壓回流磁流變閥，第二低壓回流磁流變閥和油泵構(gòu)成，所述的第一高壓進油 磁流變閥和第二高壓進油磁流變閥一端并聯(lián)后與油泵高壓出口連通，另一端分別與控制油 缸兩端連通，所述的第一低壓回流磁流變閥和第二低壓回流磁流變閥一端并聯(lián)后與油泵低 壓回流口連通，另一端分別與控制油缸兩端連通。本發(fā)明專利的有益效果是煤礦井下液壓支架換向機構(gòu)的控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對液 壓支架手動換向閥的電液控制，進而在CAN總線控制的基礎(chǔ)上依據(jù)一定的控制邏輯可以實 現(xiàn)對液壓支架的自動化控制改造。本發(fā)明在不改變手動控制的液壓支架的流體控制裝置等結(jié)構(gòu)，只需增添基于磁流變閥構(gòu)成的控制系統(tǒng)驅(qū)動液壓支架上的相關(guān)控制閥即可。改造成 本低，容易實現(xiàn)，該系統(tǒng)可靠性高、動作快速、靈敏，可實現(xiàn)精確的電液自動控制。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細描述。


。附圖為本發(fā)明系統(tǒng)示意圖。附圖中，1、控制油缸，2-1、第一高壓進油磁流變閥，2-2、第二高壓出油磁流變閥， 3-1、第一低壓回流開關(guān)閥，3-2、第二低壓回流開關(guān)閥，4、油泵，5、換向機構(gòu)控制桿。
具體實施例方式參看附圖，煤礦井下液壓支架換向機構(gòu)的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)與液壓支架換向機構(gòu) 控制桿5連接，控制液壓支架換向機構(gòu)控制桿執(zhí)行液壓支架的換向動作，所述的控制系統(tǒng) 包括控制油缸1，第一高壓進油磁流變閥2-1，第二高壓進油磁流變閥2-2，第一低壓回流 磁流變閥3-1，第二低壓回流磁流變閥3-2和油泵4構(gòu)成，所述的第一高壓進油磁流變閥 2-1和第二高壓進油磁流變閥2-2—端并聯(lián)后與油泵4高壓出口連通，另一端分別與控制油 缸1兩端連通，所述的第一低壓回流磁流變閥3-1和第二低壓回流磁流變閥3-2 —端并聯(lián) 后與油泵4低壓回流口連通，另一端分別與控制油缸1兩端連通。使用狀態(tài)1，油泵4向控制油缸1供高壓油(磁流變液)，通電控制第一高壓進油 磁流變閥2-1和第二低壓回流磁流變閥3-2處于截止?fàn)顟B(tài)，高壓油經(jīng)第二高壓進油磁流變 閥2-2進入控制油缸1，推動控制油缸1的活塞伸出油缸，控制油缸1活塞腔內(nèi)的低壓油經(jīng) 第一低壓回流磁流變閥3-1回到油泵4低壓回流口。為使控制油缸1活塞運動平穩(wěn)和運動 速度的調(diào)節(jié)，通過電控第一低壓回流磁流變閥3-1的磁場強度，增加回油(磁流變液)的表 現(xiàn)黏度，第一低壓回流磁流變閥3-1在回油中起到備壓閥作用。使用狀態(tài)2，油泵4向控制油缸1供高壓油(磁流變液)，通電控制第二高壓進油 磁流變閥2-2和第一低壓回流磁流變閥3-1處于截止?fàn)顟B(tài)，高壓油經(jīng)第一高壓進油磁流變 閥2-1進入控制油缸1，使控制油缸1的活塞縮回油缸內(nèi)，控制油缸1無活塞腔內(nèi)的低壓油 經(jīng)第二低壓回流磁流變閥3-2回到油泵4低壓回流口，同理，通過電控第二低壓回流磁流變 閥3-2的磁場強度，增加回油(磁流變液)的表現(xiàn)黏度，第二低壓回流磁流變閥3-2在回油 中起到備壓閥作用。由于控制油缸1的活塞與液壓支架換向機構(gòu)控制桿5連接，控制油缸1活塞的往 復(fù)運動，即可帶動液壓支架換向機構(gòu)控制桿5實施對液壓支架換向機構(gòu)的控制。本發(fā)明使用的磁流變閥，為本申請人在先申請的中國專利號分別為 200810065321. 4,200810065316. 3和200810065763. 9，名稱分別為液壓支架用磁流變電 液控換向閥、一種螺旋液流通道的磁流變閥和一種非直線液流通道的磁流變閥，上述三種 閥，均可實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的。
權(quán)利要求
一種煤礦井下液壓支架換向機構(gòu)的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)與液壓支架換向機構(gòu)控制桿連接，控制液壓支架換向機構(gòu)控制桿執(zhí)行液壓支架的換向動作，其特征在于所述的控制系統(tǒng)包括控制油缸(1)，第一高壓進油磁流變閥(2-1)，第二高壓進油磁流變閥(2-2)，第一低壓回流磁流變閥(3-1)，第二低壓回流磁流變閥(3-2)和油泵(4)構(gòu)成，所述的第一高壓進油磁流變閥(2-1)和第二高壓進油磁流變閥(2-2)一端并聯(lián)后與油泵(4)高壓出口連通，另一端分別與控制油缸(1)兩端連通，所述的第一低壓回流磁流變閥(3-1)和第二低壓回流磁流變閥(3-2)一端并聯(lián)后與油泵(4)低壓回流口連通，另一端分別與控制油缸(1)兩端連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煤礦井下液壓支架換向機構(gòu)的控制系統(tǒng)，根據(jù)手動換向閥的工作原理、操縱機構(gòu)受力分析，設(shè)計了基于磁流變閥的控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)包括控制油缸，第一高壓進油磁流變閥，第二高壓進油磁流變閥，第一低壓回流磁流變閥，第二低壓回流磁流變閥和油泵構(gòu)成，所述的第一高壓進油磁流變閥和第二高壓進油磁流變閥一端并聯(lián)后與油泵高壓出口連通，另一端分別與控制油缸兩端連通，所述的第一低壓回流磁流變閥和第二低壓回流磁流變閥一端并聯(lián)后與油泵低壓回流口連通，另一端分別與控制油缸兩端連通。該系統(tǒng)可靠性高、動作快速、靈敏，可實現(xiàn)精確的電液自動控制。
文檔編號F15B15/18GK101864977SQ20101015960
公開日2010年10月20日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者劉丹丹, 湯春瑞, 趙燦 申請人:黑龍江科技學(xué)院