專利名稱：一種煤礦自動(dòng)排水系統(tǒng)用液動(dòng)執(zhí)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種煤礦自動(dòng)排水系統(tǒng)用液動(dòng)執(zhí)行器，屬于礦山機(jī)械制造及應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤礦井下排水系統(tǒng)是煤炭生產(chǎn)中四大系統(tǒng)之一，擔(dān)負(fù)著井下積水排除的重要任務(wù)。在煤礦井下供電系統(tǒng)正常的情況下，排水系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，排水裝置是穩(wěn)定的，排水管中水的流速幾乎不變。但是一旦管中流速發(fā)生劇變將導(dǎo)致管道中水壓突然變化而產(chǎn)生水錘， 特別是在一些煤礦水流量大、揚(yáng)程高的場(chǎng)合下，排水系統(tǒng)所產(chǎn)生的水力沖擊對(duì)井下排水設(shè)備、排水管路及其管件危害更大。礦井排水常采用防護(hù)水錘措施有延長(zhǎng)開、關(guān)閥門的時(shí)間， 避免直接水錘；或者在停泵前關(guān)閉水泵出水間閥，然后立刻停泵，但在煤礦井下供電系統(tǒng)突然斷電的情況下，閘閥也不能及時(shí)關(guān)閉，造成水錘對(duì)排水設(shè)備的危害。為了避免水錘現(xiàn)象， 目前較常采用優(yōu)化閥的關(guān)閉過程即確定閥的快、慢關(guān)速度和時(shí)間。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種能與控制系統(tǒng)連接便于集中控制、防止因水錘現(xiàn)象給排水管件帶來巨大危害的煤礦自動(dòng)排水系統(tǒng)用液動(dòng)執(zhí)行器。本實(shí)用新型包括動(dòng)力源、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)。動(dòng)力源包括雙向定量液壓泵、防爆電機(jī)和蓄能器；執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)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(cè)兩套；雙向定量液壓泵出油口通過液壓油管接左側(cè)液控單向閥、左側(cè)溢流閥進(jìn)油口，左側(cè)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(gè)液壓油缸無桿腔和二位二通球式電磁閥2DT進(jìn)油口，左側(cè)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(cè)液控單向閥、右側(cè)溢流閥進(jìn)油口，右側(cè)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(gè)液壓油缸的有桿腔和二位二通球式電磁閥IDT進(jìn)油口，右側(cè)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(nèi)部。本實(shí)用新型一般分為常開型和常閉型兩種類型，常開型液動(dòng)執(zhí)行器與常閉型液動(dòng)執(zhí)行器結(jié)構(gòu)上的差別在于常開型液動(dòng)執(zhí)行器的蓄能器通過二位二通球式電磁閥2DT接液壓油缸的無桿腔，常閉型液動(dòng)執(zhí)行器的蓄能器通過二位二通球式電磁閥2DT接液壓油缸的有桿腔。常閉型液動(dòng)執(zhí)行器工作原理與常開型相同，只是液壓油缸伸出，帶動(dòng)閘閥閥芯移動(dòng)，使閘閥開啟，同時(shí)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(dāng)油缸完全伸出到位后，液壓油缸無桿腔壓力上升，雙向定量液壓泵開始給蓄能器蓄能，當(dāng)蓄能器壓力達(dá)到額定壓力時(shí)，二位二通球式電磁閥IDT得電，泵卸荷，防爆電機(jī)斷電，閘閥處于開啟狀態(tài)，當(dāng)煤礦遇事故突然斷電時(shí)，二位二通球式電磁閥2DT失電、導(dǎo)通，蓄能器中的液壓油進(jìn)入液壓油缸的有桿腔，使閘閥關(guān)閉，從而自動(dòng)截?cái)喙艿乐辛鲃?dòng)的液體。本實(shí)用新型通過機(jī)電液一體化有機(jī)結(jié)合，既滿足離心泵排水系統(tǒng)功能要求，也滿足礦山使用環(huán)境的特殊要求，可防止因水錘現(xiàn)象給排水管件帶來巨大危害，取代現(xiàn)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(shí)，緩慢開，避免管路中流速、壓力變化劇烈；關(guān)閉狀態(tài)密封性能良好，機(jī)電液一體化全封閉結(jié)構(gòu)， 工作油路循環(huán)于無壓的封閉鋼筒里，體積小，不滲油，在惡劣的工作環(huán)境下，不吸塵，不“跑水”、“漏水”，內(nèi)部不銹蝕，使用壽命長(zhǎng)。液壓直動(dòng)結(jié)構(gòu)更換傳統(tǒng)閘閥的螺旋絲杠結(jié)構(gòu)，有效防止閘閥閘板的楔死和絲杠過行程脫扣。能適應(yīng)有毒的環(huán)境下的使用，不用人員操作?；芈吩O(shè)雙向液壓鎖，可停在規(guī)定行程范圍內(nèi)的任意位置并自鎖，且保持輸出力不變。推拉力， 速度(根據(jù)工況要求)無級(jí)可調(diào)，驅(qū)動(dòng)力范圍極廣。符合煤礦安全規(guī)程要求，具有防爆功能； 電氣控制，能夠與煤礦集中控制系統(tǒng)連接，便于集中控制；體積小、重量輕，便于運(yùn)輸、安裝、 維修，可帶負(fù)荷起動(dòng)，具有過載保護(hù)功能；承壓能力強(qiáng)，能夠滿足高揚(yáng)程的排水系統(tǒng)應(yīng)用。

圖1是本實(shí)用新型常開型液壓原理圖；圖2是本實(shí)用新型常閉型液壓原理圖；圖3是本實(shí)用新型外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的A向局部視圖；圖5是本實(shí)用新型豎直安裝圖；圖6是本實(shí)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(jī)，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(dòng)執(zhí)行器，19、非接觸式位置傳感器。
具體實(shí)施方式
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用條件，閘閥(17)閥體有水平和豎直兩種安裝方式。采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；采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(jī)(3)通過正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)雙向定量液壓泵正反輸出壓力油，經(jīng)集成油箱內(nèi)部閥組輸送至液壓油缸(7)，實(shí)現(xiàn)液壓油缸(7)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)閘閥(17)的開關(guān)。本實(shí)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(dòng)執(zhí)行器為例，防爆電機(jī)C3)正轉(zhuǎn)，液壓油缸(7)有桿腔進(jìn)油，推動(dòng)液壓推桿縮回，使閘閥(17)關(guān)閉，同時(shí)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(dāng)液壓油缸(7)完全縮回到位后，液壓油缸(7)有桿腔壓力上升，雙向定量液壓泵(4) 開始給蓄能器(9)蓄能，當(dāng)蓄能器(9)壓力達(dá)到IOMPa時(shí)，二位二通球式電磁閥IDT(S)得電，泵卸荷，防爆電機(jī)(3)斷電，閘閥(17)處于閉合狀態(tài)。當(dāng)煤礦遇事故突然斷電時(shí)，二位二通球式電磁閥2DT(11)失電、導(dǎo)通，蓄能器(9)中的液壓油進(jìn)入液壓油缸(7)的無桿腔， 閘閥(17)開啟，從而自動(dòng)打開閘閥閥芯，使管道中液體流動(dòng)。以常閉型液動(dòng)執(zhí)行器為例，如圖2所示，防爆電機(jī)C3)通過聯(lián)軸器與雙向定量液壓泵(4)連接在一起，防爆電機(jī)C3)反轉(zhuǎn)，雙向定量液壓泵(4)出油口通過液壓油管接通左側(cè)液控單向閥(6)、左側(cè)溢流閥(5)進(jìn)油口，左側(cè)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(gè)液壓油缸(7)無桿腔和二位二通球式電磁閥IDT(S)進(jìn)油口， 左側(cè)溢流閥(5)出油口通過液壓油管連接油箱(10)；防爆電機(jī)(3)正轉(zhuǎn)，雙向定量液壓泵 (4)出油口通過液壓油管接通右側(cè)液控單向閥(6)、右側(cè)溢流閥( 進(jìn)油口，右側(cè)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(gè)液壓油缸(7)的有桿腔和二位二通球式電磁閥2DT(11)進(jìn)油口，右側(cè)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(nèi)部。閘閥(17)閥桿通過鎖緊螺母(12)將其固定液壓油缸前板(13)上，通過四個(gè)螺栓將液壓油缸底座(14)和閘閥(17)法蘭連接起來，整個(gè)裝置安裝完畢。常閉型液動(dòng)執(zhí)行器工作過程中，防爆電機(jī)(3)正轉(zhuǎn)時(shí)，聯(lián)軸器帶動(dòng)雙向定量液壓泵(4)工作，雙向定量液壓泵(4)抽吸經(jīng)吸油過濾器(1)過濾的乳化油，乳化油經(jīng)過液控單向閥(6)流向液壓油缸(7)的無桿腔供液，液壓油缸(7)伸出帶動(dòng)閘閥(12)閥芯移動(dòng)，使閘閥開啟，同時(shí)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(dāng)液壓油缸(7)完全伸出到位后，液壓油缸(7)無桿腔壓力上升，雙向定量液壓泵(4)經(jīng)單向閥( 開始給蓄能器(9)蓄能，當(dāng)蓄能器(9)壓力達(dá)到額定壓力時(shí)，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(jī)(3)斷電，閘閥(17)處于開啟狀態(tài)，當(dāng)煤礦遇事故突然斷電時(shí)，二位二通球式電磁閥2DT(11)失電、導(dǎo)通，蓄能器(9)中的液壓油進(jìn)入液壓油缸(7)的有桿腔，使閘閥(17)關(guān)閉，從而自動(dòng)截至管道中液體的流動(dòng)。防爆電機(jī) (3)反轉(zhuǎn)時(shí)，聯(lián)軸器帶動(dòng)雙向定量液壓泵(4)工作，抽吸經(jīng)吸油過濾器(1)過濾的乳化油，乳化油經(jīng)過液控單向閥(6)向液壓油缸(7)的有桿腔供液，液壓油缸(7)縮回帶動(dòng)閘閥(17) 閥芯移動(dòng)，使閘閥(17)關(guān)閉。溢流閥(5)起過載保護(hù)作用，當(dāng)系統(tǒng)壓力過大時(shí)，溢流閥(5) 起作用，使得乳化油經(jīng)過溢流閥(5)流回油箱(10)，系統(tǒng)壓力卸載；兩個(gè)液控單向閥(6)保證系統(tǒng)運(yùn)行有自鎖功能，并且液壓油缸(7)推出和拉回均帶自鎖，可驅(qū)動(dòng)閘閥(17)在任意位置停止，閘閥(17)的開口度可調(diào)節(jié)，運(yùn)行速度和閘閥(17)的開啟關(guān)閉力可調(diào)。
權(quán)利要求1.一種煤礦自動(dòng)排水系統(tǒng)用液動(dòng)執(zhí)行器，其特征是包括動(dòng)力源、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)；動(dòng)力源包括雙向定量液壓泵、防爆電機(jī)和蓄能器；執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)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(cè)兩套；雙向定量液壓泵出油口通過液壓油管接左側(cè)液控單向閥、左側(cè)溢流閥進(jìn)油口，左側(cè)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(gè)液壓油缸無桿腔和二位二通球式電磁閥2DT進(jìn)油口，左側(cè)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(cè)液控單向閥、右側(cè)溢流閥進(jìn)油口，右側(cè)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(gè)液壓油缸的有桿腔和二位二通球式電磁閥IDT 進(jìn)油口，右側(cè)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(quán)利要求1所述的煤礦自動(dòng)排水系統(tǒng)用液動(dòng)執(zhí)行器，其特征是雙向定量液壓泵、 單向閥、溢流閥、液控單向閥都集成在油箱內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求1所述的煤礦自動(dòng)排水系統(tǒng)用液動(dòng)執(zhí)行器，其特征是蓄能器通過二位二通球式電磁閥2DT接液壓油缸的無桿腔，構(gòu)成常開型液動(dòng)執(zhí)行器。
4.如權(quán)利要求1所述的煤礦自動(dòng)排水系統(tǒng)用液動(dòng)執(zhí)行器，其特征是蓄能器通過二位二通球式電磁閥2DT接液壓油缸的有桿腔，構(gòu)成常閉型液動(dòng)執(zhí)行器。
專利摘要一種煤礦自動(dòng)排水系統(tǒng)用液動(dòng)執(zhí)行器，目的是能與控制系統(tǒng)連接便于集中控制；本實(shí)用新型包括動(dòng)力源、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)；動(dòng)力源包括雙向定量液壓泵、防爆電機(jī)和蓄能器；執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)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(jìn)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(gè)液壓油缸無桿腔和二位二通球式電磁閥1DT、2DT進(jìn)油口，溢流閥出油口通過液壓油管連接油箱。
文檔編號(hào)F15B11/16GK202012516SQ20112006199
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者劉邱祖, 衛(wèi)進(jìn), 吳娟, 寇子明, 張延軍, 李軍霞 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)