CN104196786A - 一种矿用湿喷机用全液压控制泵送液压*** - Google Patents

一种矿用湿喷机用全液压控制泵送液压*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种矿用湿喷机用全液压控制泵送液压***，采用混凝土缸泵送***和S阀摆缸***分别单独供液，混凝土缸泵送***正常工作时，恒功率泵（2）工作在最大排量，恒压泵（3）的排量最小，电动机（1）的功率与恒功率泵（2）匹配；混凝土缸到达行程终点时，S阀摆缸液控换向阀（15）换向，恒功率泵（2）排量最小，恒压泵（3）排量最大，电动机（1）的功率与恒压泵（3）匹配，S阀摆缸快速运行终点，压力升高，恒压泵（3）排量最小，主缸液控换向阀（9）和液控换向阀(6)均换向，恒功率泵（2）工作在最大排量，混凝土缸***开始工作。本发明实现了电动机功率与混凝土缸泵送***和S阀摆缸***动作的自动匹配，降低整机功率。

Description

一种矿用湿喷机用全液压控制泵送液压***
技术领域
本发明涉及矿用湿喷机，具体是涉及一种矿用湿喷机用全液压控制泵送液压***。
背景技术
在煤矿井下混凝土机械产品中，湿喷机是一种可以将搅拌好的混凝土喷射到工作面的机械设备，其泵送***有全液控和电液控制，其工作原理是由液压泵提供油液给泵送***和S阀分配***，当油缸运行到终点时，通过液控阀换向来实现执行器往复运动。油缸换向信号一种是由行程终点的压力油产生，一种是由行程终点位置的传感器产生。
矿用湿喷机由于受到矿井下作业面积狭小的影响，整机结构要求尽可能紧凑，另一方面为了降低成本和节能环保，整机功率在满足工作需求的基础上要尽可能小。现有的方案基本有两种，一种是单泵控制双回路***，另一种是双泵分别控制。
单泵控制双回路***，也就是一个泵为分配回路和混凝土缸泵送回路供油。此***如果选择的泵排量较小，则分配油缸运动比较缓慢，会导致整个***脉动、憋压；如果泵排量较大，泵送缸运行速度会较快，产生的冲击会较大，混凝土缸泵送缸和分配阀油缸的匹配会变得很困难。
双泵控制***，即混凝土缸泵送缸***和S阀摆缸***分别单独供油。通过换向阀换向互相交叉控制，但泵的排量和功率消耗并不能交替匹配，一般双泵控制***中的电动机的功率需要达到混凝土缸泵送缸***所需的最大功率与S阀摆缸***所需的最大功率之和，这样势必会造成能源的极大浪费。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种矿用湿喷机用全液压控制泵送液压***，可以在双泵控制***中实现电机功率与混凝土缸泵送***和S阀摆缸***动作的自动匹配，能够降低整机功率，同时能提高矿用湿喷机的工作效率。
为了实现上述目的，本发明提供一种矿用湿喷机用全液压控制泵送液压***，包括油箱、电动机、恒功率泵、恒压泵、混凝土泵送缸***、S阀摆缸***、液控换向阀、减压阀，所述电动机分别与恒功率泵和恒压泵连接，所述恒功率泵的进油口和恒压泵的进油口均与油箱连接；
所述混凝土泵送缸***包括主缸液控换向阀、左位主缸、右位主缸、第一压差阀和第二压差阀，所述左位主缸有第一缓冲口，所述右位主缸有第二缓冲口，所述S阀摆缸***包括S阀摆缸液控换向阀、右位S阀摆缸、梭阀和左位S阀摆缸；
所述恒功率泵的出油口与主缸液控换向阀的P1口连接，其中主缸液控换向阀的A1口与左位主缸的无杆腔油口连接、主缸液控换向阀的B1口与右位主缸的无杆腔油口连接，所述左位主缸的有杆腔油口与右位主缸的有杆腔油口连接，所述左位主缸的一个信号口与第三单向阀的进油口连接，该左位主缸的另一个信号口分别与第二压差阀的弹簧腔及第三阻尼孔的一端连接，所述第三阻尼孔的另一端与第三单向阀的出油口连通后与第二压差阀的进油口连接，所述第二压差阀的出油口的上油路与S阀摆缸液控换向阀的X2口连接、第二压差阀的出油口的下油路通过第四单向阀与左位主缸的无杆腔油口连接，所述右位主缸的一个信号口与第二单向阀的进油口连接，该右位主缸的另一个信号口分别与第一压差阀的弹簧腔及第二阻尼孔的一端连接，所述第二阻尼孔的另一端与第二单向阀的出油口连通后与第二单向阀的出油口连接，所述第一压差阀的出油口的上油路与S阀摆缸液控换向阀的Y2口连接、第一压差阀的出油口的下油路通过第一单向阀与右位主缸的无杆腔油口D12口连接；
所述S阀摆缸液控换向阀的A2口与左位S阀摆缸的无杆腔油口连接，该S阀摆缸液控换向阀的B2口与右位S阀摆缸的无杆腔油口连接，所述右位S阀摆缸的活塞杆与左位S阀摆缸的活塞杆为联动方式连接，所述左位S阀摆缸的有杆腔油口与右位S阀摆缸的有杆腔油口连通后与油箱连接，所述左位S阀摆缸的信号口与主缸液控换向阀的X1口连接，所述右位S阀摆缸的信号口与主缸液控换向阀的Y1口连接，其中左位S阀摆缸的信号口与右位S阀摆缸的信号口通过梭阀连接，所述梭阀的C口与液控换向阀的X口连接，并且通过第一阻尼孔与油箱连接，其中液控换向阀的T口与油箱连接、液控换向阀的A口通过先导油路与恒功率泵的排量控制器连接，所述恒压泵与S阀摆缸液控换向阀的P2口连接，并且通过节流阀与减压阀的一端连接，其中减压阀的另一端与液控换向阀的P口连接，所述减压阀、主缸液控换向阀的T1口和S阀摆缸液控换向阀的T2口均与油箱连接。
本发明采用混凝土泵送缸***和S阀摆缸***分别单独供液，通过先导油路交叉传感控制，任意一个混凝土泵送缸或S阀摆缸运行至终点，都将产生一个传感信号，此信号通过交叉传递，最终作为变量信号反馈给恒功率泵来实现输出油量的控制，可以实现在双泵控制***中电机功率与混凝土缸泵送***和S阀摆缸***动作的自动匹配，进而降低了整机功率；同时，这样往复循环能使电机功率与混凝土缸泵送***和S阀摆缸***动作的自动匹配，从而提高了工作效率；另外，该***实现了全液压控制，避免使用防爆电控***，大大降低了成本。
附图说明
图1是本发明的液压结构原理图。
图中：1、电动机，2、恒功率泵，3、恒压泵，4、油箱，5、第一阻尼孔，6、液控换向阀，7、节流阀，8、减压阀，9、主缸液控换向阀，10、右位主缸，11、第一单向阀，12、第一压差阀，13、第二单向阀，14、第二阻尼孔，15、S阀摆缸液控换向阀，16、右位S阀摆缸，17、梭阀，18、左位S阀摆缸，19、第三阻尼孔，20、第三单向阀，21、第二压差阀，22、左位主缸，23、第四单向阀，24、第一缓冲口，25、第二缓冲口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
为叙述方便，文中所称的“上”“下”“左”“右”与附图本身的上、下、左、右方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用。
如图1所示，一种矿用湿喷机用全液压控制泵送液压***，包括油箱4、电动机1、恒功率泵2、恒压泵3、混凝土泵送缸***、S阀摆缸***、液控换向阀6、减压阀8，所述电动机1分别与恒功率泵2和恒压泵3连接，所述恒功率泵2的进油口和恒压泵3的进油口均与油箱4连接；
所述混凝土泵送缸***包括主缸液控换向阀9、左位主缸22、右位主缸10、第一压差阀12和第二压差阀21，所述左位主缸22有第一缓冲口24，所述右位主缸10有第二缓冲口25，所述S阀摆缸***包括S阀摆缸液控换向阀15、右位S阀摆缸16、梭阀17和左位S阀摆缸18；
所述恒功率泵2的出油口与主缸液控换向阀9的P1口连接，其中主缸液控换向阀9的A1口与左位主缸(22)的无杆腔油口连接、主缸液控换向阀9的B1口与右位主缸(10)的无杆腔油口连接，所述左位主缸(22)的有杆腔油口与右位主缸(10)的有杆腔油口连接，所述左位主缸(22)的一个信号口与第三单向阀20的进油口连接，该左位主缸(22)的另一个信号口分别与第二压差阀21的弹簧腔及第三阻尼孔19的一端连接，所述第三阻尼孔19的另一端与第三单向阀20的出油口连通后与第二压差阀21的进油口连接，所述第二压差阀21的出油口的上油路与S阀摆缸液控换向阀(15)的X2口连接、第二压差阀21的出油口的下油路通过第四单向阀23与左位主缸22的无杆腔油口连接，所述右位主缸(10)的一个信号口与第二单向阀13的进油口连接，该右位主缸(10)的另一个信号口分别与第一压差阀12的弹簧腔及第二阻尼孔14的一端连接，所述第二阻尼孔14的另一端与第二单向阀13的出油口连通后与第二单向阀13的出油口连接，所述第一压差阀12的出油口的上油路与S阀摆缸液控换向阀(15)的Y2口连接、第一压差阀12的出油口的下油路通过第一单向阀11与右位主缸10的无杆腔油口D12口连接；
所述S阀摆缸液控换向阀(15)的A2口与左位S阀摆缸(18)的无杆腔油口连接，该S阀摆缸液控换向阀(15)的B2口与右位S阀摆缸(16)的无杆腔油口连接，所述右位S阀摆缸16的活塞杆与左位S阀摆缸18的活塞杆为联动方式连接，所述左位S阀摆缸(18)的有杆腔油口与右位S阀摆缸(16)的有杆腔油口连通后与油箱4连接，所述左位S阀摆缸(18)的信号口与主缸液控换向阀9的X1口连接，所述右位S阀摆缸(16)的信号口与主缸液控换向阀9的Y1口连接，其中左位S阀摆缸(18)的信号口与右位S阀摆缸(16)的信号口通过梭阀17连接，所述梭阀17的C口与液控换向阀6的X口连接，并且通过第一阻尼孔5与油箱4连接，其中液控换向阀6的T口与油箱4连接、液控换向阀6的A口通过先导油路与恒功率泵2的排量控制器连接，所述恒压泵3与S阀摆缸液控换向阀(15)的P2口连接，并且通过节流阀7与减压阀8的一端连接，其中减压阀8的另一端与液控换向阀6的P口连接，所述减压阀8、主缸液控换向阀9的T1口和S阀摆缸液控换向阀(15)的T2口均与油箱4连接。
恒功率泵2为混凝土缸泵送***供油，恒压泵3 为S阀摆缸***供油，启动电动机1，恒压泵3将油供给S阀摆缸液控换向阀15的P2口，S阀摆缸液控换向阀15初始状态其A2口与P2口接通，S阀摆缸液控换向阀15的A2口将油供给左位S阀摆缸18的无杆腔油口F1口推动活塞伸出，由于左位S阀摆缸18的活塞杆与右位S阀摆缸16的活塞杆是联动的，所以左位S阀摆缸18的活塞杆伸出的同时右位S阀摆缸16的活塞杆会缩回。
当左位S阀摆缸18没到达行程终点时，左位S阀摆缸18的有杆腔油口F2口和信号口F3口相通回油箱4，此时梭阀17的控制口C口没有油液输出，液控换向阀6的X口没有油液进入，所以液控换向阀6工作在弹簧位，液控换向阀6的A口和T口相通，恒功率泵2排量控制器先导压力为0，从而恒功率泵2工作在最小排量，同时主缸液控换向9的X1口和Y1口均无压力油，所以主缸液控换向阀9在弹簧力的作用下工作在中位，恒功率泵2供给的油液直接流回油箱4，这时恒功率泵2会不消耗或消耗很小功率，此时恒压泵3工作在低压大排量工况，这时电动机1的功率会与恒压泵3匹配，电动机1的功率主要供S阀摆缸***工作。
当左位S阀摆缸18行程到终点时，其无杆腔油口F1口与信号口F3口接通，从而左位S阀摆缸18内的一部分油通过信号口F3口一方面供给主缸液控换向阀9的X1口使其换向，使混凝土缸泵送***开始工作，另一方面通过梭阀17的控制口C口供给液控换向阀6的X口使其换向，使液控换向阀6的P口和A口接通，从而恒压泵3将一部分油依次通过节流阀7、减压阀8、液控换向阀6及先导油路反馈给恒功率泵2的排量控制器，同时恒压泵3的压力升高，恒压泵3排量降低到最小，恒压泵3的压力油流入到恒功率泵2的排量控制器中，会使恒功率泵2摆到最大排量，从而混凝土缸泵送***开始工作，这时恒功率泵2自动的与电动机1功率相匹配，恒功率泵2的出油口将油液供给主缸液控换向阀9的P1口，由于此时左位S阀摆缸18内的一部分油通过信号口F3口供给主缸液控换向阀9的X1口，所以主缸液控换向阀9的P1口与A1口接通，恒功率泵2的压力油经过主缸液控换向阀9的A1口进入左位主缸22的无杆腔油口D22口，推动左位主缸22活塞杆伸出，因为左位主缸22行程终点处的有杆腔油口D21口与右位主缸10行程终点处的有杆腔油口D11口连通，所以左位主缸22活塞杆伸出时，会使右位主缸10活塞杆缩回，当左位主缸22到达行程终点时，左位主缸22的信号口C24口通过第三单向阀20将一部分油供给第二压差阀21的进油口，其中一部分到达第二压差阀21下腔，另一部分通过第三阻尼孔19到达左位主缸22的信号口C23口和第二压差阀21的弹簧腔，由于第二压差阀21的弹簧腔依次通过左位主缸22的信号口C23口、左位主缸22的有杆腔油口D21口、右位主缸10的有杆腔油口D11口及右位主缸10上的第二缓冲口25连接进入右位主缸10的无杆腔油口D12口，并通过主缸液控换向阀9的B1和T1口与油箱接通，第三阻尼孔19及第二压差阀21两端产生压差，导致第二压差阀21换向，从而使油液供给S阀摆缸液控换向阀15的X2口，而第四单向阀23的出油口与左位主缸22的无杆腔油口D22口连接，而左位主缸22的无杆腔油口D22口此时有来自主缸液控换向阀9的A1口的高压油，于是第四单向阀23处于关闭状态，另一方面S阀摆缸液控换向阀15的Y2口与第一单向阀11接通，通过主缸液控换向阀9的B1口和T1口回油箱，第二压差阀21供给的油液使S阀摆缸液控换向阀15的P2口与B2口接通，使S阀摆缸液控换向阀15的A2口与T2口接通，此时左位S阀摆缸18的信号口F3口通过其无杆腔油口F1口、S阀摆缸液控换向阀15的A2和T2与油箱接通，梭阀17的控制口C口失压，液控换向阀6的X口没有油液进入，所以液控换向阀6工作在弹簧位，液控换向阀6的A口和T口相通，恒功率泵2排量控制器先导压力为0，从而恒功率泵2工作在最小排量，这时恒功率泵2会不消耗或消耗很小功率， S阀摆缸液控换向阀15换向后，恒压泵3压力降低排量增大，油液通过S阀摆缸液控换向阀15的B2口供给右位S阀摆缸16的无杆腔油口E1口，来自恒压泵3的油液推动右位S阀摆缸16活塞杆伸出，从而左位S阀摆缸18活塞杆缩回。
当右位S阀摆缸16没到达行程终点时，右位S阀摆缸16的信号口E3口和有杆腔油口E2口相通回油箱4，由于右位S阀摆缸16的活塞杆与左位S阀摆缸18的活塞杆是联动的，所以右位S阀摆缸16的活塞杆伸出时时会推动左位S阀摆缸18的活塞杆缩回，此时S阀摆缸液控换向阀15的A2口与T2口是接通的，原左位S阀摆缸18中的油液会通过S阀摆缸液控换向阀15流回到油箱4中，而此时梭阀17的控制口C口没有油液输出，恒功率泵2继续工作在最小排量，同时主缸液控换向9的X1口和Y1口均无压力油，所以主缸液控换向阀9在弹簧力的作用下工作在中位，恒功率泵2供给的油液直接流回油箱4，这时恒功率泵2会不消耗或消耗很小功率，电动机1的功率会与恒压泵3匹配，电动机1的功率主要供S阀摆缸***工作。
当右位S阀摆缸16行程到终点时，恒压泵3压力升高直到排量摆到最小，恒压泵3消耗很小功率，同时右位S阀摆缸16的无杆腔油口E1口与信号口E3口接通，从而右位S阀摆缸16的油通过信号口E3口一方面供给主缸液控换向阀9的Y1口使其换向，使混凝土缸泵送***开始工作，另一方面通过梭阀17的控制口C口供给液控换向阀6的X口使其换向，使液控换向阀6的P口和A口接通，从而恒压泵3油液通过节流阀7、减压阀8、液控换向阀6和先导油路反馈给恒功率泵2的摄排量控制器，恒功率泵2摆到最大排量，从而混凝土缸泵送***开始工作，这时恒功率泵2自动的与电动机功率相匹配，恒功率泵2的出油口将油液供给主缸液控换向阀9的P1口，由于此时右位S阀摆缸16的油通过信号口E3口供给主缸液控换向阀9的Y1口，所以主缸液控换向阀9的P1口与B1口接通，主缸液控换向阀9的T1口与A1口接通，恒功率泵2的压力油经过主缸液控换向阀9的B1口进入右位主缸10的无杆腔油口D12口，推动右位主缸10活塞杆伸出，因为右位主缸10行程终点处的有杆腔油口D11口与左位主缸22行程终点处的有杆腔油口D21口连通，所以右位主缸10动作时，会使左位主缸22活塞杆缩回，原来左位主缸22中的油液会通过主缸液控换向阀9流入到油箱4中，当右位主缸10到达行程终点时，右位主缸10的信号口C14口通过第二单向阀13将一部分油供给第一压差阀12的进油口，其中一部分到达第一压差阀12下腔，另一部分通过第二阻尼孔14到达右位主缸10的信号口C13口和第一压差阀21的弹簧腔，由于第一压差阀12弹簧腔依次通过右位主缸10的信号口C13口、右位主缸10的的有杆腔油口D11口、左位主缸22的有杆腔油口D21口与左位主缸22上的第一缓冲口连接进入左位主缸22的无杆腔油口D22口，并通过主缸液控换向阀9的A1和T1口与油箱接通，第二阻尼孔14及第一压差阀12两端产生压差，导致第一压差阀12换向，使油液供给S阀摆缸液控换向阀15的Y2口，而第一单向阀11的出油口与右位主缸10的无杆腔油口D12口连接，而右位主缸10的无杆腔油口D12口此时有来自主缸液控换向阀9的B1口的高压油，于是第一单向阀11处于关闭状态，另一方面S阀摆缸液控换向阀15的X2口与第四单向阀23接通，通过主缸液控换向阀9的A1和T1口回油箱，第一压差阀12供给的油液使S阀摆缸液控换向阀15的P2口与A2口接通，使S阀摆缸液控换向阀15的B2与T2接通，此时右位S阀摆缸16的信号口E3通过其无杆腔油口E1口、S阀摆缸液控换向阀15的B2和T2与油箱接通，梭阀17的控制口C口失压，液控换向阀6的X口没有油液进入，所以液控换向阀6工作在弹簧位，液控换向阀6的A口和T口相通，恒功率泵2排量控制器先导压力为0，从而恒功率泵2工作在最小排量，这时恒功率泵2会不消耗或消耗很小功率， S阀摆缸液控换向阀15换向后，恒压泵3压力降低排量增大，油液通过A2口供给右位S阀摆缸16的无杆腔油口F1口，来自恒压泵3的油液推动右位S阀摆缸18活塞杆伸出，从而右位S阀摆缸16活塞杆缩回。
这样往复循环能实现电机功率与混凝土缸***和摆缸***动作的自动匹配，提高效率，降低整机功率；实现了全液压控制，避免使用防爆电控***，大大降低了成本。

Claims (1)

1. 一种矿用湿喷机用全液压控制泵送液压***，包括油箱（4）、电动机（1）、恒功率泵（2）、恒压泵（3）、混凝土泵送缸***、S阀摆缸***，所述电动机（1）分别与恒功率泵（2）和恒压泵（3）连接，所述恒功率泵（2）的进油口和恒压泵（3）的进油口均与油箱（4）连接，其特征在于，还包括液控换向阀（6）、减压阀（8）；
所述混凝土泵送缸***包括主缸液控换向阀（9）、左位主缸（22）、右位主缸（10）、第一压差阀（12）和第二压差阀（21），所述左位主缸（22）有第一缓冲口（24），所述右位主缸（10）有第二缓冲口（25），所述S阀摆缸***包括S阀摆缸液控换向阀（15）、右位S阀摆缸（16）、梭阀（17）和左位S阀摆缸（18）；
所述恒功率泵（2）的出油口与主缸液控换向阀（9）的P1口连接，其中主缸液控换向阀（9）的A1口与左位主缸(22)的无杆腔油口连接、主缸液控换向阀（9）的B1口与右位主缸(10)的无杆腔油口连接，所述左位主缸(22)的有杆腔油口与右位主缸(10)的有杆腔油口连接，所述左位主缸(22)的一个信号口与第三单向阀（20）的进油口连接，该左位主缸(22)的另一个信号口分别与第二压差阀（21）的弹簧腔及第三阻尼孔（19）的一端连接，所述第三阻尼孔（19）的另一端与第三单向阀（20）的出油口连通后与第二压差阀（21）的进油口连接，所述第二压差阀（21）的出油口的上油路与S阀摆缸液控换向阀(15)的X2口连接、第二压差阀（21）的出油口的下油路通过第四单向阀（23）与左位主缸（22）的无杆腔油口连接，所述右位主缸(10)的一个信号口与第二单向阀（13）的进油口连接，该右位主缸(10)的另一个信号口分别与第一压差阀（12）的弹簧腔及第二阻尼孔（14）的一端连接，所述第二阻尼孔（14）的另一端与第二单向阀（13）的出油口连通后与第二单向阀（13）的出油口连接，所述第一压差阀（12）的出油口的上油路与S阀摆缸液控换向阀(15)的Y2口连接、第一压差阀（12）的出油口的下油路通过第一单向阀（11）与右位主缸（10）的无杆腔油口D12口连接；
所述S阀摆缸液控换向阀(15)的A2口与左位S阀摆缸(18)的无杆腔油口连接，该S阀摆缸液控换向阀(15)的B2口与右位S阀摆缸(16)的无杆腔油口连接，所述右位S阀摆缸（16）的活塞杆与左位S阀摆缸（18）的活塞杆为联动方式连接，所述左位S阀摆缸(18)的有杆腔油口与右位S阀摆缸(16)的有杆腔油口连通后与油箱（4）连接，所述左位S阀摆缸(18)的信号口与主缸液控换向阀（9）的X1口连接，所述右位S阀摆缸(16)的信号口与主缸液控换向阀（9）的Y1口连接，其中左位S阀摆缸(18)的信号口与右位S阀摆缸(16)的信号口通过梭阀（17）连接，所述梭阀（17）的C口与液控换向阀（6）的X口连接，并且通过第一阻尼孔（5）与油箱（4）连接，其中液控换向阀（6）的T口与油箱（4）连接、液控换向阀（6）的A口通过先导油路与恒功率泵（2）的排量控制器连接，所述恒压泵（3）与S阀摆缸液控换向阀(15)的P2口连接，并且通过节流阀（7）与减压阀（8）的一端连接，其中减压阀（8）的另一端与液控换向阀（6）的P口连接，所述减压阀（8）、主缸液控换向阀（9）的T1口和S阀摆缸液控换向阀(15)的T2口均与油箱（4）连接。
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