CN110081037B - 兼有自检功能的蓄能器自动快速稳压装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于煤矿井下防爆车辆液压快速稳定压力的技术领域,具体是一种兼有自检功能的蓄能器自动快速稳压装置及使用方法。解决蓄能器的快速稳压问题,包括液压油箱、安全阀、工作泵、***压力表、快速稳压装置和蓄能器,工作泵一端接液压油箱,另一端与快速稳压装置的P口连通,工作泵与液压油箱之间设置安全阀,快速稳压装置的H口接蓄能器以及制动或转向***,快速稳压装置的A口接工作机构多路阀。本发明可以有效的解决大容积蓄能器快速稳压的使用要求。同时还增加了自动检测功能,方便快速稳压装置或液压***出现故障时的排查,减轻了工人的劳动强度。
Description
技术领域
本发明属于煤矿井下防爆车辆液压快速稳定压力的技术领域,具体是一种兼有自检功能的蓄能器自动快速稳压装置及使用方法。
背景技术
目前世界各主要采煤国对无轨辅助运输方式的许多优点都比较认可。蓄能器,是无轨辅助运输车辆液压***中重要元件,为制动***或紧急转向***提供压力油源,使车辆实现了快速制动和在故障下实现紧急转向避险,从而保障车辆的安全性。
由于蓄能器为压力容器,国家已列为特种设备,厂家必须有特种设备制造许可证才能加工生产。重型车辆上用蓄能器的容积较大,压力高,容积一般为4-12L,压力能达到15~19MPa,使蓄能器成为相当危险的容器。煤矿井下重型车辆上的蓄能器用于转向或制动,由于转向油缸或制动器容积大,且使用频繁,相应的蓄能器容积也增大,亟待解决蓄能器的快速稳压,满足用户使用要求。
发明内容
本发明为了解决蓄能器的快速稳压问题,提供一种兼有自检功能的蓄能器自动快速稳压装置及使用方法。
本发明采取以下技术方案:一种兼有自检功能的蓄能器自动快速稳压装置,包括液压油箱、安全阀、工作泵、***压力表、快速稳压装置和蓄能器,所述的快速稳压装置包括盖板、复位弹簧、阀芯、微型过滤器、阀体、压力控制阀、零泄漏开关阀、球阀和单向阀,阀体上部设置盖板,阀体内设置有阀芯,阀芯把阀体内的空间分为上侧的弹簧腔和下侧的下腔,下腔下端为P口,阀芯与盖板之间的弹簧腔内设置有复位弹簧,阀体上安装有压力控制阀,压力控制阀分别与弹簧腔以及阀体上开的T口连通,阀体上开有A口,A口与阀芯在阀体内的初始位置连通,阀体上设置有单向阀,单向阀内侧与下腔连通,使下腔油液只能向外侧设置的球阀流动,球阀外的油液不能向下腔流动,球阀出口为H口;工作泵一端接液压油箱,另一端与快速稳压装置的P口连通,工作泵与液压油箱之间设置安全阀,快速稳压装置的H口接蓄能器以及制动或转向***,快速稳压装置的A口接工作机构多路阀。
进一步的,阀体上开有腔体A与外界连通的通孔I,以及开有腔体B与外界连通的通孔II,通孔I和通孔II之间连接节流孔I,通孔I和通孔II与外界的口封堵,通孔II内设置有微型过滤器。
进一步的,压力控制阀与设置在阀体内的节流孔II连通,节流孔II通过零泄漏开关阀与外界连通。
进一步的,阀芯采用锥形结构,与阀体的凸肩形成线密封。
进一步的,工作泵出口处设置有***压力表;蓄能器上设置有蓄能器压力表。
兼有自检功能的蓄能器自动快速稳压装置的工作原理,车辆启动后,工作泵的S口从液压油箱吸油,由P1口将高压油排出,同时P1口还与安全阀的P2口和快速稳压装置的P口相连接,在***出现超载或出现故障时,安全阀打开,P2口与T口相通,高压油经T口回到油箱;
在***正常的情况下,工作泵提供的高压油经P1口到达快速稳压装置的P口,高压油直接作用到阀芯上,在复位弹簧的弹簧力下,以及P口的高压油经微型过滤器和节流孔I到达阀芯的弹簧腔,高压油对阀芯有向下的作用力,由于阀芯的弹簧腔面积大于下腔的面积,可知此时阀芯的弹簧腔的力大于下腔的力,使阀芯处于关闭状态,快速稳压装置的P口高压油只能经单向阀和球阀常开到达H口,H口与蓄能器的X口相连,工作泵提供的高压油液给蓄能器补液使其达到设定的压力;在给蓄能器补液的同时,又从其流道上取压力油经零泄漏开关阀常开、节流孔II到达压力控制阀的控制口,当压力达到设定值时,使压力控制阀打开,使弹簧腔的压力油经压力控制阀到达T口回液压油箱,此时阀芯的上腔仅剩复位弹簧的作用力小于下腔P口压力油的作用力,将推动阀芯向上运动,阀芯打开,压力油经流道到达A口,去工作机构多路阀或其他油路工作;当蓄能器的压力提供给转向或制动***后,压力降低,低于设定值时,压力控制阀回自动关闭,使工作泵提供的高压油经快速稳压装置迅速给蓄能器补液使其再次达到设定的压力值。
与现有技术相比,本发明可以有效的解决大容积蓄能器快速稳压的使用要求。同时还增加了自动检测功能,方便快速稳压装置或液压***出现故障时的排查,减轻了工人的劳动强度。目前煤矿井下无轨辅助运输前景广阔,对井下防爆车辆的需求快速增加,目前国内需求量大约每年在200~300台左右,本装置每套售价2万元,总产值可达400~600万元,每台利润0.6万元计算,可产生利润120~180万元,本装置的开发应用可以为提高井下车辆行驶中的安全性,减少意外事故的发生。将会为企业的安全生产提供有力的保证。
附图说明
图1为快速稳压装置结构示意图;
图2为快速稳压装置阀示意图;
图3为快速稳压***工作原路图;
图中1-液压油箱,2-安全阀,3-工作泵,4-***压力表,5-快速稳压装置,6-蓄能器,7-蓄能器压力表,5.1-盖板,5.2-复位弹簧,5.3-节流孔I,5.4-阀芯,5.5-微型过滤器,5.6-阀体,5.7-压力控制阀,5.8-节流孔II,5.9-零泄漏开关阀,5.10-球阀,5.11-单向阀。
具体实施方式
一种煤矿井下防爆车辆液压快速稳定压力装置,包括依次连接的油箱、工作泵、快速稳压装置、安全阀以及蓄能器,工作泵3一端接液压油箱1,另一端与快速稳压装置5的P口连通,工作泵3与液压油箱1之间设置安全阀2,快速稳压装置5的H口接蓄能器6以及制动或转向***,快速稳压装置5的A口接工作机构多路阀。快速稳压装置还和工作机构多路阀以及油箱连通,蓄能器出口连接仪表盘上的压力表。如图1所示。
车辆启动时,工作泵从油箱吸油,泵出的液压油经快速稳压装置自动判断,在蓄能器压力不足的情况下给其补液升压,当压力达到额定值时,快速稳压装置自动与工作机构多路阀等连通,给车辆上其他工作机构的提供油源。在***出现异常时,泵提供的高压油经安全阀泄回油箱,从而保护了***中的各个阀及各种工作机构。
图2所示为快速稳压装置阀示意图,所述的快速稳压装置5包括盖板5.1、复位弹簧5.2、阀芯5.4、微型过滤器5.5、阀体5.6、压力控制阀5.7、零泄漏开关阀5.9、球阀5.10和单向阀5.11,阀体5.6上部设置盖板5.1,阀体5.6内设置有阀芯5.4,阀芯5.4把阀体5.6内的空间分为上侧的弹簧腔和下侧的下腔,下腔下端为P口,阀芯5.4与盖板5.1之间的弹簧腔内设置有复位弹簧5.2,阀体5.6上安装有压力控制阀5.7,压力控制阀5.7分别与弹簧腔以及阀体5.6上开的T口连通,阀体5.6上开有A口,A口与阀芯5.4在阀体5.6内的初始位置连通,阀体5.6上设置有单向阀5.11,单向阀5.11内侧与下腔连通,单向阀5.11外侧设置有球阀5.10,球阀5.10出口为H口。
阀体5.6上开有腔体A与外界连通的通孔I,以及开有腔体B与外界连通的通孔II,通孔I和通孔II之间连接节流孔I5.3,通孔I和通孔II与外界的口封堵,通孔II内设置有微型过滤器5.5。压力控制阀5.7与设置在阀体5.6内的节流孔II5.8连通,节流孔II5.8通过零泄漏开关阀5.9与外界连通。
根据煤矿井下防爆车辆实际工况,在行驶过程中制动或转向频繁,导致蓄能器压力不断变化,现有的产品由于流量小,不能满足快速稳定压力的要求。快速稳压装置通过增大阀芯5.4的通径实现对蓄能器压力快速稳定,满足实际使用要求。阀芯5.4采用锥形结构,与阀体5.6的凸肩形成线密封,确保了密封的可靠性。
车辆启动后,工作泵3的S口从液压油箱1吸油,由P1口将高压油排出,同时P1口还与安全阀2的P2口和快速稳压装置5的P口相连接。在***出现超载或出现故障时,安全阀2打开,P2口与T口相通,高压油经T口回到油箱,保护了***中的各个阀及各种工作机构。
在***正常的情况下,工作泵3提供的高压油经P1口到达快速稳压装置5的P口,高压油直接作用到阀芯5.4上,但在复位弹簧5.2的弹簧力下,以及P口的高压油经微型过滤器5.5和节流孔I5.3到达阀芯5.4的弹簧腔,高压油对阀芯5.4有向下的作用力。由于阀芯5.4的上腔(弹簧腔)面积大于下腔的面积,由公式F=PS可知此时阀芯5.4的上腔的力大于下腔的力,使阀芯5.4处于关闭状态。快速稳压装置5的P口高压油只能经单向阀5.11和球阀5.10常开到达H口,H口与蓄能器6的X口相连,工作泵3提供的高压油液给蓄能器6补液使其达到设定的压力。
在给蓄能器6补液的同时,又从其流道上取压力油经零泄漏开关阀5.9常开、节流孔II5.8到达压力控制阀5.7的控制口,当压力达到设定值时,使压力控制阀5.7打开,使弹簧腔的压力油经压力控制阀5.7到达T口回液压油箱1,此时阀芯5.4的上腔仅剩复位弹簧5.2的作用力小于下腔P口压力油的作用力,将推动阀芯5.4向上运动,阀芯打开,压力油经流道到达A口,去工作机构多路阀或其他油路工作。当蓄能器6的压力提供给转向或制动后,压力降低,低于设定值时,压力控制阀5.7回自动关闭,使工作泵3提供的高压油经快速稳压装置迅速给蓄能器6补液使其再次达到设定的压力值。
为提高快速稳压装置的寿命及可靠性,在装置设计时增加了节流孔I5.3、节流孔II5.8,减小阀芯运动时的冲击,提高元部件的寿命。由于节流孔I5.3的油液经常流动回液压油箱,在油液清洁度差的情况下,节流孔I5.3极易发生堵塞,导致快速稳压装置不能正常工作。为避免这种情况,在节流孔I5.3的流道上增加了微型过滤器5.5,减少了因节流孔I5.3堵塞导致的故障。
快速稳压装置的自检功能:如果蓄能器6的压力不能达到设定值甚至压力为零,通过蓄能器压力表7可以随时观察到此压力值。需要将球阀5.10关闭,如果此时蓄能器压力表7显示能够达到设定值,说明蓄能器6、去制动***或转向***的油路中有泄漏,需要排查油路,快速稳压装置工作正常。将球阀5.10关闭后,压力仍不能达到设定值,需要将零泄漏开关阀5.9关闭,如果此时压力达到设定值,说明压力控制阀5.7损坏或者憋卡,需要更换此阀。在故障排查过程中,不需要拆装快速稳压装置上的管路,避免因工人带压操作,而发生危险的可能。
快速稳压装置的工作范围较广,通过调节压力控制阀5.7的设定压力,来决定快速稳压装置的工作压力。
Claims (4)
1.一种兼有自检功能的蓄能器自动快速稳压装置,其特征在于:包括液压油箱(1)、安全阀(2)、工作泵(3)、***压力表(4)、快速稳压装置(5)和蓄能器(6),所述的快速稳压装置(5)包括盖板(5.1)、复位弹簧(5.2)、阀芯(5.4)、微型过滤器(5.5)、阀体(5.6)、压力控制阀(5.7)、零泄漏开关阀(5.9)、球阀(5.10)和单向阀(5.11),阀体(5.6)上部设置盖板(5.1),阀体(5.6)内设置有阀芯(5.4),阀芯(5.4)把阀体(5.6)内的空间分为上侧的弹簧腔和下侧的下腔,下腔下端为P口,阀芯(5.4)与盖板(5.1)之间的弹簧腔内设置有复位弹簧(5.2),阀体(5.6)上安装有压力控制阀(5.7),压力控制阀(5.7)分别与弹簧腔以及阀体(5.6)上开的T口连通,阀体(5.6)上开有A口,A口与阀芯(5.4)在阀体(5.6)内的初始位置连通,阀体(5.6)上设置有单向阀(5.11),单向阀(5.11)内侧与下腔连通,单向阀(5.11)外侧设置有球阀(5.10),球阀(5.10)出口为H口;工作泵(3)一端接液压油箱(1),另一端与快速稳压装置(5)的P口连通,工作泵(3)与液压油箱(1)之间设置安全阀(2),快速稳压装置(5)的H口接蓄能器(6)以及制动或转向***,快速稳压装置(5)的A口接工作机构多路阀;
所述的阀体(5.6)上开有弹簧腔与外界连通的通孔I,以及开有下腔与外界连通的通孔II,通孔I和通孔II之间连接节流孔I(5.3),通孔I和通孔II与外界的口封堵,通孔II内设置有微型过滤器(5.5);
所述的压力控制阀(5.7)与设置在阀体(5.6)内的节流孔II(5.8)连通,节流孔II(5.8)通过零泄漏开关阀(5.9)与外界连通。
2.根据权利要求1所述的兼有自检功能的蓄能器自动快速稳压装置,其特征在于:所述的阀芯(5.4)采用锥形结构,与阀体(5.6)的凸肩形成线密封。
3.根据权利要求2所述的兼有自检功能的蓄能器自动快速稳压装置,其特征在于:所述的工作泵(3)出口处设置有***压力表(4);蓄能器(6)上设置有蓄能器压力表(7)。
4.一种如权利要求3所述的兼有自检功能的蓄能器自动快速稳压装置的使用方法,其特征在于:车辆启动后,工作泵(3)的S口从液压油箱(1)吸油,由P1口将高压油排出,同时P1口还与安全阀(2)的P2口和快速稳压装置(5)的P口相连接;
在***出现超载或出现故障时,安全阀(2)打开,P2口与T口相通,高压油经T口回到油箱;
在***正常的情况下,工作泵(3)提供的高压油经P1口到达快速稳压装置(5)的P口,高压油直接作用到阀芯(5.4)上,在复位弹簧(5.2)的弹簧力下,以及P口的高压油经微型过滤器(5.5)和节流孔I(5.3)到达阀芯(5.4)的弹簧腔,高压油对阀芯(5.4)有向下的作用力,由于阀芯(5.4)的弹簧腔面积大于下腔的面积,可知此时阀芯(5.4)的弹簧腔的力大于下腔的力,使阀芯(5.4)处于关闭状态,快速稳压装置(5)的P口高压油只能经单向阀(5.11)和球阀(5.10)常开到达H口,H口与蓄能器(6)的X口相连,工作泵(3)提供的高压油液给蓄能器(6)补液使其达到设定的压力;在给蓄能器(6)补液的同时,又从其流道上取压力油经零泄漏开关阀(5.9)常开、节流孔II(5.8)到达压力控制阀(5.7)的控制口,当压力达到设定值时,使压力控制阀(5.7)打开,使弹簧腔的压力油经压力控制阀(5.7)到达T口回液压油箱(1),此时阀芯(5.4)的上腔仅剩复位弹簧(5.2)的作用力小于下腔P口压力油的作用力,将推动阀芯(5.4)向上运动,阀芯打开,压力油经流道到达A口,去工作机构多路阀或其他油路工作;当蓄能器(6)的压力提供给转向或制动***后,压力降低,低于设定值时,压力控制阀(5.7)会自动关闭,使工作泵(3)提供的高压油经快速稳压装置迅速给蓄能器(6)补液使其再次达到设定的压力值。
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