CN115402278A - 一种重力感应阀和煤矿静液压驱动车辆安全停车控制*** - Google Patents

一种重力感应阀和煤矿静液压驱动车辆安全停车控制*** Download PDF

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马艳卫
王治伟
韦建龙
王晓
范江鹏
赵瑞萍
贾二虎
陈利东
仇博
杨建勇
程玉军
田舒
闫晓刚
高东漓
张国栋
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Abstract

本发明属于煤矿静液压驱动车辆驻车技术领域，解决了驾驶员未按规定驻车后造成的溜车等安全隐患的问题。提供了一种重力感应阀和煤矿静液压驱动车辆安全停车控制***,重力感应阀包括阀座、阀芯、阀体以及复位弹簧，阀芯顶部连接重力感应杆，重力感应杆接受负载作用，重力感应杆在负载作用下的行程范围大于等于阀芯换向的行程；煤矿静液压驱动车辆安全停车控制***包括重力感应阀，所述的重力感应阀与制动控制阀串联，重力感应阀的A口连接车辆的制动换向阀、左换向阀以及右换向阀的控制端。本发明可以实现驾驶人员离开车辆，车辆的制动***自动制动的功能。

Description

一种重力感应阀和煤矿静液压驱动车辆安全停车控制***
技术领域
本发明属于煤矿静液压驱动车辆驻车技术领域，具体涉及一种重力感应阀和煤矿静液压驱动车辆安全停车控制***。
背景技术
近几年，随着煤层开采厚度的增加，矿井现代化的建设，防爆胶轮车作为矿井下的主要辅助运输车辆，在井下工作人员和设备、物料的运输中起着重要作用。但是驾驶人员的素质良莠不齐，随着车辆在井下大量使用，暴露出以下安全隐患：
1、车辆驾驶人员在离开车辆时，偶有驾驶人员没有操作车辆的驻车阀至驻车位置的现象，如果此时车辆停止在井下有坡度上，必定会发生溜车，存在对驾驶人员和井下其他工作人员造成伤害的隐患；
2、有的驾驶人员离开车辆时，按操作规程将驻车制动操作至驻车位置，但是没有将车辆的方向手柄放置到中位，此时车辆处于制动状态，而闭式泵仍在驱动马达装置，使车辆有行走的趋势。然而车辆的驻车制动器的扭矩设计时一般较大，这就会造成闭式泵、马达处于憋车状态，对其造成一定损伤，影响使用寿命；
3、井下还经常遇到驾驶人员上车后没有操作驻车制动手柄，使车辆仍在制动的情况下，操作方向手柄到前进或后退位置，给车辆加油驱动行走；或是驾驶人员直接操作转向，轮胎不能滚动，在转向力的作用下，轮胎只能与地面滑动，加剧轮胎磨损。
虽然煤矿企业有严格的规章制度来约束防爆车辆驾驶人员的操作行为，并对驾驶人员进行定期培训，但是驾驶人员自身的文化素质和井下特殊的作业环境的原因，还是不能完全杜绝上述人为疏忽导致的违规操作，偶有车辆损坏或人员伤亡事故的发生。
发明内容
本发明至少解决现有技术中的其中一个问题，提供了一种重力感应阀和煤矿静液压驱动车辆安全停车控制***。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种重力感应阀，包括阀座、阀芯、阀体以及复位弹簧，阀芯顶部连接重力感应杆，重力感应杆接受负载作用，重力感应杆在负载作用下的行程范围大于等于阀芯换向的行程。
优选地，重力感应阀安装于车辆驾驶座位底部下方，座位的负载传递到重力感应杆上克服复位弹簧产生的弹簧力，实现控制重力感应阀换向。
优选地，重力感应杆顶部螺纹连接有调整块。
优选地，重力感应阀设置于座椅减震弹簧内，座椅减震弹簧安装在安装底座上，座椅减震弹簧顶部设置限位盖板，阀盖搭接在限位盖板上，限位盖板上端固连有上限位块；
限位盖板和安装底座之间通过套设于两者外侧的锁紧盖连接，锁紧盖下部内侧搭接在安装底座上，锁紧盖22上端对限位盖板的限位环限位，限位盖板可在座椅的作用下沿锁紧盖的内腔滑动，座椅减震弹簧的刚度大于复位弹簧的刚度。
本发明还提供了一种煤矿静液压驱动车辆安全停车控制***，包括重力感应阀，所述的重力感应阀与制动控制阀串联，重力感应阀的A口连接车辆的制动换向阀、左换向阀以及右换向阀的控制端。
优选地，制动控制阀P口连接气源，制动控制阀、制动换向阀、左换向阀以及右换向阀均为气控，为气控制动控制阀、气控制动换向阀、左气控换向阀以及右气控换向阀。
优选地，还包括液压油箱、左闭式泵、左方向控制手柄、左压力表、气动指示灯、制动压力表、制动蓄能器、右压力表、右方向控制手柄、右闭式泵、右驱动马达、左驱动马达；
液压油箱连接左闭式泵和右闭式泵，左闭式泵连接左方向控制手柄和左驱动马达，右闭式泵连接右方向控制手柄和右驱动马达，左方向控制手柄的P口与左气控换向阀的A口相连并在管路设置有左压力表，右方向控制手柄的P口与右气控换向阀的A口相连并在管路设置有右压力表，重力感应阀的A口同时与左气控换向阀、右气控换向阀的控制端以及气控制动换向阀相连并在管路设置有气动指示灯，重力感应阀的P口与气动制动控制阀的A口相连，气控制动换向阀的P口与制动蓄能器相连并在管路设置有制动压力表。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1. 本发明实现了非电控的自动制动功能，由于煤矿井下特殊的防爆要求，发明中没有使用任何电气件，而是利用驾驶员离开车辆时，起身离开座椅，导致座椅重量有变化，座椅减震装置有位移变化，设计了重力感应阀，实现了驾驶人员离开车辆，车辆的制动***能够自动制动的功能，消除了驾驶人员因人为疏忽造成的车辆溜车的安全隐患。
2. 重力感应阀在设计时，考虑到了车辆行驶时的颠簸，座椅对重力感应阀的冲击，通过在限位盖板上设计上限位块，减少座椅对阀芯的冲击，重力感应阀固定在带有座椅减震弹簧的安装底座上，这样阀就能随座椅运动，不会对阀的壳体造成冲击损坏，提高了该阀的可靠性。
3. 设计气动指示灯，用于提醒驾驶人员车辆所处的状态，有利于驾驶人员下一步操作车辆，如果车辆没有解制动，气动指示灯也能及时告知，驾驶人员做出正确的操作使车辆安全停车。
4.本发明中将制动操作与方向控制手柄的供油路相关联，实现了操作车辆制动时，将方向控制手柄的供油自动引回油箱，无论方向控制手柄在前进或后退位置，都不会再去控制闭式泵的变量，闭式泵也不再驱动马达，消除了因减速器制动，闭式泵供油驱动马达旋转造成的马达憋堵现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明控制***的工作原理图；
图2是本发明重力感应阀的安装位置示意图；
图3是本发明重力感应阀的结构示意图。
图中：1-液压油箱、2-吸油滤芯、3-左闭式泵、4-左方向控制手柄、5-左压力表、6-气控制动控制阀、7-左气控换向阀、8-气动指示灯、9-重力感应阀、9.1-阀座、9.2-复位弹簧、9.3-阀芯、9.4-阀体、9.5-阀盖、9.6-重力感应杆、9.7-调整块、10-气控制动换向阀、11-制动压力表、12-制动蓄能器、13-右压力表、14-右方向控制手柄、15-右气控换向阀、16-右闭式泵、17-右驱动马达、18-左驱动马达、19-安装底座、20-座椅减震弹簧、21-限位盖板、21.1-限位环、22-锁紧盖、23-上限位块。
具体实施方式
结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚，完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性地劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内，需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
本发明提供了一种实施例：
如图3所示，重力感应阀9由阀座9.1、复位弹簧9.2、阀芯9.3、阀体9.4、阀盖9.5和重力感应杆9.6组成，重力感应阀9设有进气口P、排气口T、工作气口A。阀座9.1内具有用于安装复位弹簧9.2的凹槽，阀芯9.3滑动设置在阀体9.4的内腔中，阀芯9.3的上端通过阀体9.4限位，复位弹簧9.2连接在阀座9.1和阀芯9.3之间，进气口P、排气口T、工作气口A设置在阀体9.4上，阀芯9.3与阀体9.4之间可形成用于连通进气口P和工作气口A、排气口T和工作气口A的腔室，重力感应杆9.6穿过阀盖9.5固连在阀芯9.3上端。
当座椅无负载时，重力感应阀9内的阀芯9.3在复位弹簧9.2弹簧力的作用下处于初始状态，此时重力感应阀9的A口与T口相通，P口被阀芯9.3封堵；当座椅有负载时，重力感应杆9.5在压力的作用下向下运动，同时带动阀芯9.3克服复位弹簧9.2产生的弹簧力向下运动，通过阀芯9.3位置的变换完成重力感应阀9的换向，此时重力感应阀9的P口与A口相通，T口被阀芯9.3封堵。
如图2所示，重力感应阀9安装在车辆驾驶座位底部下方，重力感应阀9设置于座椅减震弹簧20内，座椅减震弹簧20安装在安装底座19上，座椅减震弹簧20顶部设置限位盖板21，限位盖板21与阀体9.4顶部平齐，阀盖9.5搭接在限位盖板21上，限位盖板21上端固连有上限位块23，重力感应杆9.6顶部螺纹连接有调整块9.7，调整块9.7底端直径大于阀盖9.5上的重力感应杆穿孔，重力感应阀9的进气口P与工作气口A完全相通时，调整块9.7的上端高于上限位块23约一个重力感应阀阀芯行程的高度，限位盖板21和安装底座19之间通过套设于两者外侧的锁紧盖22连接，锁紧盖22下部内侧搭接在安装底座19上，锁紧盖22上部内侧搭接在限位盖板21的限位环21.1上，限位盖板21可在座椅的作用下沿锁紧盖22的内腔滑动，锁紧盖22可限制座椅减震弹簧20的行程，并给其一定的预紧力。
重力感应阀9的重力感应杆9.6的相对长度规格可根据调整块9.7的旋入深度调节，便于安装时调整座椅与阀芯9.3的相对运动的行程，同时需要配合上限位块23一起使用；当座椅向下运动至重力感应阀9的阀芯9.3完全换向时，上限位块23与座椅接触，座椅对阀体9.4向下的力，通过上限位块23和限位盖板21，传递给座椅减震弹簧20，使重力感应阀9不再受座椅压力的影响，即重力感应阀9将会随车辆的颠簸与座椅一起运动，保护重力感应阀9的阀芯9.3。
重力感应阀9的复位弹簧9.2的刚度要满足座椅无负载的情况下，阀芯9.3能够快速复位，工作气口A与排气口T相通，当座椅有负载时，阀芯9.3能够换向，进气口P与工作气口A相通。复位弹簧9.2的刚度要小于座椅减震弹簧20的刚度，即座椅在起减震作用时，重力感应阀9仍保持换向位置。座椅减震弹簧20在起到减震的同时，也能够使重力感应阀9随座椅椅一起运动，避免因座椅震动给阀芯9.3造成冲击，进而损坏阀的性能，可以提高重力感应阀9的可靠性。
本发明还提供了一种煤矿静液压驱动车辆安全停车控制***，包括液压油箱1、吸油滤芯2、左闭式泵3、左方向控制手柄4、左压力表5、制动控制阀6、左气控换向阀7、气动指示灯8、重力感应阀9、气控制动换向阀10、制动压力表11、制动蓄能器12、右压力表13、右方向控制手柄14、右气控换向阀15、右闭式泵16、右驱动马达17、左驱动马达18；液压油箱1通过吸油滤芯2连接左闭式泵3和右闭式泵16，左闭式泵3连接左方向控制手柄4和左驱动马达18，右闭式泵16连接右方向控制手柄14和右驱动马达17，左方向控制手柄4的P口与左气控换向阀7的A口相连并在管路设置有左压力表5，右方向控制手柄14的P口与右气控换向阀15的A口相连并在管路设置有右压力表13，左气控换向阀7与右气控换向阀15同时与重力感应阀9的A口和气控制动换向阀10相连并在管路设置有气动指示灯8，重力感应阀9的P口与制动控制阀6的A口相连，制动控制阀P口连接气源，气控制动换向阀10的P口与制动蓄能器12相连并在管路设置有制动压力表11。
煤矿静液压驱动车辆安全停车控制***利用了车辆上制动***中已有的制动蓄能器12和制动压力表11，并将车辆上的高压气源接入到该***中，驱动相关气控阀的动作；左方向控制手柄4和右方向控制手柄14分别用来控制车辆的左闭式泵3和右闭式泵16内部的变量机构，最终实现对车辆前进或后退的控制。
具体工作原理：驾驶人员上车后，首先会坐到驾驶室的座椅上，将车辆启动后，车辆的充液阀给制动蓄能器12充液，制动压力表11可以直接读出制动蓄能器12内的液压油压力。驾驶室的座椅下装有重力感应阀9，驾驶员坐到座椅上时，重力感应阀9自动换向，此时重力感应阀9的P口与A口相通。驾驶员想要操作车辆行走时，将气动制动控制阀6拔出，气动制动控制阀6的阀芯换向，气动制动控制阀6的P口与A口沟通，车辆上的高压气源通过气动制动控制阀6、重力感应阀9进入气动指示灯8内驱动其变为绿色，高压气源同时到达气控制动换向阀10的控制端，推动气控制动换向阀10的阀芯换向，制动蓄能器12内的高压油液经过气控制动换向阀10的P口到达A口，经过A口去解除车辆的各个制动器的制动装置。与此同时高压气源还进入左气控换向阀7和右气控换向阀15的控制腔，这两个阀各自的P口与A口相通，左闭式泵3和右闭式泵16提供的行走控制油液，分别经左气控换向阀7和右气控换向阀15的P口和A口到达左方向控制手柄4和右方向控制手柄14的P口，左压力表5、右压力表13显示这一控制油液压力；驾驶人员操作左方向控制手柄4和右方向控制手柄14前进时，控制油液经过方向控制手柄的P口进入到K1口，经过管路到达闭式泵的控制口X1，车辆向前行走；后退操作时，控制油液经过方向控制手柄的P口进入到K2口，经过管路到达闭式泵的控制口X2，车辆向后倒车。
当驾驶人员离开车辆时，按照操作规程应当按下气控制动控制阀6，这样车辆才能制动，确保车辆不溜车。然而经常出现驾驶人员离开车辆，但是没有按下气控制动控制阀6，车辆没有制动，尤其是车辆没有熄火时，车辆存在溜车的安全隐患。煤矿静液压驱动车辆安全停车控制***中增加了重力感应阀9，当驾驶人员起身离开座椅，重力感应阀9在复位弹簧9.2的作用下使阀芯9.3换向，重力感应阀9的A口与T口相通，气动指示灯8、气控制动换向阀10、左气控换向阀7和右气控换向阀15内的控制气体全部排出，气动指示灯8变为红色。气控制动换向阀10阀芯换向，制动蓄能器12内的高压油液经过气控制动换向阀10的P口到达B口封堵，去解除车辆的制动器的高压油液经过气控制动换向阀10的A口到达T口回到油箱，制动器处于制动状态。左气控换向阀7和右气控换向阀15阀芯换向，左闭式泵3和右闭式泵16提供的行走控制油液，分别在两个阀的P口堵死，而左方向控制手柄4和右方向控制手柄14内的高压油液分别经过各自相连的左气控换向阀7和右气控换向阀15的A口流到T口回油箱。左闭式泵3和右闭式泵16内部的变量机构在弹簧力的作用下，使闭式泵斜盘回到中位，泵不再输出油液。这种情况下，即使左方向控制手柄4和右方向控制手柄14处于前进或后退状态，闭式泵也不会驱动左驱动马达18和右驱动马达17转动，确保车辆处于制动静止的状态。
另一种实施方式，制动控制阀的P口连接压力油源，制动换向阀、重力感应阀9、左换向阀以及右换向阀为油控。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种重力感应阀，包括阀座（9.1）、阀芯（9.3）、阀体（9.4）以及复位弹簧（9.2），其特征在于：所述的阀芯（9.3）顶部连接重力感应杆（9.6），重力感应杆（9.6）接受负载作用，重力感应杆（9.6）在负载作用下的行程范围大于等于阀芯（9.3）换向的行程。
2.根据权利要求1所述的一种重力感应阀，其特征在于：所述的重力感应阀安装于车辆驾驶座位底部下方，座位的负载传递到重力感应杆（9.6）上克服复位弹簧（9.2）产生的弹簧力，实现控制重力感应阀换向。
3.根据权利要求1所述的一种重力感应阀，其特征在于：所述的重力感应杆（9.6）顶部螺纹连接有调整块（9.7）。
4.根据权利要求3所述的一种重力感应阀，其特征在于：所述的重力感应阀设置于座椅减震弹簧（20）内，座椅减震弹簧（20）安装在安装底座（19）上，座椅减震弹簧（20）顶部设置限位盖板（21），阀盖（9.5）搭接在限位盖板（21）上，限位盖板（21）上端固连有上限位块（23）；
限位盖板（21）和安装底座（19）之间通过套设于两者外侧的锁紧盖（22）连接，锁紧盖（22）下部内侧搭接在安装底座（19）上，锁紧盖（22）上端对限位盖板（21）的限位环（21.1）限位，限位盖板（21）可在座椅的作用下沿锁紧盖（22）的内腔滑动，座椅减震弹簧（20）的刚度大于复位弹簧（9.2）的刚度。
5.一种煤矿静液压驱动车辆安全停车控制***，其特征在于：包括重力感应阀（9），所述的重力感应阀（9）与制动控制阀串联，重力感应阀（9）的A口连接车辆的制动换向阀、左换向阀以及右换向阀的控制端。
6.根据权利要求5所述的一种煤矿静液压驱动车辆安全停车控制***，其特征在于：所述的制动控制阀P口连接气源，制动控制阀、制动换向阀、左换向阀以及右换向阀均为气控，为气控制动控制阀（6）、气控制动换向阀（10）、左气控换向阀（7）以及右气控换向阀（15）。
7.根据权利要求6所述的一种煤矿静液压驱动车辆安全停车控制***，其特征在于：还包括液压油箱（1）、左闭式泵（3）、左方向控制手柄（4）、左压力表（5）、气动指示灯（8）、制动压力表（11）、制动蓄能器（12）、右压力表（13）、右方向控制手柄（14）、右闭式泵（16）、右驱动马达（17）、左驱动马达（18）；
液压油箱（1）连接左闭式泵（3）和右闭式泵（16），左闭式泵（3）连接左方向控制手柄（4）和左驱动马达（18），右闭式泵（16）连接右方向控制手柄（14）和右驱动马达（17），左方向控制手柄（4）的P口与左气控换向阀（7）的A口相连并在管路设置有左压力表（5），右方向控制手柄（14）的P口与右气控换向阀（15）的A口相连并在管路设置有右压力表（13），重力感应阀（9）的A口同时与左气控换向阀（7）、右气控换向阀（15）的控制端以及气控制动换向阀（10）相连并在管路设置有气动指示灯（8），重力感应阀（9）的P口与气动制动控制阀（6）的A口相连，气控制动换向阀（10）的P口与制动蓄能器（12）相连并在管路设置有制动压力表（11）。
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Citations (7)

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