專利名稱:地下開采中使用的液壓裝置的起動方法
本發(fā)明介紹了一種用真正安全的電動-液壓閥起動液壓裝置，特別是起動用在地下開采中的推力活塞傳動裝置的方法。
地下采煤時，在長壁工作面巷道中，通常采用支架式支撐部件，如支撐架或類似的部件來支撐巷道頂。這些支撐部件包含有許多液壓裝置，如支柱，移動油缸，角柱，滑動頂樑柱等，它們的液壓介質(zhì)的供應(yīng)由電動-液壓閥控制。
在地下開采的甲烷危險(xiǎn)區(qū)中使用的用電起動的液壓控制閥，必須保證供給閥的電能不致引燃甲烷氣體。因此，這種電動-液壓控制系統(tǒng)的耗電量相應(yīng)受到限制。例如，這些控制系統(tǒng)在工作電壓為12伏時，其電流強(qiáng)度為1-1.5安培。
由于在開采時通常使用高的液壓壓力，所用的電-液壓磁控制閥耗電較高，在500毫安以上。目前在地下開采中所使用的支撐控制系統(tǒng)，不能同時起動許多電磁閥，電磁閥必須按順序起動。
為克服這一缺點(diǎn)，過去做了各種嘗試。例如已經(jīng)知道的，工作電壓12伏時耗電約125毫安的電磁閥。然而，這些電磁閥的流通截面較小，因而單位時間內(nèi)允許通過的流量小。
從聯(lián)邦德國專利公報(bào)NO.3，123，224上我們了解到一個電動液壓控制閥。該閥的電驅(qū)動機(jī)構(gòu)中有一個壓縮彈簧式能量貯存器。壓縮彈簧開始是用一個低功率電動機(jī)壓縮，在電磁閥工作時，被壓縮的彈簧突然釋放其貯存的能量。
根據(jù)上述的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明是基于這樣一個問題即研究出一種方法及實(shí)現(xiàn)這個方法的裝置，從而能夠同時起動若干在甲烷危險(xiǎn)環(huán)境中使用的液壓裝置。
按照本發(fā)明，這個問題被解決了，若干推力活塞傳動裝置通過方向控制閥連接到一條長壁工作面巷道供壓管路(泵壓管路)上，方向控制閥可以按規(guī)定方式選擇電動-液壓閥，無壓前置控制閥，能夠同步動作。
按照本發(fā)明的實(shí)施例，各種推力活塞傳動裝置或它們的工作室，按具體設(shè)備的形式通過方向控制閥3/2直接連接到回流管路和泵壓管路上?？刹倏v的液壓方向控制閥3/2的初始狀態(tài)由一個在工作狀態(tài)的彈性元件來限定，在初始狀態(tài)下，推力活塞傳動裝置的工作室與回流管連通。這些方向控制閥3/2通過控制管路也被連接到前置控制閥的輸出端。
前置控制閥可當(dāng)做電動方向控制閥3/2，在其輸入端通過相應(yīng)的液壓管路直接地或經(jīng)過同樣的電動選擇方向控制閥3/2間接地連接到回流管路上，從而達(dá)到了前置閥無壓的目的。它們的工作電磁鐵電流被限制在50毫安以下。
控制裝置按這種方式組成，每個液壓起動的方向控制閥3/2之前有它自己的電動前置控制閥，在通常的情況下，類似電動方向控制閥3/2，把若干前置控制閥間接地連接到回流管路或控制壓力管路上。
為了使許多推力活塞傳動裝置同時伸出，通過排列在控制器上的鍵等，選擇相應(yīng)的前置控制閥。直到這些前置控制閥所共用的串連的方向控制閥3/2被接通為止，通電使前置控制閥動作。由于前置控制閥是液壓自封的，控制電脈沖可以得到補(bǔ)償。液壓起動的方向控制閥3/2通過排列在前置控制閥輸出端的控制管路來換向，並把選擇的推力活塞傳動裝置的工作室連接到泵壓管路上。
前置控制閥有一個耗電遠(yuǎn)低于50毫安，例如10毫安的工作電磁鐵。電磁鐵作用在一個被閥套密封包圍著，在導(dǎo)向套筒內(nèi)滑動的多級閥桿上。閥座和閥桿共同形成一個外徑為D2的，能承受液壓的環(huán)形面。閥桿上與工作電磁鐵相反方向的一邊，有一個雙錐形的閥塞，閥塞的錐面朝向工作電磁鐵，它與對應(yīng)的閥座貼合，形成一個外徑為D1的能承受液壓的環(huán)形面。當(dāng)電磁鐵通電時，雙錐閥塞的對面與另一閥座貼合。在這種情況下，承受液壓的環(huán)形面外徑為D3。
本項(xiàng)發(fā)明可以通過圖示實(shí)施例作進(jìn)一步描述圖一是根據(jù)本發(fā)明的支撐控制系統(tǒng)網(wǎng)路圖。
圖二是根據(jù)本發(fā)明的前置控制閥的局部剖面圖。
圖一表示了巷道供壓裝置。包括一個低壓管1，一個泵壓管2，一個控制壓力管3和一個回流管4。推力活塞傳動裝置5和6的實(shí)施例圖解說明了液壓裝置分別通過液壓管路7和8連接到泵壓管路2和回流管路4上。推力活塞傳動裝置的工作室活塞室9、11和環(huán)形室10、12)可以有選擇地通過方向控制閥3/2(13、14、15、16)連接到泵壓管路2和回流管4上。方向控制閥3/2(13、14、15、16)在其初始狀態(tài)被一個處于工作狀態(tài)的彈性元件17限定，此時，它們把推力活塞傳動裝置的工作室與回流管4連通。方向控制閥3/2(13、14、15、16)包括有能通過控制管路18用液壓驅(qū)動的伺服活塞。在伺服活塞加壓時，推力活塞傳動裝置的工作室與泵壓管路2連通。
控制管路18連接到前置控制閥(19、20、21、22)的輸出端，其輸入端通過液壓管路23和24連接到回流管路4上。
其它方向控制閥3/2(25和26)連接到液壓管路24上。前置控制閥(19、20、21、22)可以通過控制線27驅(qū)動。方向控制閥3/2，25，26通過從控制器28上的控制線29驅(qū)動。
從圖一可以看出，方向控制閥3/2(25、26)在初始狀態(tài)被一個在工作狀態(tài)的彈性元件30限定，此時，它們把管路24與回流管4連通。由于管路23、24與回流管4連通，在前置控制閥19、20、21、22的輸入端沒有液壓出現(xiàn)。前置控制閥被一個處于工作狀態(tài)的彈性元件31固定，在這個狀態(tài)時，它們把控制管路18和液壓管路23連通並從而再與回流管4連通。
因?yàn)榍爸每刂崎y19、20、21、22必須在無液壓壓力時動作，這些控制閥包括耗電少的若干電磁鐵。根據(jù)本發(fā)明，前置控制閥的耗電總量少于50毫安，最好的在10毫安左右。
按照本發(fā)明的支撐控制系統(tǒng)工作描述如下網(wǎng)路的排列處于如圖所示的初始位置。前置控制閥19和20由控制器28操縱，如用鍵32、33或其他鍵起動?？刂乒苈?8已與液壓管路24連通。管路24還要依次與回流管4連通。用起動鍵34、35使前面的方向控制閥3/2，25和26工作，然后把泵壓管路3與液壓管路24連通。通過被操縱的前置控制閥19和21，控制管路18增壓，並通過伺服活塞操縱方向控制閥3/2，13和15。在這種工作狀態(tài)下，推力活塞傳動裝置5和6的活塞室9和11與泵壓管路2連通，推力活塞傳動裝置伸出。
前置控制閥19、20、21、22是液壓自封的，當(dāng)液壓管路24一出現(xiàn)壓力，前置控制閥的電動就能立刻中止。只要通過鍵34、35對方向控制閥3/2 25、26通電加壓，前置控制閥19、20、21、22就保持被液壓鎖住。
根據(jù)本發(fā)明的前置控制閥19、20、21、22的結(jié)構(gòu)組裝，可以從圖二例舉的前置控制閥19看出。
前置控制閥19包括一個裝有電磁鐵(未示出)的推動部件36和液壓控制部件37。其中的推動部件36或者被擰在控制部件37上，或者把兩個部件安裝在同一個機(jī)座里。
在推動部件36里，被工作電磁鐵觸發(fā)的控制脈沖按箭頭F的方向作用在閥桿38上，並推動閥桿38克服閥簧39的彈力。閥桿38是多次步進(jìn)的，在它的上部套著一個突出來的密封閥套43。閥套43被用一個固緊套44等固定在閥桿38上，并在導(dǎo)向套筒52內(nèi)滑動。在閥桿38的與工作電磁鐵相反方向的一端，有一個閥塞40。閥塞40做成雙錐形，當(dāng)工作電磁鐵不通電時，其上錐座被裝在上閥座41下面的閥簧39壓緊。當(dāng)工作電磁鐵通電時，閥桿38下移克服閥簧39的彈力，閥塞40的下錐座與下閥座42貼合?？刂撇考?7包括連接孔46、47、48還有裝有閥桿38的中心接收孔45。連接孔46連接到液壓管路24上，連接孔47連接到控制管路18上，而連接孔48連接到液壓管路23上。
如果前置控制閥19通過液壓管路24和(或)連接孔46被加壓，也就是說，在工作電磁鐵沒有予先通電的情況下，方向控制閥3/225已經(jīng)工作。然后加壓液體到達(dá)閥前室49，在外徑為D1的環(huán)形面上作用于靠著上閥座41的閥塞40上。而進(jìn)入閥前室49內(nèi)的加壓液體也同時作用在閥桿38的密封套43上，因而產(chǎn)生一個相反的作用力分量。由于被液體充滿的，由閥套43形成的，外徑為D2的環(huán)形面大于外徑為D1的閥座41上的有效壓力面，因而閥塞40被牢固地壓在閥座41下面。在這個工作狀態(tài)，前置控制閥19對控制壓力管路3來說是關(guān)閉的?？刂乒苈?8與液壓管路23連通並因而與回流管4連通。
如果使前置控制閥19工作，工作電磁鐵就把閥塞40壓在下閥座42上。在這種狀態(tài)，閥塞40在外徑為D3的環(huán)形面上受由管路24來的加壓液體的壓力。由于外徑為D3的受壓面大于閥套43上的有效受壓面，閥塞40將被液壓壓到下閥座42上並穩(wěn)固地停在那里，甚至當(dāng)工作電磁鐵斷電時也如此。在這個工作狀態(tài)，液壓管路24與控制管路18接通。只有當(dāng)方向控制閥3/2，25關(guān)閉時，這個工作狀態(tài)才被解除。
明細(xì)表1 低壓管2 泵壓管3 控制壓力管4 回流管5 推力活塞傳動裝置6 推力活塞傳動裝置7 液壓管8 液壓管9 活塞室10 環(huán)形室11 活塞室12 環(huán)形室13 方向控制閥14 方向控制閥15 方向控制閥16 方向控制閥17 彈性元件18 控制管19 前置控制閥20 前置控制閥21 前置控制閥22 前置控制閥23 液壓管路24 液壓管路
25 方向控制閥26 方向控制閥27 控制電纜28 控制器29 控制電纜30 彈性元件31 彈性元件32 選擇鍵33 選擇鍵34 選擇鍵35 選擇鍵36 推動部件37 控制部件38 閥桿39 閥簧40 閥塞41 閥座42 閥座43 閥套44 鎖緊銷45 閥接收孔46 連接孔47 連接孔48 連接孔49 閥前室
50 閥室51 彈簧室52 導(dǎo)向閥套
權(quán)利要求
1.一種用真正安全的電動-液壓閥起動液壓裝置，特別是起動地下開采中使用的推力活塞傳動裝置的方法，其特征是，許多推力活塞傳動裝置(5、6)由方向控制閥(13、14、15、16)連接到長壁工作面的供壓管路(泵壓管路)(2)上，方向控制閥(13、14、15、16)可以按規(guī)定的方式選擇電動-液壓，無壓前置控制閥(19、20、21、22)，隨著電動-液壓方向控制閥(25、26)同步動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征是，在電動-液壓方向控制閥(25、26)起動時，電動液壓，無壓前置控制閥(19、20、21、22)在予選操作期間是被液壓關(guān)閉的。
3.按照權(quán)利要求
1和2所述的，執(zhí)行該方法的控制裝置，其特征是推力活塞傳動裝置(5、6)用方向控制閥(13、14、15、16)連接到泵壓管路(2)和(或)回流管路(4)上，方向控制閥(13、14、15、16)通過控制管路(18)連接到前置控制閥(19、20、21、22)的輸出端，該端由管路(23)直接連接到回路(4)上，並通過管路(24)及方向控制閥(25、26)間接地連接到回流管(4)或控制壓力管(3)上。
4.按照權(quán)利要求
3所述的控制裝置，其特征在于，前置控制閥(19、20、21、22)和方向控制閥(25、26)可以在控制器(28)上通過電力控制線(27、29)來選擇。
5.按照上述一項(xiàng)或多項(xiàng)權(quán)利要求
所述的控制裝置其特征是，當(dāng)控制系統(tǒng)在起始狀態(tài)時，前置控制閥(19、20、21、22)的輸入端通過管路(23、24)與回流管(4)連通。
6.按照上述一項(xiàng)或多項(xiàng)權(quán)利要求
所述的控制裝置，其特征是，前置控制閥(19、20、21、22)最好由工作電磁鐵電流在50毫安以下的電動-液壓座閥組成。
7.按照上述一項(xiàng)或幾項(xiàng)權(quán)利要求
所述的控制裝置，其特征是，前置控制閥(19、20、21、22)包括一個帶閥套(43)的多級閥桿(38)和一個雙錐形閥塞(40)。
8.按照上述一項(xiàng)或幾項(xiàng)權(quán)利要求
所述的控制裝置，其特征是，由閥套(43)形成的，外徑為D2的承受負(fù)載壓力的環(huán)形面，大于外徑為D1的靠在閥座(41)上的閥塞(40)的有效環(huán)形面。
9.按上述一項(xiàng)或幾項(xiàng)權(quán)利要求
所述的控制裝置，其特征是，閥塞(40)的閥座(42)上的外徑為D3的有效環(huán)形面，大于閥桿(38)的閥套(43)上的外徑為D2的有效環(huán)形面。
10.按上述一項(xiàng)或幾項(xiàng)權(quán)利要求
所述的控制裝置，其特征是，閥前室(49)通過連接孔(46)連到管路(24)上，閥室(50)通過連接孔(47)連到控制管路(18)上，彈簧室(51)通過連接孔(48)連到管路(23)上。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種用真正安全的電動-液壓閥同時起動若干液壓裝置的方法。這些液壓裝置(推力活塞傳動裝置5，6)通過方向控制閥連接到泵壓管路和回流管路上。方向控制閥能夠通過前置控制閥按規(guī)定的方式連接到控制壓力管路上。前置控制閥是一種有工作電磁鐵的無壓閥，電磁鐵電流在50毫安以下。前置控制閥與電動-液壓方向控制閥串聯(lián)后連接到控制壓力管路上，同時前置控制閥被液壓關(guān)閉。
文檔編號E21D23/00GK86104688SQ86104688
公開日1987年3月11日 申請日期1986年7月8日
發(fā)明者維利·庫塞爾, 邁克爾·迪特默斯, 沃特·維里克 申請人:維斯特法利亞制鐵聯(lián)合公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan