專利名稱：一種礦用潛水電液控制閘閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種潛水電液控制閘閥。尤其是一種用于煤礦井下長時間水下工作的礦用潛水電液控制閘閥的技術(shù)方案。
背景技術(shù)：
煤礦井下水泵房的排水系統(tǒng)是煤礦井下四大件設(shè)備之一，其排水性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到井下的安全生產(chǎn)，尤其是當(dāng)井下出現(xiàn)大涌水量時，排水系統(tǒng)的優(yōu)劣更是關(guān)系到煤礦的安全生產(chǎn)。在排水系統(tǒng)中閘閥是整個排水系統(tǒng)中關(guān)鍵的硬件之一，其自動化程度的高低和性能的好壞對排水系統(tǒng)的正常排水起著非常重要的作用?，F(xiàn)有煤礦井下排水系統(tǒng)大多采用手動閘閥或電動閘閥。手動閘閥主要存在以下問題(1)可靠性差，手動閘閥采用絲杠螺母傳動方式，將螺母的旋轉(zhuǎn)方式通過螺旋副轉(zhuǎn)化為絲杠的直線運(yùn)動，從而控制間閥的開啟與關(guān)閉。這種傳動方式?jīng)]有過載保護(hù)，當(dāng)閘閥受到過大的負(fù)載時容易造成閘閥閥桿彎曲變形。(2)手動間閥完全靠手動來進(jìn)行井下水泵房的排水，其無法實(shí)現(xiàn)自動化控制，對于日益要求嚴(yán)格的煤礦安全生產(chǎn)來說，無法實(shí)現(xiàn)自動化是其致命缺點(diǎn)。(3)當(dāng)煤礦井下涌水量較大甚至淹沒閘閥時，手動閘閥無法實(shí)現(xiàn)正常排水，給煤礦的安全生產(chǎn)帶來很大的安全隱患，甚至?xí)?dǎo)致人員傷亡。電動閘閥主要存在以下問題(1)電動閘閥其控制復(fù)雜，故障率高。電動閘閥由電氣驅(qū)動裝置、動力傳動裝置和位置傳感裝置組成。其中動力傳動裝置主要由減速器和絲杠螺母傳動組成，這兩種傳動方式都存在易損壞的風(fēng)險，不具備過載保護(hù)功能，當(dāng)閘閥受到過大的負(fù)載時容易造成閘閥閥桿彎曲變形，可靠性低。(2)當(dāng)井下涌水量較大甚至淹沒間閥時手動間閥和手動間閥一樣無法正常進(jìn)行排水控制，給煤礦的安全生產(chǎn)帶來很大的安全隱患，甚至?xí)?dǎo)致人員傷亡。因此，開發(fā)一種可靠性高，故障率低、易于實(shí)現(xiàn)自動化且可以在水下長時間使用的潛水電動液壓控制閘閥是煤礦井下排水控制的實(shí)際需求，也是提高煤礦安全生產(chǎn)的必要措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于現(xiàn)有煤礦井下的排水系統(tǒng)，提供一種礦用潛水電動液壓控制閘閥，主要用于解決手動閘閥和電動閘閥存在可靠性差，故障率高，不具備過載保護(hù)功能等不足。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案，包括閘閥以及電液控制系統(tǒng)，其特征是設(shè)有一拉力板連接有間閥絲桿和電液控制系統(tǒng)；其中
所述電液控制系統(tǒng)是防爆潛水電機(jī)通過氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)與間閥絲杠連接； 所述拉力板是絲杠連接桿通過相應(yīng)的螺紋與間閥絲杠連接；并由雙鎖緊螺母對拉力板和絲桿連接桿進(jìn)行鎖緊，且絲桿連接桿與絲杠之間通過絲杠鎖緊螺母對絲杠連接桿進(jìn)行限位；
所述的閘閥是通過閘閥絲杠與閘閥楔板由T型槽連接。在上述的技術(shù)方案中，所述氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)位于防爆潛水電機(jī)的軸輸出端， 其中氣囊通過密封墊圈和放氣孔帽固定在油箱頂部；與聯(lián)軸器連接的液壓泵是通過液壓閥控制液壓油通過吸油管組件和出油管組件進(jìn)入雙油缸一并和液壓閥塊位于油箱內(nèi)；液壓閥塊上設(shè)有單向閥、溢流閥和液控單向閥；所述雙油缸通過螺母與拉力板連接，左右對稱設(shè)置于氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的兩側(cè)；所述氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的底部設(shè)置有接近開關(guān)；所述礦用潛水電液控制間閥由不銹鋼制造，其外層噴鍍有硬質(zhì)合金，并涂有防銹漆。本發(fā)明一種礦用潛水電液控制閘閥，采用電液控制系統(tǒng)對煤礦井下的閘閥進(jìn)行自動開閉控制，在結(jié)構(gòu)上省去了故障率較高的復(fù)雜的機(jī)械傳動裝置，提高了可靠性；利用防爆電機(jī)作為動力源，用液壓控制系統(tǒng)來驅(qū)動油缸作直線運(yùn)動進(jìn)而控制閘閥的開閉，解決了手動和電動閘閥用絲杠旋轉(zhuǎn)運(yùn)動帶來的可靠性差、故障率高的問題，保證了排水系統(tǒng)的正常運(yùn)行；利用潛水電機(jī)和氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以有效地保證該電動液壓控制間閥在水下長時間使用，保證了在井下大涌水量致使電動液壓控制間閥在被淹沒的情況下，排水系統(tǒng)仍能安全正常運(yùn)行；利用接近開關(guān)實(shí)現(xiàn)了對閘閥運(yùn)行的限位保護(hù)，確保電動液壓控制閘閥不出現(xiàn)過載現(xiàn)象，降低故障率，且本發(fā)明液壓控制系統(tǒng)中設(shè)置有安全溢流閥，可以起到對本發(fā)明的過載保護(hù)的功能，進(jìn)一步加強(qiáng)了本發(fā)明使用的安全性；其閘閥材質(zhì)采用不銹鋼，具有較好的耐腐蝕性，在外表面噴涂有硬質(zhì)合金具有較強(qiáng)的耐磨性和耐腐蝕性，且在硬質(zhì)合金的外表面再涂防腐層環(huán)氧樹脂，在三重防腐措施下，確保了本發(fā)明間閥在煤礦井下水中的防腐蝕性能，經(jīng)過試驗(yàn)，在水下連續(xù)工作MOO小時，無故障發(fā)生。本發(fā)明礦用潛水電液控制閘閥整體上相比現(xiàn)有手動閘閥和電動閘閥，其具有集成度高，可靠性高且可以長時間在水下使用的特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明礦用潛水電動液壓控制閘閥結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明圖1所示控制閘閥的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明沿圖2中I - I線的剖視結(jié)構(gòu)放大示意圖。 圖4是本發(fā)明圖2中的A向結(jié)構(gòu)放大示意圖。圖5是本發(fā)明的液壓原理圖。圖中1、防爆潛水電機(jī)，2、絲杠，3、閘閥楔板，4、絲杠連接桿，5、拉力板，6、雙油缸， 7、防水接近開關(guān)固定架，8、防水接近開關(guān)，9、ο型密封圈，10、聯(lián)軸器，11、放氣孔帽，12、氣囊，13、頂蓋，14、雙向泵，15、液壓閥塊，16、右端蓋，17、氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，18、油箱，19、 吸油管組件，20、出油管組件，21、電液控制系統(tǒng)，22、吸油過濾器，23、單向閥，24、溢流閥， 25、液控單向閥。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施技術(shù)方案作出進(jìn)一步詳細(xì)描述，以使本專業(yè)的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為準(zhǔn)。見圖1和圖2，實(shí)施本發(fā)明的一種礦用潛水電液控制閘閥，包括閘閥以及電液控制系統(tǒng)等，其結(jié)構(gòu)改進(jìn)在于閘閥絲桿2通過拉力板5與控制系統(tǒng)20中的雙油缸6連接；其中
氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括油缸6、氣囊12、雙向泵14、液壓閥塊15、油箱18、吸油管組件19、出油管組件20、吸油過濾器22、單向閥23、溢流閥M和液控單向閥25。防爆潛水電機(jī)1與氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)17中的雙向泵14之間通過聯(lián)軸器10連接，油箱18通過頂蓋13、右端蓋14和ο型密封圈進(jìn)行密封，防止液壓油泄漏。氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)17中的拉力板5通過絲杠連接桿4與絲杠2連接，并由絲桿鎖緊螺母進(jìn)行鎖緊。 絲桿2通過T形槽與閘閥楔板3連接。氣囊12是通過密封墊圈及排氣孔帽11固定在油箱頂部，把空氣或水與液壓油隔離開。油箱加油口是通過頂蓋13和ο型密封圈進(jìn)行密封處理， 防止水進(jìn)入油箱內(nèi)部，頂蓋13通過螺栓固定在油箱體上。油箱通過用螺栓固定在油箱右端蓋16上的吸油管組件19和回油管組件20與雙油缸6連接，進(jìn)而接通油缸和油箱。這種氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)在防爆潛水電機(jī)的驅(qū)動下，帶動閘閥楔板作直線運(yùn)動，從而打開或關(guān)閉閘閥，與手動閘閥和電動閘閥相比，解決了運(yùn)用絲杠螺旋傳動可靠性差的缺陷，且電液控制閘閥省去了機(jī)械的傳動機(jī)構(gòu)，減小了故障率，且防爆電機(jī)的運(yùn)用也符合煤礦井下安全生產(chǎn)的防爆要求；而且氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過氣囊將執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的液壓油與外界的水或空氣隔離，保證了在水下長時間使用，解決了手動閘閥和電動閘閥不能在水中使用的缺陷，在試驗(yàn)過程中，礦用潛水電液控制閘閥在水下連續(xù)工作MOO小時，無故障發(fā)生。雙向泵14置于油箱內(nèi)部，浸入液壓油中，液壓泵進(jìn)油口通過螺栓安裝有吸油過濾器22。液壓泵出油口通過螺紋固定有出油管，出油管通過螺紋與由單向閥23、溢流閥M和液控單向閥25組成的液壓閥塊15連接，液壓閥塊15再通過油管和吸油管組件19和回油管組件20連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)油箱和油缸的連接，從而控制液壓油進(jìn)入油缸6中，進(jìn)而控制油缸 6的往復(fù)直線運(yùn)動。油缸6通過拉力板5上的絲杠螺母4與絲杠2連接，絲杠2通過閘閥楔板3上的T型槽與閘閥楔板3連接。當(dāng)液壓泵工作驅(qū)動油缸6做往復(fù)直線運(yùn)動時，通過拉力板5帶動楔板3也做往復(fù)直線運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)閘閥的開閉。這種泵控油缸的直線運(yùn)動帶動絲杠做直線運(yùn)動的結(jié)構(gòu)，解決了手動閘閥和電動閘閥靠絲杠螺旋運(yùn)動來開閉閘閥，由于過載造成閘閥閥桿的彎曲變形的缺點(diǎn)。防水接近開關(guān)8通過接近開關(guān)安裝架7安裝于雙油缸6底側(cè)，上下調(diào)整防水接近開關(guān)8的位置可以控制閘閥楔板的開度，繼而實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。運(yùn)用防水接近開關(guān)對閘閥的開度進(jìn)行限位控制且液壓控制系統(tǒng)中設(shè)置有安全溢流閥，其具有很好的過載保護(hù)功能，解決了手動閘閥和電動閘閥不具有過載保護(hù)的功能。且該接近開關(guān)具有符合煤礦安全生產(chǎn)要求的防爆性能，其在一定程度上保證了煤礦的安全生產(chǎn)。該發(fā)明運(yùn)用易于實(shí)現(xiàn)自動化控制的電動液壓控制系統(tǒng)對閘閥開閉進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了與上位機(jī)聯(lián)接進(jìn)行自動化控制。本礦用潛水電動液壓控制閘閥的工作原理如下
當(dāng)防爆潛水電機(jī)1順時針旋轉(zhuǎn)時，其驅(qū)動雙向泵14同樣做順時針旋轉(zhuǎn)，液壓油通過各控制閥進(jìn)入到雙油缸6中，驅(qū)動油缸活塞做某一定向的直線運(yùn)動，從而帶動拉力板5、絲杠2 和閘閥楔板3做某一定向的直線運(yùn)動，當(dāng)油缸運(yùn)動到接近開關(guān)8限定的位置時，接近開關(guān)8 發(fā)出信號控制防爆潛水電機(jī)1停止，進(jìn)而打開或關(guān)閉閘閥楔板3。同理，當(dāng)防爆潛水電機(jī)1 做逆時針旋轉(zhuǎn)時，雙向泵14也做逆時針旋轉(zhuǎn)，雙油缸6的活塞做另一方向上的直線運(yùn)動，楔板3同理做另一方向上的直線運(yùn)動，當(dāng)油缸運(yùn)動到接近開關(guān)限定的位置時，接近開關(guān)發(fā)出信號控制防爆潛水電機(jī)1停止，進(jìn)而關(guān)閉或打開閘閥楔板3。在該液壓控制系統(tǒng)中溢流閥M可以調(diào)整雙向泵14的出口壓力，控制閘閥開啟力和關(guān)閉力。氣囊12置于氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)17的油箱中，其可以有效地把液壓油與水或空氣隔離。潛水電動液壓控制閘閥置于水下時，當(dāng)油缸動作致使油箱中的油液減少，氣囊12在水壓的作用下體積擴(kuò)大，填補(bǔ)由于油箱中油液的減少而形成的真空。同理，潛水電液閘閥置于空氣中時，當(dāng)油缸動作致使油箱中的油液減少，氣囊12在大氣壓的作用下體積擴(kuò)大， 填補(bǔ)由于油箱中油液的減少而形成的真空。 本礦用潛水電動液壓控制閘閥適用于煤礦井下的排水系統(tǒng)中，能夠可靠地控制排水系統(tǒng)的安全正常運(yùn)行，提高了煤礦的安全生產(chǎn)效率；采用液壓控制系統(tǒng)來控制閘閥的開閉，其故障率低，且采用具有防爆性能的電機(jī)和接近開關(guān)，使其更符合煤礦井下安全生產(chǎn)的要求；采用潛水電機(jī)和氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以保證在水下長時間使用，有效地解決了井下大水量淹沒閘閥時，現(xiàn)有閘閥的缺陷，為煤礦的安全生產(chǎn)帶來了很大的安全保障。
權(quán)利要求
1.一種礦用潛水電液控制閘閥，包括閘閥以及電液控制系統(tǒng)，其特征是設(shè)有一拉力板 (5)連接有閘閥絲桿(2)和電液控制系統(tǒng)(21)；其中所述電液控制系統(tǒng)(21)是防爆潛水電機(jī)(1)通過氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)(17)與閘閥絲杠(2)連接；所述拉力板(5)是絲杠連接桿(4)通過相應(yīng)的螺紋與閘閥絲杠(2)連接；并由雙鎖緊螺母對拉力板(5)和絲桿連接桿(4)進(jìn)行鎖緊，且絲桿連接桿(4)與絲杠(2)之間通過絲杠鎖緊螺母對絲杠連接桿(4)進(jìn)行限位；所述的閘閥是通過閘閥絲杠(2)與閘閥楔板(3)由T型槽連接。
2.如權(quán)利要求1所述的礦用潛水電液控制閘閥，其特征是氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)(17)位于防爆潛水電機(jī)(1)的軸輸出端，其中氣囊(12)通過密封墊圈和放氣孔帽(11)固定在油箱(18)頂部；與聯(lián)軸器(10)連接的液壓泵(14)是通過液壓閥控制液壓油通過吸油管組件 (19)和出油管組件(20)進(jìn)入雙油缸(6) —并和液壓閥塊(15)位于油箱(18)內(nèi)；液壓閥塊 (15 )上設(shè)有單向閥(23 )、溢流閥(24 )和液控單向閥(25 )。
3.如權(quán)利要求1所述的礦用潛水電液控制閘閥，其特征是雙油缸(6)通過螺母與拉力板(5)連接，左右對稱設(shè)置于氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)(17)的兩側(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的礦用潛水電液控制閘閥，其特征是在氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)(17) 的底部設(shè)置有接近開關(guān)(8)。
5.如權(quán)利要求1所述的礦用潛水電液控制閘閥，其特征是礦用潛水電液控制閘閥由不銹鋼制造。
6.如權(quán)利要求1所述的礦用潛水電液控制閘閥，其特征是礦用潛水電液控制閘閥外層噴鍍有硬質(zhì)合金。
7.如權(quán)利要求1所述的礦用潛水電液控制閘閥，其特征是礦用潛水電液控制閘閥外層涂有防銹漆。
8.如權(quán)利要求1所述的礦用潛水電液控制閘閥，其特征是礦用潛水電液控制閘閥在水下連續(xù)工作MOO小時，無故障發(fā)生。
全文摘要
一種礦用潛水電動液壓控制閘閥是設(shè)置一拉力板連接有閘閥絲桿和電液控制系統(tǒng)；其電液控制系統(tǒng)是防爆潛水電機(jī)通過氣囊式液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閘閥絲杠連接；其拉力板是絲杠連接桿通過相應(yīng)的螺紋與閘閥絲杠連接，并由鎖緊螺母對拉力板和絲桿連接桿進(jìn)行鎖緊，且絲桿連接桿與絲杠之間通過絲杠鎖緊螺母對絲杠連接桿進(jìn)行限位；其閘閥是通過閘閥絲杠與閘閥楔板由T型槽連接。本發(fā)明省去了復(fù)雜的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)，利用防爆電機(jī)作為動力源，用液壓控制系統(tǒng)來驅(qū)動油缸，解決了手動和電動閘閥用絲杠旋轉(zhuǎn)帶來的可靠性差、故障率高的問題，保證了排水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，具有可靠性高且能夠長時間在水下作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F16K31/50GK102182838SQ201110075968
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者喬忠良, 衛(wèi)進(jìn), 寇子明, 龐曉旭, 張延軍, 李軍霞, 高貴軍 申請人:太原理工大學(xué)