[發明專利]一種煤礦井下液壓支架換向機構的控制系統

無效

• 申請號: 201010159607.6
• 申請日: 2010-04-23
• 公開（公告）號: CN101864977A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 趙燦;劉丹丹;湯春瑞
• 申請（專利權）人: 黑龍江科技學院
• 主分類號: E21D23/26
• 分類號: E21D23/26;F15B15/18
• 代理公司: 深圳市智科友專利商標事務所 44241
• 代理人: 曲家彬

所屬技術領域

本發明涉及一種煤礦井下液壓支架換向機構的控制系統，特別是一種基于磁流變閥控制控制油缸帶動液壓支架換向機構控制桿運動的控制系統。

背景技術

隨著能源工業的供不應求的局面的日益擴大，迫切需要提高能源特別是煤炭的開采效率。我國作為煤炭資源大國，雖然綜合機械采煤得到了迅速的應用。但是仍有眾多的工作面的自動化程度較低，尤其是液壓支架的使用，液壓支架是綜采工作面能否實現高產高效的關鍵設備，換向閥是液壓支架系統中的重要控制元件，其自動化程度直接影響煤礦工作面的生產效率。很大一部分仍應用人工手動操作，其生產效率有悖于國家指導的高產高效煤礦開采路線。

由微米級磁性微粒、載液、表面活性劑構成的磁流變液不僅相變迅速而且具有可逆性，作為新興的智能材料在汽車、機械、航空、建筑、醫療等領域具有廣泛的應用前景，使若干工業部門出現革命性的變革。而由磁流變閥構成的煤礦井下液壓支架換向機構的控制系統，通過對磁流變閥的控制完成執行裝置的動作。這種控制系統與傳統的液壓執行器相比，結構簡單，移動部件少，動作響應快，可靠性強、耐用性好，還容易組成微型化高能量密度驅動系統，能滿足高可靠性、精確控制能力和高能量密度的要求的執行器應用場合。

發明內容

本發明的目的在于根據磁流變液在無外磁場作用下表現為流動良好的液體狀態，然而在強磁場作用下可在短時間(毫秒級)內表現黏度增加兩個數量級以上，并呈現類似固體的力學性質，其強度由剪切屈服應力來表征，而且黏度的變化是連續、可逆的，即一旦去掉磁場后，又變成可以流動的液體。磁流變效應連續、可逆、迅速和易于控制的特點使得磁流變液裝置能夠成為電氣控制與機械系統間簡單、安靜而且響應迅速的裝置。由磁流變閥構成的煤礦井下液壓支架換向機構的控制系統，通過對磁流變閥的控制完成執行裝置的動作。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：煤礦井下液壓支架換向機構的控制系統，該系統與液壓支架換向機構控制桿連接，控制液壓支架換向機構控制桿執行液壓支架的換向動作，所述的控制系統包括：控制油缸，第一高壓進油磁流變閥，第二高壓進油磁流變閥，第一低壓回流磁流變閥，第二低壓回流磁流變閥和油泵構成，所述的第一高壓進油磁流變閥和第二高壓進油磁流變閥一端并聯后與油泵高壓出口連通，另一端分別與控制油缸兩端連通，所述的第一低壓回流磁流變閥和第二低壓回流磁流變閥一端并聯后與油泵低壓回流口連通，另一端分別與控制油缸兩端連通。

本發明專利的有益效果是：煤礦井下液壓支架換向機構的控制系統可以實現對液壓支架手動換向閥的電液控制，進而在CAN總線控制的基礎上依據一定的控制邏輯可以實現對液壓支架的自動化控制改造。本發明在不改變手動控制的液壓支架的流體控制裝置等結構，只需增添基于磁流變閥構成的控制系統驅動液壓支架上的相關控制閥即可。改造成本低，容易實現，該系統可靠性高、動作快速、靈敏，可實現精確的電液自動控制。

下面結合附圖對本發明進行詳細描述。

附圖說明。

附圖為本發明系統示意圖。

附圖中，1、控制油缸，2-1、第一高壓進油磁流變閥，2-2、第二高壓出油磁流變閥，3-1、第一低壓回流開關閥，3-2、第二低壓回流開關閥，4、油泵，5、換向機構控制桿。

具體實施方式

參看附圖，煤礦井下液壓支架換向機構的控制系統，該系統與液壓支架換向機構控制桿5連接，控制液壓支架換向機構控制桿執行液壓支架的換向動作，所述的控制系統包括：控制油缸1，第一高壓進油磁流變閥2-1，第二高壓進油磁流變閥2-2，第一低壓回流磁流變閥3-1，第二低壓回流磁流變閥3-2和油泵4構成，所述的第一高壓進油磁流變閥2-1和第二高壓進油磁流變閥2-2一端并聯后與油泵4高壓出口連通，另一端分別與控制油缸1兩端連通，所述的第一低壓回流磁流變閥3-1和第二低壓回流磁流變閥3-2一端并聯后與油泵4低壓回流口連通，另一端分別與控制油缸1兩端連通。

使用狀態1，油泵4向控制油缸1供高壓油(磁流變液)，通電控制第一高壓進油磁流變閥2-1和第二低壓回流磁流變閥3-2處于截止狀態，高壓油經第二高壓進油磁流變閥2-2進入控制油缸1，推動控制油缸1的活塞伸出油缸，控制油缸1活塞腔內的低壓油經第一低壓回流磁流變閥3-1回到油泵4低壓回流口。為使控制油缸1活塞運動平穩和運動速度的調節，通過電控第一低壓回流磁流變閥3-1的磁場強度，增加回油(磁流變液)的表現黏度，第一低壓回流磁流變閥3-1在回油中起到備壓閥作用。