[實用新型]一種液壓支架換向閥自動控制裝置

有效

• 申請號: 202020236765.6
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN212671835U
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 張晞;張弋;趙中梅
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: E21D23/26
• 分類號: E21D23/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種液壓支架換向閥自動控制裝置以及控制方法，主要包括導軌及固定機構、推桿機構、執行機構、控制單元。本裝置由控制單元進行控制，電推桿提供動力，通過壓板的上下兩個位置、感應線圈組件的通電狀態控制液壓支架換向閥閥芯的運動。由于導軌及固定機構、推桿機構、執行機構以及控制單元之間的相互配合，實現了一個電推桿自動控制多片換向閥閥組動作的功能，配合采煤工作面的設備，將液壓支架支撐、推溜、移架等功能集成為一體。本實用新型將電信號轉變為液信號，結構較簡單，增加了液壓支架控制的自動化程度。本實用新型可以降低工人的勞動強度和作業難度，提高安全保障，加工維護成本較低。

技術領域

本實用新型屬于煤礦支護領域，具體涉及一種煤礦支護設備-液壓支架換向閥的自動控制領域。

背景技術

建設“智慧礦山”是我國煤炭發展的主要趨勢，綜采工作面向著更加自動化和智能化發展。液壓支架是井下綜采工作面最重要的支護設備，其在開采煤礦過程中可以控制及支撐工作面頂板，提高了開采工作的效率，保證了設備及人員的安全。同時液壓支架作為“三機一架”中的一架，與采煤機、刮板機配合聯動開采煤炭。因此綜采工作面自動化的重點在于提高液壓支架控制的自動化程度。

控制液壓支架的方式主要有人工控制手動換向閥和電液控制系統控制。

手動換向閥作為液壓支架中的流體分配機構，用來控制液壓支架中各個油缸的運動，現今煤礦井下使用的操縱閥組多是由多件相同的片式閥組裝而成，片閥數量的多少可以根據支架動作的需要進行組合。該閥具有流量大、工作壓力大、操作簡單省力、密封性好、防塵效果好等特點。換向閥主要由操作機構、閥體、接頭、進回液閥桿組件、手柄自鎖機構等組成。每個片閥都單獨控制一個執行機構，比如油缸的伸縮動作。

但是手動換向閥一般只能由工作人員站在動作支架上進行操作。支架的動作、掉矸、飛矸等等都容易對人造成傷害。而且手動換向閥需每一臺分別操作，需要井下人員數量多，也從另一方面增加了安全隱患。因此，這種操作方式有很大的安全隱患。

電液控制系統主要是由支架控制器、人機操作界面、傳感器、電磁先導閥、主閥、電源、網絡變換器、數據轉換器、主控計算機、地面計算機等組成。操作人員通過人機操作界面發出指令，系統通過支架控制器向指定電磁先導閥發出電信號，控制電磁先導閥的動作，從而控制主閥完成對各油缸的控制。

電磁先導閥是液壓支架電液控制系統中的執行控制元件，起著重要作用。電磁先導閥常見的故障如下：(1)為了保證煤礦井下的使用安全，常用電磁先導閥的驅動電流最大不超過200mA，所以其電磁推力較小，因此電磁先導閥閥芯開啟度很小。所以當液壓支架使用的乳化液中混有污染顆粒時，會使電磁先導閥閥芯堵塞，造成閥孔徑變細或者堵死，進而不能完成對液壓缸動作的控制，因此電磁先導閥對高壓乳化液的純凈度要求高。(2)電磁先導閥相較主閥而言，整體結構尺寸為常規閥的二十分之一，結構較復雜，常常出現流道截面面積突變或者流道彎曲的情況，乳化液經過這類復雜流道時速度會發生變化，從而會出現漩渦、回流、脫壁和重新附壁等流場現象或者產生噪音。(3)閥芯的開口量越小，其受到的徑向不平衡液壓力就越高，閥芯會出現明顯的偏心現象，加速閥芯的磨損和變形，減少使用壽命。(4)閥芯容易產生乳化液的泄露，閥芯裝配過程中出現彈簧裝配不合適，閥桿由于雜質過多容易卡緊。這些故障都導致電磁先導閥的失效，從而使得電液控制系統控制指令的失效，導致液壓支架無法完成支撐、推移等動作，最終無法保證工作面的安全生產。

電磁先導閥結構精密，從而加工精度高，同時對工作液使用環境的要求比較嚴苛，致使其各項成本較高，并且后期維護修理復雜，價格昂貴。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對上述技術現狀，旨在提供一種液壓支架換向閥自動控制裝置以及控制方法，解決以上不足。本實用新型的技術方案具體如下：