带压浮动双向锁及掩护式液压支架的液压控制系统转让专利
申请号 : CN200810056462.X
文献号 : CN100593629C
文献日 : 2010-03-10
发明人 : 刘国柱 , 贺海涛 , 包冬生 , 吕金龙 , 仲丛和
申请人 : 中煤北京煤矿机械有限责任公司
摘要 :
本发明公开了一种带压浮动双向锁及掩护式液压支架的液压控制系统，带压浮动双向锁内部设有调压单向阀，阀体上开有外部液控口，用于控制两条通路的打开。用在掩护式液压支架的平衡机构中，外部液控口与立柱的升柱控制液连接，当立柱升柱时，其控制液同时打开浮动双向锁，在升柱接顶压实等过程中，浮动双向锁带压浮动，当立柱水平接顶压实后，带压浮动双向锁维持普通双向锁功能。用在护帮机构中，当一、二级护帮千斤顶同时外伸时，一级护帮千斤顶控制液同时打开二级护帮千斤顶的带压浮动双向锁，当二级护帮接触煤壁后，浮动双向锁带压浮动，实现二级护帮与煤壁面接触支护煤壁。既可实现支架所需功能要求、简化操作程序、又可提高支架相应支护性能。
权利要求 :
1、一种带压浮动双向锁，包括阀体，所述阀体上设有两条通路，其特征在于，所述 两条通路的每条通路上分别设有第一单向阀、第二单向阀和第三单向阀，所述第二单向阀 与第三单向阀并联之后与所述第一单向阀串联，所述第一单向阀与第三单向阀的常开方向 相同，所述第二单向阀与第一单向阀的常开方向相反，所述第一单向阀与第三单向阀由另 一条通路上的内部液控口控制打开，所述第二单向阀为调压单向阀；
所述阀体上还开有外部液控口，所述外部液控口控制所述两条通路上的第一单向阀的 打开。
2、根据权利要求1所述的带压浮动双向锁，其特征在于，所述的内部液控口开在所述 第一单向阀与第三单向阀之间。
3、根据权利要求1所述的带压浮动双向锁，其特征在于，所述的调压单向阀的最高调 定压力大于等于30MPa。
4、一种掩护式液压支架的平衡机构带压浮动液压控制系统，包括平衡千斤顶，其特 征在于，所述平衡千斤顶的活塞腔和活塞杆腔分别与权利要求1、2或3任一项所述的带压浮 动双向锁的两条通路连接，且连接于所述两条通路上靠近第一单向阀的一端；
所述带压浮动双向锁的外部液控口与掩护式液压支架的立柱的升柱控制液连接；
所述平衡千斤顶的活塞腔和活塞杆腔分别设有安全阀，所述带压浮动双向锁的调压单 向阀的调定压力为所述安全阀的开启压力的80％。
5、一种掩护式液压支架的二级护帮机构带压浮动液压控制系统，包括二级护帮千斤 顶，其特征在于，所述二级护帮千斤顶的活塞腔和活塞杆腔分别与权利要求1、2或3任一项 所述的带压浮动双向锁的两条通路连接，且连接于所述两条通路上靠近第一单向阀的一 端；
所述带压浮动双向锁的外部液控口与掩护式液压支架的一级护帮千斤顶的活塞腔控制 液连接；
所述两条通路上靠近第一单向阀的一端分别连接有安全阀，所述带压浮动双向锁的调 压单向阀的调定压力为所述安全阀的开启压力的80％。
6、根据权利要求5所述的掩护式液压支架的二级护帮机构带压浮动液压控制系统，其 特征在于，所述二级护帮千斤顶包括左二级护帮千斤顶和右二级护帮千斤顶。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种液压控制装置及其在矿井支护设备中的应用技术，尤其涉及一种带压 浮动双向锁及掩护式液压支架的液压控制系统。
背景技术
在煤矿的支护装置中，掩护式液压支架的平衡机构(也叫顶梁调平千斤顶机构)是掩 护式液压支架区别于其它类型支架的最大特点。支架采用手动控制系统时，一般依靠操作 工人目测分别交替操作控制立柱和平衡千斤顶的操纵阀换向实现顶梁水平接顶压实。支架 采用电液控制时，一般依靠立柱升起时给平衡千斤顶产生的外力拖动，使平衡千斤顶上腔 增压达到安全阀开启压力时，安全阀开启卸载实现顶梁水平接顶压实。
大采高液压支架普遍采用一、二级护帮机构进行护帮。支架采用手动控制系统时，一 般依靠操作工人目测分别交替操作控制一、二级护帮千斤顶的操纵阀换向实现一级护帮与 煤壁面接触护帮；支架采用电液控制时，一、二护帮同时外伸。当二级护帮与煤壁线接触 时，靠一级护帮千斤顶比二级护帮千斤顶作用力大来克服反作用力，使二级护帮千斤顶下 腔增压，达到安全阀开启压力时，安全阀开启卸载实现二级护帮与煤壁面接触护帮。
一、二级护帮千斤顶及平衡千斤顶的液压管路上设有普通双向锁，实现双向自锁。
如图1所示，现有技术中的普通双向锁，两条通路上分别设有一个单向阀1、2，两个 单向阀1、2分别由另一条通路控制打开。实现一条通路进液时，另一条通路回液；两条通 路都不进液时，两个单向阀1、2都锁住。
上述现有技术至少存在以下缺点：
卸载时，须通过安全阀开启卸载，造成大量乳化液或浓缩液无谓浪费，且不易控制， 易产生误操作。
大采高液压支架普遍采用一、二级护帮机构进行护帮。支架采用手动控制系统时，一 般依靠操作工人目测分别交替操作控制一、二级护帮千斤顶的操纵阀换向实现一级护帮与 煤壁面接触护帮；支架采用电液控制时，一、二护帮同时外伸。当二级护帮与煤壁线接触 时，靠一级护帮千斤顶比二级护帮千斤顶作用力大来克服反作用力，使二级护帮千斤顶下 腔增压，达到安全阀开启压力时，安全阀开启卸载实现二级护帮与煤壁面接触护帮。
一、二级护帮千斤顶及平衡千斤顶的液压管路上设有普通双向锁，实现双向自锁。
如图1所示，现有技术中的普通双向锁，两条通路上分别设有一个单向阀1、2，两个 单向阀1、2分别由另一条通路控制打开。实现一条通路进液时，另一条通路回液；两条通 路都不进液时，两个单向阀1、2都锁住。
上述现有技术至少存在以下缺点：
卸载时，须通过安全阀开启卸载，造成大量乳化液或浓缩液无谓浪费，且不易控制， 易产生误操作。
发明内容
本发明的目的是提供一种既能实现双向自锁、又能安全卸载，且容易控制的带压浮动 双向锁及掩护式液压支架的液压控制系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的带压浮动双向锁，包括阀体，所述阀体上设有两条通路，所述两条通路上分 别设有第一单向阀、第二单向阀和第三单向阀，所述第二单向阀与第三单向阀并联之后与 所述第一单向阀串联，所述第一单向阀与第三单向阀的常开方向相同，所述第二单向阀与 第一单向阀的常开方向相反，所述第一单向阀与第三单向阀由另一条通路上的内部液控口 控制打开，所述第二单向阀为调压单向阀；
所述阀体上还开有外部液控口，所述外部液控口控制所述两条通路上的第一单向阀的 打开。
本发明的掩护式液压支架的平衡机构带压浮动液压控制系统，包括平衡千斤顶，所述 平衡千斤顶的活塞腔和活塞杆腔分别与上述的带压浮动千斤顶的两条通路连接，且连接于 所述两条通路上靠近第一单向阀的一端。
本发明的掩护式液压支架的二级护帮机构带压浮动液压控制系统，包括二级护帮千斤 顶，所述二级护帮千斤顶的活塞腔和活塞杆腔分别与上述的带压浮动千斤顶的两条通路连 接，且连接于所述两条通路上靠近第一单向阀的一端。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的带压浮动双向锁及掩护式液压支架 的液压控制系统，由于带压浮动双向锁的两条通路上分别设有第一单向阀、第二单向阀和 第三单向阀，第二单向阀与第三单向阀并联之后与第一单向阀串联，第一单向阀与第三单 向阀的常开方向相同，第二单向阀与第一单向阀的常开方向相反，第一单向阀与第三单向 阀由另一条通路上的内部液控口控制打开，第二单向阀为调压单向阀，阀体上还开有外部 液控口，用于控制两条通路上的第一单向阀的打开。既能实现双向自锁、又能安全卸载， 且容易控制。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的带压浮动双向锁，包括阀体，所述阀体上设有两条通路，所述两条通路上分 别设有第一单向阀、第二单向阀和第三单向阀，所述第二单向阀与第三单向阀并联之后与 所述第一单向阀串联，所述第一单向阀与第三单向阀的常开方向相同，所述第二单向阀与 第一单向阀的常开方向相反，所述第一单向阀与第三单向阀由另一条通路上的内部液控口 控制打开，所述第二单向阀为调压单向阀；
所述阀体上还开有外部液控口，所述外部液控口控制所述两条通路上的第一单向阀的 打开。
本发明的掩护式液压支架的平衡机构带压浮动液压控制系统，包括平衡千斤顶，所述 平衡千斤顶的活塞腔和活塞杆腔分别与上述的带压浮动千斤顶的两条通路连接，且连接于 所述两条通路上靠近第一单向阀的一端。
本发明的掩护式液压支架的二级护帮机构带压浮动液压控制系统，包括二级护帮千斤 顶，所述二级护帮千斤顶的活塞腔和活塞杆腔分别与上述的带压浮动千斤顶的两条通路连 接，且连接于所述两条通路上靠近第一单向阀的一端。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的带压浮动双向锁及掩护式液压支架 的液压控制系统，由于带压浮动双向锁的两条通路上分别设有第一单向阀、第二单向阀和 第三单向阀，第二单向阀与第三单向阀并联之后与第一单向阀串联，第一单向阀与第三单 向阀的常开方向相同，第二单向阀与第一单向阀的常开方向相反，第一单向阀与第三单向 阀由另一条通路上的内部液控口控制打开，第二单向阀为调压单向阀，阀体上还开有外部 液控口，用于控制两条通路上的第一单向阀的打开。既能实现双向自锁、又能安全卸载， 且容易控制。
附图说明
图1为现有技术中的普通双向锁的原理图；
图2为本发明带压浮动双向锁的原理图；
图3为本发明掩护式液压支架的平衡机构带压浮动液压控制系统的原理图；
图4为本发明掩护式液压支架的二级护帮机构带压浮动液压控制系统的原理图。
图2为本发明带压浮动双向锁的原理图；
图3为本发明掩护式液压支架的平衡机构带压浮动液压控制系统的原理图；
图4为本发明掩护式液压支架的二级护帮机构带压浮动液压控制系统的原理图。
具体实施方式
本发明的带压浮动双向锁，其较佳的具体实施方式如图2所示，包括阀体，所述阀体 上设有两条通路，两条通路上分别设有第一单向阀11、12、第二单向阀21、22和第三单向 阀31、32。
以第一条通路A1-A2为例，第二单向阀21与第三单向阀31并联之后与第一单向阀11串 联，第一单向阀11与第三单向阀31的常开方向相同，第二单向阀21与第一单向阀11的常开 方向相反，第一单向阀11与第三单向阀31由另一条通路上的内部液控口控制打开。各单向 阀连接和控制的方式也可以根据需要选择其它的方式。
内部液控口可以开在第一单向阀11与第三单向阀31之间。根据需要也可以开在其它的 位置。
第二单向阀为调压单向阀，调压单向阀的最高调定压力可以大于等于30MPa。实际应 用中可以根据需要调节压力。
第二条通路B1-B2上的单向阀的连接方法与第一条通路A1-A2相同。
阀体上还开有外部液控口C1，外部液控口C1控制两条通路上的第一单向阀11、12的打 开。
本发明的带压浮动双向锁的工作原理是：
当外部液控口C1没有控制液时，第一条通路上的进液口A1进液，第二条通路B1-B2上 的单向阀被打开实现回液；反之，第二条通路上的进液口B1进液，第一条通路A1-A2上的 单向阀被打开实现回液；两条通路都不进液时，两条通路均被第一单向阀11、12锁住，所 起的作用与普通双向锁的作用相同。
当外部液控口C1有控制液时，第一单向阀11、12被打开，此时，当一条通路(如第一 通路A1-A2)上的回液口A2的压力超过第二单向阀21的调定压力时，第一通路A1-A2回 液，同时，第二回路B1-B2上的第三单向阀32被打开，实现“零”回液。
本发明的掩护式液压支架的平衡机构带压浮动液压控制系统，其较佳的具体实施方式 如图3所示，包括平衡千斤顶，平衡千斤顶的活塞腔和活塞杆腔分别与上述的带压浮动千斤 顶的两条通路连接，且连接于两条通路上靠近第一单向阀11、12的一端。
带压浮动千斤顶的外部液控口C1与掩护式液压支架的立柱的升柱控制液连接。平衡千 斤顶的活塞腔和活塞杆腔分别设有安全阀，带压浮动千斤顶的调压单向阀的调定压力为安 全阀的开启压力的80％。
当立柱升柱时，其控制液同时打开浮动双向锁，平衡千斤顶在浮动双向锁调定压力 Po＝80％Pk(安全阀的开启压力)限定下工作，当升柱接顶压实等过程中，平衡千斤顶上腔 增压，当达到浮动双向锁调定压力时，浮动双向锁带压浮动，确保平衡千斤顶具有一定的 调整顶梁保持水平状态的作用力，也防止了因操作原因而使支架“打高射炮”，从而影响 支架的支护性能。同时，平衡千斤顶在立柱升柱时不会出现安全阀开启现象。立柱水平接 顶压实后，浮动双向锁维持普通双向锁功能。
本发明的掩护式液压支架的二级护帮机构带压浮动液压控制系统，其较佳的具体实施 方式如图4所示，包括二级护帮千斤顶，二级护帮千斤顶包括左二级护帮千斤顶和右二级护 帮千斤顶。
二级护帮千斤顶的活塞腔和活塞杆腔分别与上述的带压浮动千斤顶的两条通路连接， 且连接于两条通路上靠近第一单向阀11、12的一端。
带压浮动千斤顶的外部液控口C1与掩护式液压支架的一级护帮千斤顶的活塞腔控制液 连接。
两条通路上靠近第一单向阀11、12的一端分别连接有安全阀，带压浮动千斤顶的调压 单向阀的调定压力为安全阀的开启压力的80％。
一、二级护帮千斤顶同时外伸时，一级护帮千斤顶控制液同时打开二级护帮千斤顶浮 动双向锁，二级护帮千斤顶在浮动双向锁调定压力Po＝80％Pk限定下工作，当二级护帮接触 煤壁后，二级护帮千斤顶下腔开始增压，当达到浮动双向锁调定压力时，浮动双向锁带压 浮动，二级护帮千斤顶在Po＝80％Pk的初撑力作用下工作逐步回缩，最终实现二级护帮板在 Po＝80％Pk的初撑力作用下与煤壁面接触支护煤壁，从而解决了一级护帮千斤顶力偏小时， 二级护帮安全阀打不开，使护帮机构始终以线接触护帮，造成护帮作用得不到充分发挥而 仍然偏帮问题，同时，也解决了操作护帮机构护帮时二级护帮千斤顶下腔增压安全阀开启 卸液而浪费大量乳化液或浓缩液问题。
本发明的带压浮动双向锁及掩护式液压支架的液压控制系统，既可实现支架所需功能 要求，简化操作程序，消除浪费，又可提高支架相应支护性能。适用于煤矿或其它矿井的 液压支护中。
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 应涵盖在本发明的保护范围之内。
以第一条通路A1-A2为例，第二单向阀21与第三单向阀31并联之后与第一单向阀11串 联，第一单向阀11与第三单向阀31的常开方向相同，第二单向阀21与第一单向阀11的常开 方向相反，第一单向阀11与第三单向阀31由另一条通路上的内部液控口控制打开。各单向 阀连接和控制的方式也可以根据需要选择其它的方式。
内部液控口可以开在第一单向阀11与第三单向阀31之间。根据需要也可以开在其它的 位置。
第二单向阀为调压单向阀，调压单向阀的最高调定压力可以大于等于30MPa。实际应 用中可以根据需要调节压力。
第二条通路B1-B2上的单向阀的连接方法与第一条通路A1-A2相同。
阀体上还开有外部液控口C1，外部液控口C1控制两条通路上的第一单向阀11、12的打 开。
本发明的带压浮动双向锁的工作原理是：
当外部液控口C1没有控制液时，第一条通路上的进液口A1进液，第二条通路B1-B2上 的单向阀被打开实现回液；反之，第二条通路上的进液口B1进液，第一条通路A1-A2上的 单向阀被打开实现回液；两条通路都不进液时，两条通路均被第一单向阀11、12锁住，所 起的作用与普通双向锁的作用相同。
当外部液控口C1有控制液时，第一单向阀11、12被打开，此时，当一条通路(如第一 通路A1-A2)上的回液口A2的压力超过第二单向阀21的调定压力时，第一通路A1-A2回 液，同时，第二回路B1-B2上的第三单向阀32被打开，实现“零”回液。
本发明的掩护式液压支架的平衡机构带压浮动液压控制系统，其较佳的具体实施方式 如图3所示，包括平衡千斤顶，平衡千斤顶的活塞腔和活塞杆腔分别与上述的带压浮动千斤 顶的两条通路连接，且连接于两条通路上靠近第一单向阀11、12的一端。
带压浮动千斤顶的外部液控口C1与掩护式液压支架的立柱的升柱控制液连接。平衡千 斤顶的活塞腔和活塞杆腔分别设有安全阀，带压浮动千斤顶的调压单向阀的调定压力为安 全阀的开启压力的80％。
当立柱升柱时，其控制液同时打开浮动双向锁，平衡千斤顶在浮动双向锁调定压力 Po＝80％Pk(安全阀的开启压力)限定下工作，当升柱接顶压实等过程中，平衡千斤顶上腔 增压，当达到浮动双向锁调定压力时，浮动双向锁带压浮动，确保平衡千斤顶具有一定的 调整顶梁保持水平状态的作用力，也防止了因操作原因而使支架“打高射炮”，从而影响 支架的支护性能。同时，平衡千斤顶在立柱升柱时不会出现安全阀开启现象。立柱水平接 顶压实后，浮动双向锁维持普通双向锁功能。
本发明的掩护式液压支架的二级护帮机构带压浮动液压控制系统，其较佳的具体实施 方式如图4所示，包括二级护帮千斤顶，二级护帮千斤顶包括左二级护帮千斤顶和右二级护 帮千斤顶。
二级护帮千斤顶的活塞腔和活塞杆腔分别与上述的带压浮动千斤顶的两条通路连接， 且连接于两条通路上靠近第一单向阀11、12的一端。
带压浮动千斤顶的外部液控口C1与掩护式液压支架的一级护帮千斤顶的活塞腔控制液 连接。
两条通路上靠近第一单向阀11、12的一端分别连接有安全阀，带压浮动千斤顶的调压 单向阀的调定压力为安全阀的开启压力的80％。
一、二级护帮千斤顶同时外伸时，一级护帮千斤顶控制液同时打开二级护帮千斤顶浮 动双向锁，二级护帮千斤顶在浮动双向锁调定压力Po＝80％Pk限定下工作，当二级护帮接触 煤壁后，二级护帮千斤顶下腔开始增压，当达到浮动双向锁调定压力时，浮动双向锁带压 浮动，二级护帮千斤顶在Po＝80％Pk的初撑力作用下工作逐步回缩，最终实现二级护帮板在 Po＝80％Pk的初撑力作用下与煤壁面接触支护煤壁，从而解决了一级护帮千斤顶力偏小时， 二级护帮安全阀打不开，使护帮机构始终以线接触护帮，造成护帮作用得不到充分发挥而 仍然偏帮问题，同时，也解决了操作护帮机构护帮时二级护帮千斤顶下腔增压安全阀开启 卸液而浪费大量乳化液或浓缩液问题。
本发明的带压浮动双向锁及掩护式液压支架的液压控制系统，既可实现支架所需功能 要求，简化操作程序，消除浪费，又可提高支架相应支护性能。适用于煤矿或其它矿井的 液压支护中。
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 应涵盖在本发明的保护范围之内。