一种液压支架立柱节能回路及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于液压支架技术领域，具体涉及一种液压支架立柱节能回路及控制方法。
【背景技术】
[0002]节能是综采面支架液压系统的重要发展方向。根据液压支架支护要求，立柱初撑阶段的无杆腔压力需达到25MPa以上，在承载阶段，无杆腔压力会接近安全压力40MPa。因此，移架降柱初期，立柱缸无杆腔内储存的压力能需要在短时间内泄压，会对回路产生液压冲击;并且这部分能量没有得到利用，降低了能量利用率。综采工作面一般约有100?200台液压支架，每台液压支架有两条立柱，立柱高度可达7m以上，立柱外缸内径可达500mm，因此立柱缸内储存的总压力能相当可观。目前，国内外使用的液压支架的液压回路无法实现该部分能量的回收利用，造成了很大的能耗。
【发明内容】
[0003]本发明目的是提供一种液压支架立柱节能回路及其控制方法，可有效地克服现有技术中存在的问题。本发明的目的是这样实现的，如图1所示，其特征在于包括m个立柱回路组，每个立柱回路组的结构相同，m为正整数，现以第1个立柱回路组为例，包括η个结构相同的立柱回路6(1)、6(2)^、6(11)分别与低压回液路2、主供液路3、通过能量回收单元5(1)、5(2)、...、5(η)与蓄能液路7连通，蓄能液路7分别与蓄能器8、通过连续增压器4与主供液路3连通，主供液路3和低压回液路2分别与乳化液栗站1连通，η为正整数;每个立柱回路6(1)、6
(2)、...、6(η)的节能回路结构特征相同，如图2所示:
低压回液路2与乳化液栗站1、第一两位三通阀10的Τ口、第二两位三通阀11的Τ口、回液断路阀13的出液口连通;主供液路3与乳化液栗站1、连续增压器4的出口、减压阀9的进口、第一两位三通阀10的Ρ口、第二两位三通阀11的Ρ口连通；蓄能液路7与第二压力传感器19、蓄能器8、连续增压器4的进口、减压阀9的出口、两位四通阀17的C口连通;第一两位三通阀10的Α 口与立柱液压缸18的有杆腔接口、第一液控单向阀15的控制口连通;梭阀12的A 口与第二两位三通阀11的A 口连通，梭阀12的B 口与回液断路阀13的进液口连通，梭阀12的C 口与第一液控单向阀15的A 口连通;立柱液压缸18的无杆腔接口与第一液控单向阀15的B 口、第一压力传感器14、第二液控单向阀16的B 口连通;两位四通阀17的A 口与第二液控单向阀16的A 口连通，两位四通阀17的D 口与第二液控单向阀16的控制口连通；
所述的液压支架立柱节能回路的控制方法是:
(1)液压支架在降柱阶段:两位四通阀17的电磁铁3Y通电，立柱液压缸18的无杆腔内的高压乳化液经第二液控单向阀16、两位四通阀17，进入蓄能液路7的蓄能器8，再经连续增压器4进入主供液路3，经过时间At后，两位四通阀17的电磁铁3Y断电，第一两位三通阀10的电磁铁1Y通电，液压支架进行降柱；
(2)液压支架在推溜阶段:第一两位三通阀10的电磁铁1Y、第二两位三通阀11的电磁铁2 Y、两位四通阀17的电磁铁3 Y均断电；
(3)液压支架在升柱初撑阶段:第二两位三通阀11的电磁铁2Υ通电，主供液路3中的高压乳化液进入立柱液压缸18的无杆腔，立柱液压缸18的无杆腔压力达到预设初撑压力值，升柱初撑阶段结束；
(4)液压支架在承载阶段:第一两位三通阀10的电磁铁1Υ、第二两位三通阀11的电磁铁2 Υ、两位四通阀17的电磁铁3 Υ均断电。
[0004]本发明优点及积极效果是:
(1)该节能回路可以将液压支架立柱缸无杆腔在承压阶段储存的压力能经释放、储存、增压后，用于立柱缸升降动作，实现能量回收和再利用，提高能量利用率。
[0005](2)按照综采面支架数目调整支架分组，合理配置蓄能液路、蓄能器和连续增压器的数量，简化系统回路，降低成本，减小压力沿程损失，提高能量效率。
[0006](3)该节能回路在原有支架立柱回路的基础上经过简单改造即可实现。
【附图说明】
[0007]图1为综采面支架立柱节能回路整体布局示意图。
[0008]图2为单个支架立柱节能回路示意图。
[0009]图中:1.乳化液栗站，2.低压回液路，3.主供液路，4.连续增压器，5(1).第1个立柱回路的能量回收单元，5(2).第2个立柱回路的能量回收单元，5(η).第η个立柱回路的能量回收单元，6(1).第1个立柱回路，6(2).第2个立柱回路，6(η).第η个立柱回路，7.蓄能液路，8.蓄能器，9.减压阀，10.第一两位三通阀，11.第二两位三通阀，12.梭阀，13.回液断路阀，14.第一压力传感器，15.第一液控单向阀，16.第二液控单向阀，17.两位四通阀，18.立柱液压缸，19.第二压力传感器。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0011]假设综采面共有200台双立柱液压支架，将所有液压支架划分为20组，每组包含20个液压支架立柱，如图1所示，它包括20个立柱回路组，每个立柱回路组的结构相同，现以第1个立柱回路组为例，包括20个结构相同的立柱回路6(1)、6(2)、…、6(20)分别与低压回液路2、主供液路3、通过能量回收单元5(1)、5(2)、…、5(20)与蓄能液路7连通，蓄能液路7分别与蓄能器8、通过连续增压器4与主供液路3连通，主供液路3和低压回液路2分别与乳化液栗站1连通;每个立柱回路6(1)、6(2)、…、6(20)的节能回路结构如图2所示:
低压回液路2与乳化液栗站1、第一两位三通阀10的Τ口、第二两位三通阀11的Τ口、回液断路阀13的出液口连通;主供液路3与乳化液栗站1、连续增压器4的出口、减压阀9的进口、第一两位三通阀10的Ρ口、第二两位三通阀11的Ρ口连通；蓄能液路7与第二压力传感器19、蓄能器8、连续增压器4的进口、减压阀9的出口、两位四通阀17的C口连通;第一两位三通阀10的Α 口与立柱液压缸18的有杆腔接口、第一液控单向阀15的控制口连通;梭阀12的A 口与第二两位三通阀11的A 口连通，梭阀12的B 口与回液断路阀13的进液口连通，梭阀12的C 口与第一液控单向阀15的A 口连通;立柱液压缸18的无杆腔接口与第一液控单向阀15的B 口、第一压力传感器14、第二液控单向阀16的B 口连通;两位四通阀17的A 口与第二液控单向阀16的A 口连通，两位四通阀17的D 口与第二液控单向阀16的控制口连通；
本发明中的控制方法及工作过程是:
(1)液压支架在降柱阶段:两位四通阀17的电磁铁3Y通电，立柱液压缸18的无杆腔内的高压乳化液经第二液控单向阀16、两位四通阀17，进入蓄能液路7的蓄能器8，再经连续增压器4进入主供液路3，经过时间At后，两位四通阀17的电磁铁3Y断电，第一两位三通阀10的电磁铁1Y通电，液压支架进行降柱；
(2)液压支架在推溜阶段:第一两位三通阀10的电磁铁1Y、第二两位三通阀11的电磁铁2 Y、两位四通阀17的电磁铁3 Y均断电；
(3)液压支架在升柱初撑阶段:第二两位三通阀11的电磁铁2Y通电，主供液路3中的高压乳化液进入立柱液压缸18的无杆腔，立柱液压缸18的无杆腔压力达到预设初撑压力值，升柱初撑阶段结束；
(4)液压支架在承载阶段:第一两位三通阀10的电磁铁1Y、第二两位三通阀11的电磁铁2 Y、两位四通阀17的电磁铁3 Y均断电。
【主权项】
1.一种支架立柱节能回路，其特征在于: 它包括有m个立柱回路组，每个立柱回路组的结构相同，m为正整数，现以第1个立柱回路组为例，包括η个结构相同的立柱回路(6(1))、(6(2))、...、(6(η))分别与低压回液路(2)、主供液路(3)、通过能量回收单元(5(1))、(5(2))、...、(5(η))与蓄能液路(7)连通，蓄能液路(7)分别与蓄能器(8)、通过连续增压器(4)与主供液路(3)连通，主供液路(3)和低压回液路(2)分别与乳化液栗站(1)连通，11为正整数;每个立柱回路(6(1))、(6(2))^、(6(11))的节能回路结构特征是: 低压回液路(2)与乳化液栗站(1)、第一两位三通阀(10)的Τ口、第二两位三通阀(11)的Τ口、回液断路阀(13)的出液口连通;主供液路(3)与乳化液栗站(1)、连续增压器(4)的出口、减压阀(9)的进口、第一两位三通阀(10 )的Ρ 口、第二两位三通阀(11)的Ρ 口连通;蓄能液路(7)与第二压力传感器(19)、蓄能器(8)、连续增压器(4)的进口、减压阀(9)的出口、两位四通阀(17 )的C 口连通;第一两位三通阀(10 )的Α 口与立柱液压缸(18)的有杆腔接口、第一液控单向阀(15 )的控制口连通；梭阀(12 )的A 口与第二两位三通阀(11)的A 口连通，梭阀(12 )的B 口与回液断路阀(13 )的进液口连通，梭阀(12 )的C 口与第一液控单向阀(15 )的A 口连通;立柱液压缸(18)的无杆腔接口与第一液控单向阀(15)的B口、第一压力传感器(14)、第二液控单向阀(16 )的B 口连通;两位四通阀(17 )的A 口与第二液控单向阀(16 )的A 口连通，两位四通阀(17)的D 口与第二液控单向阀(16)的控制口连通。2.如权利要求1所述的支架立柱节能回路的控制方法，其特征在于: (1)液压支架在降柱阶段:两位四通阀(17)的电磁铁3Y通电，立柱液压缸(18)的无杆腔内的高压乳化液经第二液控单向阀(16)、两位四通阀(17)，进入蓄能液路(7)的蓄能器(8)，再经连续增压器(4)进入主供液路(3)，经过时间At后，两位四通阀(17)的电磁铁3Y断电，第一两位三通阀(10)的电磁铁1Y通电，液压支架进行降柱； (2)液压支架在推溜阶段:第一两位三通阀(10)的电磁铁1Y、第二两位三通阀(11)的电磁铁2Y、两位四通阀(17 )的电磁铁3Y均断电； (3)液压支架在升柱初撑阶段:第二两位三通阀(11)的电磁铁2Y通电，主供液路(3)中的高压乳化液进入立柱液压缸(18)的无杆腔，立柱液压缸(18)的无杆腔压力达到预设初撑压力值，升柱初撑阶段结束； (4)液压支架在承载阶段:第一两位三通阀(10)的电磁铁1Y、第二两位三通阀(11)的电磁铁2Y、两位四通阀(17 )的电磁铁3Y均断电。
【专利摘要】一种液压支架立柱节能回路及控制方法，属于液压支架技术领域，其特征是该节能回路具有蓄能液路；蓄能液路连接蓄能器；立柱液压缸无杆腔内的压力能经过第二液控单向阀、两位四通阀进入蓄能液路的蓄能器；蓄能器内的压力能经过连续增压器进入主供液路。综采工作面上，液压支架在降柱阶段，立柱液压缸的无杆腔内压力能释放到蓄能液路的蓄能器储存，经过连续增压器进入主供液路，用于立柱升降动作，实现能量回收。优点是可以实现液压支架立柱无杆腔压力能的回收再利用，提高能量利用率。
【IPC分类】E21D15/44
【公开号】CN105484778
【申请号】CN201510843518
【发明人】仉志强, 李永堂, 刘志奇, 金坤善
【申请人】太原科技大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月27日