专利名称：全液压控制的矿用混凝土输送泵的制作方法
技术领域：
本发明属于混凝土输送设备，具体涉及一种全液压控制的带液压缓冲回路的矿用混凝土输送泵。
背景技术：
目前，沿空留巷技术是煤矿开采技术的一项重大改革，又称无煤柱护巷沿空留巷技术，对提高煤炭回收率、降低掘进率、缓解采掘接替紧张状况以及提升采煤综合效益具有重大的意义。该技术主要的是通过混凝土输送泵将混凝土膏体充填材料通过泵送的方式进行充填留巷，而现在的混凝土输送泵多用于建筑施工，目前的大部分矿用混凝土输送泵都是采用混凝土拖泵改制而来，拖泵的结构紧凑、体积小，可满足在矿井中的尺寸要求，但其泵 送排量较低，一般在30m3/h以下，效率低无法满足沿空留巷技术施工的需求。排量大的混凝土泵体积大、结构复杂，无法适应空间狭小的矿井巷道。并且现有的混凝土输送泵的液压系统中电气控制环节多，不进行防爆处理根本无法在易燃易爆的矿井下施工作业，进一步提闻了设备的成本。在大排量混凝土输送泵中，由于流量大、速度快，导致泵送油缸换向时冲击大，为解决泵送油缸换向时的缓冲问题，现有技术大都采用安装在水箱内的行程开关发送信号至电控系统，控制主油泵降低排量的方式来实现。但这种方式包含许多电气元件，需要全部制作成隔爆的形式，系统复杂，价格昂贵，并且在矿井中安全可靠性差。
发明内容
针对现有的建筑施工用混凝土输送泵应用在煤矿开采中存在的电器元件多、体积大导致的安全性和实用性不高的问题，本发明提供了一种全液压控制的大排量带液压缓冲方式的矿用混凝土输送泵，它能在满足矿用设备安全要求的前提下，实现大排量泵送，并可实现换向缓冲，减小液压冲击，系统稳定，操控方便。本发明采用如下技术方案实现一种全液压控制的矿用混凝土输送泵，包括动力站30和输送装置32，所述动力站30包括电动机22和液压油箱1，所述电动机22的输出端依次连接并驱动主泵2、恒压泵3和齿轮泵4，从液压油箱I中泵油；所述输送装置包括泵送系统、分配系统和搅拌系统，主泵2、恒压泵3和齿轮泵4通过液压油路分别连接泵送系统、分配系统和搅拌系统，所述泵送系统中泵送油缸的主换向阀组和所述分配系统的摆动换向阀组采用液控换向阀；所述泵送油缸两端分别设有压差发信阀9，泵送油缸两端的压差发信阀9分别引出一条油路通过所述摆动换向阀组的摆动先导换向阀14连通到摆动分配换向阀15阀芯的两端，作为摆动分配换向阀15的换向控制油路；所述分配系统中的两个摆动油缸一端分别引出一条油路连通到所述主换向阀组中的主阀B13阀芯的两端，作为主阀B13的换向控制油路。本发明中，从恒压泵3引出一条油路通过正反泵阀10，分别连通到主换向阀组中主阀A12阀芯的两端和摆动换向阀组中摆动先导换向阀14阀芯的两端，作为泵送系统、分配系统在正泵和反泵之间切换的换向控制油路。本发明中，所述正反泵阀10为手动换向多路阀。本发明中，设于泵送油缸两端的压差发信阀9共同引出一条油路分别连通到卸压叠加溢流阀组5、流量控制叠加溢流阀组6的液控换向阀先导口，实现卸压叠加溢流阀组5、流量控制叠加溢流阀组6的工作；在两个压差发信阀9的引出油路上设有防止泵送油缸两端连通的单向阀。本发明中，压差发信阀9设置在其中一个泵送油缸的两端或者两个泵送油缸的同一端。本发明中，所述搅拌系统的搅拌换向阀19采用手动换向阀。 本发明中，电动机22采用隔爆型三相异步电动机。本发明中，主泵2采用带液控行程限制和恒功率控制的变量柱塞泵，恒压泵3采用恒压变量柱塞泵。本发明中，所述动力站30和输送装置32为单独的两部分，电动机22和液压油箱I固设在动力站底座23上，泵送系统、分配系统和搅拌系统固设在输送装置底座24上，动力站30上的主泵2、恒压泵3和齿轮泵4通过液压连接软管31与输送装置32上的泵送系统、分配系统和搅拌系统的液压油路连通。本发明中，主泵2、恒压泵3和齿轮泵4分别设有两套。本发明的混凝土输送泵由具有煤安认证的煤矿井下用隔爆型三相异步电动机提供动力，配套使用矿用隔爆兼本质安全型双回路真空电磁启动器、矿用隔爆型急停按钮、煤矿用移动屏蔽橡套软电缆。设有两套带液控行程限制和恒功率控制的变量柱塞泵、恒压变量柱塞泵、铸铁齿轮泵、联轴器，可两组共同工作也可一组单独工作。本发明中的输送装置包括混凝土输送缸、主阀换向阀组总成、分配换向阀组总成、正反泵阀总成、料斗、摆动油缸、S管总成、眼镜板、集中润滑系统、操作台固定在输送装置底座上。搅拌系统和分配系统设置在料斗内，搅拌系统包括搅拌叶片、液压马达、搅拌换向阀总成，液压马达采用摆线马达；分配系统包括摆动油缸、S管总成、眼镜板。本发明的动力站底座和输送装置底座都为分体可拆卸结构，方便进入尺寸窄小的矿道，整机液压系统无电气控制环节，泵送启动、停止、正泵、反泵动作都可以通过正反泵阀的手动控制手柄控制，泵送系统和分配系统中的换向控制都通过泵送油缸两端的压差发信阀检测信号，通过液压油路控制换向，适合煤矿井下使用，并且泵送油缸和摆动油缸的换向互为逻辑条件，能有效防止误动作。泵送系统中的泵送油缸工作回路由主泵提供液压油，压力油经主阀A和主阀B到达泵送油缸，左、右泵送油缸有杆腔相互联通即油缸为串联形式。分配系统中的摆动油缸工作回路由恒压变量柱塞泵(恒压泵)提供压力油，压力油经分配换向阀组和单向节流阀后至摆动油缸的无杆腔。搅拌系统单独由铸铁齿轮泵提供压力油，压力油经手动换向的搅拌换向阀至摆线马达。控制油回路由恒压泵提供压力油，压力油一部分经手动换向的正反泵阀至主阀A和分配换向阀组的摆动先导换向阀的液控口，另一部分经减压阀至主泵，并在此油路上并联了一个由压差发信阀信号油控制的卸压叠加溢流阀组和流量控制叠加溢流阀组，流量控制叠加溢流阀组设定了较小的压力，用来控制主油泵的液控压力，进而降低主油泵的输出流量，实现泵送油缸换向时降低主泵输出流量；卸压叠加溢流阀组使得换向时主油泵出口压力降低；二者共同作用使得换向时主油泵压力和排量同时降低，从而达到换向缓冲目的。当正反泵阀处于正泵位置时，压力油经主阀A和主阀B到达左泵送油缸的无杆腔，推动左泵送油缸活塞杆外伸，向S管内压料，同时右泵送油缸活塞杆回缩从料斗内吸料，当左泵送油缸快到行程终止位时，位于此处的压差发信阀暂时接通左泵送油缸的有杆腔和无杆腔，由于存在压力差压差发信阀打开发出信号油，信号油一路经摆动换向阀组的摆动先导换向阀连通到摆动分配换向阀的液控口，控制分配阀换向使摆缸换向；压差发信阀的信号油的另一路则分别至卸压叠加溢流阀组和流量控制叠加溢流阀组的液控换向阀，液控换向阀换向后，卸压叠加溢流阀使系统压力下降，流量控制叠加溢流阀使主泵流量降低，通过降低系统压力和流量防止换向冲击实现缓冲功能。摆动油缸换向完成后从摆动油缸发出的
信号油控制主阀B换向，则主油路压力油换向，此时右泵送油缸无杆腔进油，推动右泵送油缸活塞杆外伸将原吸入的料压入S管内，左泵送油缸活塞杆回缩，从料斗内吸料。同样右泵送油缸行程快到位时压差发信阀发出信号油使摆缸换向，摆缸换向后发出控制油使主阀B换向，主泵送油缸换向，如此循环实现自动泵送。反泵一般只在输送管道堵塞时才使用，通过正反泵阀的换向，使得主阀A和摆动先导换向阀换向，改变泵送油缸和摆动油缸的动作顺序实现与正泵相反的动作，目的是将堵塞在混凝土输送管内的物料吸回，疏通管道，压差发信阀的控制油路与正泵相同。本发明具有如下有益效果动力站和输送装置为独立分开设置，适应空间复杂的矿道运输；液压系统全部使用液动控制技术来实现全液压互控，泵送油缸和摆动油缸的换向互为逻辑条件，有效防止误动作；通过操作正反泵阀实现正泵或反泵运行；本发明中除了隔爆型三相异步电动机及控制其启动的隔爆装置外没有任何带电控制，从而从源头上消除了矿井下，尤其是煤矿井下施工的安全隐患；通过全液压互控技术可以实现泵送方量达到80m3/h以上，在这种大流量系统中，在液压换向的短时间内(约O. 5秒)通过信号油降低系统压力和流量来实现缓冲，无换向冲击，保证系统工作稳定、液压元件损耗小、使用寿命长、液压系统功率损耗低，安全、环保、节能。
图I为本发明的外形结构示意图。图2为本发明的动力站结构示意图。图3为本发明的输送装置结构示意图。图4为本发明液压系统的液压原理图。图5为本发明正泵时泵送系统和分配系统液压原理图a。图6为本发明正泵时泵送系统和分配系统液压原理图b。图7为本发明反泵时泵送系统和分配系统液压原理图a。图8为本发明反泵时泵送系统和分配系统液压原理图b。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例参见图1，全液压控制的矿用混凝土输送泵，包括动力站30和输送装置32，参见图2，动力站30包括液压油箱I，主泵2，恒压泵3，齿轮泵4，卸压叠加溢流阀组5，流量控制叠加溢流阀组6，主溢流阀20，电动机22，动力站底座23。电动机22的输出端依次驱动主泵2、恒压泵3和齿轮泵4从液压油箱I中泵油；参见图3，泵送系统32包括左泵送油缸7，右泵送油缸8，压差发信阀9，正反泵阀10，减压阀11，主阀A12，主阀B13，摆动先导换向阀14，摆动分配换向阀15，左摆动油缸16，蓄能器17，摆线马达18，搅拌换向阀19，搅拌溢流阀21，输送装置底座24，同步自动润滑中心25，S管26，搅拌叶片27，料斗28，水箱29，左输送缸33,右输送缸34,右摆动油缸35。
动力站30和输送装置32为单独的两部分，动力站30的各个部件固设在动力站底座23上，输送装置32的各个部件固设在输送装置底座24上，动力站30上的主泵2、恒压泵
3、齿轮泵4以及液压油箱I等通过液压连接软管31与输送装置的液压系统连通。参见图4，在液压系统中，主泵2采用带液控行程限制和恒功率控制的变量柱塞泵，恒压泵3采用恒压变量柱塞泵，电动机22采用煤矿井下用隔爆型三相异步电动机，主阀A12采用三位四通液控换向阀，主阀B13采用二位四通液控换向阀，摆动先导换向阀14采用二位四通液控先导换向阀，摆动分配换向阀15采用二位四通液控换向阀，搅拌换向阀19采用手动三位四通换向阀，正反泵阀IO采用手动换向多路阀。在图4的液压系统中，主泵2、恒压泵3和齿轮泵4分别设有两套，在右泵送油缸8两端的缓冲回路上分别设有压差发信阀9，右泵送油缸8两端的压差发信阀9分别引出一条油路通过摆动换向阀组的摆动先导换向阀14连通到摆动分配换向阀15阀芯的两端，作为摆动分配换向阀15的换向控制油路；分配系统中的两个摆动油缸一端分别引出一条油路连通到主换向阀组中的主阀B13阀芯的两端，作为主阀B13的换向控制油路。设于右泵送油缸8两端的压差发信阀9共同引出一条油路分别连通卸压叠加溢流阀组5、流量控制叠加溢流阀组6，在油路上设有防止泵送油缸两端连通的单向阀。从恒压泵3引出一条油路通过正反泵阀10，分别连通到主换向阀组中主阀A12阀芯的两端和摆动换向阀组中摆动先导换向阀14阀芯的两端，作为泵送油缸、分配系统在正泵和反泵之间的换向控制油路。本实施例的工作原理及操作方法如下。结合参见图4、图5和图6，将正反泵阀10手柄推至中位，启动电动机22，使系统无负载启动，同时为蓄能器17充液，将混合好的混凝土引入料斗28，将搅拌换向阀19的手柄推至左位，使摆线马达18带动搅拌叶片27旋转搅拌混凝土，恒压泵3提供的压力油经摆动分配换向阀15进入左摆动油缸16的无杆腔推动S管26摆至左位与左输送缸33对接。将正反泵阀10手柄推至左位，恒压泵3提供的控制油经正反泵阀10将主阀A12、摆动先导换向阀14推至左位，主泵2提供的压力油经主阀A12和主阀B13进入左泵送油缸7的无杆腔，推动其活塞杆外伸带动左输送缸33的活塞头向S管26内压料，同时右泵送油缸8活塞杆向内收缩，带动右输送缸34的活塞头也向内收缩将料斗28内的混凝土吸入右输送缸34内，当左泵送油缸7的活塞快运动至行程终点时，压差发信阀9所在的缓冲回路暂时接通右泵送油缸8的有杆腔和无杆腔，由于有杆腔和无杆腔存在压力差，故压差发信阀9发出信号油，一部分信号油经摆动先导换向阀14至摆动分配换向阀15左端，推动摆动分配换向阀15换向，使恒压泵3提供的压力油进入右摆动油缸35的无杆腔，推动S管26摆至右位与右输送缸34对接；压差发信阀9的另一部分信号油分别到达卸压叠加溢流阀组5和流量控制叠加溢流阀组6的液控换向阀先导口，使液控换向阀换向，溢流阀工作，卸压叠加溢流阀组5的溢流阀工作使主溢流阀20打开溢流，系统压力降为卸压叠加溢流阀组5溢流阀的设定值，流量控制叠加溢流阀组6的溢流阀工作使控制主泵2的先导压力油压力下降，导致主泵2的排量减小，使左泵送油缸7减速，达到缓冲目的。当右摆动油缸35行程到位后发出信号油至主阀B13的左端，推动主阀B13换向，使主泵2提供的压力油进入右泵送油缸8的无杆腔，推动其活塞杆外伸带动右输送缸34内的活塞向外推，将换向前从料斗28吸入的混凝土压入与其对接的S管26内，同时左泵送油缸7的活塞杆带动左输送缸33的活塞头向内收缩，将料斗28中的混凝土吸入左输送缸33内，当左泵送油缸7的活塞快运动至行程终点时，压差发信阀9再次暂时接通右泵送油缸8的有杆腔和无杆腔，由于有杆腔和无杆腔存在压力差，压差发信阀9发出信号油，信号油使摆动分配换向阀15换向，并再次使卸压叠加溢流阀组5和流量控制叠加溢流阀组6的溢流阀工作，降低系统压力和流量，使油缸减速，起缓冲作用，左摆动油缸16行程到位后发信号油至主阀B13换向，通过以上的工·
结合参见图4、图7和图8，打反泵时，将正反泵阀10手柄推至右位，恒压泵3提供的控制油经正反泵阀10将主阀A12、摆动先导换向阀14推至右位，恒压泵3提供的压力油经摆动分配换向阀15进入左摆动油缸16的无杆腔，推动S管26摆至左位与左输送缸33对接。主泵2提供的压力油进入右泵送油缸8的无杆腔，推动其活塞杆外伸带动右输送缸34内的活塞向外推，将料压入料斗28中，而左泵送油缸7的活塞杆带动左输送缸33的活塞头向内收缩，将S管26连接的输送管道中的混凝土吸入左输送缸33内，此功能主要是在当输送管道出现压力过高或是堵管时卸压使用，系统的换向原理与前述的正泵功能相同。以上实施例描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的具体工作原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.一种全液压控制的矿用混凝土输送泵，包括动力站(30)和输送装置(32)，所述动力站(30)包括电动机(22)和液压油箱(1)，所述电动机(22)的输出端依次连接并驱动主泵(2)、恒压泵(3)和齿轮泵(4)从液压油箱(I)中泵油；所述输送装置包括泵送系统、分配系统和搅拌系统，主泵(2)、恒压泵(3)和齿轮泵(4)通过液压油路分别连接泵送系统、分配系统和搅拌系统，其特征在于 所述泵送系统中泵送油缸的主换向阀组和所述分配系统的摆动换向阀组采用液控换向阀；所述泵送油缸两端的缓冲回路上分别设有压差发信阀(9)，泵送油缸两端的压差发信阀(9)分别引出一条油路通过所述摆动换向阀组的摆动先导换向阀(14)连通到摆动分配换向阀(15)阀芯的两端，作为摆动分配换向阀(15)的换向控制油路；所述分配系统中的两个摆动油缸一端分别引出一条油路连通到所述主换向阀组中的主阀B (13)阀芯的两端，作为主阀B (13)的换向控制油路。
2.根据权利要求I所述的一种全液压控制的矿用混凝土输送泵，其特征是从恒压泵(3)引出一条油路通过正反泵阀(10)，分别连通到主换向阀组中主阀A(12)阀芯的两端和摆动换向阀组中摆动先导换向阀(14)阀芯的两端，作为泵送系统、分配系统在正泵和反泵之间切换的换向控制油路。
3.根据权利要求2所述的一种全液压控制的矿用混凝土输送泵，其特征是所述正反泵阀(10)为手动换向多路阀。
4.根据权利要求3所述的一种全液压控制的矿用混凝土输送泵，其特征是设于泵送油缸两端的压差发信阀(9)共同引出一条油路分别连通到卸压叠加溢流阀组(5)、流量控制叠加溢流阀组(6)的液控换向阀先导口，实现卸压叠加溢流阀组(5)、流量控制叠加溢流阀组(6)的工作；在两个压差发信阀(9)的引出油路上设有防止泵送油缸两端连通的单向阀。
5.根据权利要求4所述的一种全液压控制的矿用混凝土输送泵，其特征是压差发信阀(9)设置在其中一个泵送油缸的两端或者全部两个泵送油缸的两端。
6.根据权利要求5所述的一种全液压控制的矿用混凝土输送泵，其特征是所述搅拌系统的搅拌换向阀(19)采用手动换向阀。
7.根据权利要求6所述的一种全液压控制的矿用混凝土输送泵，其特征是电动机(22)采用隔爆型三相异步电动机。
8.根据权利要求7所述的一种全液压控制的矿用混凝土输送泵，其特征是主泵(2)采用带液控行程限制和恒功率控制的变量柱塞泵，恒压泵(3)采用恒压变量柱塞泵。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种全液压控制的矿用混凝土输送泵，其特征是所述动力站(30)和输送装置(32)为单独的两部分，电动机(22)和液压油箱(I)固设在动力站底座(23)上，泵送系统、分配系统和搅拌系统固设在输送装置底座(24)上，动力站(30)上的主泵(2)、恒压泵(3)和齿轮泵(4)通过液压连接软管(31)与输送装置(32)上的泵送系统、分配系统和搅拌系统的液压油路连通。
10.根据权利要求9所述的一种全液压控制的矿用混凝土输送泵，其特征是主泵(2)、恒压泵(3 )和齿轮泵(4 )分别设有两套。
全文摘要
本发明公开了一种全液压控制的矿用混凝土输送泵，其中的动力站和输送装置为独立分开设置，适应空间复杂的矿道运输；液压系统全部使用液动控制技术来实现全液压互控，泵送油缸和摆动油缸的换向互为逻辑条件，有效防止误动作；在本发明中除了隔爆的电动机及其控制启动的隔爆装置外没有任何带电控制，从而从源头上消除了矿井下，尤其是煤矿井下施工的安全隐患；在大流量泵送时，在液压换向的短时间内(约0.5秒)通过信号油降低系统压力和流量来实现缓冲，无换向冲击，保证系统工作稳定、液压元件损耗小、液压系统功率损耗低，系统稳定，操控方便。
文档编号F04B15/02GK102878044SQ20121039333
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者黄士兵, 何干君, 李余辉 申请人:飞翼股份有限公司