专利名称:地下开采中使用的液压装置的起动方法
本发明介绍了一种用真正安全的电动-液压阀起动液压装置，特别是起动用在地下开采中的推力活塞传动装置的方法。
地下采煤时，在长壁工作面巷道中，通常采用支架式支撑部件，如支撑架或类似的部件来支撑巷道顶。这些支撑部件包含有许多液压装置，如支柱，移动油缸，角柱，滑动顶樑柱等，它们的液压介质的供应由电动-液压阀控制。
在地下开采的甲烷危险区中使用的用电起动的液压控制阀，必须保证供给阀的电能不致引燃甲烷气体。因此，这种电动-液压控制系统的耗电量相应受到限制。例如，这些控制系统在工作电压为12伏时，其电流强度为1-1.5安培。
由于在开采时通常使用高的液压压力，所用的电-液压磁控制阀耗电较高，在500毫安以上。目前在地下开采中所使用的支撑控制系统，不能同时起动许多电磁阀，电磁阀必须按顺序起动。
为克服这一缺点，过去做了各种尝试。例如已经知道的，工作电压12伏时耗电约125毫安的电磁阀。然而，这些电磁阀的流通截面较小，因而单位时间内允许通过的流量小。
从联邦德国专利公报NO.3，123，224上我们了解到一个电动液压控制阀。该阀的电驱动机构中有一个压缩弹簧式能量贮存器。压缩弹簧开始是用一个低功率电动机压缩，在电磁阀工作时，被压缩的弹簧突然释放其贮存的能量。
根据上述的现有技术，本发明是基于这样一个问题即研究出一种方法及实现这个方法的装置，从而能够同时起动若干在甲烷危险环境中使用的液压装置。
按照本发明，这个问题被解决了，若干推力活塞传动装置通过方向控制阀连接到一条长壁工作面巷道供压管路(泵压管路)上，方向控制阀可以按规定方式选择电动-液压阀，无压前置控制阀，能够同步动作。
按照本发明的实施例，各种推力活塞传动装置或它们的工作室，按具体设备的形式通过方向控制阀3/2直接连接到回流管路和泵压管路上。可操纵的液压方向控制阀3/2的初始状态由一个在工作状态的弹性元件来限定，在初始状态下，推力活塞传动装置的工作室与回流管连通。这些方向控制阀3/2通过控制管路也被连接到前置控制阀的输出端。
前置控制阀可当做电动方向控制阀3/2，在其输入端通过相应的液压管路直接地或经过同样的电动选择方向控制阀3/2间接地连接到回流管路上，从而达到了前置阀无压的目的。它们的工作电磁铁电流被限制在50毫安以下。
控制装置按这种方式组成，每个液压起动的方向控制阀3/2之前有它自己的电动前置控制阀，在通常的情况下，类似电动方向控制阀3/2，把若干前置控制阀间接地连接到回流管路或控制压力管路上。
为了使许多推力活塞传动装置同时伸出，通过排列在控制器上的键等，选择相应的前置控制阀。直到这些前置控制阀所共用的串连的方向控制阀3/2被接通为止，通电使前置控制阀动作。由于前置控制阀是液压自封的，控制电脉冲可以得到补偿。液压起动的方向控制阀3/2通过排列在前置控制阀输出端的控制管路来换向，並把选择的推力活塞传动装置的工作室连接到泵压管路上。
前置控制阀有一个耗电远低于50毫安，例如10毫安的工作电磁铁。电磁铁作用在一个被阀套密封包围着，在导向套筒内滑动的多级阀杆上。阀座和阀杆共同形成一个外径为D2的，能承受液压的环形面。阀杆上与工作电磁铁相反方向的一边，有一个双锥形的阀塞，阀塞的锥面朝向工作电磁铁，它与对应的阀座贴合，形成一个外径为D1的能承受液压的环形面。当电磁铁通电时，双锥阀塞的对面与另一阀座贴合。在这种情况下，承受液压的环形面外径为D3。
本项发明可以通过图示实施例作进一步描述图一是根据本发明的支撑控制系统网路图。
图二是根据本发明的前置控制阀的局部剖面图。
图一表示了巷道供压装置。包括一个低压管1，一个泵压管2，一个控制压力管3和一个回流管4。推力活塞传动装置5和6的实施例图解说明了液压装置分别通过液压管路7和8连接到泵压管路2和回流管路4上。推力活塞传动装置的工作室活塞室9、11和环形室10、12)可以有选择地通过方向控制阀3/2(13、14、15、16)连接到泵压管路2和回流管4上。方向控制阀3/2(13、14、15、16)在其初始状态被一个处于工作状态的弹性元件17限定，此时，它们把推力活塞传动装置的工作室与回流管4连通。方向控制阀3/2(13、14、15、16)包括有能通过控制管路18用液压驱动的伺服活塞。在伺服活塞加压时，推力活塞传动装置的工作室与泵压管路2连通。
控制管路18连接到前置控制阀(19、20、21、22)的输出端，其输入端通过液压管路23和24连接到回流管路4上。
其它方向控制阀3/2(25和26)连接到液压管路24上。前置控制阀(19、20、21、22)可以通过控制线27驱动。方向控制阀3/2，25，26通过从控制器28上的控制线29驱动。
从图一可以看出，方向控制阀3/2(25、26)在初始状态被一个在工作状态的弹性元件30限定，此时，它们把管路24与回流管4连通。由于管路23、24与回流管4连通，在前置控制阀19、20、21、22的输入端没有液压出现。前置控制阀被一个处于工作状态的弹性元件31固定，在这个状态时，它们把控制管路18和液压管路23连通並从而再与回流管4连通。
因为前置控制阀19、20、21、22必须在无液压压力时动作，这些控制阀包括耗电少的若干电磁铁。根据本发明，前置控制阀的耗电总量少于50毫安，最好的在10毫安左右。
按照本发明的支撑控制系统工作描述如下网路的排列处于如图所示的初始位置。前置控制阀19和20由控制器28操纵，如用键32、33或其他键起动。控制管路18已与液压管路24连通。管路24还要依次与回流管4连通。用起动键34、35使前面的方向控制阀3/2，25和26工作，然后把泵压管路3与液压管路24连通。通过被操纵的前置控制阀19和21，控制管路18增压，並通过伺服活塞操纵方向控制阀3/2，13和15。在这种工作状态下，推力活塞传动装置5和6的活塞室9和11与泵压管路2连通，推力活塞传动装置伸出。
前置控制阀19、20、21、22是液压自封的，当液压管路24一出现压力，前置控制阀的电动就能立刻中止。只要通过键34、35对方向控制阀3/2 25、26通电加压，前置控制阀19、20、21、22就保持被液压锁住。
根据本发明的前置控制阀19、20、21、22的结构组装，可以从图二例举的前置控制阀19看出。
前置控制阀19包括一个装有电磁铁(未示出)的推动部件36和液压控制部件37。其中的推动部件36或者被拧在控制部件37上，或者把两个部件安装在同一个机座里。
在推动部件36里，被工作电磁铁触发的控制脉冲按箭头F的方向作用在阀杆38上，並推动阀杆38克服阀簧39的弹力。阀杆38是多次步进的，在它的上部套着一个突出来的密封阀套43。阀套43被用一个固紧套44等固定在阀杆38上，并在导向套筒52内滑动。在阀杆38的与工作电磁铁相反方向的一端，有一个阀塞40。阀塞40做成双锥形，当工作电磁铁不通电时，其上锥座被装在上阀座41下面的阀簧39压紧。当工作电磁铁通电时，阀杆38下移克服阀簧39的弹力，阀塞40的下锥座与下阀座42贴合。控制部件37包括连接孔46、47、48还有装有阀杆38的中心接收孔45。连接孔46连接到液压管路24上，连接孔47连接到控制管路18上，而连接孔48连接到液压管路23上。
如果前置控制阀19通过液压管路24和(或)连接孔46被加压，也就是说，在工作电磁铁没有予先通电的情况下，方向控制阀3/225已经工作。然后加压液体到达阀前室49，在外径为D1的环形面上作用于靠着上阀座41的阀塞40上。而进入阀前室49内的加压液体也同时作用在阀杆38的密封套43上，因而产生一个相反的作用力分量。由于被液体充满的，由阀套43形成的，外径为D2的环形面大于外径为D1的阀座41上的有效压力面，因而阀塞40被牢固地压在阀座41下面。在这个工作状态，前置控制阀19对控制压力管路3来说是关闭的。控制管路18与液压管路23连通並因而与回流管4连通。
如果使前置控制阀19工作，工作电磁铁就把阀塞40压在下阀座42上。在这种状态，阀塞40在外径为D3的环形面上受由管路24来的加压液体的压力。由于外径为D3的受压面大于阀套43上的有效受压面，阀塞40将被液压压到下阀座42上並稳固地停在那里，甚至当工作电磁铁断电时也如此。在这个工作状态，液压管路24与控制管路18接通。只有当方向控制阀3/2，25关闭时，这个工作状态才被解除。
明细表1 低压管2 泵压管3 控制压力管4 回流管5 推力活塞传动装置6 推力活塞传动装置7 液压管8 液压管9 活塞室10 环形室11 活塞室12 环形室13 方向控制阀14 方向控制阀15 方向控制阀16 方向控制阀17 弹性元件18 控制管19 前置控制阀20 前置控制阀21 前置控制阀22 前置控制阀23 液压管路24 液压管路
25 方向控制阀26 方向控制阀27 控制电缆28 控制器29 控制电缆30 弹性元件31 弹性元件32 选择键33 选择键34 选择键35 选择键36 推动部件37 控制部件38 阀杆39 阀簧40 阀塞41 阀座42 阀座43 阀套44 锁紧销45 阀接收孔46 连接孔47 连接孔48 连接孔49 阀前室
50 阀室51 弹簧室52 导向阀套
权利要求
1.一种用真正安全的电动-液压阀起动液压装置，特别是起动地下开采中使用的推力活塞传动装置的方法，其特征是，许多推力活塞传动装置(5、6)由方向控制阀(13、14、15、16)连接到长壁工作面的供压管路(泵压管路)(2)上，方向控制阀(13、14、15、16)可以按规定的方式选择电动-液压，无压前置控制阀(19、20、21、22)，随着电动-液压方向控制阀(25、26)同步动作。
2.根据权利要求
1所述的方法，其特征是，在电动-液压方向控制阀(25、26)起动时，电动液压，无压前置控制阀(19、20、21、22)在予选操作期间是被液压关闭的。
3.按照权利要求
1和2所述的，执行该方法的控制装置，其特征是推力活塞传动装置(5、6)用方向控制阀(13、14、15、16)连接到泵压管路(2)和(或)回流管路(4)上，方向控制阀(13、14、15、16)通过控制管路(18)连接到前置控制阀(19、20、21、22)的输出端，该端由管路(23)直接连接到回路(4)上，並通过管路(24)及方向控制阀(25、26)间接地连接到回流管(4)或控制压力管(3)上。
4.按照权利要求
3所述的控制装置，其特征在于，前置控制阀(19、20、21、22)和方向控制阀(25、26)可以在控制器(28)上通过电力控制线(27、29)来选择。
5.按照上述一项或多项权利要求
所述的控制装置其特征是，当控制系统在起始状态时，前置控制阀(19、20、21、22)的输入端通过管路(23、24)与回流管(4)连通。
6.按照上述一项或多项权利要求
所述的控制装置，其特征是，前置控制阀(19、20、21、22)最好由工作电磁铁电流在50毫安以下的电动-液压座阀组成。
7.按照上述一项或几项权利要求
所述的控制装置，其特征是，前置控制阀(19、20、21、22)包括一个带阀套(43)的多级阀杆(38)和一个双锥形阀塞(40)。
8.按照上述一项或几项权利要求
所述的控制装置，其特征是，由阀套(43)形成的，外径为D2的承受负载压力的环形面，大于外径为D1的靠在阀座(41)上的阀塞(40)的有效环形面。
9.按上述一项或几项权利要求
所述的控制装置，其特征是，阀塞(40)的阀座(42)上的外径为D3的有效环形面，大于阀杆(38)的阀套(43)上的外径为D2的有效环形面。
10.按上述一项或几项权利要求
所述的控制装置，其特征是，阀前室(49)通过连接孔(46)连到管路(24)上，阀室(50)通过连接孔(47)连到控制管路(18)上，弹簧室(51)通过连接孔(48)连到管路(23)上。
专利摘要
本发明涉及一种用真正安全的电动-液压阀同时起动若干液压装置的方法。这些液压装置(推力活塞传动装置5，6)通过方向控制阀连接到泵压管路和回流管路上。方向控制阀能够通过前置控制阀按规定的方式连接到控制压力管路上。前置控制阀是一种有工作电磁铁的无压阀，电磁铁电流在50毫安以下。前置控制阀与电动-液压方向控制阀串联后连接到控制压力管路上，同时前置控制阀被液压关闭。
文档编号E21D23/00GK86104688SQ86104688
公开日1987年3月11日 申请日期1986年7月8日
发明者维利·库塞尔, 迈克尔·迪特默斯, 沃特·维里克 申请人:维斯特法利亚制铁联合公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan