CN102536921A - 一种卷缆马达系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷缆马达系统，该卷缆马达系统通过加装所述卸荷阀，提高了所述卷缆马达系统的卸荷能力，避免了因不能卸荷而造成的功率损失和系统发热，并通过加装所述蓄能器，既能够保压，维持所述卸荷阀的卸荷状态，同时当梭车启动时，所述蓄能器内的高压油液能够快速释放为系统供油，大大提高了电缆卷筒的启动速度，从而减少了因车辆启动较慢造成的电缆被车轮压住甚至损坏的现象。

Description

一种卷缆马达系统

技术领域

本发明涉及井下作业设备技术领域，特别涉及一种卷缆马达系统。

背景技术

在目前的井下作业过程中，梭车是一种较为常见的短途运煤车，该种梭车为由电缆传输的电力驱动，可双向驾驶。工作状态下，将电缆的一端固定，另一端连接于梭车的电缆滚筒上，电缆滚筒依靠卷缆马达驱动，前进时，卷缆马达在梭车牵引力作用下，自动放缆；后退时，卷缆马达自动将电缆卷起。

请参考图1，图1为现有技术中一种典型的卷缆马达系统的收缆工况下的液压原理图。

目前现有的自动卷缆马达系统，通常包括相互配合的卷缆马达11、溢流阀12、单向阀13、两位四通换向阀14、油泵15以及各相关连接管路。在实际工作中，当梭车后退，需要对电缆进行收卷作业时，两位四通换向阀14在其复位弹簧的作用下处于上端工作位置，此时油泵15输出的压力油经由两位四通换向阀14和单向阀13进入卷缆马达11，使得卷缆马达11正向进油并带动电缆卷筒旋转，从而完成对电缆的收卷作业，且在此收卷作业过程中，卷缆马达11的供油压力由溢流阀12控制。

请参考图2，图2为现有技术中一种典型的卷缆马达系统的放缆工况下的液压原理图。

在实际工作中，当梭车前进，需要对电缆进行放缆作业时，电缆在梭车牵引力的作用下从卷筒内拉出，使得卷缆马达11反向旋转，此时卷缆马达11以液压泵方式工作，卷缆马达11与单向阀13间的管路油压升高，使得两位四通换向阀14的控制压力升高，其阀芯在控制压力作用下压缩复位弹簧并换向至下端工作位置，此时由油泵15内排出的液压油经两位四通换向阀14直接回流至油箱内，由卷缆马达11内排出的液压油经溢流阀12回流至油箱。

然而，虽然上述现有的卷缆马达系统能够满足基本的卷缆和放缆工况的使用需要，但当梭车停止运行或前进放缆时，油泵内输出的油液经由高压溢流阀回流至油箱，造成了不必要的功率损失，并使液压系统的相关组件发热，影响液压元件的使用寿命。同时，电缆滚筒的启动较慢，梭车刚启动时，电缆滚筒的速度低于梭车的速度，极易压住电缆，甚至对电缆造成损坏。

因此，如何减少卷缆马达系统的功率损失，减小系统发热，并使其电缆卷筒的启动速度加快是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种卷缆马达系统，该卷缆马达系统的功率损失较少，系统发热较低，且其电缆卷筒的启动速度较快。

为解决上述技术问题，本发明提供一种卷缆马达系统，包括相互配合的卷缆马达、两位六通换向阀、卸荷阀、背压阀、蓄能器、油泵以及油箱，所述油泵与所述两位六通换向阀之间连接有第一主路，所述两位六通换向阀与所述卷缆马达之间连接有第二主路，所述卷缆马达与所述油箱间连接有第三主路，所述两位六通换向阀与所述蓄能器之间连接有第一分路；

所述第一主路与所述第三主路之间连接有第一支路，所述卸荷阀具体设置于所述第一支路上，且所述卸荷阀与所述蓄能器之间连接有第二分路，所述两位六通换向阀与所述第三主路之间连接有第二支路，所述背压阀具体设置于所述第二支路上；

当所述两位六通换向阀处于左端工作位置且所述卷缆马达正常工作时，所述第一主路、所述第二主路以及所述第三主路均连通，且所述第二支路断开，当所述卷缆马达停止工作时，所述第一分路和所述第二分路连通，当所述蓄能器的储液压力高于所述卸荷阀的调定压力时，所述卸荷阀开始工作，所述第一支路连通；

当所述两位六通换向阀处于右端工作位置且所述卷缆马达处于泵工况时，所述第二主路、所述第三主路、所述第一分路、所述第二分路、所述第一支路以及所述第二支路均连通，所述第一主路断开。

优选地，所述两位六通换向阀包括阀体，所述阀体的中部可滑动地设置有第一阀芯，所述第一阀芯的中部具有阀腔，所述阀腔内可滑动地设置有第二阀芯，所述第二阀芯的中部具有空腔；

所述阀体的左端具有与所述第一主路相连通的第一主油口，所述阀体的右端具有连通所述空腔与所述第二主路的第二主油口，所述第一阀芯的左端具有连通所述第一主油口与所述阀腔的第三主油口，所述第一主油口、所述第二主油口以及所述第三主油口的轴线的延伸方向与所述阀体的延伸方向相一致，且所述第三主油口的内侧具有与所述第二阀芯的左端相配合的止口；

所述第一阀芯的侧部具有与所述第一分路相连通的第一副油口，所述第二阀芯的侧部具有连通所述第一副油口与所述空腔的第二副油口，且所述第一副油口与所述第二副油口的轴线的延伸方向与所述阀体的径向相一致。

优选地，所述第一主油口的内侧与所述第一阀芯之间设置有第一复位装置，所述第一阀芯的右端的内侧与所述第二阀芯的右端之间设置有第二复位装置。

优选地，所述第一复位装置与所述第二复位装置均具体为复位弹簧。

优选地，所述止口具体为锥面止口，且所述第二阀芯的左端的外边沿处具有与所述止口相适配的锥形面。

相对上述背景技术，本发明所提供的卷缆马达系统，包括相互配合的卷缆马达、两位六通换向阀、卸荷阀、背压阀、蓄能器、油泵以及油箱，所述油泵与所述两位六通换向阀之间连接有第一主路，所述两位六通换向阀与所述卷缆马达之间连接有第二主路，所述卷缆马达与所述油箱间连接有第三主路，所述两位六通换向阀与所述蓄能器之间连接有第一分路；所述第一主路与所述第三主路之间连接有第一支路，所述卸荷阀具体设置于所述第一支路上，且所述卸荷阀与所述蓄能器之间连接有第二分路，所述两位六通换向阀与所述第三主路之间连接有第二支路，所述背压阀具体设置于所述第二支路上；当所述两位六通换向阀处于左端工作位置且所述卷缆马达正常工作时，所述第一主路、所述第二主路以及所述第三主路均连通，且所述第二支路断开，当所述卷缆马达停止工作时，所述第一分路和所述第二分路连通，当所述蓄能器的储液压力高于所述卸荷阀的调定压力时，所述卸荷阀开始工作，所述第一支路连通；当所述两位六通换向阀处于右端工作位置且所述卷缆马达处于泵工况时，所述第二主路、所述第三主路、所述第一分路、所述第二分路、所述第一支路以及所述第二支路均连通，所述第一主路断开。工作过程中，当梭车进行后退，需要对电缆进行收卷作业时，由所述油泵内输出的油液，经第一主路进入所述两位六通换向阀，此时所述两位六通换向阀处于左端工位，然后油液经过所述第二主路进入所述卷缆马达内，保证所述卷缆马达正常工作，以便完成相关的卷缆作业；当梭车停止移动时，由所述油泵内输出的油液，经所述第一主路进入所述两位六通换向阀，然后经过所述第一分路进入所述蓄能器内，当所述蓄能器内的油液压力达到所述卸荷阀的调定压力时，油液经所述第二分路和所述第一支路进入所述卸荷阀内，并通过所述卸荷阀回流至所述油箱内，以完成卸荷；当梭车前进，需要对电缆进行放缆作业时，电缆在梭车牵引力的作用下由电缆卷筒内拉出，所述卷缆马达在所述电缆卷筒的作用下反转，此时所述卷缆马达转为泵工况，油液由所述卷缆马达经所述第二主路进入所述两位六通换向阀，此时所述两位六通换向阀处于右端工位，且所述蓄能器的油液被封死，所述蓄能器内的油液压力保持不变，所述卸荷阀保持卸荷状态，此时油液经所述第二支路进入所述背压阀，并通过所述背压阀回流至所述油箱内。该卷缆马达系统通过加装所述卸荷阀，提高了所述卷缆马达系统的卸荷能力，避免了因不能卸荷而造成的功率损失和系统发热，并通过加装所述蓄能器，既能够保压，维持所述卸荷阀的卸荷状态，同时当梭车启动时，所述蓄能器内的高压油液能够快速释放为系统供油，大大提高了电缆卷筒的启动速度，从而减少了因车辆启动较慢造成的电缆被车轮压住甚至损坏的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种典型的卷缆马达系统的收缆工况下的液压原理图；

图2为现有技术中一种典型的卷缆马达系统的放缆工况下的液压原理图；

图3为本发明一种具体实施方式所提供的卷缆马达系统的收缆工况下的液压原理图；

图4为本发明一种具体实施方式所提供的卷缆马达系统的放缆工况下的液压原理图；

图5为图3中两位六通换向阀的结构剖视图；

图6为图4中两位六通换向阀的结构剖视图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种卷缆马达系统，该卷缆马达系统的功率损失较少，系统发热较低，且其电缆卷筒的启动速度较快。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图3和图4，图3为本发明一种具体实施方式所提供的卷缆马达系统的收缆工况下的液压原理图；图4为本发明一种具体实施方式所提供的卷缆马达系统的放缆工况下的液压原理图。

在具体实施方式中，本发明所提供的卷缆马达系统，包括相互配合的卷缆马达21、两位六通换向阀22、卸荷阀23、背压阀24、蓄能器25、油泵26以及油箱27，油泵26与两位六通换向阀22之间连接有第一主路31，两位六通换向阀22与卷缆马达21之间连接有第二主路32，卷缆马达21与油箱27间连接有第三主路33，两位六通换向阀22与蓄能器25之间连接有第一分路34；第一主路31与第三主路33之间连接有第一支路36，卸荷阀23具体设置于第一支路36上，且卸荷阀23与蓄能器25之间连接有第二分路35，两位六通换向阀22与第三主路33之间连接有第二支路37，背压阀24具体设置于第二支路37上；当两位六通换向阀22处于左端工作位置且卷缆马达21正常工作时，第一主路31、第二主路32以及第三主路33均连通，且第二支路37断开，当卷缆马达21停止工作时，第一分路34和第二分路35连通，当蓄能器25的储液压力高于卸荷阀23的调定压力时，卸荷阀23开始工作，第一支路36连通；当两位六通换向阀22处于右端工作位置且卷缆马达21处于泵工况时，第二主路32、第三主路33、第一分路34、第二分路35、第一支路36以及第二支路37均连通，第一主路31断开。工作过程中，当梭车进行后退，需要对电缆进行收卷作业时，由油泵26内输出的油液，经第一主路31进入两位六通换向阀22，此时两位六通换向阀22处于左端工位，然后油液经过第二主路32进入卷缆马达21内，保证卷缆马达21正常工作，以便完成相关的卷缆作业；当梭车停止移动时，由油泵26内输出的油液，经第一主路31进入两位六通换向阀22，然后经过第一分路34进入蓄能器25内，当蓄能器25内的油液压力达到卸荷阀23的调定压力时，油液经第二分路35和第一支路36进入卸荷阀23内，并通过卸荷阀23回流至油箱27内，以完成卸荷；当梭车前进，需要对电缆进行放缆作业时，电缆在梭车牵引力的作用下由电缆卷筒内拉出，卷缆马达21在所述电缆卷筒的作用下反转，此时卷缆马达21转为泵工况，油液由卷缆马达21经第二主路32进入两位六通换向阀22，此时两位六通换向阀22处于右端工位，且蓄能器25的油液被封死，蓄能器25内的油液压力保持不变，卸荷阀23保持卸荷状态，此时油液经第二支路37进入背压阀24，并通过背压阀24回流至油箱27内。该卷缆马达系统通过加装卸荷阀23，提高了所述卷缆马达系统的卸荷能力，避免了因不能卸荷而造成的功率损失和系统发热，并通过加装蓄能器25，既能够保压，维持卸荷阀23的卸荷状态，同时当梭车启动时，蓄能器25内的高压油液能够快速释放为系统供油，大大提高了电缆卷筒的启动速度，从而减少了因车辆启动较慢造成的电缆被车轮压住甚至损坏的现象。

请参考图5和图6，图5为图3中两位六通换向阀的结构剖视图；图6为图4中两位六通换向阀的结构剖视图。

进一步地，所述两位六通换向阀包括阀体41，阀体41的中部可滑动地设置有第一阀芯42，第一阀芯42的中部具有阀腔421，阀腔421内可滑动地设置有第二阀芯43，第二阀芯43的中部具有空腔431；阀体41的左端具有与第一主路31相连通的第一主油口411，阀体41的右端具有连通空腔431与第二主路32的第二主油口412，第一阀芯42的左端具有连通第一主油口411与阀腔421的第三主油口422，第一主油口411、第二主油口412以及第三主油口422的轴线的延伸方向与阀体41的延伸方向相一致，且第三主油口422的内侧具有与第二阀芯43的左端相配合的止口423；第一阀芯42的侧部具有与第一分路34相连通的第一副油口424，第二阀芯43的侧部具有连通第一副油口424与空腔431的第二副油口432，且第一副油口424与第二副油口432的轴线的延伸方向与阀体41的径向相一致。当所述卷缆马达系统处于卷缆工况时，所述两位六通换向阀处于左端工位，此时，由第一主油口411进入的油液经第三主油口422进入阀腔421内，并通过第二副油口432进入空腔431，然后通过第二主油口412进入第二主路32，并最终流入卷缆马达21内，当梭车停止时，油液经第一副油口424进入第一分路34，并最终流入蓄能器25；当卷缆马达21转入泵工况时，所述两位六通换向阀处于右端工位，此时，第二阀芯42左移，第二阀芯42的左端与止口423紧密贴合，以将第三主油口422密封，第二主油口412的内侧与第一阀芯42之间形成可容纳油液通过的临时油口52，油液由第二主油口412进入阀体41后，经由临时油口52进入第二支路37，然后进入背压阀24内，并通过背压阀24回流至油箱27内。所述两位六通换向阀具有高度集成结构，无需多个液压阀协同作业，结构简单，便于加工制造，且其加工成本较低，从而使得所述卷缆马达系统的整体制造成本得以相应降低。

具体地，第一主油口411的内侧与第一阀芯42之间设置有第一复位装置44，第一阀芯42的右端的内侧与第二阀芯43的右端之间设置有第二复位装置45。第一复位装置44与第二复位装置45能够进一步提高第一阀芯42以及第二阀芯43及其相关结构间的调整效率，并使其整个结构配合更加灵活高效，从而使得所述两位六通换向阀的整体使用性能得以相应提高。

更具体地，第一复位装置44与第二复位装置45均具体为复位弹簧。该种复位弹簧的制造成本较低，且其对周围相关部件的结构影响较小，从而使得所述两位六通换向阀的整体制造成本及其结构稳定性得以相应提高。

当然，上述第一复位装置44和第二复位装置45具体为复位弹簧仅为优选方案，只要是能够满足所述卷缆马达系统的实际使用需要均可。

另一方面，止口423具体为锥面止口，且第二阀芯43的左端的外边沿处具有与止口423相适配的锥形面。具有该种锥面配合结构的止口423以及阀芯43能够更好地紧密贴合，从而使得第三主油口422的密封效果更好。

综上可知，本发明中提供的卷缆马达系统，包括相互配合的卷缆马达、两位六通换向阀、卸荷阀、背压阀、蓄能器、油泵以及油箱，所述油泵与所述两位六通换向阀之间连接有第一主路，所述两位六通换向阀与所述卷缆马达之间连接有第二主路，所述卷缆马达与所述油箱间连接有第三主路，所述两位六通换向阀与所述蓄能器之间连接有第一分路；所述第一主路与所述第三主路之间连接有第一支路，所述卸荷阀具体设置于所述第一支路上，且所述卸荷阀与所述蓄能器之间连接有第二分路，所述两位六通换向阀与所述第三主路之间连接有第二支路，所述背压阀具体设置于所述第二支路上；当所述两位六通换向阀处于左端工作位置且所述卷缆马达正常工作时，所述第一主路、所述第二主路以及所述第三主路均连通，且所述第二支路断开，当所述卷缆马达停止工作时，所述第一分路和所述第二分路连通，当所述蓄能器的储液压力高于所述卸荷阀的调定压力时，所述卸荷阀开始工作，所述第一支路连通；当所述两位六通换向阀处于右端工作位置且所述卷缆马达处于泵工况时，所述第二主路、所述第三主路、所述第一分路、所述第二分路、所述第一支路以及所述第二支路均连通，所述第一主路断开。工作过程中，当梭车进行后退，需要对电缆进行收卷作业时，由所述油泵内输出的油液，经第一主路进入所述两位六通换向阀，此时所述两位六通换向阀处于左端工位，然后油液经过所述第二主路进入所述卷缆马达内，保证所述卷缆马达正常工作，以便完成相关的卷缆作业；当梭车停止移动时，由所述油泵内输出的油液，经所述第一主路进入所述两位六通换向阀，然后经过所述第一分路进入所述蓄能器内，当所述蓄能器内的油液压力达到所述卸荷阀的调定压力时，油液经所述第二分路和所述第一支路进入所述卸荷阀内，并通过所述卸荷阀回流至所述油箱内，以完成卸荷；当梭车前进，需要对电缆进行放缆作业时，电缆在梭车牵引力的作用下由电缆卷筒内拉出，所述卷缆马达在所述电缆卷筒的作用下反转，此时所述卷缆马达转为泵工况，油液由所述卷缆马达经所述第二主路进入所述两位六通换向阀，此时所述两位六通换向阀处于右端工位，且所述蓄能器的油液被封死，所述蓄能器内的油液压力保持不变，所述卸荷阀保持卸荷状态，此时油液经所述第二支路进入所述背压阀，并通过所述背压阀回流至所述油箱内。该卷缆马达系统通过加装所述卸荷阀，提高了所述卷缆马达系统的卸荷能力，避免了因不能卸荷而造成的功率损失和系统发热，并通过加装所述蓄能器，既能够保压，维持所述卸荷阀的卸荷状态，同时当梭车启动时，所述蓄能器内的高压油液能够快速释放为系统供油，大大提高了电缆卷筒的启动速度，从而减少了因车辆启动较慢造成的电缆被车轮压住甚至损坏的现象。

以上对本发明所提供的卷缆马达系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种卷缆马达系统，其特征在于：包括相互配合的卷缆马达、两位六通换向阀、卸荷阀、背压阀、蓄能器、油泵以及油箱，所述油泵与所述两位六通换向阀之间连接有第一主路，所述两位六通换向阀与所述卷缆马达之间连接有第二主路，所述卷缆马达与所述油箱间连接有第三主路，所述两位六通换向阀与所述蓄能器之间连接有第一分路；

所述第一主路与所述第三主路之间连接有第一支路，所述卸荷阀具体设置于所述第一支路上，且所述卸荷阀与所述蓄能器之间连接有第二分路，所述两位六通换向阀与所述第三主路之间连接有第二支路，所述背压阀具体设置于所述第二支路上；

当所述两位六通换向阀处于左端工作位置且所述卷缆马达正常工作时，所述第一主路、所述第二主路以及所述第三主路均连通，且所述第二支路断开，当所述卷缆马达停止工作时，所述第一分路和所述第二分路连通，当所述蓄能器的储液压力高于所述卸荷阀的调定压力时，所述卸荷阀开始工作，所述第一支路连通；

当所述两位六通换向阀处于右端工作位置且所述卷缆马达处于泵工况时，所述第二主路、所述第三主路、所述第一分路、所述第二分路、所述第一支路以及所述第二支路均连通，所述第一主路断开。

2.如权利要求1所述的卷缆马达系统，其特征在于：所述两位六通换向阀包括阀体，所述阀体的中部可滑动地设置有第一阀芯，所述第一阀芯的中部具有阀腔，所述阀腔内可滑动地设置有第二阀芯，所述第二阀芯的中部具有空腔；

所述阀体的左端具有与所述第一主路相连通的第一主油口，所述阀体的右端具有连通所述空腔与所述第二主路的第二主油口，所述第一阀芯的左端具有连通所述第一主油口与所述阀腔的第三主油口，所述第一主油口、所述第二主油口以及所述第三主油口的轴线的延伸方向与所述阀体的延伸方向相一致，且所述第三主油口的内侧具有与所述第二阀芯的左端相配合的止口；

所述第一阀芯的侧部具有与所述第一分路相连通的第一副油口，所述第二阀芯的侧部具有连通所述第一副油口与所述空腔的第二副油口，且所述第一副油口与所述第二副油口的轴线的延伸方向与所述阀体的径向相一致。

3.如权利要求2所述的卷缆马达系统，其特征在于：所述第一主油口的内侧与所述第一阀芯之间设置有第一复位装置，所述第一阀芯的右端的内侧与所述第二阀芯的右端之间设置有第二复位装置。

4.如权利要求3所述的卷缆马达系统，其特征在于：所述第一复位装置与所述第二复位装置均具体为复位弹簧。

5.如权利要求2所述的卷缆马达装置，其特征在于：所述止口具体为锥面止口，且所述第二阀芯的左端的外边沿处具有与所述止口相适配的锥形面。

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