CN103029174A - 煤矿井下水切割机的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了煤矿井下水切割机的控制系统，油箱（1）连通液压泵（4），液压泵（4）连通第二液控换向阀（9），第二液控换向阀（9）分别连通双作用增压缸（26）的左油腔和右油腔，左油腔和右油腔内分别安装第一顶杆柱塞阀（14）、第二顶杆柱塞阀（15），第二顶杆柱塞阀（15）连通第一液控换向阀（8），第一顶杆柱塞阀（14）连通第一液控换向阀（8），第一液控换向阀（8）连通液压泵（4），双作用增压缸（26）的左水腔和右水腔分别连通蓄能器（23）和水泵（22），整体形成控制系统。本发明整机操作不产生电火花或其它火花，可以使用在采矿、消防抢救、防爆等场合，特别适合煤矿井下切割操作。

Description

煤矿井下水切割机的控制系统

技术领域

    本发明涉及水切割机，具体涉及一种煤矿井下水切割机的控制系统。

技术背景

自第一套商业化加砂水刀切割机被用于切割汽车玻璃以来，随着科学技术的发展以及材料切割加工的某些特殊需求，水切割技术的应用领域迅速拓展。水切割机利用高压水射流对材料进行切割，属于冷态切割，直接利用加砂水射流的动能对金属进行切削而达到切割目的，切割过程中无化学变化，具有对切割材质理化性能无影响、无热变形、切缝窄、精度高、切面光洁、清洁无污染等优点。水切割机是目前在世界上最高产能的一种机器，能够切割几乎任何材料，除了可以加工常用的金属（复合）材料外，还可加工用传统加工方法无法加工或难以加工的材料，如玻璃、陶瓷、复合材料、反光材料、化纤、热敏感材料等。水切割不会产生有害的气体或液体，不会在工件表面产生热量，具有多功能、高效率等特点，是绿色环保型切割加工的典范。

水切割机利用高压（300~450MPa）加石榴砂的水射流以高速（约300m/s）直接从砂管中射出到被加工的材料以达到切割目的。高压水射流由增压缸的连续往复运动来实现，水刀主要零件为宝石喷嘴（直径0.25~0.33mm）。

目前，国内外数控水切割机床的研究与制造已基本处于成熟阶段，其应用范围涵盖各个领域的材料切割。但在一些特殊场合，因水切割机床为固定设备，对无法搬运的材料难以进行切割加工，如采矿、消防抢救、防爆等领域。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种煤矿井下水切割机的控制系统，水切割机便携式，能满足对无法搬运的材料进行切割加工，整机操作不产生电火花或其它火花，可以使用在采矿、消防抢救、防爆等场合，特别适合煤矿井下切割操作。

本发明的技术解决方案是：该水切割机包括水切割刀具和控制系统，水切割刀具连接控制系统，整体构成水切割机；其特征是：所述的控制系统包括油箱、第一滤油器、第二滤油器、液压泵、减压阀、先导式溢流阀、第一单向阀、第一液控换向阀、第二液控换向阀、第二单向阀、第一调速阀、第二调速阀、第三单向阀、第一顶杆柱塞阀、第二顶杆柱塞阀、第一液压油管、第二液压油管、第四单向阀、第五单向阀、第六单向阀、第七单向阀、水泵、蓄能器和双作用增压缸，油箱经第一滤油器连通液压泵，液压泵分别连通先导式溢流阀和第二液控换向阀，先导式溢流阀分别连通第二滤油器和第二液控换向阀，第二液控换向阀经第二单向阀、第一调速阀连通双作用增压缸的左油腔，第二液控换向阀经第二调速阀、第三单向阀连通双作用增压缸的右油腔，双作用增压缸的左油腔内安装第一顶杆柱塞阀，双作用增压缸的右油腔内安装第二顶杆柱塞阀，第二顶杆柱塞阀经第一液压油管连通第一液控换向阀，第一顶杆柱塞阀经第二液压油管连通第一液控换向阀，第一液控换向阀经第一单向阀、减压阀连通液压泵，第一液控换向阀连通第二液控换向阀，双作用增压缸的左水腔经第四单向阀连通蓄能器，双作用增压缸的左水腔经第六单向阀连通水泵，双作用增压缸的右水腔经第五单向阀连通蓄能器，双作用增压缸的右水腔第七单向阀连通水泵，整体形成控制系统。

其中，蓄能器上安装压力表和安全阀。

本发明结构简单，重量轻，携带方便，操作简单，工作效率高。

附图说明

图1为本发明的控制系统原理图。

图中：1油箱，2第一滤油器，3第二滤油器，4液压泵，5减压阀，6先导式溢流阀，7第一单向阀，8第一液控换向阀，9第二液控换向阀，10第二单向阀，11第一调速阀，12第二调速阀，13第三单向阀，14第一顶杆柱塞阀，15第二顶杆柱塞阀，16第一液压油管，17第二液压油管，18第四单向阀，19第五单向阀，20第六单向阀，21第七单向阀，22水泵，23蓄能器，24压力表，25安全阀，26双作用增压缸。

具体实施方式

如图1所示，该水切割机包括水切割刀具和控制系统，水切割刀具连接控制系统，整体构成水切割机；其特征是：所述的控制系统包括油箱1、第一滤油器2、第二滤油器3、液压泵4、减压阀5、先导式溢流阀6、第一单向阀7、第一液控换向阀8、第二液控换向阀9、第二单向阀10、第一调速阀11、第二调速阀12、第三单向阀13、第一顶杆柱塞阀14、第二顶杆柱塞阀15、第一液压油管16、第二液压油管17、第四单向阀18、第五单向阀19、第六单向阀20、第七单向阀21、水泵22、蓄能器23和双作用增压缸26，油箱1经第一滤油器2连通液压泵4，液压泵4分别连通先导式溢流阀6和第二液控换向阀9，先导式溢流阀6分别连通第二滤油器3和第二液控换向阀9，第二液控换向阀9经第二单向阀10、第一调速阀11连通双作用增压缸26的左油腔，第二液控换向阀9经第二调速阀12、第三单向阀13连通双作用增压缸26的右油腔，双作用增压缸26的左油腔内安装第一顶杆柱塞阀14，双作用增压缸26的右油腔内安装第二顶杆柱塞阀15，第二顶杆柱塞阀15经第一液压油管16连通第一液控换向阀8，第一顶杆柱塞阀14经第二液压油管17连通第一液控换向阀8，第一液控换向阀8经第一单向阀7、减压阀5连通液压泵4，第一液控换向阀8连通第二液控换向阀9，双作用增压缸26的左水腔经第四单向阀18连通蓄能器23，双作用增压缸26的左水腔经第六单向阀20连通水泵22，双作用增压缸26的右水腔经第五单向阀19连通蓄能器23，双作用增压缸26的右水腔第七单向阀21连通水泵22，整体形成控制系统。

其中，蓄能器23上安装压力表24和安全阀25。

安装时，蓄能器23连接水切割刀具，安全阀25上接软管通下水道，水泵22连通蓄水池；工作时，打开水切割刀具，启动驱动水泵22的内燃机马达M，为防止内燃机的废气火花排到空气环境中，将内燃机马达M的排烟口接入水中消除火花，将蓄水池中的水经过第六单向阀20、第七单向阀21分别压入双作用增压缸26的左水腔和右水腔并持续充满，左水腔和右水腔分别经过第四单向阀18、第五单向阀19进入水切割刀具并从刀具出口大流量流出；关闭水切割刀具，启动驱动液压泵4的内燃机马达M，为防止内燃机的废气火花排到空气环境中，将内燃机马达M的排烟口接入水中消除火花，液压泵4经过第一滤油器2从油箱1中吸油，第二液控换向阀9在右端弹簧作用下，初始处于左位接入状态，液压油经过第二液控换向阀9左位并经过第二单向阀10进入双作用增压缸26的左油腔推动活塞向右运动并将右水腔的低压水加压成高压水经第五单向阀19压入连接水切割刀具的管道并储存在蓄能器23中，蓄能器23调节水切割压力波动，此时，双作用增压缸26左水腔被水泵22压入低压水并充满；双作用增压缸26的右油腔的液压油经过第二调速阀12并经过第二液控换向阀9的左位经过第二滤油器3进入油箱1，第二调速阀12调节双作用增压缸的运动速度；当双作用增压缸26的活塞碰到右端的第二顶杆柱塞阀15的顶杆时，顶杆推动柱塞向右移动并挤压第一液压油管16中的高粘度液压油使第一液控换向阀8换位到右位接入状态，液压泵4的液压油经过减压阀5并经第一单向阀7经第一液控换向阀8右位进入第二液控换向阀9的右端推动第二液控换向阀9换位到右位接入状态，此时液压泵4的液压油经过第二液控换向阀9右位并经过第三单向阀13进入双作用增压缸26的右油腔推动活塞向左运动并将双作用增压缸26左水腔的低压水加压成高压水经第四单向阀18压入连接水切割刀具的管道并储存在蓄能器23中，蓄能器23起到调节水切割时压力波动的作用，此时，双作用增压缸26右水腔被水泵22压入低压水并充满；双作用增压缸26的左油腔的液压油经过第一调速阀11并经过第二液控换向阀9的右位经第二滤油器3进入油箱1，第一调速阀11调节双作用增压缸26的运动速度；当双作用增压缸26的活塞碰到左端的第一顶杆柱塞阀14的顶杆时，顶杆推动柱塞向左移动并挤压第二液压油管管17中的高粘度液压油使第一液控换向阀8换位到左位接入状态，液压泵4的液压油经过减压阀5并经第一单向阀7经第一液控换向阀8左位进入第二液控换向阀9的左端推动第二液控换向阀9换位到左位接入状态，进入下一个动作循环；无论双作用增压缸26左右移动，蓄能器23总是被压入高压水并起到调节水切割时压力波动的作用；高压水在加砂后接到水切割刀具，水切割刀具出口的高压水射流对相关材料进行切割加工；在蓄能器23上安装压力表24读出压力示数，在蓄能器23上安装安全阀25保证蓄能器23在安全压力下工作，安全阀25的出口接软管通下水道避免高压水伤及附近人员和装置。

Claims (2)

1.煤矿井下水切割机的控制系统，该水切割机包括水切割刀具和控制系统，水切割刀具连接控制系统，整体构成水切割机；其特征是：所述控制系统包括油箱（1）、第一滤油器（2）、第二滤油器（3）、液压泵（4）、减压阀（5）、先导式溢流阀（6）、第一单向阀（7）、第一液控换向阀（8）、第二液控换向阀（9）、第二单向阀（10）、第一调速阀（11）、第二调速阀（12）、第三单向阀（13）、第一顶杆柱塞阀（14）、第二顶杆柱塞阀（15）、第一液压油管（16）、第二液压油管（17）、第四单向阀（18）、第五单向阀（19）、第六单向阀（20）、第七单向阀（21）、水泵（22）、蓄能器（23）和双作用增压缸（26），油箱（1）经第一滤油器（2）连通液压泵（4），液压泵（4）分别连通先导式溢流阀（6）和第二液控换向阀（9），先导式溢流阀（6）分别连通第二滤油器（3）和第二液控换向阀（9），第二液控换向阀（9）经第二单向阀（10）、第一调速阀（11）连通双作用增压缸（26）的左油腔，第二液控换向阀（9）经第二调速阀（12）、第三单向阀（13）连通双作用增压缸（26）的右油腔，双作用增压缸（26）的左油腔内安装第一顶杆柱塞阀（14），双作用增压缸（26）的右油腔内安装第二顶杆柱塞阀（15），第二顶杆柱塞阀（15）经第一液压油管（16）连通第一液控换向阀（8），第一顶杆柱塞阀（14）经第二液压油管（17）连通第一液控换向阀（8），第一液控换向阀（8）经第一单向阀（7）、减压阀（5）连通液压泵（4），第一液控换向阀（8）连通第二液控换向阀（9），双作用增压缸（26）的左水腔经第四单向阀（18）连通蓄能器（23），双作用增压缸（26）的左水腔经第六单向阀（20）连通水泵（22），双作用增压缸（26）右水腔经第五单向阀（19）连通蓄能器（23），双作用增压缸（26）的右水腔第七单向阀（21）连通水泵（22），整体形成控制系统。

2. 根据权利要求1所述的煤矿井下水切割机的控制系统，其特征是：其中，蓄能器（23）上安装压力表（24）和安全阀（25）。

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