CN103038449B - 矿井工作面中的组合支架的控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在矿井工作面中的组合支架的控制装置。通过先导控制压力管路(13)的有选择的截止或打开，便可为主阀和先导阀分开地求得阀门组件的内部泄漏量。测量装置(20)可以是一个流动测量器或其它流量计，其设置在一个旁路中。通过对旁路中的止回阀(22)的设定，便可达到下述目的：回流管路(9)只有在超过一个极限压力的情况下才是通流的，而旁路则相反总是也就是即使在压力管路截止的情况下也是通流的。

Description

矿井工作面中的组合支架的控制装置及方法
技术领域
本发明涉及一种在矿井工作面中的组合支架的控制装置。
背景技术
这样一种控制装置已是众所周知的。
但这方面存在的问题是：无论是主阀还是先导阀都可能遭受到一种内部泄漏现象，特别在出现450巴的高压情况下。由于泄漏液流的高能量之故，所以它导致主阀和/或先导阀受损和功能减弱，从而会造成受液压支持的载荷的下降。
因此，人们试图及早识别出泄漏现象，但是，在主压力或主回流管路和回流压力或回流管路之间存在内部泄漏现象的情况下，是难以实现的。通过测声方法来获知这种泄漏现象的试验迄今都告失败，因为允许的噪声和特别是流动噪声是与不允许的流动噪声分不开的。
发明内容
本发明的任务在于：能够随时地并以很少的装置费用和人工费用识别出泄漏现象，而且能够随时和在现有的与正在运行的设备上识别出泄漏现象。
根据本发明，该任务一方面通过一种在矿井工作面中的组合支架的控制装置解决，其用于在回收支架、移动、安装方面操纵液压致动器，该控制装置包括：多个主阀，以用于将组合支架的致动器与一个主压力管路和一个主回流管路相连接；多个先导阀，这些先导阀分别配属给一个主阀以用于调整，并经过一个为所有先导阀所共用的先导控制压力管路而与主压力管路相连，并经过一个为主阀和先导阀所共用的回流管路而与主回流管路相连。根据本发明规定，先导控制压力 管路是能被截止的，并且回流管路是能被朝向主回流管路截止的并且能够与用于测量流出的液压液的测量装置相连接。
该任务另外一方面通过一种用于运行该控制装置的方法解决，其中首先将先导控制压力管路截止并且测量泄漏量得到第一测量值，并且将先导控制压力管路打开且测量泄漏量得到第二测量值，其中，第一测量值表明主阀的泄漏量，并且第一测量值和第二测量值之差则表明先导阀的泄漏量
这些解决方案是基于下述认识的：先导阀和主阀固然都是从一个共同的主压力管路出发以工作面的主压力加压，但仍然可通过根据本发明的装置措施以及方法步骤可实现对主阀和先导阀有差别的泄漏现象的获知。
用于测量泄出的液压液的测量装置的类型可以自由选择，重要的是应选择能够经受所出现的超过300巴的压力，但即使在很小的压力和流量的情况下也应能够实现一种至少是定性的测量。
此外，在一个优选的实施方式中，回流管路能够被如此被朝向主回流管路截止：主回流管路与回流管路的连通通过止回阀加以闭锁，该止回阀在从回流管路至主回流管路的流动方向上借助止回阀的止回弹簧的弹簧力克服回流管路的压力而被闭锁，其中，止回弹簧的弹簧力如此设定，使得当回流管路中的压力超过一个设定的极限压力时，止回阀才释放回流管路与主回流管路的连通，该极限压力设定成高于测量装置的工作压力。此外优选，在止回阀的上游设置支路以用于将泄漏液排放至测量装置，该支路为了回流管路和主回流管路之间的流通是常开的并且为了将泄漏液排放至测量装置则优选是可闭合的。该技术方案允许进行自动的泄漏测量，而不需要其它转换步骤，一当先导阀和主控制阀具有一种工作状态，在此工作状态下阻止与回流的连接。为此，止回阀的止回弹簧是如此设定的，使得可以实现压力的制约，这些压力一方面对于测量装置的运行，另一方面在回流管路中为了止回阀的打开和为了回流管路与主回流管路的连通，都是需要的。
此外优选，在止回阀的上游设置支路以用于将泄漏液排放至测量 装置，该支路为了回流管路和主回流管路之间的流通是常开的并且为了将泄漏液排放至测量装置则优选是可闭合的。在按标准配置存在的止回阀的上游存在支管以用于泄漏流排出至测量装置。当通往主回流管路的回流管路通过止回阀而自动地根据压力而被打开或闭锁的过程中，便可为泄漏流排出至测量装置而设定一次闭锁，借以顾及测量装置的运行特性。
此外，优选规定测量装置是一种流量计，该流量计设置在回流管路的一个与主回流管路相连的旁路中，该主回流管路与旁路的连通通过一个止回阀加以闭锁，该止回阀在从旁路至主回流管路的流动方向上借助于止回阀的止回弹簧的弹簧力克服旁路中的压力而被闭锁，其中，止回弹簧的弹簧力如此设定，使得只有当旁路中的压力小于或等于测量装置的工作压力、特别是测量装置所需的输出压力时，止回阀才会释放从旁路至主回流管路的连通。这具有如下优点：测量装置在控制装置的所有运行状态条件下都保持在运行中。测量装置的输出信号总是被测定，不过只能在这样的运行状态中作为泄漏测量加以处理，在这些运行状态中回流管路不由先导阀和主控制阀激活并且因而无压力地加以接通，从而应通过止回阀闭锁。这样便可实现泄漏测量的持续记录。在此可以认定：泄漏是否以非所期待的方式增大，以致导致出现故障，或者泄漏是否超过预定的极限值，以致需要对设备进行维修。
自动化是通过下述措施予以实现的：主回流管路与旁路的连通通过一个止回阀加以闭锁，该止回阀在从旁路至主回流管路的流动方向而通过一个止回弹簧加以关闭，该止回弹簧是远弱于回流管路中的止回阀的止回弹簧的。由此可达到下述目的：该通向主回流管路的旁路即使在小的压力下也是被打开的，在这些小的压力条件下通向主回流管路和液压箱的回流管路则仍然是被截止的。
由于流量计设置在回流管路的一个与主回流管路相连通的支路中，所以该流量计必须能够承受大的流量和/或防止面对大的和特别有冲击性的流量，但另一方面针对小的和极小的流量，在设备停产的情 况下仍能自动地和足够精确地做出反应。为此在旁路中设置流动阻力件、节流阀或节流板。
在市场上可购得多种构造和各种工作原理的流量计。静态的即容积式的流量计适用于极小泄漏量的探知。配有压力测量设备的液力流量计要求一个流速，但另一方面是很结实的，即使在压力冲击下也不受影响。
附图说明
下面将参照附图就几个实施例对本发明加以说明。在图1、图1A和图2中示出在矿井工作面中的组合支架的控制装置，以用于在组合支架(也称为掩护支架)的拆除、移动、安装方面操纵液压致动器1(图中示出的是一种液压缸/活塞单元)。下面的说明适用于所有的实施例，只要不明确指出实施例中的某一个。
具体实施方式
每个致动器都可以通过管路2和3而与主压力管路4和主回流管路5相连。主压力管路和主回流管路都延伸通过整个工作面，这就是说，全部组合支架都与这些管路按所示方式相连。为每个致动器配置了一个主阀6，该主阀控制着管路2和3与主压力管路和主回流管路的连接。为此，全部主阀6是经过压力管路8而与主压力管路4相连接并且经过回流管路9而与主回流管路5相连接。
主阀6为了操纵是通过先导阀7以液压方式得到先导控制的。为此，各先导阀由电子输入装置10通过图中未示出的磁体如此地加以操作的，使得各主阀可经过液压控制管路11、12按一个或另一个要求加以操作。为此，各先导阀也与主压力管路4和与主回流管路5相连，并且经过由压力管路8和先导控制压力管路13所组成的管路系与主压力管路4相连，并且经过由回流管路9和先导控制回流管路14所组成的管路系与主回流管路5相连接。通过先导阀，便可在液压控制管路11和12中调节出用于主阀的调整和保持所需的压力。
液压系统还配有止回阀和过滤器，在这里就不须全部加以说明了。
在对所有先导阀所共有的先导控制压力管路13中安装了一个过滤器17。该过滤器可以通过一个截止装置加以替换，该截止装置在这里是附带地作为可截止的截止阀18加以示出的。
针对图1：
在对于所有的阀即主阀和先导阀所共有的回流管路9中安装了一个支路阀19，通过该支路阀可以截断与主回流管路5的连接，又可以将回流管路与一个测量装置20连接起来。
但是，回流管路的截止也可以只通过止回阀21予以实现，在任何情况下都必须要有该止回阀，借以防止可能在主回流管路中形成的压力进入到回流管路9中。该止回阀21是通过一个止回弹簧24而受到偏压的，例如以一个相当于2巴的弹簧力所施的偏压。支路阀19是由一个在回流管路9中的一个三通T形件22所替代的，T形件具有用于泄漏流排泄的分支，使之流到测量装置20以实施对泄漏流的测量。这一点可从图1A的详示中看出。由于这种泄漏流排泄是没有压力的，所以止回阀21中的止回弹簧24的关闭力足以闭锁回流管路9和主回流管路5之间的连通。泄漏液也就不能回流到主回流管路5中，而是强制进入到测量装置20中。在支路中可以配置一个截止阀28，借以将泄漏液测量停下来。
测量装置例如可以是一个测量容器，利用此测量容器可以收集在一个时间单位内所产生的液压液泄漏量，并将之加以测量。
在此示出的全部的阀和管路，包括一个矿井保护系统的过滤器、止回阀等或矿井保护系统的一组致动器，最好都安置在一个钢块中。这一点迄今有碍于对这样一个钢块内部的泄漏液的确定，因为该钢块既与例如450巴压力的主压力管路相连，又与例如30巴压力的主回流管路相连，而且泄漏液流因此不会向外流出。利用本发明提出的附属装备则可以确定：是否存在不允许程度的内部泄漏；是否和在何种高度上将这些泄漏归之于先导阀或主阀。
为此，通过操作截止阀18或通过以一个(未示出的)截止元件替 换过滤器17的措施，首先将先导控制压力管路13加以截止。然后也将支路阀19加以转换，从而使回流管路9与主回流管路5的连接被截止，而代之以建立起与测量装置20的连接。在一个预定的时间单位内的泄漏液形成第一测量值。于是，再将先导控制压力管路打开，并将在相同时间单位内的泄漏液再次测量得到第二测量值。第一测量值只表示主阀的泄漏量，而第二测量值则表示整个系统的内部泄漏量，第一测量值和第二测量值之差则仅表示先导阀的泄漏量。若这两个测量值中的一个或它们之差超过了一个预定的限值，则整个设备就须停产，直到更换有关阀部件以排除泄漏现象为止。
针对图2：
在属于所有的阀即主阀和先导阀所共有的回流管路9中设置一个T形支路19，在此支路上连接有一个旁路27，该旁路连接至主回流管路5。旁路27包围着止回阀21。在旁路中接通了一个流量计作为测量装置20，以及安置了一个第二止回阀25。该止回阀25具有与止回阀21同一的流向，并防止可能在主回流管路中形成的压力进入旁路27中。该止回阀25当然通过止回弹簧26所受的偏压比起止回阀21借助止回弹簧24所受的偏压要弱得多，例如前者所受的偏压小到1巴，而后者所受偏压相当于2巴。在流量计上游配置了一个节流阀作为流动阻力件23。这样就可使旁路的流量及在流量计上游的压力限制在这样的程度上，使之对流量计是允许的，和作为流量损失对先导控制是可以承受的。不用节流阀或者附带地也可为旁路27配置一个截止阀28，该截止阀只为泄漏液测量而被打开—参看图1A。
利用图2所示的装备不仅可以获知是否存在不允许程度的泄漏现象，而且还可以获知：是否和在何种高度上将这种泄漏归因于先导阀或主阀。须注意的是，流量计20的输出信号作为电子信号是由控制装置10经过一个在图中未示出的线路而持续不断地测定的。但该控制装置还测定先导阀和主控制阀的工作状态。因此，控制装置可以测定：先导阀和主控制阀的一种工作状态是否被激活，在此工作状态下回流管路不应有向液压箱的回流观象。控制装置可将在这种工作状态下进 入的流量计20的输出信号作为泄漏信号处理。在此，先导控制压力管路13可通过对截止阀18的操作(或通过以一个未示出的截止元件替换过滤器17)加以截止。先导阀就是不以压力加载的，并处于其静止位置中。回流管路9能够独自地导引主控制阀的泄漏液流。该泄漏液流只产生很小的压力，该压力不足以克服止回弹簧24的弹簧力而打开止回阀21，但却足以克服止回弹簧26的弹簧力而打开旁路27中的止回阀25。回流管路9与主回流管路5的连通也就是经过测量装置/流量计20加以实现的。在此，主控制阀的泄漏量可以在一个预定的时间单位内求得。先导控制压力管路的截止阀18也可以被打开。于是，在同一时间单位内所产生的泄漏量则来自于先导阀和主控制阀的整个系统。第一测量值和第二测量值之差则仅表示先导阀的泄漏量。若这两个测量值中的一个或它们之差超过一个预定的限值，则整个设备就得通过控制装置10执行停产，例如更换有关的阀部件以达到消除泄漏现象的目的。
附图标记清单 
1  液压致动器，压力缸/活塞单元
2  管路
3  管路
4  主压力管路 
5  主回流管路 
6  主阀
7  先导阀
8  压力管路
9  回流管路
10 电子控制装置，输入装置
11 液压控制管路 
12 液压控制管路 
13 先导控制压力管路
14 先导控制回流管路
17 过滤器
18 截止阀
19 支路阀，支路 
20 测量容器、测量装置、流量计
21 止回阀
22 T形件
23 流动阻力件、节流阀、节流板
24 止回弹簧
25 止回阀
26 止回弹簧
27 旁路
28 截止阀

Claims (6)

1.一种在矿井工作面中的组合支架的控制装置，以用于在回收支架、移动、安装方面操纵液压致动器，该控制装置包括：多个主阀，以用于将组合支架的致动器与一个主压力管路和一个主回流管路相连接；多个先导阀，这些先导阀分别配属给一个主阀以用于调整，并经过一个为所有先导阀所共用的先导控制压力管路而与主压力管路相连，并经过一个为主阀和先导阀所共用的回流管路而与主回流管路相连，
其特征在于：
先导控制压力管路(13)是能被截止的，并且回流管路(9)是能被朝向主回流管路(5)截止的并且能够与用于测量流出的液压液的测量装置(20)相连接。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于：
回流管路(9)能够被如此朝向主回流管路(5)截止：主回流管路(5)与回流管路(9)的连通通过止回阀(21)加以闭锁，该止回阀在从回流管路(9)至主回流管路(5)的流动方向上借助于止回阀(21)的止回弹簧(24)的弹簧力克服回流管路(9)的压力而被闭锁，其中，止回弹簧(24)的弹簧力如此设定，使得当回流管路(9)中的压力超过一个设定的极限压力时，止回阀(21)才释放回流管路(9)与主回流管路(5)的连通，该极限压力设定成高于测量装置的工作压力。
3.按权利要求2所述的装置，其特征在于：
在止回阀(21)的上游设置支路(19)以用于将泄漏液排放至测量装置(20)，该支路为了回流管路(9)和主回流管路(5)之间的流通是常开的并且为了将泄漏液排放至测量装置(20)则可闭合的。
4.按权利要求1所述的装置，其特征在于：
测量装置(20)是一种流量计，该流量计设置在回流管路(9)的一个与主回流管路(5)相连的旁路(27)中，该主回流管路(5)与旁路(27)的连通通过一个止回阀(25)加以闭锁，该止回阀在从旁路(27)至主回流管路(5)的流动方向上借助于止回阀(25)的止回弹簧(26)的弹簧力克服旁路(27)中的压力而被闭锁，其中，止回弹簧(26)的弹簧力如此设定，使得只有当旁路(27)中的压力小于或等于测量装置的工作压力时，止回阀(25)才会释放从旁路(27)至主回流管路(5)的连通。
5.按权利要求4所述的装置，其特征在于：
在旁路中设置流动阻力件、节流阀或节流板(23)。
6.一种用于运行按权利要求1所述的装置的方法，其特征在于：
首先将先导控制压力管路(13)截止并且测量泄漏量得到第一测量值，并且将先导控制压力管路(13)打开且测量泄漏量得到第二测量值，其中，第一测量值表明主阀(6)的泄漏量，并且第一测量值和第二测量值之差则表明先导阀(7)的泄漏量。
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