CN103591061B - 一种全液控防爆行走驱动液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全液控防爆行走驱动液压系统，包括液压泵、三位六通手动换向阀、三个液动换向阀、两个闸阀液压缸、两个驱动液压缸、两个单向节流阀、两个单向顺序阀、两个平衡阀、两个液控单向阀、两个顺序阀，一个手动换向阀；液压泵通过高压滤油器与三位六通手动换向阀连通，手动换向阀通过液动换向阀Ⅱ连接平衡阀Ⅰ中的单向阀，并通过油管与闸阀液压缸Ⅰ的进液口连接；液动换向阀Ⅲ与液控单向阀Ⅰ、液控单向阀Ⅱ连接，驱动液压缸Ⅰ的出液口经手动换向阀与驱动液压缸Ⅱ的进液口相连。通过两个驱动液压缸交替动作分别驱动设备和闸阀运行，实现迈步行走，整个液压系统中的阀均采用手动阀或液动阀，使其具有良好的防爆性能。

Description

一种全液控防爆行走驱动液压系统

技术领域

本发明涉及一种行走驱动液压系统；尤其是管道内行走和采用轨道行走的液压系统。

背景技术

行走驱动机构是机械设备连续运行的重要组成部分，常见的行走机构采用的驱动方式有：电器驱动、机械驱动和液压驱动。采用液压驱动的行走机构具有驱动力大、易于调节且调节范围大、体积小、结构紧促，同时可与其它传动方式相结合，实现复合传动。采用液压驱动的行走机构可以通过提高系统的压力来提高输出功率，且只受到机械强度和密封技术的影响.在较大的后坐力和冲击振动的工况，如不采用液压系统，机械结构的变形和损坏的几率大大提高。

液压驱动行走机构，主要三种形式：一是采用液压泵驱动高速马达，同时通过减速箱减速。这种形式主要缺点是体积较大，导致机械设备的灵活性和适用性差；二是采用液压泵直接驱动低速大扭矩进行行走，这为目前的工程机械所广泛采用，当液压马达的价格昂贵，且可靠性较低；三是采用液压泵驱动液压缸进行行走，这种行走方式驱动力大。

对于某些特殊工况，如管道内行走和煤矿井下单轨道行走，对行走驱动系统的防爆性能有着非常严格的要求。煤矿井下始终存在一定数量的瓦斯，瓦斯具有较强的扩散性，一旦从巷道中某处涌出，会迅速扩散到附近，使电器元件的使用存在一定的危险性，必须进行防爆处理并获得煤矿安全证书方可使用。管道内设备如除尘设备，在管道内形成了近似半密封的容积，也需要系统具有一定的防爆性能。本发明的全液控防爆液压驱动系统正好为这一问题提高一个良好的解决方案。

同时为充分利用液压传动的优势，避免其行走过程中的不足，如发热、冲击等问题成为一项比较紧迫的任务，这也是本发明所要解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种全液控防爆行走驱动液压系统，利用液压力和弹簧力实现自动控制，实现驱动液压缸的迈步行走，同时具有良好的防爆性能。改变驱动液压缸的串并联可以实现快速、慢速两种行走速度，闸阀液压缸液压力和驱动液压缸液压力互不干扰，对外负载的适应性强。采用顺序阀控制液控单向阀代替单向顺序阀实现闸阀液压缸和驱动液压缸的交替动作，有效抑制高压下的温升，大大提高液压系统的工作时间。

本发明解决技术问题采用如下方案：

一种全液控防爆行走驱动液压系统，包括：液压泵、高压过滤器、三位六通手动换向阀、三个液动换向阀、两个闸阀液压缸、两个驱动液压缸、两个单向节流阀、两个单向顺序阀、两个平衡阀、两个液控单向阀、两个顺序阀，一个二位四通手动换向阀，一个溢流阀，其特征在于：

所述液压泵通过高压滤油器与三位六通手动换向阀连通，所述三位六通手动换向阀通过液动换向阀Ⅱ连接平衡阀Ⅰ中的单向阀，并通过油管与闸阀液压缸Ⅰ的进液口连接，所述闸阀液压缸Ⅰ的出液口通过油管连接平衡阀Ⅱ中的顺序阀，所述平衡阀Ⅱ连接液动换向阀Ⅱ，并接至油箱；液动换向阀Ⅲ与液控单向阀Ⅰ、液控单向阀Ⅱ连接，液控单向阀Ⅰ与驱动液压缸Ⅰ的进液口连接，液控单向阀Ⅱ与驱动液压缸Ⅱ的进液口连接，所述驱动液压缸Ⅰ的出液口经二位四通手动换向阀与驱动液压缸Ⅱ的进液口相连。

在闸阀液压缸Ⅱ与液控单向阀Ⅰ之间连接有顺序阀Ⅰ，在闸阀液压缸Ⅱ与液控单向阀Ⅱ之间连接有顺序阀Ⅱ。

所述所有液压元件均为液压力控制和手动控制，实现自动迈步行走；

所述两个闸阀液压缸一个伸出、一个缩回，动作相反，使两个闸阀总是处于一个开启、一个锁紧的状态；

所述两个驱动液压缸活塞杆一个伸出，驱动机械设备前进，一个活塞杆缩回，驱动闸阀前进；

所述单向顺序阀在达到指定压力时开启驱动液动换向阀换向，换向阀驱动液动换向阀换向，从而实现主油路的自动换向；

所述平衡阀Ⅰ和平衡阀Ⅱ隔开闸阀液压缸压力和驱动液压缸压力，由此可实现多种行走压力；

所述单向节流阀Ⅰ和单向节流阀Ⅱ在不影响控制单向顺序阀Ⅰ和单向顺序阀Ⅱ开启的情况，可根据需要调节顺序阀关闭时间，保证液动换向阀Ⅰ换向；

所述顺序阀控制液控单向阀的开启，有效避免系统发热。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明设计出一种全液控防爆行走驱动液压系统，相比与其它行走驱动液压系统，有如下优势：一是采用液压缸作为行走驱动力来源，相比于液压马达，具有驱动力大、可靠性高、价格便宜的特点。二是所有液压控制元件均采用液压力控制，无须电器元件，具有良好的防爆性能，能应用于煤矿井下和管道内行走驱动机构。三是采用顺序阀控制液控单向阀的开启实现驱动液压缸油路的通断，相比于采用单向顺序阀，能有效抑制液压油的温升，从而大大的延长液压系统的工作时间。四是采用双向平衡阀隔开闸阀液压缸压力和驱动液压缸压力，使行走驱动力的变化范围较大。

附图说明

图1为本发明单轨吊行走驱动机械机构的示意图。

图1中：100.闸阀；50a、50b.驱动液压缸；600.机械设备。

图2为全液控防爆行走驱动液压系统原理图。

图2中：1.液压泵；2.溢流阀；3.高压过滤器；4.三位六通手动换向阀；5.液动换向阀Ⅰ；6.液动换向阀Ⅱ；10.液动换向阀Ⅲ；7a.平衡阀Ⅰ；7b.平衡阀Ⅱ；8a.单向节流阀Ⅰ；8b.单向节流阀Ⅱ；9a.单向顺序阀Ⅰ；9b.单向顺序阀Ⅱ；11a.顺序阀Ⅰ；11b.顺序阀Ⅱ；12a.液控单向阀Ⅰ；12b.液控单向阀Ⅱ；13.二位四通手动换向阀；14.油箱；15a.闸阀液压缸Ⅰ；15b.闸阀液压缸Ⅱ；16a.驱动液压缸Ⅰ；16b.驱动液压缸Ⅱ。

图3为本发明管道除尘行走驱动的示意图。

图3中：101.驱动液压缸；301.闸阀；401.除尘设备。

图4为本发明管道除尘行走驱动的剖视图。

图4中：202.闸阀液压缸。

具体实施方式

下面结合附图进一步对本发明进行详细说明。

参看图1，对采用全液控防爆行走驱动液压系统驱动的机械设备说明如下：

驱动液压缸50a、50b一端和闸阀100连接，另一端与机械设备600相连接。锁紧闸阀100，驱动液压缸50a、50b伸出或缩回可推动机械设备600前进或后退，松开闸阀100，驱动液压缸50a、50b伸出或缩回能使闸阀100归位。行走时，总是使闸阀100一个锁紧、一个松开，由此，驱动液压缸50a、50b一个推动机械设备600前进或后退，另一个拖动闸阀100归位。

参看图2，对全液控防爆行走驱动液压系统说明如下：

当处于图示位置时，液压泵1可向别的执行机构供液。将三位六通手动换向阀4切换至右侧，液压泵1通过高压滤油器3和三位六通手动换向阀4、液动换向阀Ⅱ6上位向行走驱动系统供液。

此时液控单向阀Ⅰ12a关闭，液压泵1的油液通过平衡阀Ⅰ7a中的单向阀向闸阀液压缸Ⅰ15a供液，同时打开平衡阀Ⅱ7b中顺序阀，使闸阀液压缸Ⅰ15a回液通过平衡阀Ⅱ7b中顺序阀、液动换向阀Ⅱ6回到油箱14。由此使闸阀液压缸Ⅰ15a伸出(闸阀锁紧)，闸阀液压缸Ⅱ15b缩回(闸阀松开)，当闸阀液压缸Ⅰ15a和闸阀液压缸Ⅱ15b均运动至端部时，液压泵1继续供液，系统压力升高至指定压力，使顺序阀Ⅰ11a开启，打开液控单向阀Ⅰ12a。

高压油液通过液动换向阀Ⅲ10和液控单向阀Ⅰ12a向驱动液压缸Ⅰ16a供液，通过液控单向阀Ⅱ12b、液动换向阀Ⅲ10、液动换向阀Ⅱ6回液至油箱。此时驱动液压缸Ⅰ16a无杆腔进液，其活塞杆被闸阀液压缸Ⅰ15a锁紧，驱动液压缸Ⅰ16a缸体带动整机向后运动，同时驱动液压缸Ⅱ16b有杆腔进液，闸阀液压缸Ⅱ15b松开，驱动液压缸Ⅱ16b带动闸阀向后运动。

当驱动液压缸Ⅰ16a和驱动液压缸Ⅱ16b均运动至端部时，继续供液系统压力升高至指定压力，单向顺序阀Ⅰ9a打开。高压油液经单向顺序阀Ⅰ9a中顺序阀推动液动换向阀Ⅰ5阀芯上移，液动换向阀Ⅰ5回液经单向顺序阀Ⅱ9b中单向阀、液动换向阀Ⅱ6至油箱。当液动换向阀Ⅰ5完成换向，高压油液经液动换向阀Ⅰ5使液动换向阀Ⅱ6实现换向。

当液动换向阀Ⅱ6完成换向后，此时液控单向阀Ⅱ12b被高压油液关闭，液压泵1的油液通过平衡阀Ⅱ7b中的单向阀向闸阀液压缸Ⅰ15a供液，同时打开平衡阀Ⅰ7a中顺序阀，使闸阀液压缸Ⅰ15a回液通过平衡阀Ⅰ7a中顺序阀、液动换向阀Ⅱ6回到油箱14。由此使闸阀液压缸Ⅱ15b伸出(闸阀锁紧)，闸阀液压缸Ⅰ15a缩回(闸阀松开)，当闸阀液压缸Ⅰ15a和闸阀液压缸Ⅱ15b均运动至端部时，液压泵1继续供液，系统压力升高至指定压力，使顺序阀Ⅱ11b开启，打开液压单向阀Ⅱ12b。

高压油液通过液动换向阀Ⅲ10和液控单向阀Ⅱ12b向驱动液压缸供液，通过液压单向阀Ⅰ12a、液动换向阀Ⅲ10、液动换向阀Ⅱ6回液至油箱。此时驱动液压缸Ⅱ16b无杆腔进液，其活塞杆被闸阀液压缸Ⅱ15b锁紧，驱动液压缸Ⅱ16b缸体带动整机向后运动，同时驱动液压缸Ⅰ16a有杆腔进液，闸阀液压缸Ⅰ15a松开，驱动液压缸Ⅰ15a带动闸阀向后运动。

当两个驱动液压缸均运动至端部时，继续供液系统压力升高至指定压力，单向顺序阀Ⅱ9b打开，驱动液动换向阀Ⅰ5换向，如此循环，驱动液压缸Ⅰ16a和驱动液压缸Ⅱ16b轮流推动机械设备向后运动。

参看图2，当三位六通手动换向阀4切换至左边时，机械设备有驱动液压缸Ⅰ16a和驱动液压缸Ⅱ16b推动不断向前运动。

参看图2，图中单向节流阀Ⅰ8a和单向节流阀Ⅱ8b，可控制单向顺序阀Ⅰ9a和单向顺序阀Ⅱ9b中顺序阀的关闭时间，以保证液动换向阀Ⅰ5的换向可靠性。

参看图2，图中二位四通手动换向阀13可切换驱动液压缸Ⅰ16a和驱动液压缸Ⅱ16b的串、并联连接方式，可实现低载时快速运动，高载时慢速运动。

参看图2，采用液控单向阀Ⅰ12a和液控单向阀Ⅱ12b配合顺序阀Ⅰ11a和顺序阀Ⅱ11b，实现驱动液压缸油路的通断，避免了油液的挤压，抑制了油温，延长了系统的使用时间。

参看图3和图4，对采用全液控防爆行走驱动液压系统的除尘设备说明如下：图3中驱动液压缸101两端分布两个闸阀301，并与之相连接。为使除尘设备401平衡，每个闸阀301采用图4中三个闸阀液压缸202。行走时，前闸阀松开，后闸阀锁紧，驱动液压缸101活塞杆伸出，推动除尘设备401前进；前闸阀锁紧，后闸阀松开，驱动液压缸101缸体缩回，带动闸阀301归位，如此循环，不断前行。后退时类似。

Claims (2)

1.一种全液控防爆行走驱动液压系统，包括：液压泵、高压过滤器、三位六通手动换向阀、三个液动换向阀、两个闸阀液压缸、两个驱动液压缸、两个单向节流阀、两个单向顺序阀、两个平衡阀、两个液控单向阀、两个顺序阀，一个二位四通手动换向阀，一个溢流阀，其特征在于：所述液压泵通过高压滤油器与三位六通手动换向阀连通，所述三位六通手动换向阀通过液动换向阀Ⅱ连接平衡阀Ⅰ中的单向阀，并通过油管与闸阀液压缸Ⅰ的进液口连接，所述闸阀液压缸Ⅰ的出液口通过油管连接平衡阀Ⅱ中的顺序阀，所述平衡阀Ⅱ连接液动换向阀Ⅱ，并接至油箱；液动换向阀Ⅲ与液控单向阀Ⅰ、液控单向阀Ⅱ连接，液控单向阀Ⅰ与驱动液压缸Ⅰ的进液口连接，液控单向阀Ⅱ与驱动液压缸Ⅱ的进液口连接，所述驱动液压缸Ⅰ的出液口经二位四通手动换向阀与驱动液压缸Ⅱ的进液口相连。

2.根据权利要求1所述的一种全液控防爆行走驱动液压系统，其特征在于：在闸阀液压缸Ⅱ与液控单向阀Ⅰ之间连接有顺序阀Ⅰ，在闸阀液压缸Ⅱ与液控单向阀Ⅱ之间连接有顺序阀Ⅱ。