CN103836013B - 自动化异体换向机构 - Google Patents
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Abstract
本发明自动化异体换向机构,属于油缸自控装置技术领域;所要解决的技术问题为提供一种工作稳定,脉冲小,可靠性好的液压自控装置;解决技术问题所采用的技术方案为:自动化异体换向机构,包括第一动力系统、第一手动换向阀、第二手动换向阀和第二动力系统,第一动力系统和第二动力系统均为工作部件提供液压动力,第一动力系统控制第一手动换向阀的切换方向,第一手动换向阀控制第二动力系统的进出油方向,第二动力系统控制第二手动换向阀的切换方向,第二手动换向阀控制第一动力系统的进出油方向;本发明的两个动力系统会以固定的工作周期交替换向,保证了连续输出压力,减少了单个动力系统的换向脉冲,可靠性大大提高。
Description
技术领域
本发明自动化异体换向机构,属于油缸自控装置技术领域。
背景技术
中国是一个产煤大国,是一个严重依赖煤炭能源的国家,同时也是矿难大国,盗采煤矿、生产失误、器械老化及故障等人为原因是矿难的主要原因。
煤矿在井下开采时,由于在开采过程中可能出现瓦斯泄漏,瓦斯与空气混合,在高温下急剧氧化,形成冲击波现象,中国的煤矿瓦斯爆炸主要是电火花和爆破,主要发生地点是采掘工作面,瓦斯爆炸产生的瞬间温度高,压力膨胀快,爆炸元附近的气体以每秒几百米以上的速度向外冲击,使人员伤亡,巷道和器材设施毁坏,爆炸后氧气的浓度降低,产生大量的二氧化碳和一氧化碳,有窒息和中毒危险。
矿井下生产中经常需要安装液压支架,传统的液压支架井下安装一般采用手工业作业,劳动强度大,工作效率低,安全隐患多,随着煤矿行业的迅速发展,急需一种工作效率高,适应性强的装置来改变现状,目前市场上也有一些就位机,但是这些就位机的重心高,带有悬臂,安全指数低,不符合现代煤矿快速发展的需要。而且,矿井下对设备的防爆要求都很高,为了就位机在矿井下安全运作,因此要尽量避免用电,防止发生危险。另外,就位机上液压设备的平稳运作也是就位机工作性能的一个重要指标,目前就位机液压系统的自动控制系统脉冲大,稳定性差,严重影响就位机的工作性能。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足,所要解决的技术问题为提供一种工作稳定,脉冲小,可靠性好的液压自控装置。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:自动化异体换向机构,包括第一动力系统、第一手动换向阀、第二手动换向阀和第二动力系统,所述第一动力系统和第二动力系统均为工作部件提供液压动力,第一动力系统控制第一手动换向阀的切换方向,所述第一手动换向阀控制第二动力系统的进出油方向,所述第二动力系统控制第二手动换向阀的切换方向,所述第二手动换向阀控制第一动力系统的进出油方向。
其中,所述第一动力系统包括第一油缸、第二油缸、第三油缸、第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆,所述第一油缸、第二油缸和第三油缸的缸体均固定设置,所述第二油缸设置在第一油缸和第三油缸之间,所述第一油缸的内部通过第一活塞分割成A腔和B腔,第二油缸的内部通过第二活塞分割为C腔和D腔,第三油缸的内部通过第三活塞分割E腔和F腔,所述第一活塞杆的一端穿过B腔后与第一活塞相连,另一端穿过C腔后与第二活塞的一端相连,所述第二活塞杆的一端穿过D腔后与第二活塞相连,另一端穿过E腔后与第三活塞相连,所述第一活塞和第三活塞在第二活塞的带动下往复运动,所述第三活塞杆的一端穿过F腔后与第三活塞相连,另一端伸出到F腔外并通过第一弹簧与第一手动换向阀的手柄上端相连,所述第一手动换向阀的底端固定,第一手动换向阀为二位四通阀,第一手动换向阀控制第二动力系统中第二活塞的运动方向;
其中,所述第二动力系统包括第四油缸、第五油缸、第六油缸、第四活塞杆、第五活塞杆和第六活塞杆,所述第四油缸、第五油缸和第六油缸的缸体均固定设置,所述第五油缸设置在第四油缸和第六油缸之间,所述第四油缸的内部通过第四活塞分割为G腔和H腔,第五油缸的内部通过第五活塞分割为I腔和J腔,所述第六油缸的内部通过第六活塞分割为K腔和L腔,所述第四活塞杆的一端穿过H腔后与第四活塞相连,另一端穿过I腔后与第五活塞相连,所述第五活塞杆的一端穿过J腔后与第五活塞相连,另一端穿过K腔后与第六活塞相连,所述第四活塞和第六活塞在第五活塞的带动下往复运动,所述第六活塞的一端穿过L腔后与第六活塞相连,另一端伸出到L腔外并通过第二弹簧与第二手动换向阀的手柄上端相连,所述第二手动换向阀的底端固定,第二手动换向阀为二位四通阀,第二手控换向阀控制第一动力系统中第五活塞的运动方向。
其中,所述第二油缸通过乳化液驱动。
其中,所述第五油缸通过乳化液驱动。
其中,所述第一弹簧的最大弹力大于第一手动换向阀上手柄的换向阻力 。
其中,所述第二弹簧的最大弹力大于第二手动换向阀上手柄的换向阻力。
其中,所述第一油缸和第三油缸均通过液压油驱动。
其中,所述第四油缸和第六油缸均通过液压油驱动。
其中,所述第一弹簧和第二弹簧的材质均为硅锰弹簧钢。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
一、本发明的第一动力系统控制第一手动换向阀的切换方向,第一手动换向阀控制第二动力系统的进出油方向,第二动力系统控制第二手动换向阀的切换方向,第二手动换向阀控制第一动力系统的进出油方向,通过这种互相控制的方式,实现本发明的“异体换向”的技术特点。
二、本发明的两个动力系统在起始时不同步运动,由于第一动力系统和第二动力系统的相互间控制,两个动力系统会以固定的工作周期交替换向,这样把两个动力系统在各自运动时的换向停止时间交错开,实现了总有一个动力系统在为工作部件供给高压油,保证了连续输出压力,减少了单个动力系统的换向脉冲,与本发明相连的工作部件不会因供给油压的变化而影响性能,可靠性大大提高。
三、本发明的第二油缸和第五油缸为动力油缸,两个油缸内的液体不与其他油缸接触,采用乳化液作为第二油缸和第五油缸的驱动液体,乳化液的价格较低,驱动效果不会减弱,生产成本低,提高了经济效益。
四、本发明的第一弹簧和第二弹簧均为硅锰弹簧钢材料,由于本发明的两个手动换向阀需要经常性的换向工作,这种弹簧的弹性和耐用性都很好,可保证本发明的长期稳定运行。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明自动化异体换向机构的结构示意图。
图中:1为第一动力系统,2为第一手动换向阀,3为第二动力系统,4为第二手动换向阀,5为第一弹簧,6为第二弹簧,11为第一油缸,12为第二油缸,13为第三油缸,14为第一活塞杆,15为第二活塞杆,16为第三活塞杆,31为第四油缸,32为第五油缸,33为第六油缸,34为第四活塞杆,35为第五活塞杆,36为第六活塞杆,111为A腔,112为B腔,113为第一活塞,121为C腔,122为D腔,123为第二活塞,131为E腔,132为F腔,133为第三活塞, 311为G腔,312为H腔,313为第四活塞,321为I腔,322为J腔,323为第五活塞,331为K腔,332为L腔,333为第六活塞。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明,附图为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
自动化异体换向机构,包括第一动力系统1、第一手动换向阀2、第二手动换向阀4和第二动力系统3,所述第一动力系统1和第二动力系统3均为工作部件提供液压动力,第一动力系统1控制第一手动换向阀2的切换方向,所述第一手动换向阀2控制第二动力系统3的进出油方向,所述第二动力系统3控制第二手动换向阀4的切换方向,所述第二手动换向阀4控制第一动力系统1的进出油方向。
作为优选的,所述第一动力系统1包括第一油缸11、第二油缸12、第三油缸13、第一活塞杆14、第二活塞杆15和第三活塞杆16,所述第一油缸11、第二油缸12和第三油缸13的缸体均固定设置,所述第二油缸12设置在第一油缸11和第三油缸13之间,所述第一油缸11的内部通过第一活塞113分割成A腔111和B腔112,第二油缸12的内部通过第二活塞123分割为C腔121和D腔122,第三油缸13的内部通过第三活塞133分割E腔131和F腔132,所述第一活塞杆14的一端穿过B腔112后与第一活塞113相连,另一端穿过C腔121后与第二活塞123的一端相连,所述第二活塞杆15的一端穿过D腔122后与第二活塞123相连,另一端穿过E腔131后与第三活塞133相连,所述第一活塞113和第三活塞133在第二活塞123的带动下往复运动,所述第三活塞杆16的一端穿过F腔132后与第三活塞133相连,另一端伸出到F腔132外并通过第一弹簧5与第一手动换向阀2的手柄上端相连,所述第一手动换向阀2的底端固定,第一手动换向阀2为二位四通阀,第一手动换向阀2控制第二动力系统3中第五活塞323的运动方向;
作为优选的,所述第二动力系统3包括第四油缸31、第五油缸32、第六油缸33、第四活塞杆34、第五活塞杆35和第六活塞杆36,所述第四油缸31、第五油缸32和第六油缸33的缸体均固定设置,所述第五油缸32设置在第四油缸31和第六油缸33之间,所述第四油缸31的内部通过第四活塞313分割为G腔311和H腔312,第五油缸32的内部通过第五活塞323分割为I腔321和J腔322,所述第六油缸33的内部通过第六活塞333分割为K腔331和L腔332,所述第四活塞杆34的一端穿过H腔312后与第四活塞313相连,另一端穿过I腔321后与第五活塞323相连,所述第五活塞杆35的一端穿过J腔322后与第五活塞323相连,另一端穿过K腔331后与第六活塞333相连,所述第四活塞313和第六活塞333在第五活塞323的带动下往复运动,所述第六活塞333的一端穿过L腔332后与第六活塞333相连,另一端伸出到L腔332外并通过第二弹簧6与第二手动换向阀4的手柄上端相连,所述第二手动换向阀4的底端固定,第二手动换向阀4为二位四通阀,第二手控换向阀4控制第一动力系统1中第五活塞323的运动方向。
作为优选的,所述第二油缸12通过乳化液驱动。
作为优选的,所述第五油缸32通过乳化液驱动。
作为优选的,所述第一弹簧5的最大弹力大于第一手动换向阀2上手柄的换向阻力 。
作为优选的,所述第二弹簧6的最大弹力大于第二手动换向阀4上手柄的换向阻力。
作为优选的,所述第一油缸11和第三油缸13均通过液压油驱动。
作为优选的,所述第四油缸31和第六油缸33均通过液压油驱动。
作为优选的,所述第一弹簧5和第二弹簧6的材质均为硅锰弹簧钢。
本发明的第一手动换向阀2控制第五活塞323的运动,当向第五油缸32的I腔321供油时,第五活塞323向J腔322方向运动,I腔321变大,J腔322变大,第四活塞杆34和第六活塞杆36在第五活塞杆35的带动下运动,第四油缸31的G腔311变大,液压油通过管道补给到G腔311,第六油缸33的L腔332变小,油压变大,L腔332将高压油排出,为工作部件供油,第六活塞杆36带动第二弹簧6运动,当第二弹簧6蓄积的弹性势能大于第二手动换向阀4的换向阻力时,第二手动换向阀4换向,第二手动换向阀4控制第二活塞123的运动,与上述工作原理相同,第三活塞杆16会带动第一弹簧5运动,当第一弹簧5蓄积的弹性势能大于第一手动换向阀2的换向阻力时,第一手动换向阀2换向,这样又可以进入下一个供油周期,如此循环往复的运动,另外,本发明的工作部件可为油缸或其他靠液压驱动的设备,在启动本发明后,第一动力系统1和第二动力系统3总有一个向工作部件供高压油,脉冲小,工作部件的工作更加稳定。
Claims (8)
1.自动化异体换向机构,其特征在于,包括第一动力系统(1)、第一手动换向阀(2)、第二手动换向阀(4)和第二动力系统(3),所述第一动力系统(1)和第二动力系统(3)均为工作部件提供液压动力,第一动力系统(1)控制第一手动换向阀(2)的切换方向,所述第一手动换向阀(2)控制第二动力系统(3)的进出油方向,所述第二动力系统(3)控制第二手动换向阀(4)的切换方向,所述第二手动换向阀(4)控制第一动力系统(1)的进出油方向;
所述第一动力系统(1)包括第一油缸(11)、第二油缸(12)、第三油缸(13)、第一活塞杆(14)、第二活塞杆(15)和第三活塞杆(16),所述第一油缸(11)、第二油缸(12)和第三油缸(13)的缸体均固定设置,所述第二油缸(12)设置在第一油缸(11)和第三油缸(13)之间,所述第一油缸(11)的内部通过第一活塞(113)分割成A腔(111)和B腔(112),第二油缸(12)的内部通过第二活塞(123)分割为C腔(121)和D腔(122),第三油缸(13)的内部通过第三活塞(133)分割E腔(131)和F腔(132),所述第一活塞杆(14)的一端穿过B腔(112)后与第一活塞(113)相连,另一端穿过C腔(121)后与第二活塞(123)的一端相连,所述第二活塞杆(15)的一端穿过D腔(122)后与第二活塞(123)相连,另一端穿过E腔(131)后与第三活塞(133)相连,所述第一活塞(113)和第三活塞(133)在第二活塞(123)的带动下往复运动,所述第三活塞杆(16)的一端穿过F腔(132)后与第三活塞(133)相连,另一端伸出到F腔(132)外并通过第一弹簧(5)与第一手动换向阀(2)的手柄上端相连,所述第一手动换向阀(2)的底端固定,第一手动换向阀(2)为二位四通阀,第一手动换向阀(2)控制第二动力系统(3)中第五活塞(323)的运动方向;
所述第二动力系统(3)包括第四油缸(31)、第五油缸(32)、第六油缸(33)、第四活塞杆(34)、第五活塞杆(35)和第六活塞杆(36),所述第四油缸(31)、第五油缸(32)和第六油缸(33)的缸体均固定设置,所述第五油缸(32)设置在第四油缸(31)和第六油缸(33)之间,所述第四油缸(31)的内部通过第四活塞(313)分割为G腔(311)和H腔(312),第五油缸(32)的内部通过第五活塞(323)分割为I腔(321)和J腔(322),所述第六油缸(33)的内部通过第六活塞(333)分割为K腔(331)和L腔(332),所述第四活塞杆(34)的一端穿过H腔(312)后与第四活塞(313)相连,另一端穿过I腔(321)后与第五活塞(323)相连,所述第五活塞杆(35)的一端穿过J腔(322)后与第五活塞(323)相连,另一端穿过K腔(331)后与第六活塞(333)相连,所述第四活塞(313)和第六活塞(333)在第五活塞(323)的带动下往复运动,所述第六活塞(333)的一端穿过L腔(332)后与第六活塞(333)相连,另一端伸出到L腔(332)外并通过第二弹簧(6)与第二手动换向阀(4)的手柄上端相连,所述第二手动换向阀(4)的底端固定,第二手动换向阀(4)为二位四通阀,第二手控换向阀(4)控制第一动力系统(1)中第五活塞(323)的运动方向。
2.根据权利要求1所述的自动化异体换向机构,其特征在于,所述第二油缸(12)通过乳化液驱动。
3.根据权利要求1所述的自动化异体换向机构,其特征在于,所述第五油缸(32)通过乳化液驱动。
4.根据权利要求1所述的自动化异体换向机构,其特征在于,所述第一弹簧(5)的最大弹力大于第一手动换向阀(2)上手柄的换向阻力 。
5.根据权利要求1所述的自动化异体换向机构,其特征在于,所述第二弹簧(6)的最大弹力大于第二手动换向阀(4)上手柄的换向阻力。
6.根据权利要求1所述的自动化异体换向机构,其特征在于,所述第一油缸(11)和第三油缸(13)均通过液压油驱动。
7.根据权利要求1所述的自动化异体换向机构,其特征在于,所述第四油缸(31)和第六油缸(33)均通过液压油驱动。
8.根据权利要求1所述的自动化异体换向机构,其特征在于,所述第一弹簧(5)和第二弹簧(6)的材质均为硅锰弹簧钢。
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