CN105351266B - 一种高性能矿用提升机液压控制系统 - Google Patents

一种高性能矿用提升机液压控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能矿用提升机液压控制系统，系统包括第一电动机、变量泵、高压管路、低压管路、高压安全阀、低压安全阀、油箱、第一泵‑马达、第二泵‑马达、安全截止阀组、蓄能器组、压力传感器、转速传感器、第二电机、液压泵、溢流阀、单向阀、减压阀、电磁换向阀、制动缸、补油油箱、控制油源；进一步，变量泵变量机构包括变量缸和伺服阀。本发明实现了矿用提升机的能量回收与稳速控制，有效地提高了矿用提升机的能量利用效率和工作性能。

Description

一种高性能矿用提升机液压控制系统
技术领域
本发明涉及矿用机械领域，特别涉及一种高性能矿用提升机液压控制系统。
背景技术
矿用提升机是矿山机械中的关键设备之一，它是连通井上与井下的重要交通枢纽。它的工作性能将直接影响到整个生产线的工作效率，甚至关系到成千上万矿井工人的生命安全。
目前，矿用提升机通常采用液压系统驱动，通过制动盘提供制动阻力。但现有矿用提升机普遍存在能量无法回收、消耗严重，上升速度不稳定等技术缺陷
为克服现有矿用提升机的技术缺陷，亟需提供一种高性能矿用提升机液压控制系统。
发明内容
针对上述现有技术缺陷，本发明所要解决的关键问题是提供一种高性能矿用提升机液压控制系统，用于提高矿用提升机能量利用效率，并实现矿用提升机的稳速控制。
为了解决上述技术问题实现发明目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高性能矿用提升机液压控制系统，包括第一电动机1、变量泵2、高压管路3、低压管路4、高压安全阀5、低压安全阀6、油箱7、第一泵-马达8、第二泵-马达9、安全截止阀组10、蓄能器组11、压力传感器12、转速传感器13、第二电动机14、液压泵15、溢流阀16、单向阀17、减压阀18、电磁换向阀19、制动缸20、补油油箱21、控制油源22；进一步，变量泵2变量机构包括变量缸2.1和伺服阀2.2。
第一电动机1同轴驱动变量泵2；变量泵2变量机构伺服阀2.2入油口连接控制油源22，控制油源22为变量机构提供动力输入，伺服阀2.2回油口连接低压管路4；变量泵2吸油口与低压管路4相连，变量泵2压油口经过高压管路3分为两路，一路连接到第一泵-马达8吸油口，一路连接到第二泵-马达9吸油口；压力传感器12与高压管路3相连；第一泵-马达8与第二泵-马达9同轴相连，并在连接轴上布置转速传感器13；第一泵-马达8回油口和第二泵-马达9回油口均连接到低压管路4；高压安全阀5连接在高压管路3和油箱7之间，防止高压管路压力过载；低压安全阀6连接在低压管路4和油箱7之间，防止低压管路压力过载；蓄能器组11通过安全截止阀组10与高压管路3相连，安全截止阀组10泄油口与补油油箱21相连；第二电动机14驱动液压泵15，液压泵15吸油口与补油油箱21相连，液压泵15压油口连接单向阀17的一端，单向阀17的另一端通过减压阀18连接到低压管路4，溢流阀16连接在液压泵15压油口与补油油箱21之间；单向阀17同时连接电磁换向阀19入油口；电磁换向阀19回油口连接到补油油箱21，电磁换向阀19进油口与制动缸20无杆腔相连，电磁换向阀19出油口与制动缸20有杆腔。
所述的一种高性能矿用提升机液压控制系统，包括重物上升控制、重物下降控制和系统制动控制。
(1)重物上升控制：重物上升过程，通过转速传感器13将转速反馈与泵-马达转速给定做比较，产生偏差信号，经过第一控制器计算，输出控制信号经过伺服阀2.2和变量缸2.1对变量泵2排量进行控制，变量泵2输出高压油，此时第一泵-马达8和第二泵-马达9均处于马达工况，驱动卷筒旋转，该过程中蓄能器组11为泵马达卷筒机构提供辅助动力，最终实现泵-马达卷筒机构速度闭环控制，保证矿用提升机稳速上升。
(2)重物下降控制：重物下降过程，通过重物重量折算系统工作压力，并通过压力传感器12将系统压力进行反馈，与折算工作压力比较形成偏差信号，经过第二控制器计算，第二控制器输出控制信号到第一泵-马达8和第二泵-马达9，最终实现液压系统压力闭环控制。此时第一泵-马达8和第二泵-马达9均工作于泵工况，重物下降过程重力驱动第一泵-马达8和第二泵-马达9输出高压油，高压油通过安全截止阀组10储存到蓄能器组11中，实现了重物下降过程中能量的回收。
(3)系统制动控制：当重物到达指定工位后，触发制动信号，此时电磁电磁换向阀19工作，制动缸20动作，实现泵-马达卷筒机构的快速制动。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
(1)本发明通过泵-马达配合蓄能器组，实现了重物下降过程能量回收，提高了整个系统的能量利用效率；
(2)本发明通过泵-马达转速闭环控制，实现了矿用提升机的稳速控制，提高了整个系统的工作性能。
附图说明
图1表示本发明的液压原理图；
图2表示本发明的机械布置图；
图3表示本发明的控制框图；
图4表示本发明的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
一种高性能矿用提升机液压控制系统，如图1所示，它包括第一电动机1、变量泵2、高压管路3、低压管路4、高压安全阀5、低压安全阀6、油箱7、第一泵-马达8、第二泵-马达9、安全截止阀组10、蓄能器组11、压力传感器12、转速传感器13、第二电动机14、液压泵15、溢流阀16、单向阀17、减压阀18、电磁换向阀19、制动缸20、补油油箱21、控制油源22；进一步，变量泵2变量机构包括变量缸2.1和伺服阀2.2。
其中：第一电动机1同轴驱动变量泵2；变量泵2变量机构伺服阀2.2入油口连接控制油源22，控制油源22为变量机构提供动力输入，伺服阀2.2回油口连接低压管路4；变量泵2吸油口与低压管路4相连，变量泵2压油口经过高压管路3分为两路，一路连接到第一泵-马达8吸油口，一路连接到第二泵-马达9吸油口；压力传感器12与高压管路3相连；第一泵-马达8与第二泵-马达9同轴相连，并在连接轴上布置转速传感器13；第一泵-马达8回油口和第二泵-马达9回油口均连接到低压管路4；高压安全阀5连接在高压管路3和油箱7之间，防止高压管路压力过载；低压安全阀6连接在低压管路4和油箱7之间，防止低压管路压力过载；蓄能器组11通过安全截止阀组10与高压管路3相连，安全截止阀组10泄油口与补油油箱21相连；第二电动机14驱动液压泵15，液压泵15吸油口与补油油箱21相连，液压泵15压油口连接单向阀17的一端，单向阀17的另一端通过减压阀18连接到低压管路4，溢流阀16连接在液压泵15压油口与补油油箱21之间；单向阀17同时连接电磁换向阀19入油口；电磁换向阀19回油口连接到补油油箱21，电磁换向阀19进油口与制动缸20无杆腔相连，电磁换向阀19出油口与制动缸20有杆腔。
图2所示是本发明的机械布置图。
第一泵-马达8与第二泵-马达9位于卷筒两侧构成泵-马达卷筒机构，该机构通过定滑轮过渡完成重物上升和下降过程中的提升动作，制动缸位于泵-马达卷筒机构一侧，当重物提升到指定工位时，对泵-马达卷筒机构进行制动控制。
图3所示是本发明的控制框图。
一种高性能矿用提升机液压控制系统，包括重物上升控制、重物下降控制和系统制动控制。
(1)重物上升控制：重物上升过程，通过转速传感器13将转速反馈与泵-马达转速给定做比较，产生偏差信号，经过第一控制器计算，输出控制信号经过伺服阀2.2和变量缸2.1对变量泵2排量进行控制，变量泵2输出高压油，此时第一泵-马达8和第二泵-马达9均处于马达工况，驱动卷筒旋转，该过程中蓄能器组11为泵马达卷筒机构提供辅助动力，最终实现泵-马达卷筒机构速度闭环控制，保证矿用提升机稳速上升。
(2)重物下降控制：重物下降过程，通过重物重量折算系统工作压力，并通过压力传感器12将系统压力进行反馈，与折算工作压力比较形成偏差信号，经过第二控制器计算，第二控制器输出控制信号到第一泵-马达8和第二泵-马达9，最终实现液压系统压力闭环控制。此时第一泵-马达8和第二泵-马达9均工作于泵工况，重物下降过程重力驱动第一泵-马达8和第二泵-马达9输出高压油，高压油通过安全截止阀组10储存到蓄能器组11中，实现了重物下降过程中能量的回收。
(3)系统制动控制：当重物到达指定工位后，触发制动信号，此时电磁电磁换向阀19工作，制动缸20动作，实现泵-马达卷筒机构的快速制动。
图4所示是本发明的工作流程图。
本发明在实施过程中，首先通过泵-马达卷筒机构实现重物上升控制，当重物上升到达指定工位后，制动缸动作，对泵-马达卷筒机构进行制动；完成制动后，再次通过泵-马达卷筒机构实现重物下降控制，当重物下降到达指定工位后，制动缸动作，对泵-马达卷筒机构进行制动，依次往复类推，矿用提升机循环工作。
本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种高性能矿用提升机液压控制系统，其特征在于：它包括第一电动机(1)、变量泵(2)、高压管路(3)、低压管路(4)、高压安全阀(5)、低压安全阀(6)、油箱(7)、第一泵-马达(8)、第二泵-马达(9)、安全截止阀组(10)、蓄能器组(11)、压力传感器(12)、转速传感器(13)、第二电机(14)、液压泵(15)、溢流阀(16)、单向阀(17)、减压阀(18)、电磁换向阀(19)、制动缸(20)、补油油箱(21)、控制油源(22)；进一步，变量泵(2)变量机构包括变量缸(2.1)和伺服阀(2.2)；
其中：第一电动机(1)同轴驱动变量泵(2)；变量泵(2)变量机构伺服阀(2.2)入油口连接控制油源(22)，伺服阀(2.2)回油口连接低压管路(4)；变量泵(2)吸油口与低压管路(4)相连，变量泵(2)压油口经过高压管路(3)分为两路，一路连接到第一泵-马达(8)吸油口，一路连接到第二泵-马达(9)吸油口；压力传感器(12)与高压管路(3)相连；第一泵-马达(8)与第二泵-马达(9)同轴相连，并在连接轴上布置转速传感器(13)；第一泵-马达(8)回油口和第二泵-马达(9)回油口均连接到低压管路(4)；高压安全阀(5)连接在高压管路(3)和油箱(7)之间，防止高压管路压力过载；低压安全阀(6)连接在低压管路(4)和油箱(7)之间，防止低压管路压力过载；蓄能器组(11)通过安全截止阀组(10)与高压管路(3)相连，安全截止阀组(10)泄油口与补油油箱(21)相连；第二电机(14)驱动液压泵(15)，液压泵(15)吸油口与补油油箱(21)相连，液压泵(15)压油口连接单向阀(17)的一端，单向阀(17)的另一端通过减压阀(18)连接到低压管路(4)，溢流阀(16)连接在液压泵(15)压油口与补油油箱(21)之间；单向阀(17)同时连接电磁换向阀(19)入油口；电磁换向阀(19)回油口连接到补油油箱(21)，电磁换向阀(19)进油口与制动缸(20)无杆腔相连，电磁换向阀(19)出油口与制动缸(20)有杆腔相连。
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