CN105386784A - 一种液压支架供液回路及控制方法 - Google Patents

一种液压支架供液回路及控制方法 Download PDF

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刘志奇
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Abstract

一种液压支架供液回路及控制方法，属于液压支架技术领域，其特征是液压支架群的液压系统包含m个液压支架，每个液压支架的供液回路结构都相同，它包括第一高压供液路、中间高压供液路、第二高压供液路，第一高压供液路、中间高压供液路、第二高压供液路的设定压力范围分别为P1’~P2’、PZ1~PZ2、P1’’~P2’’，其大小关系为P1’’<P2’’<PZ1<PZ2<P1’<P2’。优点是根据工况选择不同的高压供液路对液压支架进行供液，提高了能量利用率，通过提高第一高压供液路的设定压力范围，增大了初撑力。

Description

一种液压支架供液回路及控制方法
技术领域
本发明属于液压支架技术领域，具体涉及一种液压支架供液回路及控制方法。
背景技术
大流量、高压力、高可靠性、节能是综采面支架液压系统的重要发展方向。目前，国内外综采面液压支架的液压系统均采用一条高压供液路，主要存在如下问题：(1)综采工作面的乳化液泵站距离液压支架为200m～500m，流量超过1000L/min，单一高压供液路的压力范围为25～31.5MPa，由于通径大，供液回路压力等级难以提高；(2)立柱初撑阶段，受移架速度和多支架同时移架等因素影响，立柱缸无杆腔难以达到较高初撑力，目前主动增压方案是在液压支架上设置增压器回路，这种方案导致支架液压系统较复杂，且成本高；(3)单台液压支架包含约20个执行元件，例如立柱液压缸、推移千斤顶、平衡千斤顶、顶梁和掩护梁千斤顶、一级和二级护帮千斤顶、抬底千斤顶、底调千斤顶等等。液压支架在周期移架工作过程中，这些执行元件的工作压力均不相同，其中绝大多数执行元件的动作压力低于20MPa，有的甚至低于5MPa。由此可知，这些执行元件在工作时，高压供液路的大量压力能会转化为热能，增加了系统发热量，降低了系统能量效率。目前，国内外使用的液压支架供液回路无法较好地解决以上这些问题，造成很大的能耗，降低了可靠性和初撑力。
发明内容
本发明目的是提供一种液压支架供液回路及其控制方法，可有效地克服现有技术中存在的问题。本发明的目的是这样实现的，如图1所示，其特征在于液压支架群的液压系统包含第一液压支架12’、第二液压支架12”、…、第m液压支架12m’，m为大于1的整数，每个液压支架的供液回路结构都相同，现以第一液压支架12’的供液回路为例，它包括第一高压供液路3、中间高压供液路4、第二高压供液路5，第一高压供液路3、中间高压供液路4、第二高压供液路5的设定压力范围分别为P1’～P2’、PZ1～PZ2、P1”～P2”，其大小关系为P1”<P2”<PZ1<PZ2<P1’<P2’，第一液压支架12’的供液回路结构是：
乳化液泵站1分别与低压回液路2、第一高压供液路3、中间高压供液路4、第二高压供液路5连通，低压回液路2与第一液压支架12’的液路连通，第一高压供液路3经过液控单向阀11与第一液压支架12’的液路连通，液控单向阀11的控制口经过两位三通阀10与第一高压供液路3连通，中间高压供液路4经过中间液控单向阀8、中间单向阀9与第一液压支架12’的液路连通，中间液控单向阀8的控制口经过中间两位三通阀7与中间高压供液路4连通，第二高压供液路5经过单向阀6与第一液压支架12’的液路连通；
所述的液压支架供液回路的控制方法是：
(1)当第一液压支架12’的工作压力小于第二高压供液路5的设定压力P2”时，第二高压供液路5的乳化液经过单向阀6，进入第一液压支架12’的液路；
(2)当第一液压支架12’的工作压力大于第二高压供液路5的设定压力P2”且小于中间高压供液路4的设定压力PZ2时，中间两位三通阀7的电磁铁2Y通电，中间高压供液路4的乳化液经过中间液控单向阀8、中间单向阀9，进入第一液压支架12’的液路；
(3)当第一液压支架12’的工作压力大于中间高压供液路4的设定压力PZ2时，两位三通阀10的电磁铁1Y通电，第一高压供液路3的乳化液经过液控单向阀11，进入第一液压支架12’的液路；
本发明优点及积极效果是：
(1)根据液压支架实际工作压力不同，分为多个压力等级对液压支架进行供液，可以大大降低系统发热和能量损耗，提高能量利用率。
(2)液压支架的多条高压供液路采用多层钢丝软管，最高耐压等级均超过最大额定工作压力31.5MPa，那么，任一条高压供液路出现故障，液压支架系统仍能正常工作，提高了系统可靠性。
(3)通过减小第一高压供液路通径，提高额定工作压力至31.5MPa以上，可以实现更高的初撑力，保障综采面安全。
(4)多个液压支架同时动作时，多条高压供液路可减小支架间的相互干扰。
(5)该供液回路在原有液压支架供液回路的基础上经过改造即可实现。
附图说明
图1为综采面液压支架群的供液回路示意图。
图中：1-乳化液泵站，2-低压回液路，3-第一高压供液路，4-中间高压供液路，5-第二高压供液路，6-单向阀，7-中间两位三通阀，8-中间液控单向阀，9-中间单向阀，10-两位三通阀，11-液控单向阀，12’-第一液压支架，12”-第二液压支架，12m’-第m液压支架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例1对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，综采面液压支架群的液压系统包含200个液压支架12’、12”、…、12200’，每个液压支架的供液回路结构都相同，现以第一液压支架12’的供液回路为例，它包括第一高压供液路3、中间高压供液路4、中间高压供液路5，第一高压供液路3、中间高压供液路4、第二高压供液路5的设定压力范围分别是28～34MPa、20～26MPa、10～15MPa，该液压支架供液回路的结构为：
乳化液泵站1分别与低压回液路2、第一高压供液路3、中间高压供液路4、第二高压供液路5连通，低压回液路2与第一液压支架12’的液路连通，第一高压供液路3经过液控单向阀11与第一液压支架12’的液路连通，液控单向阀11的控制口经过两位三通阀10与第一高压供液路3连通，中间高压供液路4经过中间液控单向阀8、中间单向阀9与第一液压支架12’的液路连通，中间液控单向阀8的控制口经过中间两位三通阀7与中间高压供液路4连通，第二高压供液路5经过单向阀6与第一液压支架12’的液路连通；
本发明中的控制方法及工作过程是：
(1)第一液压支架12’的工作压力小于15MPa时，第二高压供液路5的乳化液经过单向阀6，进入第一液压支架12’的液路；
(2)第一液压支架12’的工作压力大于15MPa且小于26MPa时，中间两位三通阀7的电磁铁2Y通电，中间高压供液路4的乳化液经过中间液控单向阀8、中间单向阀9，进入第一液压支架12’的液路；
(3)第一液压支架12’的工作压力大于26MPa，两位三通阀10的电磁铁1Y通电，第一高压供液路3的乳化液经过液控单向阀11，进入第一液压支架12’的液路。
本实施例中液压支架供液回路通过三级压力供液减小了节流能耗，提高了能量利用率，通过提高第一高压供液路供液压力，增大了初撑力。
下面结合附图和实施例2对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，综采面液压支架群的液压系统包含200个液压支架12’、12”、…、12200’，每个液压支架的供液回路结构都相同，现以第一液压支架12’的供液回路为例，它包括第一高压供液路3、第二高压供液路5，第一高压供液路3、第二高压供液路5的设定压力范围分别为26～31.5MPa、10～15MPa，该液压支架供液回路的结构为：
乳化液泵站1分别与低压回液路2、第一高压供液路3、第二高压供液路5连通，低压回液路2与第一液压支架12’的液路连通，第一高压供液路3经过液控单向阀11与第一液压支架12’的液路连通，液控单向阀11的控制口经过两位三通阀10与第一高压供液路3连通，第二高压供液路5经过单向阀6与第一液压支架12’的液路连通；
本发明中的控制方法及工作过程是：
(1)第一液压支架12’的工作压力小于15MPa时，第二高压供液路5的乳化液经过单向阀6，进入第一液压支架12’；
(2)第一液压支架12’的工作压力大于15MPa时，两位三通阀10的电磁铁1Y通电，第一高压供液路3的乳化液经过液控单向阀11，进入第一液压支架12’。
本实施例中液压支架供液回路通过二级压力供液减小了节流能耗，提高了能量利用率。

Claims (2)

1.一种液压支架供液回路，其特征在于：
液压支架群的液压系统包含m个液压支架(12’、12”、…、12m’)，每个液压支架的供液回路结构都相同，m为大于1的整数，现以第一液压支架(12’)的供液回路为例，它包括第一高压供液路(3)、中间高压供液路(4)、第二高压供液路(5)，第一高压供液路(3)、中间高压供液路(4)、第二高压供液路(5)的设定压力范围分别为P1’～P2’、PZ1～PZ2、P1”～P2”，其大小关系为P1”<P2”<PZ1<PZ2<P1’<P2’，第一液压支架(12’)的供液回路结构是：乳化液泵站(1)分别与低压回液路(2)、第一高压供液路(3)、中间高压供液路(4)、第二高压供液路(5)连通，低压回液路(2)与第一液压支架(12’)的液路连通，第一高压供液路(3)经过液控单向阀(11)与第一液压支架(12’)的液路连通，液控单向阀(11)的控制口经过两位三通阀(10)与第一高压供液路(3)连通，中间高压供液路(4)经过中间液控单向阀(8)、中间单向阀(9)与第一液压支架(12’)的液路连通，中间液控单向阀(8)的控制口经过中间两位三通阀(7)与中间高压供液路(4)连通，第二高压供液路(5)经过单向阀(6)与第一液压支架(12’)的液路连通。
2.如权利要求1所述的液压支架供液回路的控制方法，其特征在于：
(1)当第一液压支架(12’)的工作压力小于第二高压供液路(5)的设定压力P2”时，第二高压供液路(5)的乳化液经过单向阀(6)，进入第一液压支架(12’)的液路；
(2)当第一液压支架(12’)的工作压力大于第二高压供液路(5)的设定压力P2”且小于中间高压供液路(4)的设定压力PZ2时，中间两位三通阀(7)的电磁铁2Y通电，中间高压供液路(4)的乳化液经过中间液控单向阀(8)、中间单向阀(9)，进入第一液压支架(12’)的液路；
(3)当第一液压支架(12’)的工作压力大于中间高压供液路(4)的设定压力PZ2时，两位三通阀(10)的电磁铁1Y通电，第一高压供液路(3)的乳化液经过液控单向阀(11)，进入第一液压支架(12’)的液路。
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