CN105443336B - 增压装置及应用该装置的稳压系统、稳压方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增压装置，包括壳体、活塞、导向杆、液压腔、对称安装的行程阀和换向机构；导向杆左右两端分别连接左活塞、右活塞，导向杆上安装有换向机构；液压腔被左活塞、右活塞和壳体分开为左、右液压腔；换向机构套接在导向杆上，处于左、右液压腔之间；换向机构左右两侧的导向杆上分别套接左、右驱动弹簧；行程阀上活动固定摇杆与推杆相接触；壳体和换向机构之间设置一凸起。本发明还公开了应用该装置的稳压系统和稳压方法。本发明结构简单，体积较小，便于在井下拆装和运输方便。

Description

增压装置及应用该装置的稳压系统、稳压方法

技术领域

本发明涉及一种增压装置及应用该装置的稳压系统、稳压方法。

背景技术

在矿井下，对于液体的传输主要依靠液压系统，但在整个液压系统运行过程中，当传输距离较远时，由于液体分子间的内部摩擦，液体和管壁之间的摩擦，管路方向的改变、断面积变化，油液冲击等导致液体压强不足，这将会使得在所传输的液体压强达不到工作压力，如果不能很好地解决系统的压力损失，这将会使得井下的采用液压驱动的机械无法正常工作。因此，解决液压系统中液体压力不足的问题，稳压装置的开发尤为重要。

现有煤矿井下设备为了解决该问题，主要采用在液压系统中增加一个电机驱动的增压泵，使得其补充也同在流动过程中的压力损失。

现在的增压系统存在一系列的缺陷：由于井下存在瓦斯，因此所要将所采用的电机和压液泵做成防爆型的，这使得所用增压装置的体积增大；其质量较大，不易搬运；采用增加液压泵的方式增压容易使得液体产生打的脉动，对液压系统造成损害；利用电能，若电路出现问题就会使得增压装置不能正常工作，而且不够环保。

发明内容

为克服上述不足，更好的解决液压系统长距离运输液体造成的压力损失问题，改善现有增压装置的体积大，不易移动的缺点，本发明公开了一种结构简单、体积较小并不用电能的增压装置及应用该装置的稳压系统、稳压方法。

本发明的方案如下：一种增压装置，其特征在于：包括壳体、活塞、导向杆、液压腔、对称安装的行程阀和换向机构；所述的活塞、导向杆、液压腔、换向机构内置于壳体内；

所述导向杆左右两端分别连接活塞，构成左活塞、右活塞，所述的导向杆上安装有换向机构；

所述的液压腔被左活塞、右活塞和壳体分开为左、右液压腔，所述的左活塞将左液压腔分为左一液压腔和左二液压腔；所述的右活塞将右液压腔分为右一液压腔和右二液压腔；

所述的换向机构套接在导向杆上，处于左、右液压腔之间；所述的换向机构上安装有推杆，在换向装置换向时推动行程阀；所述的换向机构左右两侧的导向杆上分别套接左、右驱动弹簧，用于驱动换向机构；左、右驱动弹簧分别位于左、右活塞与换向机构之间；

所述的行程阀包括上部行程阀和下部行程阀，固连在壳体上；行程阀与换向机构接触；

所述的壳体和换向机构之间设置一凸起。

进一步，所述的换向机构包括本体，所述的本体套接在导向杆上，所述的本体两端连接压缩弹簧一端，压缩弹簧另一端连接设置圆轮的轮座；所述的压缩弹簧、轮座外设置外壳，外壳外连接推杆。

进一步，所述的行程阀上活动固定摇杆，所述的摇杆与推杆连接。

一种稳压系统，包括风力限压式变量泵、增压装置和蓄能器；

所述的蓄能器设置在主进水口管道的支线和风力限压式变量泵循环系统的支路上；

所述的增压装置的左一液压腔和右二液压腔通过上部行程阀与进水口和出水口分别相连相连；左二液压腔和右一液压腔通过下部行程阀与风力限压式变量泵的进水口和出水口相连接；

进一步，系统的进水口处分为两路，一路上设有溢流阀和限压阀，与上部行程阀连接；另一路仅设有溢流阀。

进一步，所述的蓄能器进水端设有单向阀。

进一步，所述增压装置的出水口处安装有单向阀。

进一步，所述风力限压式变量泵出水口装有单向阀。

本发明增压装置是通过自增压结合风能来对液体进行加压，它利用液体本身的动能以及井下巷道中的风能来自行运转，不需要供电；稳压系统中只需要通过压力控制阀来对系统进行调节；相对于其他增压系统来说，因本发明不需要电能，因此不要考虑井下防爆问题，至使其结构简单，体积较小，在井下拆装和运输方便。

本发明充分利用了巷道内的风能，避免使用电能，节约能源；在整个稳压系统中，不产生废水；系统结构简单，造价较低。

附图说明

图1为增压装置的结构示意图；

图2为稳压系统的原理结构示意图；

图3为换向机构的结构示意图；

图4稳压系统运行原理示意图一；

图5稳压系统运行原理示意图二。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

一种增压装置，包括壳体21、活塞、导向杆5、液压腔、对称安装的行程阀和换向机构；活塞、导向杆5、液压腔、换向机构内置于壳体21内；导向杆5左右两端分别连接活塞，构成左活塞4、右活塞13，通过密封圈和液压腔形成过盈配合；导向杆5上安装有换向机构，起到导向的作用；液压腔分为左、右液压腔，左活塞4与壳体21将左液压腔分为左一液压腔3和左二液压腔7；右活塞13将右液压腔分为右一液压腔15和右二液压腔12；换向机构套接在导向杆5上，处于左、右液压腔之间；换向机构11左右两侧的导向杆5上分别安套接左驱动弹簧6、右驱动弹簧14，左、右驱动弹簧分别位于左、右活塞与换向机构之间；用于驱动换向机构11。

对称安装的行程阀包括上部行程阀8和下部行程阀10，固连在壳体上，行程阀上活动固定摇杆101与推杆113相接触；行程阀是一种两位四通换向阀，它固连在增压装置的外壳上，当换向机构1换向时其带动推杆推动行程阀上的连杆，使得阀芯102处于另一位置,将本系统中的增压泵进、出水口进行调换。

换向机构包括本体11，本体11套接在导向杆5上，本体11两端连接压缩弹簧112一端，压缩弹簧112另一端连接设置圆轮111的轮座114；压缩弹簧112、轮座114外设置外壳，用于将压缩弹簧、轮座包围保护，外壳与本体可固接。外壳外连接推杆113，与设置在行程阀上的摇杆101接触。

壳体和换向机构之间设置一凸起20，该凸起阻挡换向机构11左右移动，当左驱动弹簧6或右驱动弹簧14积聚到一定的弹性势能后，其推动换向机构使换向机构上的压缩弹簧112收缩，从而使得换向机构向右或向左快速运动。

本发明在活塞和外壳之间均安装有密封圈。

本发明的稳压系统包括风力限压式变量泵9、上述增压装置和蓄能器19。蓄能器安装在主进水口管道的支线和风力限压式变量泵9循环系统的支路上，当进水口压力大于限定压力时，进水口所流入的液体将储存到蓄能器19中，当进水口压力小于限定压力时，蓄能器19中的高压力液体就会通过增压装置对主输水系统进行增压；增压装置的左一液压腔3和右二液压腔15通过上部行程阀与进水口和出水口分别相连相连，左二液压腔7和右一液压腔12通过下部行程阀与风力限压式变量泵9的进水口和出水口相连接；在系统的进水口处分为两路，一路上设有溢流阀一1和限压阀一2，另一路上设有溢流阀Ⅰ17；在蓄能器19的进水端设有单向阀；在增压装置的出水口处安装有单向阀；风力限压式变量泵出水口装有单向阀。

如图4所示，为换向机构在左侧时稳压系统的工作状态，图中液体从进水口进入，当液体压强大于或等于溢流阀一1的阀值并大于限压阀一2的阀值时，其通过上路管道通往限压阀二，当液体超过限压阀二的阀值时，所通入的液体将进入到蓄能器19中储存起来，若是其液体压强小于或等于限压阀阀值时，其将直接通过出水口；当入水口的压力小于溢流阀一1时，其通过限压阀一2进入到行程阀中，并通过行程阀进入到左一液压腔3中，而此时蓄能器19或者风力限压式变量泵9输出的高压液体通过行程阀进入到右一液压腔12中，在液压系统中，左二液压腔7中的液体通过行程阀通入到风力限压式变量泵9的入水口，其压力较低；而右二液压腔15中的液体通过行程阀和单向阀二16直接输入到出口，设进水口处压力为，风力限压式变量泵9的进口压力为，左二液压腔7压力为，右二液压腔15压力为，设活塞左侧面积为，右侧面积为，其中，由动态平衡可知：

由上述可知，、分别为风力限压式变量泵9的进出口压力，则，则由上式可知，故，系统的出口压力增加。此时左活塞4向左运动，其逐渐压缩左驱动弹簧6，当左驱动弹簧的弹性势能达到一定值时起推动换向装置，使得换向装置上的圆轮111压缩压缩弹簧12使之收缩，然后换向装置迅速来到右位，在换向的过程中换向装置上的推杆推动行程阀上的摇杆101，使之将阀芯102压入到另一个位置，此时换向机构处于右位。

如图5所示，换向机构处于右位，液体从进水口经行程阀进入到右二液压腔15，此时蓄能器19或者风力限压式变量泵9输出的高压液体通过行程阀进入到左二液压腔7中，左一液压腔3的液体通过行程阀和单向阀二16直接连接出水口，而右一液压腔12中的液体通过行程阀通入到风力限压式变量泵9的入水口。换向机构在右侧和在左侧的原理基本一致，当右驱动弹簧14弹性势能达到一定值时起推动换向装置换到左侧。这样整个系统就完成了一个循环。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做出的等同变换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种增压装置，其特征在于：包括壳体、活塞、导向杆、液压腔、对称安装的行程阀和换向机构；所述的活塞、导向杆、液压腔、换向机构内置于壳体内；

所述导向杆左右两端分别连接活塞，构成左活塞、右活塞，所述的导向杆上安装有换向机构；

所述的液压腔被左活塞、右活塞和壳体分开为左、右液压腔，所述的左活塞将左液压腔分为左一液压腔和左二液压腔；所述的右活塞将右液压腔分为右一液压腔和右二液压腔；

所述的换向机构套接在导向杆上，处于左、右液压腔之间；所述的换向机构左右两侧的导向杆上分别套接左、右驱动弹簧，用于驱动换向机构；左、右驱动弹簧分别位于左、右活塞与换向机构之间；

所述的行程阀包括上部行程阀和下部行程阀，固连在壳体上；行程阀与换向机构接触；

所述的壳体和换向机构之间设置一凸起;

所述的换向机构包括本体，所述的本体套接在导向杆上，所述的本体两端连接压缩弹簧一端，压缩弹簧另一端连接设置圆轮的轮座；所述的压缩弹簧、轮座外设置外壳，外壳外连接推杆。

2.根据权利要求1所述的一种增压装置，其特征在于，所述的行程阀上活动固定摇杆，所述的摇杆与推杆连接。

3.一种稳压系统，其特征在于：包括风力限压式变量泵、权利要求1所述的增压装置和蓄能器；

所述的蓄能器设置在主进水口管道的支线和风力限压式变量泵循环系统的支路上；

所述的增压装置的左一液压腔和右二液压腔通过上部行程阀与进水口和出水口分别相连；左二液压腔和右一液压腔通过下部行程阀与风力限压式变量泵的进水口和出水口相连接。

4.根据权利要求3所述的一种稳压系统，其特征在于：系统的进水口处分为两路，一路上设有溢流阀和限压阀，与上部行程阀连接；另一路仅设有溢流阀。

5.根据权利要求3所述的一种稳压系统，其特征在于：所述的蓄能器进水端设有单向阀。

6.根据权利要求3所述的一种稳压系统，其特征在于：所述增压装置的出水口处安装有单向阀。

7.根据权利要求3所述的一种稳压系统，其特征在于：所述风力限压式变量泵出水口装有单向阀。

8.一种权利要求3所述的稳压系统的稳压方法，其特征在于,

液体从进水口进入，液体压强大于或等于溢流阀一的阀值并大于限压阀一的阀值时，其通过上路管道通往限压阀二，当液体超过限压阀二的阀值时，所通入的液体将进入到蓄能器中储存起来；若是其液体压强小于或等于限压阀阀值时，其将直接通过出水口；当入水口的压力小于溢流阀一时，其通过限压阀一进入到行程阀中，并通过行程阀进入到左一液压腔中，而此时蓄能器或者风力限压式变量泵输出的高压液体通过行程阀进入到右一液压腔中；在液压系统中，左二液压腔中的液体通过行程阀通入到风力限压式变量泵的入水口，其压力较低；而右二液压腔中的液体通过行程阀和单向阀二直接输入到出口，系统的出口压力增加；此时活塞向左运动，其逐渐压缩左驱动弹簧，当左驱动弹簧的弹性势能达到一定值时起推动换向装置，使得换向装置上的圆轮压缩压缩弹簧使之收缩，然后换向装置迅速来到右位，在换向的过程中，向装置上的推杆推动行程阀上的摇杆，使之将阀芯压入到另一个位置，此时换向机构处于右位；

换向机构处于右位，液体从进水口经行程阀进入到右二液压腔，此时蓄能器或者风力限压式变量泵输出的高压液体通过行程阀进入到左二液压腔中，左一液压腔的液体通过行程阀和单向阀二直接连接出水口，而右一液压腔中的液体通过行程阀通入到风力限压式变量泵的入水口；换向机构在右侧和在左侧的原理一致，当右驱动弹簧弹性势能达到一定值时起推动换向装置换到左侧；这样整个系统就完成了一个循环，如此往复，实现稳压。