CN105937390A - 凿岩台车水气系统的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于工程机械电气控制领域，具体涉及一种凿岩台车水气系统的控制装置,包括选择开关、继电器、二极管和球阀电动装置；所述球阀电动装置包括直流电机和行程开关；所述选择开关与继电器的线圈相连接后接入直流电源中；所述直流电机的进线端和出线端均连接有继电器的触点、行程开关的常闭触点和二极管；所述继电器的触点包括继电器的常开触点和继电器的常闭触点，且均接入直流电源中，其常开触点和常闭触点的公共端经过行程开关的常闭触点与直流电机相连接；所述二极管与行程开关的常闭触点并联连接。该装置具有控制原理简单、安装方便、节省安装空间、控制精准、使用寿命较长、维修方便等优点。
Description
技术领域
本发明属于工程机械电气控制领域，具体而言，涉及一种凿岩台车水气系统的控制装置，用于控制凿岩台车的水冷却、冲渣、气雾润滑、气吹孔等。
背景技术
凿岩台车是应用于隧道钻爆法施工的一种凿岩设备。此设备主要由凿岩机、钻臂、钢结构件、液压系统与水气系统等组成。本发明就是应用于凿岩机钻孔过程中的气雾润滑、水冷却凿岩机、水冲洗除渣以及钻孔结束后的气吹孔等功能。
传统的凿岩台车水气系统的控制装置主要有以下四种：
1.蓄电池型装置。即在球阀内部装设蓄电池，当外电源使球阀得电时，球阀打开。失电时，通过蓄电池使球阀得电，自动关闭。此装置存在电池容量比较小、旋转扭矩小、使用周期较短、环境恶劣的情况下容易损坏等问题。
2.液压开合装置。通过液压油缸开合球阀，此装置体积较大，对空间要求较高，需要的管路太多，控制比较复杂。
3.机械式装置。当球阀得电时，电动装置压缩弹簧打开球阀。失电时，弹簧将球阀复位。此装置同样存在缺陷：弹簧弹力过小，打开容易，复位比较难；弹簧弹力过大，复位容易，打开难。故而机械式开合精度很难掌握，并且受弹簧力的限制，仅适用于低压小扭矩场合。
4.气动装置。此装置主要通过气动方式开闭球阀，就必须要求开启球阀时，空压机必须启动或者气罐中有足够压力，故而此装置同样存在一定的局限性。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种凿岩台车水气系统的控制装置，该装置具有控制原理简单、安装方便、节省安装空间、控制精准、使用寿命较长、维修方便等优点。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种凿岩台车水气系统的控制装置，包括选择开关、继电器、二极管和球阀电动装置；所述球阀电动装置包括直流电机和行程开关；所述选择开关与继电器的线圈相连接后接入直流电源中；所述直流电机的进线端和出线端均连接有继电器的触点、行程开关的常闭触点和二极管；所述继电器的触点包括继电器的常开触点和继电器的常闭触点，且均接入直流电源中，其常开触点和常闭触点的公共端经过行程开关的常闭触点与直流电机相连接；所述二极管与行程开关的常闭触点并联连接。
进一步的，所述继电器为中间继电器。
进一步的，所述中间继电器用于切换直流电机的正负极，数量为两个，分别为水路中间继电器和气路中间继电器。
进一步的，所述选择开关为三位自锁型选择开关，三位自锁型选择开关用于控制继电器的通断，从而切换水路与气路的继电器。
进一步的，所述直流电机一端的继电器的常闭触点连接直流电源的高电平，继电器的常开触点连接直流电源的低电平；则直流电机另一端的继电器的常闭触点连接直流电源的低电平,继电器的常开触点连接直流电源的高电平。
进一步的，所述直流电源的高电平的电压为24VDC，直流电源的低电平的电压为0VDC。
进一步的，所述直流电机的正负极是可逆的，通过继电器的触点的吸合与断开来切换直流电机的正负极，进而控制球阀的开闭。
进一步的，所述直流电机的数量为两个，分别为水路球阀直流电机和气路球阀直流电机。
进一步的，所述行程开关与二极管相互配合进行转动限位，精准控制球阀的开闭角度；二极管的阴极与继电器的常闭触点和继电器的常开触点的公共端相连接，二极管的阳极与直流电机相连接。
进一步的，所述行程开关与二极管的数量均为四个。
由于采用了上述技术方案，本发明具有以下的积极有益效果：
1.与传统水气系统的控制装置相比较，本发明安装方便，只需要从配电柜引出两根直流电源线就行，不需要另外的气管、油管或者油缸等装置，大大节省了安装空间。
2.在球阀电动装置内的转动轴的正向旋转方向和反向旋转方向各设置一个行程开关，这样球阀就可以精准的进行开合,以保证球阀能开合到要求的指定位置。
3.由于本发明提供的装置完全由电气控制,引线简单,故而可以实现远程控制；如果有需要，可以配合控制器使用，使用起来更加方便。
4.本发明具有控制原理简单、安装方便、节省安装空间、控制精准、使用寿命较长、维修方便等优点。
附图说明
图1为本发明的电气控制原理图；
图2为球阀关闭状态示意图；
图3为球阀打开状态示意图；
图4为球阀与管路的连接示意图；
图5为球阀电动装置的内部结构示意图；
图6为水路球阀打开时凸轮片与行程开关S2、行程开关S3的位置关系图；
图7为水路球阀关闭时凸轮片与行程开关S2、行程开关S3的位置关系图。
图中序号所代表的含义为：1.球阀电动装置，2.球阀，3.水路球阀，4.气路球阀，5.直流电机，6.行程开关，7.转动轴，8.凸轮片，9.行程开关S2，10.行程开关S3。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作出进一步详细描述。
实施例一：参见图1至图5所示，一种凿岩台车水气系统的控制装置，包括选择开关、继电器、二极管和球阀电动装置1；所述球阀电动装置1包括直流电机5、行程开关6、转动轴7和凸轮片8；所述选择开关与继电器的线圈相连接后接入直流电源中；所述直流电机5的进线端和出线端均连接有继电器的触点、行程开关6的常闭触点和二极管；所述继电器的触点包括继电器的常开触点和继电器的常闭触点；所述直流电机5一端的继电器的常闭触点连接直流电源的高电平，继电器的常开触点连接直流电源的低电平，则直流电机5另一端的继电器的常闭触点连接直流电源的低电平,继电器的常开触点连接直流电源的高电平；所述继电器的常闭触点和继电器的常开触点的公共端经过行程开关6的常闭触点与直流电机5相连接；所述二极管与行程开关6的常闭触点并联连接，二极管的阴极与继电器的常闭触点和继电器的常开触点的公共端相连接，二极管的阳极与直流电机5相连接。
所述继电器为中间继电器，中间继电器用于切换直流电机5的正负极，数量为两个，分别为水路中间继电器K1和气路中间继电器K2。
所述选择开关为三位自锁型选择开关S1，三位自锁型选择开关S1用于控制继电器的通断，从而切换水路中间继电器K1与气路中间继电器K2。
所述直流电机5的正负极是可逆的，通过继电器的触点的吸合与断开来切换直流电机5的正负极，进而控制球阀2的开闭。所述直流电机5的数量为两个，分别为水路球阀直流电机M1和气路球阀直流电机M2。
所述行程开关6与二极管相互配合进行转动限位，精准控制球阀2的开闭角度。所述行程开关6与二极管的数量均为四个，分别为行程开关S2、行程开关S3、行程开关S4、行程开关S5，二极管V1、二极管V2、二极管V3、二极管V4。
所述直流电源的高电平的电压为24VDC，直流电源的低电平的电压为0VDC。
具体工作过程如下：
初始状态下，三位自锁型选择开关S1在中位，水路中间继电器K1和气路中间继电器K2的线圈均不得电，水路中间继电器K1和气路中间继电器K2的常闭触点（11点与12点，21点与22点）接通，此时球阀2处于关闭状态，行程开关S2和行程开关S4的常闭触点（11点与12点）断开。由于二极管V1的阴极与水路中间继电器K1的常闭触点和常开触点的公共端（11点）相连接，二极管V3的阴极与气路中间继电器K2的常闭触点和常开触点的公共端（11点）相连接，故而二极管V1和二极管V3均不导通，水路球阀直流电机M1和气路球阀直流电机M2不得电，不动作。水路球阀3和气路球阀4均处于关闭状态，如图2所示。
凿岩开始前，将三位自锁型选择开关S1打到右位时，三位自锁型选择开关S1的触点1和触点2接通，水路中间继电器K1的线圈得电，则其触点吸合，常闭触点（11点与12点，21点与22点）断开，常开触点（11点与14点，21点与24点）接通，此时，水路球阀直流电机M1的2端经过行程开关S3接24VDC电源，其1端经过二极管V1接0VDC电源。此时，水路球阀直流电机M1正向旋转，如图6所示，水路球阀直流电机M1带动转动轴7正向旋转，转动轴7带动水路球阀3开始打开，套装在转动轴7上方的凸轮片8随转动轴7转动，凸轮片8与行程开关S2分离，行程开关S2的常闭触点（11点与12点）接通。当转动轴7转动到一定角度（例如90度）时，凸轮片8碰到行程开关S3，则行程开关S3的常闭触点（11点与12点）断开。水路球阀直流电机M1失电，停止动作，如图3所示，水路球阀3打开动作完成。此时，水路球阀3打开后，工业水经水路球阀3进入管路，配合钻孔的凿岩机冲渣。
当三位自锁型选择开关S1由右位打到中位时，触点1与触点2断开，水路中间继电器K1的线圈失电，则其触点断开，常开触点（11点与14点，21点与24点）断开，常闭触点（11点与12点，21点与22点）接通。此时，水路球阀直流电机M1的1端经过行程开关S2接24VDC电源，其2端经过二极管V2接0VDC电源。此时，水路球阀直流电机M1反向旋转，如图7所示，水路球阀直流电机M1带动转动轴7反向旋转，转动轴7带动水路球阀3开始关闭，套装在转动轴7上方的凸轮片8随转动轴7转动，凸轮片8与行程开关S3分离，行程开关S3的常闭触点（11点与12点）接通，当转动轴7转动到一定角度（初始角度）时，凸轮片8碰到行程开关S2，则行程开关S2的常闭触点（11点与12点）断开。水路球阀直流电机M1失电，停止动作。至此，水路球阀3的关闭动作完成，水路球阀3回到初始状态，如图2所示。
三位自锁型选择开关S1由中位打到左位的气路球阀4打开过程，与三位自锁型选择开关S1由左位打到中位的气路球阀4关闭过程，可根据以上水路球阀3开闭过程进行类推。
凿岩结束后，当三位自锁型选择开关S1打到左位时，水路球阀3关闭，气路球阀4打开。结合图4可以看出，高压气体通过气路球阀4进入管路，将管路中残留的水吹出，以免天气寒冷情况下，冻坏管路。同样高压气体可以将凿岩机钻好的孔中残留的水与石渣吹出，方便后期装炸药。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限定本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种凿岩台车水气系统的控制装置，其特征在于：包括选择开关、继电器、二极管和球阀电动装置；所述球阀电动装置包括直流电机和行程开关；所述选择开关与继电器的线圈相连接后接入直流电源中；所述直流电机的进线端和出线端均连接有继电器的触点、行程开关的常闭触点和二极管；所述继电器的触点包括继电器的常开触点和继电器的常闭触点，且均接入直流电源中，其常开触点和常闭触点的公共端经过行程开关的常闭触点与直流电机相连接；所述二极管与行程开关的常闭触点并联连接。
2.根据权利要求1所述的凿岩台车水气系统的控制装置，其特征在于：所述继电器为中间继电器。
3.根据权利要求2所述的凿岩台车水气系统的控制装置，其特征在于：所述中间继电器用于切换直流电机的正负极，数量为两个，分别为水路中间继电器和气路中间继电器。
4. 根据权利要求1所述的凿岩台车水气系统的控制装置，其特征在于：所述选择开关为三位自锁型选择开关，三位自锁型选择开关用于控制继电器的通断，从而切换水路与气路的继电器。
5.根据权利要求1所述的凿岩台车水气系统的控制装置，其特征在于：所述直流电机一端的继电器的常闭触点连接直流电源的高电平，继电器的常开触点连接直流电源的低电平；则直流电机另一端的继电器的常闭触点连接直流电源的低电平,继电器的常开触点连接直流电源的高电平。
6.根据权利要求5所述的凿岩台车水气系统的控制装置，其特征在于：所述直流电源的高电平的电压为24VDC，直流电源的低电平的电压为0VDC。
7.根据权利要求1或5所述的凿岩台车水气系统的控制装置，其特征在于：所述直流电机的正负极是可逆的，通过继电器的触点的吸合与断开来切换直流电机的正负极，进而控制球阀的开闭。
8.根据权利要求7所述的凿岩台车水气系统的控制装置，其特征在于：所述直流电机的数量为两个，分别为水路球阀直流电机和气路球阀直流电机。
9.根据权利要求1所述的凿岩台车水气系统的控制装置，其特征在于：所述行程开关与二极管相互配合进行转动限位，精准控制球阀的开闭角度；二极管的阴极与继电器的常闭触点和继电器的常开触点的公共端相连接，二极管的阳极与直流电机相连接。
10.根据权利要求9所述的凿岩台车水气系统的控制装置，其特征在于：所述行程开关与二极管的数量均为四个。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |