CN107472114B - 具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车 - Google Patents

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Abstract

本发明属于煤矿井下辅助运输设备的技术领域，为了提高煤矿井下水仓清理效率，解决现有吸污车存在的操作安全系数低、人员舒适性差、真空泵防溢保护功能弱、吸污效率低等问题，进而提供了一种具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车，该吸污车的液压油泵和隔爆型电源箱上外接有行车/吸污闭锁系统，隔爆型电源箱通过三个隔爆型信号开关并联有三条回路，三条并联回路分别构成防爆自动灭火系统控制回路、防爆电暖风系统控制回路和行车/吸污闭锁系统的防溢流保护系统控制回路。本发明将吸污功能集成在运输车上，能及时清理水仓淤积物并运送至井上，解决了目前人工清挖效率低、污水泵易损坏、射流泵和泥浆泵布置困难、防爆装载机需要转载运输等问题。

Description

具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车
技术领域
本发明属于煤矿井下辅助运输设备的技术领域，具体涉及一种具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车。
背景技术
煤矿井下在采煤过程中，地下水和回水夹带着碎煤及其他杂物最后流入水仓，产生大量淤积物。由于水仓是煤矿集中排水的主要场所，为保证煤矿正常生产运转，并做好突水和雨季灾害预防工作，必须定期对水仓进行清理。
目前常用的水仓清理方法有四种，包括：
（1）人工清淤：用铁锹将淤积物铲上工程车再运到地面，该方法占用人员多，工作强度大，且矿井上下沿途容易遗漏淤泥积水，造成环境污染；
（2）采用污水泵：用排污泵和管道直接将淤积物从井下排至地面，但是使用后磨损严重，管道容易堵塞无法清理。
（3）射流泵和泥浆泵联合清理：采用射流泵将淤积物迅速破碎成泥浆，被泥浆泵吸取后通过管道输送至地面，但该方案的布置安装较困难，周转时间较长；
（4）防爆装载机与防爆工程车联合清理：用防爆装载机将煤泥等铲上防爆工程车运到地面，需要两种车辆配合使用；
因此，有必要配备一种既能清理水仓又能运送污泥的煤矿用吸污车，以简化井下车辆配置、显著提高工作效率。
对煤矿井下辅助运输设备来说，安全性是首要考虑的问题。如果车辆前进或后退行驶过程中出现误操作使吸污罐举起，在巷道高度较低的地方就会出现碰撞事故；如果吸污过程中出现误操作使车辆转向或行车，就有可能造成吸污操作人员伤亡。因此，吸污车的行车系统和吸污系统应是独立的且相互闭锁的。目前，路面的吸污车尚无行车和吸污相互闭锁功能，井下的吸污车中，如中国授权公号为CN104500135A的发明专利阐述了一种井下吸污车的行车与举升联合控制系统，该系统通过选档控制阀对选档气缸和防爆电磁阀的联动控制，实现车辆处于前进档行驶时举升油缸无法动作、车辆处于空档时举升油缸才能动作的功能，但该系统存在两处不足，一是不含后退档行驶时行车和举升的相互闭锁功能，存在吸污罐举起碰撞隐患，二是不含吸污作业时车辆驻车制动的联动实施功能，存在溜车隐患。除了行车和吸污系统缺乏相互闭锁，吸污车还有起火的安全性问题。如果发动机高温或周围出现火花未得到及时处理，就有可能造成起火或爆燃事故，但发动机往往处于封闭空间内，驾驶员用肉眼不易监测到火情，当火情明显时驾驶员才下车取出灭火器进行灭火，往往就错过了最佳时机。因此，有必要配备一种防爆自动灭火系统，实时探测发动机附近的火情，一旦发现火情可自动喷出干粉进行灭火，既有效避免了设备财产损失，也保障了人员人身安全。而目前，路面和井下的吸污车均不具备自动灭火功能。
无论设备达到了怎样的高度自动化水平，人始终处于主导地位，所以人员舒适性也是煤矿井下辅助运输设备要考虑的。封闭的驾驶室能隔绝部分噪音和雨雪尘霾等恶劣的外部环境，附带的暖风装置既能为挡风玻璃除湿，也能在严寒天气为驾驶员带来舒适感，这些都体现了人机工程学在煤矿井下辅助运输设备中的应用。
常规情况下，吸污车工作时需要驾驶员站在吸污罐前方观察视窗，当罐内污物达到视窗指定位置时，要立刻关闭真空泵，否则污物会继续吸入真空泵管路及真空泵，损坏真空泵。煤矿井下光线较弱，且使用多次后，吸污罐的视窗被污染导致模糊不清，因此观察视窗是不实际的。有的吸污罐顶部装有防溢阀，即浮子单向阀装置，当吸污快满罐时,浮子将单向阀顶向并关闭吸气口，从而有效防止污物吸入真空泵管路及真空泵，但如果真空泵继续运转，就会将壁薄的管路吸瘪或吸穿，从而造成损失。所以吸污作业时有必要增加一种防溢功能，当吸污快满罐时真空泵自动停止运转，无需驾驶员实时观察视窗，也保护了真空泵管路及真空泵。
普通吸污车只能抽吸流动性较好的污物，对水仓底部流动性较差、颗粒密度较大的淤积物，抽吸效果很差。有的吸污车在罐体后部设置固定式搅拌装置，吸污时将搅拌头垂直置入污水池中先将污物搅起来再抽吸，提高了吸污效率，但是在车辆无法到达水仓口的情况下，该搅拌装置不起作用。所以，吸污车有必要配置便捷的移动式手提搅拌装置，具有较大的作业半径，当车辆无法开到水仓附近时，工作人员可手持搅拌头随着吸污管一起到达水仓口，同时实施搅拌和吸污动作，从而提高抽吸效率。
发明内容
本发明为了提高煤矿井下水仓清理效率，解决现有吸污车存在的操作安全系数低、人员舒适性差、真空泵防溢保护功能弱、吸污效率低等问题，进而提供了一种具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车。
本发明采用如下技术方案：
一种具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车，包括驾驶室、前车架、后车架和吸污罐，前车架左前部连接驾驶室，后车架上部连接吸污罐，前车架和后车架为铰接，所述前车架中部连接有柴油发动机，柴油发动机后部连接有液力变矩器，液力变矩器后部连接有液压油泵，驾驶室内部连接有隔爆型电源箱，柴油发动机、液力变矩器、液压油泵、隔爆型电源箱形成吸污控制系统动力源，所述液压油泵和隔爆型电源箱上外接有行车/吸污闭锁系统，隔爆型电源箱通过三个隔爆型信号开关并联有三条回路，三条并联回路分别构成防爆自动灭火系统控制回路、防爆电暖风系统控制回路和行车/吸污闭锁系统的防溢流保护系统控制回路。
所述的吸污罐包括吸污罐体和安装于后车架的真空泵，吸污罐体上连接有与吸污罐体内腔贯通的通气管路和吸污管，通气管路上设有四通阀；所述真空泵通过传动轴与吸污液压马达连接，由吸污液压马达驱动运转。
所述的行车/吸污闭锁系统包括溢流阀、行车/吸污切换阀、液控换向阀、吸污液压马达、吸污辅助作业装置、液压油箱、行车液压控制系统和驻车制动器，溢流阀的进油口P口与液压油泵的出油口连接，溢流阀的工作油口B口与行车/吸污切换阀的进油口P口连接，行车/吸污切换阀的工作油口A口与行车液压控制系统连接，行车/吸污切换阀的工作油口B口分别与液控换向阀控制端、吸污液压马达及吸污辅助作业装置连接；液控换向阀的进油口P口与行车液压控制系统连接，液控换向阀的工作油口A口与驻车制动器连接；
所有控制阀的T口、吸污液压马达回油口均与液压油箱连接；溢流阀、液控换向阀、液压油箱安装于前车架，行车/吸污切换阀安装于驾驶室，吸污液压马达、驻车制动器安装于后车架,吸污辅助作业装置与后车架和吸污罐连接。
所述的防爆自动灭火系统包括隔爆型电源箱、隔爆型信号开关和隔爆型自动灭火装置，隔爆型自动灭火装置包括隔爆型自动灭火控制器以及两个隔爆型探测器、两个灭火剂罐、两个隔爆型电动球阀和若干喷头，隔爆型自动灭火控制器通过隔爆型信号开关与隔爆型电源箱串联构成防爆自动灭火系统控制回路；隔爆型自动灭火控制器、两个灭火剂罐和两个隔爆型电动球阀安装于灭火器箱体内并设于前车架；柴油发动机的左右两侧均布安装有若干喷头，各喷头通过导管、连接头和三通与两个灭火剂罐连接；两个隔爆型电动球阀分别设于两个灭火剂罐的灭火剂喷出口处，两个隔爆型电动球阀的控制端分别与隔爆型自动灭火控制器连接；柴油发动机的前后对角线位置对称安装有两个隔爆型探测器，各隔爆型探测器的信号输出端连接隔爆型自动灭火控制器。
所述的防爆电暖风系统包括隔爆型电源箱、隔爆型信号开关和隔爆型电暖风装置，隔爆型电暖风装置包括隔爆型暖风机、通风机、叶轮、防护网、防护垫和暖风散热器，隔爆型暖风机通过隔爆型信号开关与隔爆型电源箱串联构成防爆电暖风系统控制回路；暖风散热器上部设有分别与前车架前部的散热器和前车架中部的柴油发动机连接的两个水箱接口，暖风散热器内部设有防护网和防护垫，通风机上的通风机出风口与驾驶室内的空气连通；冷却柴油发动机以后的循环水通过水箱接口进入暖风散热器，驾驶室内的冷空气经防护网进入暖风散热器，再经防护垫过滤后穿过暖风散热器，将暖风散热器中循环水的热量吸入通风机上的通风机进风口，热量经过叶轮从通风机出风口流出进入驾驶室；所述叶轮的工作方式是轴向进入、径向流出。
所述行车/吸污闭锁系统的防溢流保护系统设于行车/吸污切换阀的工作油口B口和吸污液压马达的连接回路中，包括电磁换向阀、单稳阀、煤矿用柴油机车保护装置、液位传感器和隔爆型电磁阀，液位传感器安装于吸污罐内；煤矿用柴油机车保护装置通过隔爆型信号开关与隔爆型电源箱连接构成防溢流保护系统的控制回路，煤矿用柴油机车保护装置同时与液位传感器和隔爆型电磁阀连接；电磁换向阀和隔爆型电磁阀安装于前车架，隔爆型电磁阀与电磁换向阀的控制端连接；单稳阀安装于后车架，单稳阀的进油口P口与电磁换向阀的工作油口A口连接，单稳阀的工作油口A口与吸污液压马达连接，单稳阀的T口和吸污液压马达的进油口均与液压油箱连接。其中，煤矿用柴油机车保护装置可采用现有技术，适用于含有爆炸性气体和煤尘的煤矿井下场所，在煤矿井下辅助运输车辆的相关监控参数出现异常情况时能及时发出报警信号并能使车辆动力系统停止运转。
所述吸污车还连接有吸污辅助作业系统，包括移动式搅拌装置、多路阀和吸污辅助作业装置，吸污辅助作业装置包括搅拌液压马达、吸污罐后盖油缸和吸污罐举升油缸，移动式搅拌装置、多路阀和搅拌液压马达均安装于后车架，吸污罐后盖油缸安装于吸污罐，吸污罐举升油缸安装于后车架和吸污罐之间；多路阀的进油口P口与液压油泵的出油口连接，多路阀的工作油口A1口和B1口与搅拌液压马达连接，多路阀的工作油口A2和B2口与吸污罐后盖油缸连接，多路阀的工作油口A3和B3口与吸污罐举升油缸连接，多路阀的T口与液压油箱连接。
所述的移动式搅拌装置包括搅拌装置固定座、搅拌软轴、软轴护套、搅拌头和定位套，搅拌软轴的输入端和输出端分别与搅拌液压马达、搅拌头对应连接，搅拌软轴的前段通过搅拌装置固定座安装于后车架，搅拌软轴的后段、软轴护套、搅拌头和定位套搁置于后车架上，搅拌软轴的长度根据作业场地进行设计，操作人员可手握软轴护套将搅拌头移动至目的地。
所述搅拌头的外围设有搅拌头护罩，搅拌软轴和搅拌头的连接处设有软轴护套，搅拌头护罩和软轴护套通过调节弹簧、定位套连接，搅拌头护罩通过调节弹簧可沿软轴护套轴向移动，保证搅拌头护罩能够与淤积物贴合，定位套起轴向定位作用。
所述行车/吸污闭锁系统的操作控制方法为：
不操作行车/吸污切换阀手柄，行车/吸污切换阀的P口与A口连通，液压油箱的压力油进入行车液压控制系统，不进入吸污控制系统，为非吸污时的行车液压控制系统自由控制状态；
操作行车/吸污切换阀手柄，行车/吸污切换阀的P口与B口连通，压力油分为三路，第一路进入液控换向阀，控制液控换向阀换向，使液控换向阀A口与T口连通，驻车制动器中的压力油回液压油箱，使被压缩的碟簧释放，实施驻车制动；第二路进入电磁换向阀的P口，当电磁换向阀不动作时，电磁换向阀的P口与A口连通，压力油进入单稳阀的P口，单稳阀的P口与A口保持连通，压力油进入吸污液压马达，吸污液压马达进入工作状态；第三路进入多路阀的P口，操作多路阀右面手柄，多路阀的P口与工作油口A1或B1口连通，压力油进入搅拌液压马达，搅拌液压马达进入工作状态；操作多路阀中间手柄，多路阀的P口与A2或B2口连通，压力油进入吸污罐后盖油缸，实现吸污罐后盖的开启或关闭；操作多路阀左面手柄，多路阀的P口与A3或B3口连通，压力油进入吸污罐举升油缸，实现吸污罐的举升或下降；行车液压控制系统处于工作状态时，吸污作业无法实施，而吸污液压马达和吸污辅助作业装置处于工作状态时，始终实施驻车制动，实现行车/吸污闭锁功能；
相比目前公知的吸污车闭锁系统，本发明未采用气动、液压和电气三者联合控制的方法，只采用液压控制方法，在液压油泵后面连接行车/吸污切换阀，通过行车/吸污切换阀的换向来改变液压系统不同回路的连通，以实现：行车时,所有的档位无论前进档、空档还是后退档都操作有效，而所有的吸污作业包括吸污、搅拌、吸污罐后盖开启或关闭、吸污罐举升或下降都无法实施；吸污时，驻车制动联动实施使所有的档位都操作无效，而所有的吸污作业都可以实施。本发明所述的闭锁系统，不但避免了目前公知闭锁系统的后退档行驶时存在吸污罐举起与巷道碰撞隐患、吸污作业时存在溜车隐患的问题，而且逻辑合理，简单有效，闭锁可靠，使车辆安全性更高。
上述电磁换向阀不动作时，吸污液压马达进入工作状态，带动真空泵运转，正常吸污；当煤矿用柴油机车保护装置检测到液位传感器传递来的满液位信号时，煤矿用柴油机车保护装置控制隔爆型电磁阀动作，隔爆型电磁阀控制电磁换向阀换向，电磁换向阀的P口压力油中断，电磁换向阀的A口与T口连通，连接液压油泵和吸污液压马达的油路断开，吸污液压马达停止工作，真空泵停止运转，实现真空泵的防溢保护功能。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明所述的煤矿用吸污车，将吸污功能集成在运输车上，能及时清理水仓淤积物并运送至井上，解决了目前人工清挖效率低、污水泵易损坏、射流泵和泥浆泵布置困难、防爆装载机需要转载运输等问题，省略了吸污管路布置，简化了井下车辆配置，显著提高了工作效率。
2、煤矿用吸污车的行车和吸污是两套独立的系统，并且相互锁定，前进或后退行车的时候吸污功能闭锁，防止误操作造成吸污罐举起发生碰撞事故，吸污的时候行车功能闭锁，并自动启动驻车功能，防止溜车或误操作启车造成人员伤亡事故。
3、煤矿用吸污车在前车架上部设置了隔爆型自动灭火装置，采用紫外火焰传感探测器，采集发动机周围的信号数据传输给隔爆型自动灭火控制器，一旦出现火情，同时控制两个灭火剂罐底部的电动球阀开启，使灭火剂罐喷出超细干粉灭火剂进行灭火；该装置火焰灵敏度较高，具有快速探测火灾、主动灭火的特点，与普通干粉灭火器相比，可有效预防突发火情，提高了车辆安全性。
4、煤矿用吸污车在驾驶室内部设置了隔爆型电暖风装置，以冷却柴油发动机后的循环水为热源，以车辆隔爆型电源箱为动力源，通过隔爆型暖风机带动通风机运转，一方面使循环水二次冷却，另一方面将热风吹向挡风玻璃或驾驶室内，用来除湿和采暖，提高了驾驶舒适性。
5、煤矿用吸污车在吸污罐上部设置了液位传感器，吸污快满罐时检测到满液位信号，该信号传递至车辆煤矿用柴油机车保护装置，控制隔爆型电磁阀和电磁换向阀动作，切断液压油泵与吸污液压马达之间的油路，从而停止真空泵运转，防止真空泵吸入污物造成损坏，实现真空泵的防溢保护功能。
6、煤矿用吸污车在后车架侧面设置了移动式搅拌装置，由搅拌液压马达带动搅拌软轴运转，搅拌软轴带动搅拌头旋转将水和粘稠度较高、流动性较差的淤积物搅拌成流动体，以便于通过吸污管吸入吸污罐体。该搅拌装置搅拌软轴长，作业半径大，搅拌头可手持移动，受水仓位置限制小，灵活性高，便捷性强。
附图说明
图1为具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车正视图；
图2为具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车俯视图；
图3为具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车液压控制原理图；
图4为具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车电气控制原理图；
图5为移动式搅拌装置结构示意图；
图6为隔爆型自动灭火装置示意图；
图7为隔爆型电暖风装置示意图。
图中，1-驾驶室，2-前车架，3-后车架，4-吸污罐，4-1-吸污罐体，4-2-真空泵，4-3-通气管路，4-4-四通阀，4-5-吸污管，5-柴油发动机，6-液力变矩器，7-液压油泵，8-隔爆型电源箱，9-溢流阀，10-行车/吸污切换阀，11-液控换向阀，12-电磁换向阀，13-单稳阀，14-吸污液压马达，15-多路阀，16-吸污辅助作业装置，16-1-搅拌液压马达，16-2-吸污罐后盖油缸，16-3-吸污罐举升油缸，17-液压油箱，18-行车液压控制系统，19-驻车制动器，20-隔爆型信号开关，21-煤矿用柴油机车保护装置，22-液位传感器，23-隔爆型电磁阀，24-传动轴，25-移动式搅拌装置，25-1-搅拌装置固定座，25-2-搅拌软轴，25-3-软轴护套，25-4-搅拌头，25-5-搅拌头护罩，25-6-调节弹簧，25-7-定位套，26-隔爆型自动灭火装置，26-1-隔爆型探测器，26-2-隔爆型自动灭火控制器，26-3-灭火剂罐，26-4-隔爆型电动球阀，26-5-导管，26-6-连接头，26-7-三通，26-8-喷头，26-9-灭火器箱体，27-隔爆型电暖风装置，27-1-隔爆型暖风机，27-2-通风机，27-3-通风机进风口，27-4-水箱接口，27-5-通风机出风口，27-6-叶轮，27-7-防护网，27-8-防护垫，27-9-暖风散热器，28-散热器。
具体实施方式
结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示的具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车，包括驾驶室1、前车架2、后车架3和吸污罐4，前车架2左前部连接驾驶室1，后车架3上部连接吸污罐4，前车架2和后车架3为铰接，所述前车架2中部连接有柴油发动机5，柴油发动机5后部连接有液力变矩器6，液力变矩器6后部连接有液压油泵7，驾驶室1内部连接有隔爆型电源箱8，柴油发动机5、液力变矩器6、液压油泵7、隔爆型电源箱8形成吸污控制系统动力源。
如图3和图4所示为煤矿用吸污车的液压控制原理图和电气控制原理图，液压油泵7和隔爆型电源箱8上外接有行车/吸污闭锁系统，隔爆型电源箱8通过三个隔爆型信号开关20并联有三条回路，三条并联回路分别构成防爆自动灭火系统控制回路、防爆电暖风系统控制回路和行车/吸污闭锁系统的防溢流保护系统控制回路。
如图2所示的具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车，吸污罐4包括吸污罐体4-1和安装于后车架3的真空泵4-2，吸污罐体4-1上连接有与吸污罐体4-1内腔贯通的通气管路4-3和吸污管4-5，通气管路4-3上设有四通阀4-4。真空泵4-2通过传动轴24与吸污液压马达14连接，由吸污液压马达14驱动运转。
如图3所示，行车/吸污闭锁系统包括溢流阀9、行车/吸污切换阀10、液控换向阀11、吸污液压马达14、吸污辅助作业装置16、液压油箱17和行车液压控制系统18，溢流阀9的进油口P口与液压油泵7的出油口连接，溢流阀9的工作油口B口与行车/吸污切换阀10的进油口P口连接，行车/吸污切换阀10的工作油口A口与行车液压控制系统18连接，行车/吸污切换阀10的工作油口B口分别与液控换向阀11控制端、吸污液压马达14及吸污辅助作业装置16连接；液控换向阀11的进油口P口与行车液压控制系统18连接，液控换向阀11的工作油口A口与驻车制动器19连接；所有控制阀的T口、吸污液压马达14回油口均与液压油箱17连接。
如图4和图6所示，防爆自动灭火系统包括隔爆型电源箱8、隔爆型信号开关20和隔爆型自动灭火装置26，隔爆型自动灭火装置26包括隔爆型自动灭火控制器26-2以及两个隔爆型探测器26-1、两个灭火剂罐26-3、两个隔爆型电动球阀26-4和若干喷头26-8，隔爆型自动灭火控制器26-2通过隔爆型信号开关20与隔爆型电源箱8串联构成防爆自动灭火系统的控制回路；隔爆型自动灭火控制器26-2、两个灭火剂罐26-3和两个隔爆型电动球阀26-4安装于灭火器箱体26-9内；柴油发动机5的左右两侧均布安装有若干喷头26-8，各喷头26-8通过导管26-5、连接头26-6和三通26-7与两个灭火剂罐26-3连接；两个隔爆型电动球阀26-4分别设于两个灭火剂罐26-3的灭火剂喷出口处，两个隔爆型电动球阀26-4的控制端分别与隔爆型自动灭火控制器26-2连接；柴油发动机5的前后对角线位置对称安装有两个隔爆型探测器26-1，各隔爆型探测器26-1的信号输出端连接隔爆型自动灭火控制器26-2。
如图4和图7所示，防爆电暖风系统包括隔爆型电源箱8、隔爆型信号开关20和隔爆型电暖风装置27，隔爆型电暖风装置27包括隔爆型暖风机27-1、通风机27-2、叶轮27-6、防护网27-7、防护垫27-8和暖风散热器27-9，隔爆型暖风机27-1通过隔爆型信号开关20与隔爆型电源箱8串联构成防爆电暖风系统控制回路；暖风散热器27-9上部设有分别与散热器28和柴油发动机5连接的两个水箱接口27-4，暖风散热器27-9内部设有防护网27-7和防护垫27-8，通风机27-2上的通风机出风口27-5与驾驶室1内的空气连通；冷却柴油发动机5以后的循环水通过水箱接口27-4进入暖风散热器27-9。
如图3和图4所示，行车/吸污闭锁系统的防溢流保护系统设于行车/吸污切换阀10的工作油口B口和吸污液压马达14的连接回路中，包括电磁换向阀12、单稳阀13、煤矿用柴油机车保护装置21、液位传感器22和隔爆型电磁阀23；煤矿用柴油机车保护装置21通过隔爆型信号开关20与隔爆型电源箱8连接构成防溢流保护系统的控制回路，煤矿用柴油机车保护装置21同时与液位传感器22和隔爆型电磁阀23连接；隔爆型电磁阀23与电磁换向阀12的控制端连接；单稳阀13的进油口P口与电磁换向阀12的工作油口A口连接，单稳阀13的工作油口A口与吸污液压马达14连接，单稳阀13的T口和吸污液压马达14的进油口均与液压油箱17连接。
如图3和图5所示，吸污辅助作业系统包括移动式搅拌装置25、多路阀15和吸污辅助作业装置16，吸污辅助作业装置16包括搅拌液压马达16-1、吸污罐后盖油缸16-2和吸污罐举升油缸16-3，多路阀15的进油口P口与液压油泵7的出油口连接，多路阀15的工作油口A1口和B1口与搅拌液压马达16-1连接，多路阀15的工作油口A2和B2口与吸污罐后盖油缸16-2连接，多路阀15的工作油口A3和B3口与吸污罐举升油缸16-3连接，多路阀15的T口与液压油箱17连接。
如图5所示为移动式搅拌装置25，包括搅拌装置固定座25-1、搅拌软轴25-2、软轴护套25-3、搅拌头25-4和定位套25-7，搅拌软轴25-2的输入端和输出端分别与搅拌液压马达16-1、搅拌头25-4对应连接，搅拌软轴25-2的前段通过搅拌装置固定座25-1安装于后车架3，搅拌软轴25-2的后段、软轴护套25-3、搅拌头25-4和定位套25-7搁置于后车架3上，搅拌软轴25-2的长度根据作业场地进行设计，操作人员可手握软轴护套25-3将搅拌头25-4移动至目的地。搅拌头25-4的外围设有搅拌头护罩25-5，搅拌软轴25-2和搅拌头25-4的连接处设有软轴护套25-3，搅拌头护罩25-5和软轴护套25-3通过调节弹簧25-6、定位套25-7连接，搅拌头护罩25-5通过调节弹簧25-6可沿软轴护套25-3轴向移动，保证搅拌头护罩25-5能够与淤积物贴合，定位套25-7起轴向定位作用。
如图1和图2所示，溢流阀9、液控换向阀11、电磁换向阀12、液压油箱17、隔爆型电磁阀23、灭火器箱体26-9、散热器28安装于前车架2，行车/吸污切换阀10安装于驾驶室1，单稳阀13、吸污液压马达14、多路阀15、吸污辅助作业装置16中的搅拌液压马达16-1、驻车制动器19和移动式搅拌装置25安装于后车架3，吸污辅助作业装置16中的吸污罐后盖油缸16-2、液位传感器22安装于吸污罐4，吸污辅助作业装置16中的吸污罐举升油缸16-3安装于后车架3和吸污罐4之间。
如图1-图7所示，煤矿用吸污车具有行车/吸污闭锁、防溢保护、搅拌、自动灭火、电暖风功能，各功能的具体控制过程如下。
行车/吸污闭锁功能：
不操作行车/吸污切换阀10手柄，行车/吸污切换阀10的P口与A口连通，液压油箱17的压力油进入行车液压控制系统18，不进入吸污控制系统，为非吸污时的行车液压控制系统18自由控制状态；
操作行车/吸污切换阀10手柄，行车/吸污切换阀10的P口与B口连通，压力油分为三路，第一路进入液控换向阀11，控制液控换向阀11换向，使液控换向阀A口与T口连通，驻车制动器19中的压力油回液压油箱17，使被压缩的碟簧释放，实施驻车制动；第二路进入电磁换向阀12的P口，当电磁换向阀12不动作时，电磁换向阀12的P口与A口连通，压力油进入单稳阀13的P口，单稳阀13的P口与A口保持连通，压力油进入吸污液压马达14，吸污液压马达14进入工作状态；第三路进入多路阀15的P口，操作多路阀15右面手柄，多路阀15的P口与工作油口A1或B1口连通，压力油进入搅拌液压马达16-1，搅拌液压马达16-1进入工作状态；操作多路阀15中间手柄，多路阀15的P口与A2或B2口连通，压力油进入吸污罐后盖油缸16-2，实现吸污罐4后盖的开启或关闭；操作多路阀15左面手柄，多路阀15的P口与A3或B3口连通，压力油进入吸污罐举升油缸16-3，实现吸污罐4的举升或下降；行车液压控制系统18处于工作状态时，吸污作业无法实施，而吸污液压马达14和吸污辅助作业装置16处于工作状态时，始终实施驻车制动，实现行车/吸污闭锁功能。
防溢保护功能：
上述电磁换向阀12不动作时，吸污液压马达14进入工作状态，带动真空泵4-2运转，正常吸污；当煤矿用柴油机车保护装置21检测到液位传感器22传递来的满液位信号时，煤矿用柴油机车保护装置21控制隔爆型电磁阀23动作，隔爆型电磁阀23控制电磁换向阀12换向，电磁换向阀12的P口压力油中断，电磁换向阀12的A口与T口连通，连接液压油泵7和吸污液压马达14的油路断开，吸污液压马达14停止工作，真空泵4-2停止运转，实现真空泵4-2的防溢保护功能。
搅拌功能：
搅拌液压马达16-1进入工作状态后，带动搅拌软轴25-2运转，搅拌软轴25-2带动搅拌头25-4旋转，从而将水和粘稠度较高、流动性较差的淤积物搅拌成流动体。
自动灭火功能：
接入隔爆型电源箱8，闭合防爆自动灭火系统控制回路的隔爆型信号开关20，电流控制隔爆型自动灭火控制器26-2进入工作状态；两个隔爆型探测器26-1通过紫外线传感器和温度传感器探测火灾，并实时采用数字算法滤波及逻辑处理，将柴油发动机5周围的火情温度信息，通过数字信号传输给隔爆型自动灭火控制器26-2；一旦出现异常，比如出现燃烧初期火焰或温度过高，隔爆型自动灭火控制器26-2控制两个隔爆型电动球阀26-4开启，两个隔爆型电动球阀26-4控制两个灭火剂罐26-3打开，超细干粉灭火剂通过若干导管26-5、连接头26-6、三通26-7、喷头26-8喷出进行灭火。
电暖风功能：
接入隔爆型电源箱8，闭合防爆电暖风系统控制回路的隔爆型信号开关20，电流控制第二回路中的隔爆型暖风机27-1进入工作状态，驾驶室1内的冷空气经防护网27-7进入暖风散热器27-9，再经防护垫27-8过滤后穿过暖风散热器27-9，将暖风散热器27-9中循环水的热量吸入通风机27-2上的通风机进风口27-3，热量经过叶轮27-6从通风机出风口27-5流出进入驾驶室1；所述叶轮27-6的工作方式是轴向进入、径向流出。
本发明中未作特殊说明的构件、模块、阀体以及煤矿用柴油机车保护装置等均为现有技术。以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出变化或改进，这些变化或改进都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车，包括驾驶室(1)、前车架(2)、后车架(3)和吸污罐(4)，前车架(2)左前部连接驾驶室(1)，后车架(3)上部连接吸污罐(4)，前车架(2)和后车架(3)为铰接，所述前车架(2)中部连接有柴油发动机(5)，柴油发动机(5)后部连接有液力变矩器(6)，液力变矩器(6)后部连接有液压油泵(7)，驾驶室(1)内部连接有隔爆型电源箱(8)，柴油发动机(5)、液力变矩器(6)、液压油泵(7)、隔爆型电源箱(8)形成吸污控制系统动力源，其特征在于：所述液压油泵(7)和隔爆型电源箱(8)上外接有行车/吸污闭锁系统，隔爆型电源箱(8)通过三个隔爆型信号开关(20)并联有三条回路，三条并联回路分别构成防爆自动灭火系统控制回路、防爆电暖风系统控制回路和行车/吸污闭锁系统的防溢流保护系统控制回路；
所述的行车/吸污闭锁系统包括溢流阀(9)、行车/吸污切换阀(10)、液控换向阀(11)、吸污液压马达(14)、吸污辅助作业装置(16)、液压油箱(17)、行车液压控制系统(18)和驻车制动器(19)，溢流阀(9)的进油口P口与液压油泵(7)的出油口连接，溢流阀(9)的工作油口B口与行车/吸污切换阀(10)的进油口P口连接，行车/吸污切换阀(10)的工作油口A口与行车液压控制系统(18)连接，行车/吸污切换阀(10)的工作油口B口分别与液控换向阀(11)控制端、吸污液压马达(14)及吸污辅助作业装置(16)连接；液控换向阀(11)的进油口P口与行车液压控制系统(18)连接，液控换向阀(11)的工作油口A口与驻车制动器(19)连接；
所有控制阀的T口、吸污液压马达(14)回油口均与液压油箱(17)连接；溢流阀(9)、液控换向阀(11)、液压油箱(17)安装于前车架(2)，行车/吸污切换阀(10)安装于驾驶室(1)，吸污液压马达(14)和驻车制动器(19)安装于后车架(3)，吸污辅助作业装置(16)与后车架(3)和吸污罐(4)连接；
所述吸污车还连接有吸污辅助作业系统，包括移动式搅拌装置(25)、多路阀(15)和吸污辅助作业装置(16)，吸污辅助作业装置(16)包括搅拌液压马达(16-1)、吸污罐后盖油缸(16-2)和吸污罐举升油缸(16-3)，移动式搅拌装置(25)、多路阀(15)和搅拌液压马达(16-1)均安装于后车架(3)，吸污罐后盖油缸(16-2)安装于吸污罐(4)，吸污罐举升油缸(16-3)安装于后车架(3)和吸污罐(4)之间；多路阀(15)的进油口P口与液压油泵(7)的出油口连接，多路阀(15)的工作油口A1口和B1口与搅拌液压马达(16-1)连接，多路阀(15)的工作油口A2和B2口与吸污罐后盖油缸(16-2)连接，多路阀(15)的工作油口A3和B3口与吸污罐举升油缸(16-3)连接，多路阀(15)的T口与液压油箱(17)连接。
2.根据权利要求1所述的具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车，其特征在于：所述的吸污罐(4)包括吸污罐体(4-1)和安装于后车架(3)的真空泵(4-2)，吸污罐体(4-1)上连接有与吸污罐体(4-1)内腔贯通的通气管路(4-3)和吸污管(4-5)，通气管路(4-3)上设有四通阀(4-4)；所述真空泵(4-2)通过传动轴(24)与吸污液压马达(14)连接，由吸污液压马达(14)驱动运转。
3.根据权利要求2所述的具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车，其特征在于：所述的防爆自动灭火系统包括隔爆型电源箱(8)、隔爆型信号开关(20)和隔爆型自动灭火装置（26），隔爆型自动灭火装置（26）包括隔爆型自动灭火控制器(26-2)以及两个隔爆型探测器(26-1)、两个灭火剂罐(26-3)、两个隔爆型电动球阀(26-4)和若干喷头(26-8)，隔爆型自动灭火控制器(26-2)通过隔爆型信号开关(20)与隔爆型电源箱(8)串联构成防爆自动灭火系统控制回路；隔爆型自动灭火控制器(26-2)、两个灭火剂罐(26-3)和两个隔爆型电动球阀(26-4)安装于灭火器箱体(26-9)内并设于前车架(2)；柴油发动机(5)的左右两侧均布安装有若干喷头(26-8)，各喷头(26-8)通过导管(26-5)、连接头(26-6)和三通(26-7)与两个灭火剂罐(26-3)连接；两个隔爆型电动球阀(26-4)分别设于两个灭火剂罐(26-3)的灭火剂喷出口处，两个隔爆型电动球阀(26-4)的控制端分别与隔爆型自动灭火控制器(26-2)连接；柴油发动机(5)的前后对角线位置对称安装有两个隔爆型探测器(26-1)，各隔爆型探测器(26-1)的信号输出端连接隔爆型自动灭火控制器(26-2)。
4.根据权利要求3所述的具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车，其特征在于：所述的防爆电暖风系统包括隔爆型电源箱(8)、隔爆型信号开关(20)和隔爆型电暖风装置（27），隔爆型电暖风装置（27）包括隔爆型暖风机(27-1)、通风机(27-2)、叶轮(27-6)、防护网(27-7)、防护垫(27-8)和暖风散热器(27-9)，隔爆型暖风机(27-1)通过隔爆型信号开关(20)与隔爆型电源箱(8)串联构成防爆电暖风系统控制回路；暖风散热器(27-9)上部设有分别与前车架(2)前部的散热器(28)和前车架(2)中部的柴油发动机(5)连接的两个水箱接口(27-4)，暖风散热器(27-9)内部设有防护网(27-7)和防护垫(27-8)，通风机(27-2)上的通风机出风口(27-5)与驾驶室(1)内的空气连通；冷却柴油发动机(5)以后的循环水通过水箱接口(27-4)进入暖风散热器(27-9)，驾驶室(1)内的冷空气经防护网(27-7)进入暖风散热器(27-9)，再经防护垫(27-8)过滤后穿过暖风散热器(27-9)，将暖风散热器(27-9)中循环水的热量吸入通风机(27-2)上的通风机进风口(27-3)，热量经过叶轮(27-6)从通风机出风口(27-5)流出进入驾驶室(1)；所述叶轮(27-6)的工作方式是轴向进入、径向流出。
5.根据权利要求4所述的具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车，其特征在于：所述行车/吸污闭锁系统的防溢流保护系统设于行车/吸污切换阀(10)的工作油口B口和吸污液压马达(14)的连接回路中，包括电磁换向阀(12)、单稳阀（13）、煤矿用柴油机车保护装置(21)、液位传感器(22)和隔爆型电磁阀(23)，液位传感器(22)安装于吸污罐(4)内；煤矿用柴油机车保护装置(21)通过隔爆型信号开关(20)与隔爆型电源箱(8)连接构成防溢流保护系统的控制回路，煤矿用柴油机车保护装置(21)同时与液位传感器(22)和隔爆型电磁阀(23)连接；电磁换向阀(12)和隔爆型电磁阀(23)安装于前车架(2)，隔爆型电磁阀(23)与电磁换向阀(12)的控制端连接；单稳阀(13)安装于后车架(3)，单稳阀（13）的进油口P口与电磁换向阀(12)的工作油口A口连接，单稳阀（13）的工作油口A口与吸污液压马达(14)连接，单稳阀（13）的T口和吸污液压马达(14)的进油口均与液压油箱(17)连接。
6.根据权利要求5所述的具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车，其特征在于：所述的移动式搅拌装置(25)包括搅拌装置固定座(25-1)、搅拌软轴(25-2)、软轴护套(25-3)、搅拌头(25-4)和定位套(25-7)，搅拌软轴(25-2)的输入端和输出端分别与搅拌液压马达(16-1)、搅拌头(25-4)对应连接，搅拌软轴(25-2)的前段通过搅拌装置固定座(25-1)安装于后车架(3)，搅拌软轴(25-2)的后段、软轴护套(25-3)、搅拌头(25-4)和定位套(25-7)搁置于后车架(3)上。
7.根据权利要求6所述的具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车，其特征在于：所述搅拌头(25-4)的外围设有搅拌头护罩(25-5)，搅拌软轴(25-2)和搅拌头(25-4)的连接处设有软轴护套(25-3)，搅拌头护罩(25-5)和软轴护套(25-3)通过调节弹簧(25-6)、定位套(25-7)连接，搅拌头护罩(25-5)通过调节弹簧(25-6)可沿软轴护套(25-3)轴向移动，保证搅拌头护罩(25-5)能够与淤积物贴合，定位套(25-7)起轴向定位作用。
8.根据权利要求7所述的具有电液协调吸污控制功能的煤矿用吸污车，其特征在于，所述行车/吸污闭锁系统的操作控制方法为：
不操作行车/吸污切换阀(10)手柄，行车/吸污切换阀(10)的P口与A口连通，液压油箱(17)的压力油进入行车液压控制系统(18)，不进入吸污控制系统，为非吸污时的行车液压控制系统(18)自由控制状态；
操作行车/吸污切换阀(10)手柄，行车/吸污切换阀(10)的P口与B口连通，压力油分为三路，第一路进入液控换向阀(11)，控制液控换向阀(11)换向，使液控换向阀A口与T口连通，驻车制动器(19)中的压力油回液压油箱(17)，使被压缩的碟簧释放，实施驻车制动；第二路进入电磁换向阀(12)的P口，当电磁换向阀(12)不动作时，电磁换向阀(12)的P口与A口连通，压力油进入单稳阀(13)的P口，单稳阀(13)的P口与A口保持连通，压力油进入吸污液压马达(14)，吸污液压马达(14)进入工作状态；第三路进入多路阀(15)的P口，操作多路阀(15)右面手柄，多路阀(15)的P口与工作油口A1或B1口连通，压力油进入搅拌液压马达(16-1)，搅拌液压马达(16-1)进入工作状态；操作多路阀(15)中间手柄，多路阀(15)的P口与A2或B2口连通，压力油进入吸污罐后盖油缸(16-2)，实现吸污罐(4)后盖的开启或关闭；操作多路阀(15)左面手柄，多路阀(15)的P口与A3或B3口连通，压力油进入吸污罐举升油缸(16-3)，实现吸污罐(4)的举升或下降；行车液压控制系统(18)处于工作状态时，吸污作业无法实施，而吸污液压马达(14)和吸污辅助作业装置(16)处于工作状态时，始终实施驻车制动，实现行车/吸污闭锁功能；
上述电磁换向阀(12)不动作时，吸污液压马达(14)进入工作状态，带动真空泵(4-2)运转，正常吸污；当煤矿用柴油机车保护装置(21)检测到液位传感器(22)传递来的满液位信号时，煤矿用柴油机车保护装置(21)控制隔爆型电磁阀(23)动作，隔爆型电磁阀(23)控制电磁换向阀(12)换向，电磁换向阀(12)的P口压力油中断，电磁换向阀(12)的A口与T口连通，连接液压油泵(7)和吸污液压马达(14)的油路断开，吸污液压马达(14)停止工作，真空泵(4-2)停止运转，实现真空泵(4-2)的防溢保护功能。
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