CN107542921A

CN107542921A - 偶合器的自力式液位控制系统

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Publication number: CN107542921A
Application number: CN201710750883.1A
Authority: CN
Inventors: 王腾; 张庚云; 贠民战; 李建国; 谭振; 杨征; 王兴顺; 乔永力; 杨臻; 孙伟; 于建华
Original assignee: Shan Mei Group Shenmu County Red Building Woods Mining Industry Co Ltd; Taiyuan Institute of China Coal Technology and Engineering Group; Shanxi Tiandi Coal Mining Machinery Co Ltd
Current assignee: Shan Mei Group Shenmu County Red Building Woods Mining Industry Co Ltd; Taiyuan Institute of China Coal Technology and Engineering Group; Shanxi Tiandi Coal Mining Machinery Co Ltd
Priority date: 2017-08-28
Filing date: 2017-08-28
Publication date: 2018-01-05
Anticipated expiration: 2037-08-28
Also published as: CN107542921B

Abstract

本发明属于偶合器液位控制的技术领域，具体涉及一种偶合器的自力式液位控制系统，解决了采工作面重型刮板输送机难起动和负载不均的问题，包括流量控制阀、充液阀、二位二通电磁阀和二位二通液控阀，常闭状态的二位二通电磁阀和常开状态的二位二通液控阀串联在一起，共同作为充液阀的先导阀，通过先导液压差控制实现充液阀的开启与关闭；本发明系统组成简单，实用性强、可靠性高，能够满足偶合器充液控制、液位控制、温度控制，是一种简单实用的控制方法，值得在煤矿企业进行推广。

Description

偶合器的自力式液位控制系统

技术领域

本发明属于偶合器液位控制的技术领域，具体涉及一种偶合器的自力式液位控制系统。

背景技术

为了解决综采工作面重型刮板输送机难起动和负载不均的问题，目前使用最广泛的软起动装置是以纯水为工作介质的阀控型液力偶合器（以下简称偶合器）。偶合器安装在电机与减速器之间，通过工作液将泵轮和涡轮柔性连接起来实现扭矩传递，对于重型刮板输送机的正常起动和平稳运行起着重要作用。

偶合器的运行控制包括：充、排液控制、液位控制和温度控制三个内容。通过对充液阀的控制实现偶合器的充液控制，通过液位控制保证液力偶合器工作腔的液体总是充满的，通过控制进入冷水排出热水实现对偶合器介质工作温度的控制。

目前，偶合器的液位控制有闭式和开式两种方法。

现有的闭式液位控制方法能够实现起动充、排液控制、液位控制及温度控制，功能最完善、严谨；其缺点是：①涉及阀件数量多，系统复杂，可靠度低，故障排查困难；②电磁阀动作频繁，由于水闭式循环，工作温度在上、下临界温度之间变化，因此，偶合器频繁换液，充、排液阀频繁动作，易损坏；③阻尼孔易阻塞，作为工作介质的井下水大多为未处理的硬水，温度较高时，极易结垢堵塞，严重影响刮板输送机的正常连续运行。

现有的开式液位控制方法在系统简化的同时，可将偶合器内因滑差产生的热量快速带出，因此不会产生水垢，阻尼孔不易阻塞，降低了偶合器的故障率和故障排查的难度。但是其仍然存在充液阀动作频繁易损坏的问题，影响刮板输送机连续运行。

另外，在液力偶合器的液位控制中，控制压力为偶合器工作腔满液位处的速度压头，其压力很低。偶合器工作时，当偶合器未满时，该值为零，要求液控单向阀开启，向偶合器工作腔充液；当偶合器充满时，产生速度压头（相对常规压力仍然很低），要求液控单向阀关闭，停止向偶合器工作腔充液。常规液控单向阀的开启压力和功能均不能满足工作要求。

发明内容

本发明为了解决现有偶合器控制系统结构复杂、电磁阀动作频繁，以及控制阀阻尼孔易堵塞的，本发明提供一种偶合器的自力式液位控制系统，其能够快速将系统热量带出，避免由于温度过高而产生大量水垢阻塞阻尼孔；通过特殊设计的二位二通液控阀进行液位自动控制，在刮板输送机正常起停过程中电磁阀仅各动作一次，系统可靠性高。

本发明采用的技术方案如下实现：

一种偶合器的自力式液位控制系统，包括流量控制阀、充液阀、二位二通电磁阀和二位二通液控阀，常闭状态的二位二通电磁阀和常开状态的二位二通液控阀串联在一起，共同作为充液阀的先导阀，通过先导液压差控制实现充液阀的开启与关闭。

所述的流量控制阀安装在充液阀前用来调节系统充液流量，充液阀安装在偶合器的进液口处，二位二通液控阀的进液口P与二位二通电磁阀串联，二位二通液控阀的出液口连接至偶合器进液口，二位二通液控阀的控制口K连接至偶合器工作腔。

所述的二位二通液控阀包括阀体、阀盖、阀底板、膜片组件、大弹簧、小弹簧、球阀、球座和推杆，阀体的上下两端分别设有阀盖和阀底板，阀体内上部设有膜片组件，膜片组件将阀体和阀盖分割成上下两个封闭腔，膜片组件与阀盖构成的上封闭腔内设有大弹簧，大弹簧的一端与阀盖相连，另一端与膜片组件相连，阀体上设置控制口K，控制口K与膜片组件和阀体构成的下封闭腔相连通，膜片组件通过推杆与球阀相连，球阀设置在球座内，球座与阀底板之间设有小弹簧，小弹簧的一端与阀底板相连，另一端与球座相连，所述小弹簧的刚性小于大弹簧，阀体两侧分别设有与阀体内部相连通的进液口P和出液口T，进液口P设置在阀体的下部，出液口T设置在进液口P与控制口K之间。

所述球座为V形结构。阀体与阀盖以及阀体与阀底板均采用螺钉连接，阀体与阀盖接触面以及阀体与阀底板接触面均设有密封圈。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明二位二通电磁阀与二位二通液控阀串联在一起，共同作为充液阀的先导阀，控制先导液的通与断，进而控制充液阀的开启和关闭。在系统运行过程中，二位二通电磁阀始终处于得电状态，只有二位二通液控阀会根据偶合器工作腔是否充满采取动作，大大降低了二位二通电磁阀动作频率和发生故障的可能。

2、本发明二位二通液控阀具有监测偶合器工作腔液位和控制充液的双重功能，可替代压力传感器（或压力开关），实现纯机械控制，因此能够进一步提高偶合器运行的可靠性。另外偶合器的液位水平通过二位二通液控阀，依靠偶合器工作腔液面的速度压头实现自动平衡，不依靠其他任何外力，其功能与通常的液控单向阀功能相反，普通液控单向阀的控制口通压力介质时，阀口打开允许液流反向流动，不通压力液时，只能正向流动。该二位二通液控阀当控制口不通压力介质时，允许介质双向流动；当控制口通压力介质时，阀口保持关闭状态，允许液流单向流动。

3、本发明取消了现有偶合器液位控制常用的循环阀和排液阀，排液口常开，循环回路隔断，实现了偶合器开式运行，偶合器间歇充液，同时间歇排液，可将系统因滑差产生的热量快速带出，工作温度低，不产生水垢，阻尼孔不易阻塞。

4、本发明系统组成简单，实用性强、可靠性高，能够满足偶合器充液控制、液位控制、温度控制，是一种简单实用的控制方法，值得在煤矿企业进行推广。

附图说明

图1为本发明原理图；

图2为本发明所述的二位二通液控阀的结构示意图；

1-电动机，2-偶合器，3-减速器，4-流量控制阀，5-充液阀，6-二位二通电磁阀，7-二位二通液控阀；

7.1-阀体，7.2-阀盖，7.3-阀底板，7.4-膜片组件，7.5-大弹簧，7.6-小弹簧，7.7-球阀，7.8-球座，7.9-推杆，7.10-密封圈。

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，偶合器的自力式液位控制系统包括流量控制阀4，充液阀5，二位二通电磁阀6和二位二通液控阀7。流量控制阀4安装在充液阀5前用来调节系统充液流量，充液阀5安装在偶合器的进液口处，二位二通电磁阀6（常闭）和二位二通液控阀7（常开）串联在一起，共同作为充液阀5的先导阀，通过先导液压差控制实现充液阀的开启与关闭。二位二通液控阀7的进液口P与二位二通电磁阀串联，出液口T连接至偶合器进液口，控制口K连接至偶合器工作腔。

本发明的工作原理是：当电动机1起动达到额定转速后，控制器发出指令使二位二通电磁阀6得电，二位二通电磁阀6打开，工作液经流量控制阀4到达充液阀5，先导控制液经阻尼孔和二位二通电磁阀6后，到达二位二通液控阀7，此时二位二通液控阀7常开，最后流入偶合器进液口。根据先导压差原理，此时由于压差作用使充液阀开启，开始向偶合器充液，直到偶合器工作腔充满。偶合器工作腔中的液体随叶轮高速旋转，其液面产生速度压头，该压力传递给二位二通液控阀7的控制口K，推动二位二通液控阀7阀芯右移，二位二通液控阀7关闭，充液阀5的先导液被切断，充液阀5停止向偶合器充液。随着偶合器工作腔中液体减少，工作腔液面压头逐渐降低，二位二通液控阀7打开，充液阀5重新打开，继续向偶合器充液，直到偶合器的工作腔被再次充满。如此往复循环，实现对偶合器自动充液，使偶合器工作腔始终保持在充满状态，且不会出现过充现象。停机时，控制器发出指令使二位二通电磁阀6失电，二位二通电磁阀6关闭，先导控制液被切断，充液阀5关闭。

所述的二位二通液控阀7包括阀体7.1、阀盖7.2、阀底板7.3、膜片组件7.4、大弹簧7.5、小弹簧7.6、球阀7.7、球座7.8和推杆7.9，阀体7.1的上下两端分别设有阀盖7.2和阀底板7.3，阀体7.1内上部设有膜片组件7.4，膜片组件7.4将阀体7.1和阀盖7.2分割成上下两个封闭腔，膜片组件7.4与阀盖7.2构成的上封闭腔内设有大弹簧7.5，大弹簧7.5的一端与阀盖7.2相连，另一端与膜片组件7.4相连，阀体7.1上设置控制口K，控制口K与膜片组件7.4和阀体7.1构成的下封闭腔相连通，膜片组件7.4通过推杆7.9与球阀7.7相连，球阀7.7设置在球座7.8内，所述球座7.8为V形结构，球座7.8与阀底板7.3之间设有小弹簧7.6，小弹簧7.6的一端与阀底板7.3相连，另一端与球座7.8相连，所述小弹簧7.6的刚性小于大弹簧7.5，阀体7.1两侧分别设有与阀体7.1内部相连通的进液口P和出液口T，进液口P设置在阀体7.1的下部，出液口T设置在进液口P与控制口K之间。

阀体7.1与阀盖7.2以及阀体7.1与阀底板7.3均采用螺钉连接，阀体7.1与阀盖7.2接触面以及阀体7.1与阀底板7.3接触面均设有密封圈7.10。

当控制口K不通压力介质时，在大弹簧的作用下，球阀7.7被推杆7.9顶开，使进液口P和出液口T相通，工作液顺利通过，可以双向流动；当控制口K通压力介质时，膜片组件在控制压力的作用下向上移动，同时钢球也在小弹簧的作用下向上移动，最终钢球与阀套接触并在小弹簧作用力下将阀口关闭，介质不能从进液口P流到出液口T，但出液口T的介质在一定压力下，可以顶开钢球，流到进液口P。

所述的二位二通液控阀的主要特点：

1、当控制口K不通压力介质时，该液控单向阀能够实现进液口P和出液口T之间的介质双向流动；当控制口通压力介质时，阀口保持关闭状态，只允许工作液从出液口T至进液口P的单向流动，与普通单向阀相同；

2、阀体内的膜片组件具有放大控制压力的作用，因此该液控单向阀能够适应超低控制压力，动作灵敏。另外主要依靠膜片组件中膜片的变形实现阀口的开启与关闭，几乎没有摩擦阻力，工作可靠；

3、阀口形式采用球阀结构，球座设计为V型，能实现钢球自动对中，阀口密封性好。

Claims

1.一种偶合器的自力式液位控制系统，其特征在于包括流量控制阀（4）、充液阀（5）、二位二通电磁阀（6）和二位二通液控阀（7），常闭状态的二位二通电磁阀（6）和常开状态的二位二通液控阀（7）串联在一起，共同作为充液阀（5）的先导阀，通过先导液压差控制实现充液阀的开启与关闭。

2.根据权利要求1所述的偶合器的自力式液位控制系统，其特征在于所述的流量控制阀（4）安装在充液阀（5）前用来调节系统充液流量，充液阀（5）安装在偶合器的进液口处，二位二通液控阀（7）的进液口P与二位二通电磁阀（6）串联，二位二通液控阀（7）的出液口（T）连接至偶合器进液口，二位二通液控阀（7）的控制口K连接至偶合器工作腔。

3.根据权利要求1或2所述的偶合器的自力式液位控制系统，其特征在于所述的二位二通液控阀包括阀体（7.1）、阀盖（7.2）、阀底板（7.3）、膜片组件（7.4）、大弹簧（7.5）、小弹簧（7.6）、球阀（7.7）、球座（7.8）和推杆（7.9），阀体（7.1）的上下两端分别设有阀盖（7.2）和阀底板（7.3），阀体（7.1）内上部设有膜片组件（7.4），膜片组件（7.4）将阀体（7.1）和阀盖（7.2）分割成上下两个封闭腔，膜片组件（7.4）与阀盖（7.2）构成的上封闭腔内设有大弹簧（7.5），大弹簧（7.5）的一端与阀盖（7.2）相连，另一端与膜片组件（7.4）相连，阀体（7.1）上设置控制口K，控制口K与膜片组件（7.4）和阀体（7.1）构成的下封闭腔相连通，膜片组件（7.4）通过推杆（7.9）与球阀（7.7）相连，球阀（7.7）设置在球座（7.8）内，球座（7.8）与阀底板（7.3）之间设有小弹簧（7.6），小弹簧（7.6）的一端与阀底板（7.3）相连，另一端与球座（7.8）相连，所述小弹簧（7.6）的刚性小于大弹簧（7.5），阀体（7.1）两侧分别设有与阀体（7.1）内部相连通的进液口P和出液口T，进液口P设置在阀体（7.1）的下部，出液口T设置在进液口P与控制口K之间。

4.根据权利要求3所述的偶合器的自力式液位控制系统，其特征在于：所述球座（7.8）为V形结构。

5.根据权利要求4所述的偶合器的自力式液位控制系统，其特征在于：阀体（7.1）与阀盖（7.2）以及阀体（7.1）与阀底板（7.3）均采用螺钉连接，阀体（7.1）与阀盖（7.2）接触面以及阀体（7.1）与阀底板（7.3）接触面均设有密封圈（7.10）。