CN108177523A - 基于井下无轨胶轮车车门闭锁启动的气动系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤矿井下无轨胶轮车的领域，为了解决井下无轨胶轮车运行时，避免因为没有关闭车门而造成的各种事故的发生，减少因车门没有关闭而出现的各种安全隐患，本发明提供了一种基于井下无轨胶轮车车门闭锁启动的气动系统，包括执行部分和启动控制部分，所述的执行部分包括滚轮杠杆式换向阀、车门和用于关闭车门的弹簧插销，所述滚轮杠杆式换向阀是一个滚轮杠杆控制换向的两位三通气动阀；所述滚轮杠杆式换向阀的滚轮杠杆设于弹簧插销的拨动行程范围内。利用外接的启动控制部分气动系统来控制滚轮杠杆式换向阀与阻风门气缸、柴油控制气缸气源接通与否，能实现只有车辆必须在关闭好车门的情况下才能使车辆正常启动运行的要求。

Description

基于井下无轨胶轮车车门闭锁启动的气动系统

技术领域

本发明属于煤矿井下无轨胶轮车的领域，具体涉及一种基于井下无轨胶轮车车门闭锁启动的气动系统。

背景技术

目前世界各国主要煤矿对无轨辅助运输方式的许多优点都比较认可。采用国外现有的快速搬家方法与传统的搬家方法相比较，搬家效率可提高7～11倍，从全年产量考虑，由于大采高综放工作面的快速搬迁，产量可提高21%～52%左右，并且安全性大大增加。煤矿井下无轨胶轮车的使用数量在逐年上升，井下无轨胶轮车井下安全运行也成为现代煤矿建设的重要课题。由于各矿井矿工文化程度不同，安全意识薄弱，在车门没有关闭的情况下启动运行车辆，会造成极大地安全隐患，针对此类现象，设计一种基于井下无轨胶轮车车门闭锁启动的气动保护系统，可以实现车门在关闭的情况下才能允许启动运行车辆，解决此类安全隐患，避免各种事故的发生。

发明内容

本发明为了解决井下无轨胶轮车运行时，避免因为没有关闭车门而造成的各种事故的发生，减少因车门没有关闭而出现的各种安全隐患，设计出一种基于井下无轨胶轮车车门闭锁启动的气动保护系统，实现强制关闭车门的前提下车辆才能够正常的启动车辆运行。

本发明采用如下技术方案：

一种基于井下无轨胶轮车车门闭锁启动的气动系统，包括执行部分和启动控制部分；

所述的执行部分包括滚轮杠杆式换向阀、车门和用于关闭车门的弹簧插销，弹簧插销安装于车门上，所述滚轮杠杆式换向阀是一个滚轮杠杆控制换向的两位三通气动阀，设有进气口、工作口和消声器安装口；所述滚轮杠杆式换向阀的滚轮杠杆设于弹簧插销的拨动行程范围内，启动控制部分与滚轮杠杆式换向阀连接；

弹簧插销使车门关闭时，弹簧插销拨动滚轮杠杆式换向阀的滚轮杠杆并通过控制两位三通气动阀促使启动控制部分能正常驱动无轨胶轮车启动；车门开启时，弹簧插销不与滚轮杠杆式换向阀的滚轮杠杆的接触，启动控制部分不能正常驱动无轨胶轮车启动。

所述启动控制部分包括储气罐、截止阀、空气处理单元、开关阀、电磁阀换向阀、阻风门气缸、柴油控制气缸、液控气换向阀、启动阀和启动马达总成；

所述阻风门气缸和柴油控制气缸的进气口分别与滚轮杠杆式换向阀工作口连接；

所述启动马达总成依次经启动阀和液控气换向阀后与滚轮杠杆式换向阀的工作口连接；

所述滚轮杠杆式换向阀进气口连接到主气路，主气路包括依次连接的储气罐、截止阀、空气处理单元和开关阀，开关阀经电磁阀换向阀后与滚轮杠杆式换向阀进气口连接；

所述储气罐的另一路气体经截止阀后接至启动马达总成。

所述储气罐还外接有空气压缩回路，空气压缩回路包括依次连接的单向阀、空压机和喇叭阀，空压机的出气口与电磁阀换向阀连接，空压机和电磁阀换向阀连接回路上设有气压表。

所述空气处理单元是指具有减压功能和气水分离功能且带气压表的两联件或者三联件。

所述启动马达总成包括气马达、延时阀和Y型过滤器。

所述述开关阀是指带定位功能的手动拨动控制的气控换向阀。

所述启动阀是指不带定位的的手动按钮控制的气控换向阀。

本发明系统的闭锁启动保护过程如下：

当滚轮杠杆式换向阀处于自然状态时，滚轮杠杆式换向阀的工作口与消声器安装口相通，即工作口与外界空气相通，则滚轮杠杆式换向阀的进气口处于截止状态；

关闭车门并拨动弹簧插销锁紧车门时，弹簧插销的插销杆顶部接触到滚轮杠杆式换向阀的滚轮杠杆，滚轮杠杆被插销杆挤压作用到换向阀使其阀芯动作从而使气动阀换向，使滚轮杠杆式换向阀的进气口与工作口相通，储气罐的气源经滚轮杠杆式换向阀进入阻风门气缸和柴油控制气缸的进气口并克服气缸中恢复弹簧的弹簧力将气缸开启，气缸活塞杆顶开柴油发动机的进气口和进油口，为启动柴油发动机做好准备；

若车辆在运动行驶过程中拨动弹簧插销打开车门，因弹簧插销的插销杆顶部不再接触滚轮杠杆式换向阀的滚轮杠杆，滚轮杠杆式换向阀的阀芯在自身弹簧作用下恢复到自然状态，阻风门气缸的无杆腔气体和柴油控制气缸的无杆腔气体通过滚轮杠杆式换向阀的工作口、消声器安装口排出到大气中，则阻风门气缸和柴油控制气缸分别在自身弹簧作用下收回活塞杆，进而关闭柴油发动机的进气口和进油口，使柴油发动机熄火停止工作，实现车辆必须在关闭好车门的情况下才能使车辆正常启动运行的要求。

本发明利用车门弹簧插销对滚轮杠杆式换向阀的接触力作用来促使滚轮杠杆式换向阀换向，同时利用外接的气源启动控制系统来控制滚轮杠杆式换向阀与阻风门气缸、柴油控制气缸气源接通与否，保证若车门打开，则柴油发动机的进气口和进油口关闭，柴油发动机会熄火停止工作，进而实现只有车辆必须在关闭好车门的情况下才能使车辆正常启动运行的要求。

附图说明

图1为井下无轨胶轮车车门闭锁机构的结构主视图；

图2为井下无轨胶轮车车门闭锁机构的结构俯视图；

图3、4为滚轮杠杆式换向阀的结构主视图和侧视图；

图5为本发明的气动系统原理图；

图中：1-气动胶管，2-螺塞，3-接头座，4-滚轮杠杆式换向阀，5-驾驶室，6-工业铰链，7-车门，8-挡板，9-消声器，10-气管固定块，11-阀安装板，12-内六角圆柱头螺钉，13-弹簧垫圈，14-稳定块，15-弹簧插销；

21-储气罐，22-安全阀，23-充气球阀，24-截止阀，25-单向阀，26-喇叭阀，27-空压机，28-气压表，29-空气处理单元，30-开关阀，31-电磁阀换向阀，33-阻风门气缸，34-柴油控制气缸，35-液控气换向阀，36-启动阀，37-启动马达总成。

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：

本发明所述基于井下无轨胶轮车车门闭锁启动的气动系统，包括执行部分和启动控制部分，执行部分的结构如图1和2所示，包括气动胶管、螺塞、接头座、滚轮杠杆式换向阀、驾驶室、工业铰链、车门、挡板、消声器、气管固定块、阀安装板、内六角圆柱头螺钉、弹簧垫圈、稳定块、弹簧插销，共计15个部分组成。

所述滚轮杠杆式换向阀是一个顶杆控制换向的两位三通气动阀，进气口是①口，自然状态是①口不通，②口与装消声器③口相通，工作口是②口（有的厂家工作口有两个口，有的厂家工作口有一个口）；顶杆被压后阀芯动作换向，进气口①口与工作口②口相通。

所述启动控制部分如图5所示，包括储气罐、安全阀、充气球阀、截止阀、单向阀、喇叭阀、空压机、气压表、空气处理单元、开关阀、电磁阀换向阀、滚轮杠杆式换向阀、阻风门气缸、柴油控制气缸、液控气换向阀、启动阀、启动马达，共计17个部分组成。

所述阻风门气缸和柴油控制气缸均是活塞杆腔带复位弹簧的单作用气缸。

所述空压机是指柴油发动机上的空压机。

所述空气处理单元是指具有减压功能和气水分离功能且带气压表的两联件或者三联件。

所述开关阀是指带定位功能的手动拨动控制的气控换向阀。

所述启动阀是指不带定位的的手动按钮控制的气控换向阀。

所述启动马达总成包括气马达、延时阀、Y型过滤器。

滚轮杠杆式换向阀4的进气口①接到主气路上，接在主气路的开关阀的后面，滚轮杠杆式换向阀4的工作口②分别接到阻风门气缸和柴油控制气缸的进气口上，此时，自然状态滚轮杠杆式换向阀的工作口②与装有消声器9口③相通，即工作口与外界空气相通，其进气口处于截止状态。滚轮杠杆式换向阀通过内六角圆柱头螺钉12和弹簧垫圈13固定在阀安装板11上。当驾驶人员在驾驶室5内通过转动工业铰链6关闭车门7，挡板8起到限位车门的作用。驾驶人员拨动弹簧插销15，插销杆经过稳定块14定位，插销杆的顶部接触到滚轮杠杆式换向阀4的滚轮杠杆，滚轮杠杆被插销杆顶部挤压作用到换向阀使其阀芯动作从而使气动阀换向，即进气口①与工作口②相通。气动胶管1固定在气管固定块10上，其里面的气源可以通过滚轮杠杆式换向阀进入阻风门气缸和柴油控制气缸的进气口，克服气缸中恢复弹簧的弹簧力将气缸开启，使气缸活塞杆向外移动，顶开柴油发动机的进气口和进油口，为启动柴油发动机做好了准备。当车辆在运行过程中，驾驶人员拔开弹簧插销15，使其弹簧插销15的插销杆顶部接触不到滚轮杠杆式换向阀4的滚轮杠杆，滚轮杠杆式换向阀4的阀芯在自身弹簧力的作用下恢复到自然状态，阻风门气缸无杆腔气体和柴油控制气缸无杆腔气体通过滚轮杠杆式换向阀4的工作口②、装有消声器③口排出到大气中，阻风门气缸和柴油控制气缸分别在其自身弹簧力的作用下使其活塞杆收回，柴油发动机的进气口和进油口关闭，柴油发动机熄火停止工作。实现了车辆必须在关闭好车门的情况下才能使车辆正常启动运行的要求。

打开充气球阀3，外界充气装置将压缩空气从A口到B口，输送到储气罐的C口，储气罐D口上接安全阀，多余的压缩空气从设定好数值的安全阀上溢出。手动拨动开关阀10，使开关阀换向，气体从开关阀①口通向到②口，电磁阀换向阀11在电开关打开后得电，使电磁阀换向阀换向，①口与②口相通。当车辆驾驶人员在驾驶室将图示1中位置的车门关闭，使滚轮杠杆式换向阀12换向，①口与②口相通，气体压力克服气缸的弹簧力分别把阻风门气缸13，柴油控制气缸14打开，使柴油发动机进气路和机油路打开，为柴油机启动做好了准备。当手动按下启动阀16，使启动阀换向，①口与②口相通，气体流向启动马达总成17，使启动马达总成中的延时阀换向，另一路气体从储气罐经过截止阀4的E口、F口将启动马达总成中的气马达启动，气马达的甩轮带动柴油发动机的飞轮将柴油发动机启动。此时，柴油发动机上的空压机7开始工作，向储气罐中输送压缩气体；液控气换向阀15的控制口接柴油发动机机油压力，柴油发动机启动后，机油压力建立，使液控气换向阀换向，①口截止，①口与②口不相通，防止柴油发动机正常工作时误操作启动阀将气马达损坏。井下无轨胶轮车正常运行时，当打开驾驶室车门，使滚轮杠杆式换向阀处于自然状态，即①口截止，①口与②口不相通，阻风门气缸和柴油控制气缸在弹簧力的作用下，使无杆腔气体从滚轮杠杆式换向阀的③口排到大气中，关闭了柴油发动机进气路和机油路，使柴油发动机熄火。

本发明中未作特殊说明的装置或阀体元件等均为现有技术，本领域技术人员运用的是相关构件的常规功能。

Claims (8)

1.一种基于井下无轨胶轮车车门闭锁启动的气动系统，其特征在于：包括执行部分和启动控制部分；

所述的执行部分包括滚轮杠杆式换向阀（4）、车门（7）和弹簧插销（15），弹簧插销（15）安装于车门（7）上，所述滚轮杠杆式换向阀（4）是一个滚轮杠杆控制换向的两位三通气动阀，设有进气口、工作口和消声器安装口；所述滚轮杠杆式换向阀（4）的滚轮杠杆设于弹簧插销（15）的拨动行程范围内，启动控制部分与滚轮杠杆式换向阀（4）连接；

弹簧插销（15）使车门（7）关闭时，弹簧插销（15）拨动滚轮杠杆式换向阀（4）的滚轮杠杆并通过控制两位三通气动阀促使启动控制部分能正常驱动无轨胶轮车启动；车门（7）开启时，弹簧插销（15）不与滚轮杠杆式换向阀（4）的滚轮杠杆的接触，启动控制部分不能正常驱动无轨胶轮车启动。

2.根据权利要求1所述的基于井下无轨胶轮车车门闭锁启动的气动系统，其特征在于：所述启动控制部分包括储气罐（21）、截止阀（24）、空气处理单元（29）、开关阀（30）、电磁阀换向阀（31）、阻风门气缸（33）、柴油控制气缸（34）、液控气换向阀（35）、启动阀（36）和启动马达总成（37）；

所述阻风门气缸（33）和柴油控制气缸（34）的进气口分别与滚轮杠杆式换向阀（4）工作口连接；

所述启动马达总成（37）依次经启动阀（36）和液控气换向阀（35）后与滚轮杠杆式换向阀（4）的工作口连接；

所述滚轮杠杆式换向阀（4）进气口连接到主气路，主气路包括依次连接的储气罐（21）、截止阀（24）、空气处理单元（29）和开关阀（30），开关阀（30）经电磁阀换向阀（31）后与滚轮杠杆式换向阀（4）进气口连接；

所述储气罐（21）的另一路气体经截止阀（24）后接至启动马达总成（37）。

3.根据权利要求2所述的基于井下无轨胶轮车车门闭锁启动的气动系统，其特征在于：所述储气罐（21）还外接有空气压缩回路，空气压缩回路包括依次连接的单向阀（25）、空压机（27）和喇叭阀（26），空压机（27）的出气口与电磁阀换向阀（31）连接，空压机（27）和电磁阀换向阀（31）连接回路上设有气压表（28）。

4.根据权利要求3所述的基于井下无轨胶轮车车门闭锁启动的气动系统，其特征在于：所述空气处理单元（29）是指具有减压功能和气水分离功能且带气压表的两联件或者三联件。

5.根据权利要求4所述的基于井下无轨胶轮车车门闭锁启动的气动系统，其特征在于：所述启动马达总成（37）包括气马达、延时阀和Y型过滤器。

6.根据权利要求5所述的基于井下无轨胶轮车车门闭锁启动的气动系统，其特征在于：所述述开关阀（30）是指带定位功能的手动拨动控制的气控换向阀。

7.根据权利要求6所述的基于井下无轨胶轮车车门闭锁启动的气动系统，其特征在于：所述启动阀（36）是指不带定位的的手动按钮控制的气控换向阀。

8.根据权利要求7所述的基于井下无轨胶轮车车门闭锁启动的气动系统，其特征在于，该系统的闭锁启动保护过程如下：

当滚轮杠杆式换向阀（4）处于自然状态时，滚轮杠杆式换向阀（4）的工作口与消声器安装口相通，即工作口与外界空气相通，则滚轮杠杆式换向阀（4）的进气口处于截止状态；

关闭车门（7）并拨动弹簧插销（15）锁紧车门时，弹簧插销（15）的插销杆顶部接触到滚轮杠杆式换向阀（4）的滚轮杠杆，滚轮杠杆被插销杆挤压作用到换向阀使其阀芯动作从而使气动阀换向，使滚轮杠杆式换向阀（4）的进气口与工作口相通，储气罐（21）的气源经滚轮杠杆式换向阀（4）进入阻风门气缸（33）和柴油控制气缸（34）的进气口并克服气缸中恢复弹簧的弹簧力将气缸开启，气缸活塞杆顶开柴油发动机的进气口和进油口，为启动柴油发动机做好准备；

若车辆在运动行驶过程中拨动弹簧插销（15）打开车门，因弹簧插销（15）的插销杆顶部不再接触滚轮杠杆式换向阀（4）的滚轮杠杆，滚轮杠杆式换向阀（4）的阀芯在自身弹簧作用下恢复到自然状态，阻风门气缸（33）的无杆腔气体和柴油控制气缸（34）的无杆腔气体通过滚轮杠杆式换向阀（4）的工作口、消声器安装口排出到大气中，则阻风门气缸（33）和柴油控制气缸（34）分别在自身弹簧作用下收回活塞杆，进而关闭柴油发动机的进气口和进油口，使柴油发动机熄火停止工作，实现车辆必须在关闭好车门的情况下才能使车辆正常启动运行的要求。