CN108358099B - 提升机制动闸组冗余液压控制回路 - Google Patents

提升机制动闸组冗余液压控制回路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提升机制动闸组冗余液压控制回路，包括A1层间制动闸组冗余液压控制回路、B1层间制动闸组冗余液压控制回路及C1层间制动闸组冗余液压控制回路。提升机制动闸组冗余液压控制回路采用电磁换向阀将各组制动闸相互连通提高系统安全冗余度。本专利公开的提升机制动闸组冗余液压控制回路具有制动性能优良、系统稳定性好、安全冗余等优点。

Description

提升机制动闸组冗余液压控制回路
技术领域
本发明属于提升设备技术领域，具体涉及一种提升机制动闸组冗余液压控制回路。
背景技术
随着煤矿开采难度的不断增大，对提升机也提出了更高的要求。其中，如何实现提升机液压制动系统各制动闸组之间的安全互冗余以提高制动系统的安全可靠性，且能够高效、精准地实现对制动压力的实时控制成为一个亟待解决的问题。
德国SIEMAG公司所研制的矿井提升机恒减速制动系统ST3-D中通过使用伺服比例阀实现了对制动闸制动压力的控制；荷兰ABB公司所研制的恒减速制动系统采用比例溢流阀实现对液压制动系统制动压力的控制；我国洛阳中信重工所研制的E141A型恒减速制动系统采用电液比例换向阀控制系统制动压力，并申请了相关专利(CN 102030280 A)；太原理工大学与山西新富什机器制造有限公司合作研发了一种矿井提升机安全制动冗余控制系统，该制动系统的液压回路中采用三通比例减压阀实现了对制动压力的实时控制，并申请了相关专利(CN 102701103 A)。
然而，随着提升机不断地朝着大型化、重载化发展，在液压制动系统中采用一个压力控制阀控制整个制动系统的制动压力，将会使液压制动系统存在响应慢、压力控制精度不高以及液压控制回路的安全冗余性差等问题。
发明内容
本发明为克服现有提升机液压制动系统的不足，提供一种提升机制动闸组冗余液压控制回路。采用电磁换向阀将各组制动闸相互连通，以提高系统安全冗余度。本专利公开的提升机制动闸组冗余液压控制回路具有制动性能优良、系统稳定性好、安全冗余等优点。
提升机制动闸组冗余液压控制回路，包括：A1层间制动闸组冗余液压控制回路、B1层间制动闸组冗余液压控制回路及C1层间制动闸组冗余液压控制回路，其中，A1层间制动闸组冗余液压控制回路包括：D制动闸组(1)、F制动闸组(2)、G制动闸组(3)、H制动闸组(4)、E1制动闸压力调节阀(5)、A1电磁换向阀(6)、E2制动闸压力调节阀(7)、A2电磁换向阀(8)、E3制动闸压力调节阀(9)、A3电磁换向阀(10)、E4制动闸压力调节阀(11)、A4磁换向阀(12)、C1电磁换向阀(13)、C2电磁换向阀(14)、C3电磁换向阀(15)、C4电磁换向阀(16)、K1电磁换向阀(17)、K2电磁换向阀(18)、K3电磁换向阀(22)、K4电磁换向阀(19)、K5电磁换向阀(20)、K6电磁换向阀(21)、卷筒(23)、卷筒转速传感器(24)、4个压力传感器(25)、控制器(26)；油源(27)；其中，D制动闸组又包括D1制动闸(28)、D2制动闸(29)和D3制动闸(30)；F单制动闸组包括：F1制动闸、F2制动闸及F3制动闸；G单制动闸组包括：G1制动闸、G2制动闸及G3制动闸；H单制动闸组包括：H1制动闸、H2制动闸及H3制动闸；
A1层间制动闸组冗余液压控制回路中，D1制动闸与E1制动闸压力调节阀的出油口之间设置A1电磁换向阀；F1制动闸与E2制动闸压力调节阀的出油口之间设置A2电磁换向阀；G1制动闸与E3制动闸压力调节阀的出油口之间设置A3电磁换向阀；H1制动闸与E4制动闸压力调节阀的出油口之间设置A4电磁换向阀；E1制动闸压力调节阀、E2制动闸压力调节阀、E3制动闸压力调节阀及E4制动闸压力调节阀的出油口设置压力传感器；E1制动闸压力调节阀、E2制动闸压力调节阀、E3制动闸压力调节阀及E4制动闸压力调节阀的进油口均与油源相连；E1制动闸压力调节阀、E2制动闸压力调节阀、E3制动闸压力调节阀、E4制动闸压力调节阀、A1电磁换向阀、A2电磁换向阀、A3电磁换向阀及A4电磁换向阀的控制端均与控制器连接；
D1制动闸、F1制动闸、G1制动闸及H1制动闸分别通过C3电磁换向阀、C4电磁换向阀、C1电磁换向阀、C2电磁换向阀与油箱连通，C1电磁换向阀、C2电磁换向阀、C3电磁换向阀及C4电磁换向阀的控制端连接控制器；D1制动闸与F1制动闸之间设置K6电磁换向阀；D1制动闸与G1制动闸之间设置K2电磁换向阀；D1制动闸与H1制动闸之间设置K1电磁换向阀；F1制动闸与G1制动闸之间设置K5电磁换向阀；F1制动闸与H1制动闸之间设置K4电磁换向阀；G1制动闸与H1制动闸之间设置K3电磁换向阀；K6电磁换向阀、K1电磁换向阀、K2电磁换向阀、K5电磁换向阀、K4电磁换向阀及K3电磁换向阀的控制端均与控制器连接；
B1层间制动闸组冗余液压控制回路和C1层间制动闸组冗余液压控制回路具有与A1层间制动闸组冗余液压控制回路相同的液压元件及连接方式，将A1层间制动闸组冗余液压控制回路中的D1制动闸、F1制动闸、G1制动闸及H1制动闸分别替换为D2制动闸、F2制动闸、G2制动闸及H2制动闸和D3制动闸、F3制动闸、G3制动闸及H3制动闸便构成B1层间制动闸组冗余液压控制回路和C1层间制动闸组冗余液压控制回路；A1层间制动闸组冗余液压控制回路、B1层间制动闸组冗余液压控制回路和C1层间制动闸组冗余液压控制回路共用一个控制器；
卷筒转速传感器安装在卷筒的主轴上，卷筒转速传感器和压力传感器的输出端均与控制器相连。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明的制动闸压力调节阀布置在制动闸固定支架上，每个制动闸的压力由单独的制动闸压力调节阀控制，提高了压力控制精度、响应特性和系统稳定性；
2、本发明通过电磁换向阀将各组制动闸相互连通，当某一制动闸压力调节阀发生故障时，可由其他控制阀替代故障阀，提高了系统安全冗余度。
附图说明
图1是本发明的A1层间制动闸组冗余液压控制回路示意图；
图2是本发明D制动闸组的组成示意图。
图中：1-D制动闸组；2-F制动闸组；3-G制动闸组；4-H制动闸组；5-E1制动闸压力调节阀；6-A1电磁换向阀；7-E2制动闸压力调节阀；8-A2电磁换向阀；9-E3制动闸压力调节阀；10-A3电磁换向阀；11-E4制动闸压力调节阀；12-A4电磁换向阀；13-C1电磁换向阀；14-C2电磁换向阀；15-C3电磁换向阀；16-C4电磁换向阀；17-K1电磁换向阀；18-K2电磁换向阀；19-K4电磁换向阀；20-K5电磁换向阀；21-K6电磁换向阀；22-K3电磁换向阀；23-卷筒；24-卷筒转速传感器；25-压力传感器；26-控制器；27-油源；28-D1制动闸；29-D2制动闸；30-D3制动闸。
具体实施方式
以下结合附图介绍本发明详细技术方案：
提升机制动闸组冗余液压控制回路，包括：A1层间制动闸组冗余液压控制回路、B1层间制动闸组冗余液压控制回路及C1层间制动闸组冗余液压控制回路，其中，A1层间制动闸组冗余液压控制回路包括：D制动闸组1、F制动闸组2、G制动闸组3、H制动闸组4、E1制动闸压力调节阀5、A1电磁换向阀6、E2制动闸压力调节阀7、A2电磁换向阀8、E3制动闸压力调节阀9、A3电磁换向阀10、E4制动闸压力调节阀11、A4磁换向阀12、C1电磁换向阀13、C2电磁换向阀14、C3电磁换向阀15、C4电磁换向阀16、K1电磁换向阀17、K2电磁换向阀18、K3电磁换向阀22、K4电磁换向阀19、K5电磁换向阀20、K6电磁换向阀21、卷筒23、卷筒转速传感器24、4个压力传感器25、控制器26；油源27；其中，D制动闸组又包括D1制动闸28、D2制动闸29和D3制动闸30；F单制动闸组包括：F1制动闸、F2制动闸及F3制动闸；G单制动闸组包括：G1制动闸、G2制动闸及G3制动闸；H单制动闸组包括：H1制动闸、H2制动闸及H3制动闸。
A1层间制动闸组冗余液压控制回路中，D1制动闸与E1制动闸压力调节阀的出油口之间设置A1电磁换向阀；F1制动闸与E2制动闸压力调节阀的出油口之间设置A2电磁换向阀；G1制动闸与E3制动闸压力调节阀的出油口之间设置A3电磁换向阀；H1制动闸与E4制动闸压力调节阀的出油口之间设置A4电磁换向阀；E1制动闸压力调节阀、E2制动闸压力调节阀、E3制动闸压力调节阀及E4制动闸压力调节阀的出油口设置压力传感器；E1制动闸压力调节阀、E2制动闸压力调节阀、E3制动闸压力调节阀及E4制动闸压力调节阀的进油口均与油源相连；E1制动闸压力调节阀、E2制动闸压力调节阀、E3制动闸压力调节阀、E4制动闸压力调节阀、A1电磁换向阀、A2电磁换向阀、A3电磁换向阀及A4电磁换向阀的控制端均与控制器连接。
D1制动闸、F1制动闸、G1制动闸及H1制动闸分别通过C3电磁换向阀、C4电磁换向阀、C1电磁换向阀、C2电磁换向阀与油箱连通，C1电磁换向阀、C2电磁换向阀、C3电磁换向阀及C4电磁换向阀的控制端连接控制器；D1制动闸与F1制动闸之间设置K6电磁换向阀；D1制动闸与G1制动闸之间设置K2电磁换向阀；D1制动闸与H1制动闸之间设置K1电磁换向阀；F1制动闸与G1制动闸之间设置K5电磁换向阀；F1制动闸与H1制动闸之间设置K4电磁换向阀；G1制动闸与H1制动闸之间设置K3电磁换向阀；K6电磁换向阀、K1电磁换向阀、K2电磁换向阀、K5电磁换向阀、K4电磁换向阀及K3电磁换向阀的控制端均与控制器连接。
B1层间制动闸组冗余液压控制回路和C1层间制动闸组冗余液压控制回路具有与A1层间制动闸组冗余液压控制回路相同的液压元件及连接方式，将A1层间制动闸组冗余液压控制回路中的D1制动闸、F1制动闸、G1制动闸及H1制动闸分别替换为D2制动闸、F2制动闸、G2制动闸及H2制动闸和D3制动闸、F3制动闸、G3制动闸及H3制动闸便构成B1层间制动闸组冗余液压控制回路和C1层间制动闸组冗余液压控制回路；A1层间制动闸组冗余液压控制回路、B1层间制动闸组冗余液压控制回路和C1层间制动闸组冗余液压控制回路共用一个控制器。
卷筒转速传感器安装在卷筒的主轴上，卷筒转速传感器和压力传感器的输出端均与控制器相连。
如图1-2所示，当提升机正常运行时，控制器发送指令使A1层间制动闸组冗余液压控制回路中的A1电磁换向阀、A2电磁换向阀、A3电磁换向阀和A4电磁换向阀处于接通状态，C1电磁换向阀、C2电磁换向阀、C3电磁换向阀和C4电磁换向阀处于断开状态，K1电磁换向阀、K2电磁换向阀、K3电磁换向阀、K4电磁换向阀、K5电磁换向阀以及K6电磁换向阀处于断开状态；控制器向E1制动闸压力调节阀、E2制动闸压力调节阀、E3制动闸压力调节阀以及E4制动闸压力调节阀发送指令，使D1制动闸、F1制动闸、G1制动闸以及H1制动闸处于松闸状态。
当提升机正常运行时，B1层间制动闸组冗余液压控制回路和C1层间制动闸组冗余液压控制回路与A1层间制动闸组冗余液压控制回路的工作方式相同。
当提升机紧急制动时，控制器根据预先的设定值以及卷筒转速传感器检测反馈的卷筒速度，分别向A1层间制动闸组冗余液压控制回路中的E1制动闸压力调节阀、E2制动闸压力调节阀、E3制动闸压力调节阀、E4制动闸压力调节阀发送控制指令，分别对其出口压力进行控制，调整D1制动闸、F1制动闸、G1制动闸以及H1制动闸作用于卷筒的制动力矩，使卷筒能够按照预先的设定值进行减速，实现其制动。
当提升机紧急制动时，B1层间制动闸组冗余液压控制回路和C1层间制动闸组冗余液压控制回路与A1层间制动闸组冗余液压控制回路的工作方式相同。
当卷筒转速传感器检测到卷筒完全停止时，控制器发送指令使A1层间制动闸组冗余液压控制回路中的A1电磁换向阀、A2电磁换向阀、A3电磁换向阀和A4电磁换向阀处于断开状态，C1电磁换向阀、C2电磁换向阀、C3电磁换向阀和C4电磁换向阀处于接通状态，K1电磁换向阀、K2电磁换向阀、K3电磁换向阀、K4电磁换向阀、K5电磁换向阀以及K6电磁换向阀处于断开状态。
当卷筒转速传感器检测到卷筒完全停止时，B1层间制动闸组冗余液压控制回路和C1层间制动闸组冗余液压控制回路与A1层间制动闸组冗余液压控制回路的工作方式相同。
如图1-2所示，当A1层间制动闸组冗余液压控制回路中的E1制动闸压力调节阀、E2制动闸压力调节阀、E3制动闸压力调节阀及E4制动闸压力调节阀中的一个、两个或三个发生故障时，控制器向与发生故障的制动闸压力调节阀连接的A1电磁换向阀、A2电磁换向阀、A3电磁换向阀或A4电磁换向阀发送控制指令，使其处于断开状态，控制器向K1电磁换向阀、K2电磁换向阀、K3电磁换向阀、K4电磁换向阀、K5电磁换向阀以及K6电磁换向阀中的任意一个或若干个发送指令，使上述接受指令的电磁换向阀处于接通状态，这样，即便是E1制动闸压力调节阀、E2制动闸压力调节阀、E3制动闸压力调节阀及E4制动闸压力调节阀中的一个或多个发生故障，A1层间制动闸组冗余液压控制回路依然能够正常工作。
B1层间制动闸组冗余液压控制回路和C1层间制动闸组冗余液压控制回路与A1层间制动闸组冗余液压控制回路具有与上述内容相同的冗余工作方式。

Claims (1)

1.提升机制动闸组冗余液压控制回路，其特征在于：包括：A1层间制动闸组冗余液压控制回路、B1层间制动闸组冗余液压控制回路及C1层间制动闸组冗余液压控制回路，其中，A1层间制动闸组冗余液压控制回路包括：D制动闸组(1)、F制动闸组(2)、G制动闸组(3)、H制动闸组(4)、E1制动闸压力调节阀(5)、A1电磁换向阀(6)、E2制动闸压力调节阀(7)、A2电磁换向阀(8)、E3制动闸压力调节阀(9)、A3电磁换向阀(10)、E4制动闸压力调节阀(11)、A4磁换向阀(12)、C1电磁换向阀(13)、C2电磁换向阀(14)、C3电磁换向阀(15)、C4电磁换向阀(16)、K1电磁换向阀(17)、K2电磁换向阀(18)、K3电磁换向阀(22)、K4电磁换向阀(19)、K5电磁换向阀(20)、K6电磁换向阀(21)、卷筒(23)、卷筒转速传感器(24)、4个压力传感器(25)、控制器(26)；油源(27)；其中，D制动闸组又包括D1制动闸(28)、D2制动闸(29)和D3制动闸(30)；F单制动闸组包括：F1制动闸、F2制动闸及F3制动闸；G单制动闸组包括：G1制动闸、G2制动闸及G3制动闸；H单制动闸组包括：H1制动闸、H2制动闸及H3制动闸；
A1层间制动闸组冗余液压控制回路中，D1制动闸与E1制动闸压力调节阀的出油口之间设置A1电磁换向阀；F1制动闸与E2制动闸压力调节阀的出油口之间设置A2电磁换向阀；G1制动闸与E3制动闸压力调节阀的出油口之间设置A3电磁换向阀；H1制动闸与E4制动闸压力调节阀的出油口之间设置A4电磁换向阀；E1制动闸压力调节阀、E2制动闸压力调节阀、E3制动闸压力调节阀及E4制动闸压力调节阀的出油口设置压力传感器；E1制动闸压力调节阀、E2制动闸压力调节阀、E3制动闸压力调节阀及E4制动闸压力调节阀的进油口均与油源相连；E1制动闸压力调节阀、E2制动闸压力调节阀、E3制动闸压力调节阀、E4制动闸压力调节阀、A1电磁换向阀、A2电磁换向阀、A3电磁换向阀及A4电磁换向阀的控制端均与控制器连接；
D1制动闸、F1制动闸、G1制动闸及H1制动闸分别通过C3电磁换向阀、C4电磁换向阀、C1电磁换向阀、C2电磁换向阀与油箱连通，C1电磁换向阀、C2电磁换向阀、C3电磁换向阀及C4电磁换向阀的控制端连接控制器；D1制动闸与F1制动闸之间设置K6电磁换向阀；D1制动闸与G1制动闸之间设置K2电磁换向阀；D1制动闸与H1制动闸之间设置K1电磁换向阀；F1制动闸与G1制动闸之间设置K5电磁换向阀；F1制动闸与H1制动闸之间设置K4电磁换向阀；G1制动闸与H1制动闸之间设置K3电磁换向阀；K6电磁换向阀、K1电磁换向阀、K2电磁换向阀、K5电磁换向阀、K4电磁换向阀及K3电磁换向阀的控制端均与控制器连接；
B1层间制动闸组冗余液压控制回路和C1层间制动闸组冗余液压控制回路具有与A1层间制动闸组冗余液压控制回路相同的液压元件及连接方式，将A1层间制动闸组冗余液压控制回路中的D1制动闸、F1制动闸、G1制动闸及H1制动闸分别替换为D2制动闸、F2制动闸、G2制动闸及H2制动闸或D3制动闸、F3制动闸、G3制动闸及H3制动闸便构成B1层间制动闸组冗余液压控制回路或C1层间制动闸组冗余液压控制回路；A1层间制动闸组冗余液压控制回路、B1层间制动闸组冗余液压控制回路和C1层间制动闸组冗余液压控制回路共用一个控制器；
卷筒转速传感器安装在卷筒的主轴上，卷筒转速传感器和压力传感器的输出端均与控制器相连。
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