CN112498092A - 气动保护装置及含有其的水温气电双重安全保护控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明气动保护装置及含有其的水温气电双重安全保护控制系统,属于煤矿井下防爆柴油机车辆安全保护技术领域;其中的气动保护装置包括端盖和壳体,端盖和壳体密封相连,壳体内含有一个异径相连的通道,通道底部设有热感元件,热感元件的顶部设有顶杆,顶杆的顶端设有圆球,圆球设置在较大内径的通道内,端盖与圆球之间设有弹簧,较大内径的通道上设有与之连通的进气口P1,较小内径的通道上设有与之连通的排气口A1。本发明提供的控制系统使得车辆在行驶过程中,当冷却水温度超标时,电保护和气保护两种保护至少有一种起作用,保护熄火的同时使车俩处于制动状态,保证车辆的安全性。
Description
技术领域
本发明气动保护装置及含有其的水温气电双重安全保护控制系统,属于煤矿井下防爆柴油机车辆安全保护技术领域。
背景技术
煤矿井下防爆柴油机车辆在安全运行时应满足当柴油机冷却水温达到98℃时,应能报警并使车辆自动熄火停车。现有车辆上都使用了电保护系统,但由于电保护的失效或者反应不灵敏而造成车辆整体高温,造成事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气动保护装置及含有其的水温气电双重安全保护控制系统,使得车辆在行驶过程中,当冷却水温度超标时,电保护和气保护两种保护至少有一种起作用,保护熄火的同时使车俩处于制动状态,保证车辆的安全性。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种气动保护装置,包括端盖和壳体,端盖和壳体密封相连,壳体内含有一个异径相连的通道,通道底部设有热感元件,热感元件的顶部设有顶杆,顶杆的顶端设有圆球,圆球设置在较大内径的通道内,端盖与圆球之间设有弹簧,较大内径的通道上设有与之连通的进气口P1,较小内径的通道上设有与之连通的排气口A1。
进一步的,所述壳体包括固定相连的上壳体和下壳体,所述热感元件设置在下壳体所在的通道内,所述端盖与上壳体螺纹相连,所述端盖与上壳体直接通过O型密封圈密封。
进一步的,当所述热感元件不膨胀时,所述热感元件在径向与所述下壳体之间留有一定的间隙。
一种防爆柴油机车辆水温气电双重安全控制系统,包括用于当防爆柴油机车辆水温超标时使车辆熄火停车并处于制动状态的气动保护系统和电动保护系统,其中,气动保护系统包括上述的气动保护装置,当防爆柴油机车辆水温超标时且气动保护系统和电动保护系统都能正常工作时,两者同时起作用,反应快的保护系统首先起作用;当防爆柴油机车辆水温超标时且气动保护系统和电动保护系统其一失效或故障时,不影响另外一个保护系统起作用。
进一步的,所述气动保护系统中,储气罐内的压缩气体分为两路,第一路依序经过油水分离器、第一气控开关、单向节流阀后分别进入风门控制缸和紧急制动按钮阀的进气口,紧急制动按钮阀的出气口与气控液换向阀的控制口K相连,气控液换向阀的进油口P2与液压动力源相连,液压动力源与气控液换向阀之间的管路设有蓄能器,气控液换向阀的工作口A2与安全型湿式制动器相连,气控液换向阀的工作口T2与液压油箱相连;
第二路依序经过Y型过滤器、主启动阀、启动马达、启动按钮阀后进入所述气动保护装置的进气口P1,所述气动保护装置的排气口A1依序与减压阀、脉冲阀和蜂鸣器相连通。
进一步的,所述电保护系统包括保护电磁阀,保护电磁阀的进气口与所述第一气控开关相连,保护电磁阀的出气口分别与所述单向节流阀、所述启动按钮阀和所述气动保护装置的进气口P1相连,保护电磁阀的控制端通过继电器与单片机处理单元相连,单片机处理单元的输入端分别与冷却水温度传感器和第二气控开关的一端相连,第二气控开关的另一端与电源相连,第二气控开关的控制端与摆动气缸的摆动杆相连,摆动气缸的进气口与所述第一气控开关的出气口相连,单片机处理单元的输出端与报警显示单元相连;
冷却水温度传感器用于检测柴油机冷却水管内冷却水温,所述气动保护装置的下壳体泡在冷却水中。
进一步的,所述储气罐的底部设有排水阀,顶部设有安全阀,所述储气罐的出气口与所述油水分离器之间的管路上设有气源保压阀。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明中的气动保护装置及含有其的水温气电双重安全保护控制系统,并将两种保护系统与制动系统联锁,车辆在行驶过程中,当冷却水温度超标时,电保护和气保护两种保护同时起作用,反映快的优先起作用,保护熄火的同时使车俩处于制动状态,保证安全性。当电保护系统失灵不能作出反应时,气保护装置系统仍然能进行工作。或者气保护系统发生故障时,电保护系统正常工作,起到了双保险的作用。不管是气保护动作还是电保护动作,车辆熄火停车的同时都同时处于制动状态。当其中一个保护失效或出现故障时,不影响另外一种保护的动作。在目前对安全方面严格控制的环境下,本发明增加了车辆运行的可靠性和安全性,避免了车辆在非正常状态运行的几率。有效降低安全事故。
附图说明
图1为本发明实施例提供的防爆柴油机车辆水温气电双重安全保护装置在水温正常时的剖视图。
图2为本发明实施例提供的防爆柴油机车辆水温气电双重安全保护装置在水温超标时的剖视图。
图3为本发明实施例提供的防爆柴油机车辆水温气电双重安全控制系统的原理图。
图4为本发明实施例提供的防爆柴油机车辆水温气电双重安全控制系统处在电保护模式下的原理图。
图5为本发明实施例提供的防爆柴油机车辆水温气电双重安全控制系统处在气保护模式下的原理图
图中,1-储气罐 2-安全阀 3-排水阀 4-气源保压阀 5-Y型过滤器 6-油水分离器 7-第一气控开关 8-保护电磁阀 9-单向节流阀 10-风门控制缸 11-紧急制动按钮阀 12-气控液换向阀 13-安全型湿式制动器 14-蓄能器 15-液压动力源 16-启动按钮阀 17-启动马达18-主启动阀 19-气动保护装置 20-减压阀 21-脉冲阀22-蜂鸣器 23-端盖 24-上壳体 25-O型密封圈 26-弹簧 27-圆球 28-顶杆 29-热感元件 30-下壳体 31-冷却水温度传感器 32-柴油机冷却水管 33-液压油箱 34-电源 35-摆动气缸 36-第二气控开关 37-继电器 38-单片机处理单元 39-报警显示单元。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图1、图2所示,本发明一种气动保护装置,包括端盖23和壳体,端盖23和壳体密封相连,壳体内含有一个异径相连的通道,通道底部设有热感元件29,热感元件29的顶部设有顶杆28,顶杆28的顶端设有圆球27,圆球27设置在较大内径的通道内,端盖与圆球27之间设有弹簧26,较大内径的通道上设有与之连通的进气口P1,较小内径的通道上设有与之连通的排气口A1。
壳体包括固定相连的上壳体24和下壳体30,热感元件29设置在下壳体30所在的通道内,端盖23与上壳体24螺纹相连,端盖23与上壳体24直接通过O型密封圈25密封。
当热感元件29不膨胀时,热感元件29在径向与下壳体30之间留有一定的间隙。
本发明还提供一种防爆柴油机车辆水温气电双重安全控制系统,包括用于当防爆柴油机车辆水温超标时使车辆熄火停车并处于制动状态的气动保护系统和电动保护系统,其中,气动保护系统包括上述的气动保护装置19,当防爆柴油机车辆水温超标时且气动保护系统和电动保护系统都能正常工作时,两者同时起作用,反应快的保护系统首先起作用;当防爆柴油机车辆水温超标时且气动保护系统和电动保护系统其一失效或故障时,不影响另外一个保护系统起作用。
如图5所示,气动保护系统中,储气罐1内的压缩气体分为两路,第一路依序经过油水分离器6、第一气控开关7、单向节流阀9后分别进入风门控制缸10和紧急制动按钮阀11的进气口,紧急制动按钮阀11的出气口与气控液换向阀12的控制口K相连,气控液换向阀12的进油口P2与液压动力源15相连,液压动力源15与气控液换向阀12之间的管路设有蓄能器14,气控液换向阀12的工作口A2与安全型湿式制动器13相连,气控液换向阀12的工作口T2与液压油箱33相连。
第二路依序经过Y型过滤器5、主启动阀18、启动马达17、启动按钮阀16后进入气动保护装置19的进气口P1,气动保护装置19的排气口A1依序与减压阀20、脉冲阀21和蜂鸣器22相连通。
如图4所示,电保护系统包括保护电磁阀8,保护电磁阀8的进气口与第一气控开关7相连,保护电磁阀8的出气口与启动按钮阀16相连,保护电磁阀8的控制端通过继电器37与单片机处理单元38相连,单片机处理单元38的输入端分别与冷却水温度传感器31和第二气控开关36的一端相连,第二气控开关36的另一端与电源34相连,第二气控开关36的控制端与摆动气缸35的摆动杆相连,摆动气缸35的进气口与第一气控开关7的出气口相连,单片机处理单元38的输出端与报警显示单元29相连。
冷却水温度传感器31用于检测柴油机冷却水管32内冷却水温,气动保护装置19的下壳体泡在冷却水中。
储气罐1的底部设有排水阀3,顶部设有安全阀2,储气罐1的出气口与油水分离器6之间的管路上设有气源保压阀4。
如图3所示,本发明把气动保护系统和电保护系统整合在一起时,保护电磁阀8的出气口分别与单向节流阀9、启动按钮阀16和气动保护装置19的进气口P1相连,本发明的工作过程说明如下:防爆柴油机车辆正常启动前,打开气源保压阀4,再打开第一气控开关7,第一气控开关7采用二位三通阀,阀芯到左位时,该阀的工作口②和①接通,储气罐1中的高压压缩气体经过油水分离器6,经气控开关阀7的②口、①口后分成两路,一路到达摆动气缸35,该摆动气缸旋转打开第二气控开关36,接通电源34,电源34经继电器37后,使保护电磁阀8得电,保护电磁阀8采用二位五通阀,阀芯换向到右位,另一路气通过保护电磁阀的①口、②口。后压缩体经单向节流阀9进入风门控制缸10,缸内有弹簧,将柴油机的风门打开,紧急制动按钮阀11的②孔不通,气动保护装置19的进气口P1口不通,这时,按下启动按钮阀16,压缩空气经该阀进入启动马达17的腔内,将启动马达17的预啮合齿轮推出后,将主启动阀18推至下位,从储气罐1来的大流量压缩空气经Y型过滤器5、主启动阀18后进入启动马达17,推动启动马达高速旋转,从而启动车辆。着车后,放开启动按钮阀16,启动马达17内的控制气在回位弹簧作用下经启动按钮阀16卸压,预啮合齿轮缩回,启动马达停止运行。
车辆行走前,先拉起紧急制动按钮阀11,压缩空气经该阀②口、①口到达气控液换向阀12的控制口k,气控液换向阀12采用二位五通阀,阀芯换向至左位,液压动力源15将高压液体储存于蓄能器14内,高压油从蓄能器14经气控液换向阀12的P2口、A2口进入安全型湿式制动器13的活塞腔,压缩腔内弹簧,解除制动,这时车辆可以正常运行。
车辆在运行过程中,如果车辆由于各种原因导致冷却系统的温度升高,当柴油机冷却管32中的水温达到设定保护值时,冷却水温度传感器31感知到前置点温度发出信号,该信号经单片机处理单元38处理后,一方面给报警显示单元39做出显示指示,另一方面处理延时设定时间后,继电器37断开,保护电磁阀8断电(处于图示位置),风门控制缸10内的压缩气体经单向节流阀9后通过保护电磁阀8的②口、④口排气,风门控制缸10在复位弹簧的作用下复位,将柴油机的进气堵死,从而车辆熄火停车,同时,气控液换向阀12控制口k中的压缩空气已经紧急制动按钮阀11、单向节流阀9及保护电磁阀8卸压,气控液换向阀12换向至右位(图示位置),安全型湿式制动器13内的压力油经气控液换向阀12的A2口、T2口回液压油箱33,安全型湿式制动器13为弹簧制动,液压释放,所以此时安全型湿式制动器13在弹簧作用下处于制动位置。车俩熄火的同时,处于制动位,避免了溜车现象的发生。这是电保护起的作用。
其中,风门控制缸10是单作用气缸,给气伸出顶开柴油机进气口,断气进气口关闭。
车辆在运行过程中,冷却水温度正常时,高压压缩气体到达气保护装置的进气口P1,这时,气动保护装置19内的弹簧26将不锈钢材质的圆球27压紧在上壳体24腔内,这时在图1中Ⅰ处环形处于密封状态,将进气口P1和排气口A1截止
当冷却水温度升高,超过标定值时,如图2,热感元件29受到高温水的影响自身膨胀,当膨胀到一定程度时,推动顶杆28上升,将圆球27抬离上壳体24的密封环面,压缩压紧弹簧26,这时进气口P1的压缩空气经钢球27圆周通过,与排气口A1相通。这时,风门控制缸10内的压缩气体经单向节流阀9后直接通过气动保护装置进气口P1、出气口T排气,风门控制缸10在复位弹簧的作用下复位,将柴油机的进气堵死,从而车辆熄火停车,同时,气控液换向阀12控制口k中的压缩空气已经紧急制动按钮阀11、单向节流阀9及气动保护装置19卸压,气控液换向阀12的阀芯换向至右位(图示位置),安全型湿式制动器13内的压力油经气控液换向阀12的A2口、T2口回液压油箱33,安全型湿式制动器13为弹簧制动,液压释放,所以此时安全型湿式制动器13在弹簧作用下处于制动位置。车俩熄火的同时,处于制动位,避免了溜车现象的发生。气动保护装置19的出气口A2排出的气经减压阀20、脉冲阀21到达蜂鸣器22,先发出声音报警,报警延时通过脉冲阀21的内的节流阀调节。
单向节流阀9作用是让入进风门控制缸10的压缩空气进行节流,而反向能使压缩气体快速流过单向节流阀9本身。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明,但是本领域的技术人员应该理解,在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下,可以对其进行形式和细节上的各种改变。
Claims (7)
1.一种气动保护装置,其特征在于包括端盖(23)和壳体,端盖(23)和壳体密封相连,壳体内含有一个异径相连的通道,通道底部设有热感元件(29),热感元件(29)的顶部设有顶杆(28),顶杆(28)的顶端设有圆球(27),圆球(27)设置在较大内径的通道内,端盖与圆球(27)之间设有弹簧(26),较大内径的通道上设有与之连通的进气口P1,较小内径的通道上设有与之连通的排气口A1。
2.根据权利要求1所述的气动保护装置,其特征在于:所述壳体包括固定相连的上壳体(24)和下壳体(30),所述热感元件(29)设置在下壳体(30)所在的通道内,所述端盖(23)与上壳体(24)螺纹相连,所述端盖(23)与上壳体(24)直接通过O型密封圈(25)密封。
3.根据权利要求2所述的气动保护装置,其特征在于:当所述热感元件(29)不膨胀时,所述热感元件(29)在径向与所述下壳体(30)之间留有一定的间隙。
4.一种防爆柴油机车辆水温气电双重安全控制系统,其特征在于:包括用于当防爆柴油机车辆水温超标时使车辆熄火停车并处于制动状态的气动保护系统和电动保护系统,其中,气动保护系统包括如权利要求1-3任一项所述的气动保护装置(19),当防爆柴油机车辆水温超标时且气动保护系统和电动保护系统都能正常工作时,两者同时起作用,反应快的保护系统首先起作用;当防爆柴油机车辆水温超标时且气动保护系统和电动保护系统其一失效或故障时,不影响另外一个保护系统起作用。
5.根据权利要求4所述的防爆柴油机车辆水温气电双重安全控制系统,其特征在于:所述气动保护系统中,储气罐(1)内的压缩气体分为两路,第一路依序经过油水分离器(6)、第一气控开关(7)、单向节流阀(9)后分别进入风门控制缸(10)和紧急制动按钮阀(11)的进气口,紧急制动按钮阀(11)的出气口与气控液换向阀(12)的控制口K相连,气控液换向阀(12)的进油口P2与液压动力源(15)相连,液压动力源(15)与气控液换向阀(12)之间的管路设有蓄能器(14),气控液换向阀(12)的工作口A2与安全型湿式制动器(13)相连,气控液换向阀(12)的工作口T2与液压油箱(33)相连;
第二路依序经过Y型过滤器(5)、主启动阀(18)、启动马达(17)、启动按钮阀(16)后进入所述气动保护装置(19)的进气口P1,所述气动保护装置(19)的排气口A1依序与减压阀(20)、脉冲阀(21)和蜂鸣器(22)相连通。
6.根据权利要求5所述的防爆柴油机车辆水温气电双重安全控制系统,其特征在于:所述电保护系统包括保护电磁阀(8),保护电磁阀(8)的进气口与所述第一气控开关(7)相连,保护电磁阀(8)的出气口分别与所述单向节流阀(9)、所述启动按钮阀(16)和所述气动保护装置(19)的进气口P1相连,保护电磁阀(8)的控制端通过继电器(37)与单片机处理单元(38)相连,单片机处理单元(38)的输入端分别与冷却水温度传感器(31)和第二气控开关(36)的一端相连,第二气控开关(36)的另一端与电源(34)相连,第二气控开关(36)的控制端与摆动气缸(35)的摆动杆相连,摆动气缸(35)的进气口与所述第一气控开关(7)的出气口相连,单片机处理单元(38)的输出端与报警显示单元(29)相连;
冷却水温度传感器(31)用于检测柴油机冷却水管(32)内冷却水温,所述气动保护装置(19)的下壳体泡在冷却水中。
7.根据权利要求5所述的防爆柴油机车辆水温气电双重安全控制系统,其特征在于:所述储气罐(1)的底部设有排水阀(3),顶部设有安全阀(2),所述储气罐(1)的出气口与所述油水分离器(6)之间的管路上设有气源保压阀(4)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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