CN113531116A - 一种基于液力机械传动隔离保护装置及控制系统 - Google Patents

一种基于液力机械传动隔离保护装置及控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明一种基于液力机械传动隔离保护装置及控制系统，传动隔离保护装置包括密封相连的阀块和阀体，阀体内设有与其密封的活动半轴，活动半轴与上阀体的内腔顶部之间设有弹簧，活动半轴的侧壁和底部之间设有连通的通道，上阀体的侧壁设有用于控制的QK1口，QK1口与活动半轴的通道连通，活动半轴的下方固定设有阀芯，下阀体设置在阀块内，下阀体中设有与阀芯相适应的通道，下阀体的侧面设有若干小孔，阀块侧面GLFA1口，阀块底部设有GLFP1口。只有打开驻车制动阀时，解除驻车制动后，使GLFP1口与GLFA1口相联通，操作档位车辆才能正常运行，防止驻车制动阀有故障时在车辆未准备行驶时误操作档位使车辆运行造成安全隐患。

Description

一种基于液力机械传动隔离保护装置及控制系统
技术领域
本发明涉及煤矿井下无轨辅助防爆车辆的传动控制系统，具体是一种基于液力机械传动隔离保护装置及控制系统。
背景技术
煤矿井下无轨辅助运输防爆车辆由于具有高效能、多用途、机动灵活和技术先进等特点，在国外一些采煤技术先进的国家比如美国、澳大利亚、英国、南非等都得到了非常广泛的应用，且发展迅速。90年代中后期，我国为改变煤矿辅助运输方式落后于采掘技术发展的状况，神东、兖州和晋城等大型矿区先后引进成套无轨胶轮运输设备，在平峒、立井和斜井中都得到了成功应用，使用这一新型辅助运输方式后显著提高了辅助运输和矿井全员生产效率。
有些煤矿井下无轨辅助运输防爆车辆的传动系统是机械液力式的传动系统，其传动系统是由变矩器、变速箱、前后驱动桥、变速箱冷却器、液压管路、液压接头等元件组成。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：由于防爆车辆控制车辆前进、后退的方向手柄和更换4个档位的档位手柄安装在驾驶室里，且井下工作环境条件较差，矿工穿着宽大的下井服装，当车辆启动后很容易由于驾驶防爆车辆的矿工不小心碰到方向手柄或者档位手柄造成误动作，使防爆车辆在未准备行驶时而车辆行驶运行，极易造成井下无轨辅助运输车辆运行的安全隐患。
发明内容
本发明解决了煤矿井下无轨辅助运输机械液力传动式的防爆车辆因误操作而造成的事故隐患的问题，提供了一种基于液力机械传动隔离保护装置及控制系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于液力机械传动隔离保护装置，该传动隔离保护装置包括密封相连的阀块和阀体，阀体包括连接在一起上阀体和下阀体，阀体内设有与其密封的活动半轴，活动半轴与上阀体的内腔顶部之间设有弹簧，活动半轴的侧壁和底部之间设有连通的通道，上阀体的侧壁设有用于控制的QK1口，QK1口与活动半轴的通道连通，活动半轴的下方固定设有阀芯，下阀体设置在阀块内，下阀体中设有与阀芯相适应的通道，下阀体的侧面设有若干小孔，阀块侧面设有与小孔相连通的GLFA1口，阀块底部设有与下阀体的通道相连通的GLFP1口；在弹簧的作用下，阀芯将GLFA1口与GLFP1口之间的通道阻断；当QK1口进入带压气体时，气压克服弹簧的弹力，使阀芯向上移动，使GLFP1口与GLFA1口相连通。
进一步地，所述上阀体与所述活动半轴之间通过双向活塞封进行密封。
进一步地，所述活动半轴的数量为两个，所述活动半轴与所述阀芯之间通过挡圈固定。
进一步地，所述下阀体与所述阀块之间设有固定密封。
一种基于液力机械传动隔离保护的控制系统包括上述的传动隔离保护装置、变速箱、换挡控制阀、过滤器、传动泵、变矩器、压力表、散热器，传动泵安装在变矩器的取力口上，传动泵的吸油口S1口连接到变速箱的XY1口，传动泵的出油口P1口连接到过滤器的GLQA1口，过滤器的GLQA2口连接到变矩器的BJQP1口，变矩器的BJQP1口设有三通接头，三通接头的第一端连接到所述传动隔离保护装置的GLFP1口，第二端连接到压力表的YLB1口，变矩器的BJQA1口连接到散热器的SRA1口，变矩器的BJQT1口连接到变速箱的T1口，散热器的SRA2口连接至变速箱的润滑管路，所述传动隔离保护装置的GLFA1口连接至换挡控制阀的KZP1口，换挡控制阀的KZFX1口和KZFX2口分别连接到变速箱的KZHT1口和KZQJ1口，换挡控制阀的KZSD1口、KZSD2口、KZSD3口和KZSD4口分别连接到变矩器的KZD1口、KZD2口、KZD3口和KZD4口。
进一步地，还包括储气罐总成、气压表、截止阀门、启动马达、空气处理单元、开关阀、控制阀组、启动阀、风门气缸和驻车制动阀，储气罐总成的排气口与截止阀门的JZFA1口连接，截止阀门的JZFA2口与空气处理单元的DYA1口相连，空气处理单元的DYA2口连接到开关阀的KGP1口，开关阀的KGA1口分别与控制阀组的FZP1口、启动阀的QDFP1口、风门气缸的QGP1口和驻车制动阀的ZCFP1口相连，控制阀组的FZA1口连接至启动马达的QMDA2口，启动马达的QMDA1口连接至截止阀门的JFZA2口，气压表设置在空气处理单元和启动马达之间的管路上，启动阀的QDFA1口连接至控制阀组的FZP2口，驻车制动阀的ZCFA1口连接至所述传动隔离保护装置的QK1口。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明为煤矿井下无轨辅助运输机械液力传动的防爆车辆提供了一种传动隔离保护控制的可行性方案。正常只有打开驻车制动阀时，解除驻车制动后，使传动隔离保护装置工作口GLFP1口与GLFA1口相联通，操作档位车辆才能正常运行，防止驻车制动阀有故障时在车辆未准备行驶时误操作档位使车辆运行造成安全隐患。
附图说明
图1为本发明实施例的传动隔离保护装置的剖视图。
图2为本发明实施例的传动隔离保护装置的阀体图。
图3为本发明实施例的液力机械传动隔离保护控制系统原理图。
图4为本发明实施例的具有传动隔离保护装置的气启动系统原理图。
图中，1.1-变速箱，1.2-换挡控制阀，1.3-过滤器，1.4-传动隔离保护装置，1.5-传动泵，1.6-变矩器，1.7-压力表，1.8-散热器，2.1-储气罐总成，2.2-气压表，2.3-截止阀门，2.4-启动马达，2.5-空气处理单元，2.6-开关阀，2.7-控制阀组，2.8-启动阀，2.9-风门气缸，2.10-驻车制动阀，3.1-阀块，3.2-下阀体，3.3-阀芯，3.4-上阀体，3.5-活动半轴，3.6-弹簧，3.7-双向活塞封，3.8-挡圈，3.9-O型圈，3.10-固定密封。
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，本发明实施例一种基于液力机械传动隔离保护装置，该传动隔离保护装置1.4包括密封相连的阀块3.1和阀体，阀体包括连接在一起上阀体3.4和下阀体3.2，阀体内设有与其密封的活动半轴3.5，活动半轴3.5与上阀体3.4的内腔顶部之间设有弹簧3.6，活动半轴3.5的侧壁和底部之间设有连通的通道，上阀体3.4的侧壁设有用于控制的QK1口，QK1口与活动半轴3.5的通道连通，活动半轴的下方固定设有阀芯3.3，下阀体3.2设置在阀块3.1内，下阀体3.2中设有与阀芯3.3相适应的通道，下阀体3.2的侧面设有若6个小孔，阀块3.2侧面设有与小孔相连通的GLFA1口，阀块3.1底部设有与下阀体3.2的通道相连通的GLFP1口；在弹簧3.6的作用下，阀芯3.3将GLFA1口与GLFP1口之间的通道阻断；当QK1口进入带压气体时，气压克服弹簧3.6的弹力，使阀芯3.3向上移动，使GLFP1口与GLFA1口相连通。
其中，上阀体3.4与活动半轴3.5之间通过双向活塞封3.7进行密封。活动半轴3.5的数量为两个，活动半轴3.5与阀芯3.3之间通过挡圈3.8固定。下阀体3.2与阀块3.1之间设有固定密封3.10。
如图3所示，本发明还提供一种基于液力机械传动隔离保护的控制系统，包括上述的传动隔离保护装置1.4、变速箱1.1、换挡控制阀1.2、过滤器1.3、传动泵1.5、变矩器1.6、压力表1.7、散热器1.8，传动泵1.5安装在变矩器1.6的取力口上，传动泵1.5的吸油口S1口连接到变速箱1.1的XY1口，传动泵1.5的出油口P1口连接到过滤器1.3的GLQA1口，过滤器1.3的GLQA2口连接到变矩器的BJQP1口，变矩器1.6的BJQP1口设有三通接头，三通接头的第一端连接到传动隔离保护装置1.4的GLFP1口，第二端连接到压力表1.7的YLB1口，变矩器1.6的BJQA1口连接到散热器1.8的SRA1口，变矩器1.6的BJQT1口连接到变速箱1.1的T1口，散热器1.8的SRA2口连接至变速箱1.1的润滑管路，传动隔离保护装置1.4的GLFA1口连接至换挡控制阀1.2的KZP1口，换挡控制阀1.2的KZFX1口和KZFX2口分别连接到变速箱1.1的KZHT1口和KZQJ1口，换挡控制阀1.2的KZSD1口、KZSD2口、KZSD3口和KZSD4口分别连接到变矩器1.6的KZD1口、KZD2口、KZD3口和KZD4口。
如图4所示，一种基于液力机械传动隔离保护的控制系统气启动系统，气启动系统包括储气罐总成2.1、气压表2.2、截止阀门2.3、启动马达2.4、空气处理单元2.5、开关阀2.6、控制阀组2.7、启动阀2.8、风门气缸2.9和驻车制动阀2.10，储气罐总成2.1的排气口与截止阀门2.3的JZFA1口连接，截止阀门2.3的JZFA2口与空气处理单元2.5的DYA1口相连，空气处理单元2.5的DYA2口连接到开关阀2.6的KGP1口，开关阀2.6的KGA1口分别与控制阀组2.7的FZP1口、启动阀2.8的QDFP1口、风门气缸2.9的QGP1口和驻车制动阀2.10的ZCFP1口相连，控制阀组2.7的FZA1口连接至启动马达2.4的QMDA2口，启动马达2.4的QMDA1口连接至截止阀门2.3的JFZA2口，气压表2.2设置在空气处理单元2.5和启动马达2.4之间的管路上，启动阀2.8的QDFA1口连接至控制阀组2.7的FZP2口，驻车制动阀2.10的ZCFA1口连接至传动隔离保护装置1.4的QK1口。
该发明实施例的工作原理如下：当煤矿井下无轨辅助运输防爆车辆准备启动时，首先打开截止阀门2.3，观察气压表2.2，给储气罐总成2.1充气到气压为10bar，拨动开关阀2.6手柄处于打开位置，按下启动阀2.8的启动按钮，气流到达启动马达2.4的QMDA2口，使启动马达2.4的延时阀开启，主气压从启动马达2.4的QMDA1口进入到马达中，使启动马达运行带动柴油发动机启动，整车就启动了。当防爆车辆准备行驶运动时，拔开驻车制动阀2.10的按钮，使驻车制动阀2.10处于通路状态，气流从驻车制动阀2.10的ZCFP1口到达ZCFP2口，再到传动隔离保护装置1.4的控制口QK1口，气流通过传动隔离保护装置1.4的控制口QK1口，穿过传动隔离保护装置1.4的上阀体3.4和活动半轴3.5，使气流到达活动半轴3.5的底部，气压在克服弹簧3.6弹簧力的作用下，使活动半轴3.5向上移动，带动阀芯3.3也向上移动，使传动隔离保护装置1.4的GLFP1口与GLFA1口相连通。防爆车辆柴油发动机启动后，连接在变矩器1.6的传动泵1.5运转，使变矩器油液通过传动泵1.5和过滤器1.3到达传动隔离保护装置1.4的GLFP1口，变矩器油液从达传动隔离保护装置1.4的GLFA1口到达换挡控制阀1.2的KZP1口，当操作换挡控制阀1.2的方向控制阀手柄，选择前进还是后退，变矩器油液从换挡控制阀1.2的KZFX1口或KZFX2到达变速箱1.1的KZHT1口或KZQJ1口，当操作换挡控制阀1.2的速度控制阀手柄，选择相应1挡、2挡、3挡、4挡的档位，变矩器油液从换挡控制阀1.2的KZSD1口或KZSD2口或KZSD3口或KZSD4口，到达变速箱1.1的KZD1口或KZD2口或KZD3口或KZD4口。此时防爆车辆就可以前进或者后退行驶了。
当煤矿井下无轨辅助运输防爆车辆准备驻车制动时，按下驻车制动阀2.10的按钮，使驻车制动阀2.10处于断路状态，ZCFA1口与ZCFT1口相通，ZCFT1口安装有消音器，传动隔离保护装置1.4控制口QK1口的气流通过驻车制动阀2.10的ZCFA1口再到ZCFT1口的消音器跑道大气里面，使传动隔离保护装置1.4控制口QK1口没有气压。此时传动隔离保护装置1.4的活动半轴3.5在弹簧3.6弹簧力的作用下向下移动，带动阀芯3.3也向下移动，刚好封住传动隔离保护装置1.4的GLFP1口与GLFA1口相连通的口，使传动隔离保护装置1.4的GLFP1口与GLFA1口不连通，变矩器油液不能到达换挡控制阀1.2的KZP1口，使换挡控制阀1.2的方向控制阀和速度控制阀失去对变速箱1.1的操控，车辆在轮边制动器的作用下实现车辆驻车制动。此时，操作换挡控制阀1.2的方向控制阀和速度控制阀的手柄，使其都回到中间位置，换挡控制阀1.2的变矩器油液通过KZT1口到达变速箱1.1的T2口回到变速箱壳体。此时实现了无论对换挡控制阀1.2的方向控制阀和速度控制阀手柄有误操作，也不会使车辆误动作运行，大大降低了车辆的安全隐患。
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 (6)

1.一种基于液力机械传动隔离保护装置，其特征在于：该传动隔离保护装置（1.4）包括密封相连的阀块（3.1）和阀体，阀体包括连接在一起上阀体（3.4）和下阀体（3.2），阀体内设有与其密封的活动半轴（3.5），活动半轴（3.5）与上阀体（3.4）的内腔顶部之间设有弹簧（3.6），活动半轴（3.5）的侧壁和底部之间设有连通的通道，上阀体（3.4）的侧壁设有用于控制的QK1口，QK1口与活动半轴（3.5）的通道连通，活动半轴的下方固定设有阀芯（3.3），下阀体（3.2）设置在阀块（3.1）内，下阀体（3.2）中设有与阀芯（3.3）相适应的通道，下阀体（3.2）的侧面设有若干小孔，阀块（3.2）侧面设有与小孔相连通的GLFA1口，阀块（3.1）底部设有与下阀体（3.2）的通道相连通的GLFP1口；在弹簧（3.6）的作用下，阀芯（3.3）将GLFA1口与GLFP1口之间的通道阻断；当QK1口进入带压气体时，气压克服弹簧（3.6）的弹力，使阀芯（3.3）向上移动，使GLFP1口与GLFA1口相连通。
2.根据权利要求1所述的一种基于液力机械传动隔离保护装置，其特征在于：所述上阀体（3.4）与所述活动半轴（3.5）之间通过双向活塞封（3.7）进行密封。
3.根据权利要求1所述的一种基于液力机械传动隔离保护装置，其特征在于：所述活动半轴（3.5）的数量为两个，所述活动半轴（3.5）与所述阀芯（3.3）之间通过挡圈（3.8）固定。
4.根据权利要求1所述的一种基于液力机械传动隔离保护装置，其特征在于：所述下阀体（3.2）与所述阀块（3.1）之间设有固定密封（3.10）。
5.一种基于液力机械传动隔离保护的控制系统，其特征在于：包括权1-4任一项所述的传动隔离保护装置（1.4）、变速箱（1.1）、换挡控制阀（1.2）、过滤器（1.3）、传动泵（1.5）、变矩器（1.6）、压力表（1.7）、散热器（1.8），传动泵（1.5）安装在变矩器（1.6）的取力口上，传动泵（1.5）的吸油口S1口连接到变速箱（1.1）的XY1口，传动泵（1.5）的出油口P1口连接到过滤器（1.3）的GLQA1口，过滤器（1.3）的GLQA2口连接到变矩器的BJQP1口，变矩器（1.6）的BJQP1口设有三通接头，三通接头的第一端连接到所述传动隔离保护装置（1.4）的GLFP1口，第二端连接到压力表（1.7）的YLB1口，变矩器（1.6）的BJQA1口连接到散热器（1.8）的SRA1口，变矩器（1.6）的BJQT1口连接到变速箱（1.1）的T1口，散热器（1.8）的SRA2口连接至变速箱（1.1）的润滑管路，所述传动隔离保护装置（1.4）的GLFA1口连接至换挡控制阀（1.2）的KZP1口，换挡控制阀（1.2）的KZFX1口和KZFX2口分别连接到变速箱（1.1）的KZHT1口和KZQJ1口，换挡控制阀（1.2）的KZSD1口、KZSD2口、KZSD3口和KZSD4口分别连接到变矩器（1.6）的KZD1口、KZD2口、KZD3口和KZD4口。
6.根据权利要求5所述的一种基于液力机械传动隔离保护的控制系统，其特征在于：还包括储气罐总成（2.1）、气压表（2.2）、截止阀门（2.3）、启动马达（2.4）、空气处理单元（2.5）、开关阀（2.6）、控制阀组（2.7）、启动阀（2.8）、风门气缸（2.9）和驻车制动阀（2.10），储气罐总成（2.1）的排气口与截止阀门（2.3）的JZFA1口连接，截止阀门（2.3）的JZFA2口与空气处理单元（2.5）的DYA1口相连，空气处理单元（2.5）的DYA2口连接到开关阀（2.6）的KGP1口，开关阀（2.6）的KGA1口分别与控制阀组（2.7）的FZP1口、启动阀（2.8）的QDFP1口、风门气缸（2.9）的QGP1口和驻车制动阀（2.10）的ZCFP1口相连，控制阀组（2.7）的FZA1口连接至启动马达（2.4）的QMDA2口，启动马达（2.4）的QMDA1口连接至截止阀门（2.3）的JFZA2口，气压表（2.2）设置在空气处理单元（2.5）和启动马达（2.4）之间的管路上，启动阀（2.8）的QDFA1口连接至控制阀组（2.7）的FZP2口，驻车制动阀（2.10）的ZCFA1口连接至所述传动隔离保护装置（1.4）的QK1口。
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