CN113653946A - 一种无背压回液系统及大流量柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本申请涉及煤炭开采的领域，尤其是涉及一种无背压回液系统及大流量柱塞泵，无背压回液系统包括设置在液压支架出液口处用于对液压支架流出的乳化液进行收集的回液箱、连通在回液箱和乳化液泵站之间的回液管以及设置在回液管上用于将回液箱中的乳化液通过回液管输送至乳化液泵站的动力装置，所述动力装置为大流量柱塞泵，所述大流量柱塞泵被配置为能够根据所述回液箱内的乳化液量调整其流量。本申请具有可以克服乳化液回液时遇到的沿程阻力，保障了液压支架正常回液和工作的效果。

Description

一种无背压回液系统及大流量柱塞泵

技术领域

本申请涉及煤炭开采的领域，尤其是涉及一种无背压回液系统及大流量柱塞泵。

背景技术

在煤炭开采过程中，需要采用大量的液压执行设备来进行工作，液压执行设备是利用液体压力来驱动运行的设备，例如：液压支架便是煤炭综采工作面的重要液压执行设备之一。以液压支架为例，它的动力来源是通过供液管路输送乳化液泵站中的乳化液来满足液压支架的动力需求。在实际使用过程中，乳化液泵将乳化液箱中的乳化液通过进液管输送至工作面的液压支架处，以实现远距离供液，同时，液压支架中的乳化液通过回液管输送回乳化液泵站中。

而液压支架流至乳化液泵站的乳化液流量不定，其完全靠自身的流动流回乳化液泵站，而由于乳化液泵站和液压支架距离较远，当乳化液泵站和液压支架出现高度差时，将导致乳化液在回液管中形成背压，增加乳化液回液时的沿程阻力，从而影响液压支架上乳化液的正常回液，对液压支架的正常工作造成影响。

发明内容

为了克服乳化液回液时的沿程阻力，保障液压支架的正常回液和工作，本申请提供一种无背压回液系统。

第一方面，本申请提供一种无背压回液系统，采用如下的技术方案：

一种无背压回液系统，包括设置在液压支架出液口处用于对液压支架流出的乳化液进行收集的回液箱、连通在回液箱和乳化液泵站之间的回液管以及设置在回液管上用于将回液箱中的乳化液通过回液管输送至乳化液泵站的动力装置，所述动力装置为大流量柱塞泵，所述大流量柱塞泵被配置为能够根据所述回液箱内的乳化液量调整其流量。

通过采用上述技术方案，回液时，从液压支架流出的乳化液将到达回液箱内，通过回液箱可以对乳化液进行收集，然后通过动力装置可以将回液箱内的乳化液输送至乳化液泵站中，从而克服乳化液回液时的沿程阻力，使得液压支架出液口处无背压现象，保证液压支架的正常回液和工作。且在输送的过程中，大流量柱塞泵能够根据回液箱内的乳化液量调节其流量，当回液箱内的乳化液量较多时，流量变大，可以及时的将回液箱中的乳化液排出；当回液箱内的乳化液量较少时，流量减少，可以避免大流量柱塞泵空转或频繁启停而烧坏柱塞泵的电机。

可选的，所述回液箱内安装有液位检测装置，所述液位检测装置用于检测所述回液箱内的乳化液量。

通过采用上述技术方案，通过液位检测装置可以检测回液箱内的乳化液量，从而控制大流量柱塞泵的流量。

可选的，所述回液箱侧壁处固接有连通管，所述连通管远离所述回液箱的一端向上延伸，所述液位检测装置包括安装在所述连通管内壁处的液位计。

通过采用上述技术方案，由于连通管与回液箱连通，所以连通管上液位的高度将与回液箱上的液位高度一致，通过液位计可以检测到连通管上的液位高度，从而可以得到回液箱处的液位高度。而由于在检测时是通过连通管间接检测回液箱中的液位高度，所以当液压支架上的乳化液流回至回液箱而对回液箱内液位造成波荡时，而不会过多的影响到连通管的液位，检测更加精准。

可选的，所述回液箱侧壁处固接有安装管，所述安装管水平设置，所述液位检测装置包括安装在所述安装管内的压力传感器，所述压力传感器用于检测所述回液箱底部所承受的压力以获得所述回液箱内的乳化液量。

通过采用上述技术方案，由于安装管与回液箱连通，所以安装管内的压力也与回液箱内的压力一致，通过检测安装管内的压力间接的对回液箱内的压力进行检测，大大降低了由于液压支架上的乳化液流回至回液箱时造成压力波动而影响检测数据，当回液箱内有新的乳化液流入时，安装管内的压力波动较少。通过检测安装管内的压力间接的检测回液箱中的压力，进而得出回液箱内的乳化液量，检测数据更加精准。

可选的，所述安装管整体呈S形、锯齿形或波纹形。

通过采用上述技术方案，增加了安装管的弯折路线，使得当回液箱内由于有新的乳化液流入而导致压力波动时，安装管内的压力波动更小，使得压力传感器检测到的压力更加稳定。

可选的，所述大流量柱塞泵的电机为变频一体机。

通过采用上述技术方案，变频一体机可以根据回液箱中的乳化液量调节自身的电机转速，操作更加方便。

可选的，所述动力装置还包括变频器，所述变频器与所述大流量柱塞泵的电机电连接。

通过采用上述技术方案，通过变频器可以实现对大流量柱塞泵上电机转速的调节，从而调节大流量柱塞泵的流量。

第二方面，本申请提供一种大流量柱塞泵，采用如下的技术方案：

一种大流量柱塞泵，为上述大流量柱塞泵，包括泵体以及位于所述泵体一侧为所述泵体内部供给润滑油的外置润滑回路。

通过采用上述技术方案，外置润滑回路可以为泵体内部提供润滑，保障泵体的润滑度，避免在泵体转速较小时由于其自身的内置润滑不够而摩擦发热烧坏泵体。

可选的，所述外置润滑回路包括进液口与外界润滑油连接的润滑泵以及连接在所述润滑泵出液口处的连接管，所述连接管连接至所述泵体的内部。

通过采用上述技术方案，润滑泵可以将外界润滑油抽至连接管中，并通过连接管输送至泵体内部，实现对泵体内部的润滑。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.回液箱和动力装置的设置，可以对从液压支架流出的乳化液进行收集，然后通过动力装置输送至乳化液泵站中，从而克服乳化液回液过程中的沿程阻力，保证液压支架上乳化液的正常回液和工作；

2.连通管的设置，使得在检测回液箱内乳化液的高度时，可以减少由于回液箱内乳化液波动而造成检测结果波动的情况；

3.液位检测装置的设置可以对回液箱内的乳化液量进行实时的检测，从而自动控制大流量柱塞泵的流量，满足不同流量下乳化液的回液工作，操作更加灵活。

附图说明

图1是本申请回液系统整体的结构示意图。

图2是为了体现液位检测装置一个示例结构所做的示意图。

图3是为了体现液位检测装置另一示例结构所做的示意图。

图4是为了体现现有柱塞泵原理所做的示意图。

图5是为了体现本申请外置润滑回路所做的示意图。

附图标记说明：1、回液箱；2、回液管；3、动力装置；31、大流量柱塞泵；311、泵体；312、外置润滑回路；3121、润滑泵；3122、连接管；4、液位检测装置；41、液位计；42、连通管；43、压力传感器；44、安装管；61、曲轴；62、连杆；63、滑块；64、泵腔；65、吸液阀；66、排液阀。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种无背压回液系统。参照图1，回液系统包括设置在液压支架出液口处用于对液压支架流出的乳化液进行收集的回液箱1、连通在回液箱1和乳化液泵站之间的回液管2以及设置在回液管2上用于将回液箱1中的乳化液通过回液管2输送至乳化液泵站的动力装置3。使用时，从液压支架流出的乳化液可以直接流至回液箱1中被收集起来，然后动力装置3可以为乳化液从回液箱1流回乳化液泵站提供动力，从而使乳化液克服回液过程中的沿程阻力，便于乳化液顺畅的流回至乳化液泵站中，保证液压支架上乳化液的正常回液，不会对液压支架的正常工作造成影响。

其中，动力装置3可选用大流量柱塞泵31，其可以为回液箱1中的乳化液顺利的流回乳化液泵站提供动力。大流量柱塞泵31被配置为可以根据回液箱1内的乳化液量调整其自身的流量，具体的，在回液箱1上安装有对回液箱1内的乳化液量进行检测的液位检测装置4，液位检测装置4通过PLC控制器与大流量柱塞泵31的变频器连接。通过液位检测装置4可以检测回液箱1内的乳化液量，PLC控制器将根据液位检测装置4检测的乳化液量的数值自动控制大流量柱塞泵31的流量，从而实现自动化的控制调节，操作更加灵活。

其中，大流量柱塞泵31上的电机可以为变频一体机，其可以根据回液箱1中的乳化液量调节其电机的转速，从而实现对流量的调节；当然，大流量柱塞泵31上的电机也可以为普通变频电机，此时将需要安装一个用于调节大流量柱塞泵31上电机转速的变频器，PLC控制器与变频器连接，通过变频器可以控制大流量柱塞泵31上电机的转速，从而调节大流量柱塞泵31的流量。

参照图1，液位检测装置4包括用于对回液箱1内的乳化液量进行检测的液位计41。

在本申请的一个示例中，液位计41安装在回液箱1内壁处，通过液位计41可以对回液箱1内的乳化液量进行实时的检测。但是由于当液压支架流出的乳化液到达回液箱1时，将导致回液箱1内的乳化液震荡波动，从而致使液位计41检测不准。而与液位计41连接的PLC控制器也将控制大流量柱塞泵31循环调节其流量，从而对大流量柱塞泵31造成损坏。

因此，参照图2，在本申请的另一示例中，在回液箱1侧壁处固接有连通管42，连通管42整体呈L状，其一端固接在回液箱1下部且与回液箱1内部连通，另一端竖直向上设置，液位计41安装在连通管42竖直设置的管内壁上。由于连通器的原理，乳化液也将流至连通管42内，且乳化液在连通管42内的高度与乳化液在回液箱1内的高度一致。当液压支架流出的乳化液流至回液箱1内时，导致回液箱1内的乳化液震荡波动时，连通管42内的乳化液高度波动将较小，使得液位计41检测更为精准，大大降低大流量柱塞泵31循环调节其流量的概率。

参照图3，在本申请的再一示例中，液位检测装置4包括用于对回液箱1乳化液产生的压力进行检测的压力传感器43，通过压力传感器43可以对回液箱1内乳化液产生的压力值进行检测，进而得到回液箱1内乳化液的高度值，即得到回液箱1内的乳化液量，检测数据更加精准。

具体的，在回液箱1侧壁处固接有与回液箱1内部连通的安装管44，安装管44安装在回液箱1底部且水平设置，压力传感器43安装在安装管44内，且位于安装管44远离回液箱1的一端。由于安装管44与回液箱1底部连通，所以安装管44内的压力与回液箱1底部的压力一致，压力传感器43检测的安装管44内的压力即为回液箱1内的压力。而压力传感器43位于安装管44远离回液箱1的一端，使得当有新的乳化液流至回液箱1内时，在回液箱1内受流入的乳化液影响而产生波动震荡以及压力震荡时，安装管44内的压力震荡较少，使得检测出的安装管44中的压力更加稳定。

且，为了进一步提高检测数据的稳定性，安装管44整体可以为S形设置，当然，安装管44整体也可以呈锯齿形或波纹形，可以增加安装管44的弯曲路径，进一步降低回液箱1中液位震荡时而对安装管44内造成的影响。

本申请实施例一种无背压回液系统的实施原理为：使用时，从液压支架流出的乳化液将到达回液箱1内被收集起来，同时液位检测装置4可以实时的对回液箱1内的乳化液量进行检测，并根据检测的数值控制大流量柱塞泵31的流量。克服了乳化液回液时的沿程阻力，保证液压支架的正常回液和工作。

本申请实施例还公开了一种大流量柱塞泵。参照图4，为目前常用的柱塞泵的原理图，柱塞泵的电机输出轴带动曲轴61转动，曲轴61通过连杆62带动滑块63作往复直线运动，从而改变泵腔64内的压力，使得吸液阀65和排液阀66交替开合完成吸液和排液工作。以图5为例，当滑块63左移时，泵腔64的体积增大、压力减少，致使吸液阀65的阀芯打开，可以将与柱塞泵吸液口连接的液体吸入泵腔64内；当滑块63右移时，泵腔64的体积减少、压力增加，致使吸液阀65的阀芯关闭，排液阀66的阀芯打开，可以将泵腔64内的液体从排液口排出，完成排液工作。而为了避免曲轴61与电机输出轴的转动连接处以及曲轴61与连杆62的转动连接处由于摩擦力较大发热而对柱塞泵造成损坏，在柱塞泵内部还设置有内置润滑回路（图中未示出），且为了适应电机输出轴在不同转速情况下的润滑需要，内置润滑回路中润滑油的排量与电机输出轴的转速呈正比。但是在实际应用中发现，当柱塞泵中电机的转速较小时，内置润滑回路排出的润滑油过少，将无法在两个零件的转动面处形成完整的油膜，从而致使柱塞泵内部摩擦过大而发热，损坏柱塞泵。尤其是在矿用等重载场合，柱塞泵上电机的转速一般在1000-1500r/min，其调速范围只能在20%-100%之间使用。

因此，参照图5，本申请实施例公开的大流量柱塞泵包括泵体311以及设置在泵体311外部为泵体311提供润滑的外置润滑回路312，外置润滑回路312包括进液口与外界润滑油连接的润滑泵3121以及连接在润滑泵3121出液口处的连接管3122，连接管3122设置有两条，两条连接管3122其中一条连接至泵体311的曲轴61与电机输出轴的转动连接处，另一条连接至曲轴61和连杆62的转动连接处，当大流量柱塞泵31的运转速度较小时（速度在20%以下时），可以通过外界润滑回路为泵体311提供润滑，保障大流量柱塞泵31在运转较小时也不会由于摩擦发热而对大流量柱塞泵31造成损坏。采用此方法，使得该大流量柱塞泵31在重载条件下可以实现10%-100%的转速调节，满足各种情况下的使用要求，使用范围更广。

本申请实施例一种大流量柱塞泵的实施原理为：当大流量柱塞泵31的转速在20%-100%之间运行时，可以直接通过内置润滑回路为泵体311提供润滑，当然也可以同时通过内置润滑回路和外置润滑回路312共同为泵体311提供润滑，润滑效果更好。当大流量柱塞泵31的转速降低至20%以下时，通过外置润滑回路312可以为泵体311提供充足的润滑，保证泵体311正常工作，降低由于润滑不足而摩擦生热损坏泵体311的情况产生。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无背压回液系统，其特征在于：包括设置在液压支架出液口处用于对液压支架流出的乳化液进行收集的回液箱(1)、连通在回液箱(1)和乳化液泵站之间的回液管(2)以及设置在回液管(2)上用于将回液箱(1)中的乳化液通过回液管(2)输送至乳化液泵站的动力装置(3),所述动力装置(3)为大流量柱塞泵(31)，所述大流量柱塞泵(31)被配置为能够根据所述回液箱(1)内的乳化液量调整其流量。

2.根据权利要求1所述的一种无背压回液系统，其特征在于：所述回液箱(1)内安装有液位检测装置(4)，所述液位检测装置(4)用于检测所述回液箱(1)内的乳化液量。

3.根据权利要求2所述的一种无背压回液系统，其特征在于：所述回液箱(1)侧壁处固接有连通管(42)，所述连通管(42)远离所述回液箱(1)的一端向上延伸，所述液位检测装置(4)包括安装在所述连通管(42)内壁处的液位计(41)。

4.根据权利要求2所述的一种无背压回液系统，其特征在于：所述回液箱(1)侧壁处固接有安装管(44)，所述安装管(44)水平设置，所述液位检测装置(4)包括安装在所述安装管(44)内的压力传感器(43)，所述压力传感器(43)用于检测所述回液箱(1)底部所承受的压力以获得所述回液箱(1)内的乳化液量。

5.根据权利要求4所述的一种无背压回液系统，其特征在于：所述安装管(44)整体呈S形、锯齿形或波纹形。

6.根据权利要求1所述的一种无背压回液系统，其特征在于：所述大流量柱塞泵(31)的电机为变频一体机。

7.根据权利要求1所述的一种无背压回液系统，其特征在于：所述动力装置(3)还包括变频器，所述变频器与所述大流量柱塞泵(31)的电机电连接。

8.一种大流量柱塞泵，其特征在于：为权利要求1-7任意一项所述的大流量柱塞泵，包括泵体(311)以及位于所述泵体(311)一侧为所述泵体(311)内部供给润滑油的外置润滑回路(312)。

9.根据权利要求8所述的一种大流量柱塞泵，其特征在于：所述外置润滑回路(312)包括进液口与外界润滑油连接的润滑泵(3121)以及连接在所述润滑泵(3121)出液口处的连接管(3122)，所述连接管(3122)连接至所述泵体(311)的内部。

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