CN114412867B - 集成供液压力的多控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成供液压力的多控制系统，所述系统包括：比例式控制阀、传感监测单元、变频控制单元、综采工作面设备、控制器、开关式控制阀、第一截止阀和第二截止阀，其中，第一截止阀与比例式控制阀进液口连接，比例式控制阀的出液口与综采工作面设备的进液端连接，第二截止阀与开关式控制阀进液口连接，且开关式控制阀与比例式控制阀并联，传感监测单元设置在综采工作面设备的进液口处，变频控制单元与传感监测单元连接，控制器与变频控制单元连接，由此，在比例式控制阀不能正常工作时，开关式控制阀能接续工作，以保障系统压力控制的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及集成供液技术领域，具体涉及一种集成供液压力的多控制系统和方法。
背景技术
随着综合机械化水平的不断发展和进步，大采高、超大超高综采工作面的推广应用，集成供液压力控制系统的压力、流量等级越来越高，现综采工况环境也越来越复杂，压力和流量的供需问题也越来越突出，对集成供液设备的可靠性要求也越来越高，因此，亟需一种更可靠、更安全的集成供液压力控制系统。
发明内容
本发明旨在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明目的在于提出一种集成供液压力的多控制系统和方法，该方案既能够应用比例式控制阀控制实现系统压力和流量的无级调节，和供需液的动态平衡，减小了系统的压力的波动性和压力冲击，又能在比例式控制阀损坏后，应用开关式控制阀实现系统控制，提供一种备用接续替补方案，从而尽可能的减少对综采设备的用液影响，提高三机开机率。
为达上述目的，本发明提出一种集成供液压力的多控制系统，包括：比例式控制阀、传感监测单元、变频控制单元、综采工作面设备、控制器、开关式控制阀、第一截止阀和第二截止阀，其中：所述第一截止阀与所述比例式控制阀进液口连接，所述比例式控制阀的出液口与所述综采工作面设备的进液端连接；所述第二截止阀与所述开关式控制阀进液口连接，且所述开关式控制阀与所述比例式控制阀并联；所述传感监测单元设置在所述综采工作面设备的进液口处；所述变频控制单元与所述传感监测单元连接；所述控制器与所述变频控制单元连接。
根据本发明实施例的集成供液压力的多控制系统，该系统包括：比例式控制阀、传感监测单元、变频控制单元、综采工作面设备、控制器、开关式控制阀、第一截止阀和第二截止阀，其中，第一截止阀与比例式控制阀进液口连接，比例式控制阀的出液口与综采工作面设备的进液端连接，第二截止阀与开关式控制阀进液口连接，且开关式控制阀与比例式控制阀并联，传感监测单元设置在综采工作面设备的进液口处，变频控制单元与传感监测单元连接，控制器与变频控制单元连接，由此，在比例式控制阀产生故障不能正常工作时，开关式控制阀能接续工作，保障系统压力有效控制，维持系统平稳工作，增加了系统压力控制的稳定性和可靠性。
另外，根据本发明上述提出的集成供液压力的多控制系统还可以具有如下附加的技术特征：
在一些实施例中，所述系统还包括液泵和液箱，其中：所述液泵与所述液箱连接，所述液泵还分别与所述第一截止阀和第二截止阀连接，且所述液泵与所述变频控制单元连接；所述液箱通过回液管路分别与所述比例式控制阀和开关式控制阀连接，且所述液箱还与所述综采工作面设备的排液口连接。
在一些实施例中，所述控制器还与所述液泵连接。
在一些实施例中，所述系统包括：在所述比例式控制阀正常工作时，控制所述第一截止阀处于开启状态，所述第二截止阀处于关闭状态，开关式控制阀处于非工作状态。
在一些实施例中，所述系统还包括：在所述比例式控制阀异常工作时，控制所述第一截止阀处于关闭状态，所述第二截止阀处于开启状态，开关式控制阀处于工作状态。
为达到上述目的，本发明第二方面提出一种集成供液压力的多控制系统所进行的控制方法，包括：
在向所述综采工作面设备供液的过程中，获取所述比例式控制阀的工作状态；
根据所述比例式控制阀的工作状态，控制所述开关式控制阀的工作状态。
在一些实施例中，所述根据所述比例式控制阀的工作状态，控制所述开关式控制阀的工作状态，包括：
在所述比例式控制阀处于异常工作状态时，则关闭所述比例式控制阀，并开启所述开关式控制阀；
在所述比例式控制阀处于正常工作状态时，则开启所述比例式控制阀，并关闭所述开关式控制阀。
本发明实施例的集成供液压力的多控制系统所进行的控制方法，通过控制上述的集成供液压力的多控制系统，实现系统压力和流量的多种控制方式，既能够应用比例式控制阀控制实现系统压力和流量的无级调节，和供需液的动态平衡，减小了系统的压力的波动性和压力冲击，又能在比例式控制阀损坏后，应用开关式控制阀实现系统控制，提供一种备用接续替补方案，从而减少对综采设备的用液影响。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的集成供液压力的多控制系统的结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的集成供液压力的多控制系统。
图1是根据本发明实施例的集成供液压力的多控制系统的结构图。
如图1所示，本发明实施例的集成供液压力的多控制系统，包括：液泵101、比例式控制阀102、传感监测单元103、变频控制单元104、综采工作面设备105、液箱106、控制器107、开关式控制阀108、第一截止阀109和第二截止阀110，其中：
液泵101与液箱106连接。
其中，液泵101是输送供液的设备，液箱106是用于存储供液的设备。
在实施例中，如图1所示，比例式控制阀102进液口与第一截止阀连接109连接，第一截止阀109与液泵101的排液口连接，比例式控制阀102通过回液口与液箱106连接，比例式控制阀102的出液口还与综采工作面设备105的进液端连接，在比例式控制阀102出现故障时，为保证该系统仍能正常工作，还可以将开关式控制阀108与比例式控制阀102并联，如图1所示，开关式控制阀108与比例式控制阀102并联，开关式控制阀108的进液口与第二截止阀110连接，第二截止阀110与液泵101的排液口连接，开关式控制阀108的出液口与综采工作面设备105的进液端连接，开关式控制阀108和比例式控制阀102的出液口还与传感监测单元103连接，其中，其中，比例式控制阀102和开关式控制阀108的卸载口通过回液口与液箱107连接。
具体地，在比例式控制阀102出现故障时，第一截止阀109关闭，第二截止阀110打开，开关式控制阀108正常工作，以保证集成供液压力的多控制系统在比例式控制阀102失效时也能够正常工作。
其中，需要理解的是，本实施例通过比例式控制阀102或开关式控制阀108的回液口与液箱106连接，从而可使得从液泵101中流出的部分液体回流至液箱106，进而实现系统节能，满足综采工作面断续用液需求。
该实施例中，传感监测单元103设置在综采工作面设备105的进液口处，也就是说，本实施例中的传感监测单元103与综采工作面设备105连接。
本实施中的上述传感监测单元103，用于获取综采工作面设备105的进液端口处的当前压力值，并将当前压力值发送至变频控制单元104以及控制器107。
其中，传感监测单元103可以是压力传感器，但不仅限于此，该实施例对此不作具体限定。
该实施例中，变频控制单元104用于接收传感检测单元103传输的当前压力值，并根据当前压力值与预设的第一压力值区间进行比较，以第一比较结果，对液泵101进行变频控制。
其中，预设的第一压力值区间可以是通过变频控制单元104预先设置的泵站变频动作区间。
可以理解的是，变频控制单元104可以是变频控制器，但不仅限于此。
该实施例中，控制器107与比例式控制阀102、开关式控制阀连接108连接，该控制器107用于在向综采工作面设备105供液的过程中，接收传感监测单元103的监测结果，确定比例式控制阀102是否处于正常工作状态，以控制比例式控制阀102或开关式控制阀108向综采工作面设备105供液。
具体地，控制器107接收传感监测单元103发送的当前压力值，并根据当前压力值与预设的第二压力值区间的第二比较结果，确定比例式控制阀102是处于正常工作状态，则控制比例式控制阀102向综采工作面设备105供液，其中，第一压力值区间包含于第二压力值区间之中，第二压力值区间对应比例式控制阀102预设的控制区间。
此外，控制器107接收传感监测单元103发送的当前压力值，并根据当前压力值与预设的第三压力值区间的第二比较结果，确定比例式控制阀102处于异常工作状态，则控制开关式控制阀108向综采工作面设备105供液，其中，第一压力值区间包含于第三压力值区间之中，第三压力值区间对应开关式控制阀108预设的控制区间。
在一些实施例中，上述控制器107还可以与液泵101连接，控制器107还可以用于控制液泵101启动，并控制比例式控制阀102或开关式控制阀108向综采工作面设备105供液。
在一些实施例中，上述控制器107与液泵101可以通过控制线连接。
其中，需要说明的是，本实施例中的上述综采工作面设备105可以包括蓄能器、过滤站、液压支架等部件。
该实施例中，在确定综采工作面设备105的液压支架检修或者不用液的情况下，控制器107还用于通过比例式控制阀102和开关式控制阀108关闭，让供液全部回流，实现系统的保压，且此时泵站处于空载状态，有利于延长泵站的使用寿命并节能。
在一些实施例中，第一截止阀109可以用于控制比例式控制阀102与液泵101的连接状态，以控制比例式控制阀102的工作状态，第二截止阀110，用于控制开关式控制阀108与液泵101的连接状态，以控制开关式控制阀108的工作状态，其中，第一截止阀109与第二截止阀110只能开启一个，具体地，在比例式控制阀102运行正常时，则控制第一截止阀109为开启状态，第二截止阀110为关闭状态，此时，通过比例式控制阀108维持系统运转，在比例式控制阀102运行异常时，则控制第一截止阀109为关闭状态，第二截止阀110为开启状态，此时，通过开关式控制阀108维持系统运转，以保障系统的稳定性。
为了使得本领域的技术人员可以清楚了解。
基于比例式控制阀102和开关式控制阀108，以控制集成供液压力的多控制系统中供液和压力，实现集成供液压力的多控制系统中的供液平衡，从而维持系统的压力动态平衡的具体过程。
下面结合图1对基于比例式控制阀102和开关式控制阀108的集成供液压力的多控制系统的控制过程进行示例性描述：
作为另一种可能的实现方式为，当通过控制器107开启液泵101，集成供液压力的多控制系统向综采工作面设备105供液，此时，集成供液系统通过比例式控制阀102控制系统压力，第一截止阀109开启，第二截止阀110关闭，开关式控制阀108处于非工作状态。
具体地，在综采工作面设备105用液量小于集成供液压力的多控制系统排液量时，会导致系统压力迅速升高，在系统压力值达到设定第一压力值区间上限时，传感监测单元103会把信号反馈变频控制单元104及控制器107，此时，变频控制单元104控制液泵101减频，减小液泵101转速，泵的排液量减少，但此时系统压力还处于缓慢上升阶段，至系统压力值上升至控制器107设定的第二压力值区间上限时，此时控制器107控制比例式控制阀102进行比例卸载，使系统平缓卸荷，比例式控制阀102随系统压力情况连续开启，实现液泵101向综采工作面设备105提供的有效供液或压力与综采工作面设备105所需的供液或压力保持动态平衡，实现系统压力或流量的无级调节。
另外，在综采工作面设备105用液量增加，集成供液压力的多控制系统压力值下降至变频控制单元104设定第一压力值区间下限时，变频控制单元104控制液泵101增频，提高泵转速，增加液泵101排量，但此时系统压力仍会降低，当系统压力值进一步降低至控制器107设定的第二压力值区间下限时，控制器107发出控制信号控制比例式控制阀102随系统压力情况连续关闭，实现液泵101向综采工作面设备105提供的有效供液或压力与综采工作面设备105所需的供液或压力保持动态平衡，实现系统压力或流量的无级调节。
作为另一种可能的实现方式为，当通过控制器107开启液泵101，集成供液压力的多控制系统向综采工作面设备105供液，当比例式控制阀102工作异常时，集成供液系统通过开关式控制阀108控制系统压力，第一截止阀109关闭，第二截止阀110开启，比例式控制阀102处于非工作状态。
具体地，在综采工作面设备105用液量小于集成供液压力的多控制系统排液量时，会导致系统压力迅速升高，在系统压力值达到设定第一压力值区间上限时，传感监测单元103会把信号反馈变频控制单元104及控制器107，此时，变频控制单元104控制液泵101减频，减小液泵101转速，泵的排液量减少，但此时系统压力还处于缓慢上升阶段，至系统压力值上升至控制器107设定的第三压力值区间上限时，此时控制器107控制开关式控制阀108进行卸载，使系统压力降低。
另外，在综采工作面设备105用液量增加，集成供液压力的多控制系统压力值下降至变频控制单元104设定第一压力值区间下限时，变频控制单元104控制液泵101增频，提高泵转速，增加液泵101排量，但此时系统压力仍会降低，当系统压力值进一步降低至控制器107设定的第三压力值区间下限时，控制器107发出控制信号控制开关式控制阀108进行增压，使系统压力升高。
综上，根据本发明实施例的集成供液压力的多控制系统，该系统包括：比例式控制阀、传感监测单元、变频控制单元、综采工作面设备、控制器、开关式控制阀、第一截止阀和第二截止阀，其中，第一截止阀与比例式控制阀进液口连接，比例式控制阀的出液口与综采工作面设备的进液端连接，第二截止阀与开关式控制阀进液口连接，且开关式控制阀与比例式控制阀并联，传感监测单元设置在综采工作面设备的进液口处，变频控制单元与传感监测单元连接，控制器与变频控制单元连接，由此，在比例式控制阀产生故障不能正常工作时，开关式控制阀能接续工作，保障系统压力有效控制，维持系统平稳工作，增加了系统压力控制的稳定性和可靠性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例系统携带的全部或部分步骤是可以通过计算机程序来指令相关的硬件完成，所述计算机程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括系统实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (5)
1.一种集成供液压力的多控制系统，其特征在于，所述系统包括比例式控制阀、传感监测单元、变频控制单元、综采工作面设备、控制器、开关式控制阀、液箱、液泵、第一截止阀和第二截止阀，其中：
所述第一截止阀与所述比例式控制阀进液口连接，所述比例式控制阀的出液口与所述综采工作面设备的进液端连接；
所述第二截止阀与所述开关式控制阀进液口连接，且所述开关式控制阀与所述比例式控制阀并联；
所述传感监测单元设置在所述综采工作面设备的进液口处，所述传感监测单元用于获取所述综采工作面设备的进液口处的当前压力值，并将所述当前压力值发送至所述变频控制单元以及所述控制器；
所述液泵分别与所述液箱、所述第一截止阀、第二截止阀和所述变频控制单元连接，所述液箱通过回液管路分别与所述比例式控制阀的回液口、所述开关式控制阀的回液口和所述综采工作面设备的排液口连接；
所述变频控制单元，用于根据所述当前压力值与预设的第一压力值区间的第一比较结果，对所述液泵进行变频控制；
所述控制器，用于根据所述当前压力值与预设的第二压力值区间的第二比较结果，确定所述比例式控制阀是否处于正常工作状态：在所述比例式控制阀正常工作时，控制所述第一截止阀处于开启状态，所述第二截止阀处于关闭状态，开关式控制阀处于非工作状态；
其中，所述第一压力值区间包含于所述第二压力值区间，所述第二压力值区间对应比例式控制阀预设的控制区间。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器还与所述液泵连接。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器，还用于根据所述当前压力值与预设的第三压力值区间的第三比较结果，确定所述比例式控制阀是否处于异常工作状态，在所述比例式控制阀异常工作时，控制所述第一截止阀处于关闭状态，所述第二截止阀处于开启状态，开关式控制阀处于工作状态，其中，所述第一压力值区间还包含于所述第三压力值区间，所述第三压力值区间对应于开关式控制阀预设的控制区间。
4.一种基于如权利要求1所述的集成供液压力的多控制系统所进行的控制方法，其特征在于，包括：
通过所述传感监测单元获取所述综采工作面设备的进液口处的当前压力值，并将所述当前压力值发送至所述变频控制单元以及所述控制器；
所述变频控制单元根据所述当前压力值与预设的第一压力值区间的第一比较结果，对所述液泵进行变频控制；
所述控制器根据所述当前压力值与预设的第二压力值区间的第二比较结果，确定所述比例式控制阀是否处于正常工作状态：在所述比例式控制阀正常工作时，控制所述第一截止阀处于开启状态，所述第二截止阀处于关闭状态，开关式控制阀处于非工作状态。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，
所述控制器，还用于根据所述当前压力值与预设的第三压力值区间的第三比较结果，确定所述比例式控制阀是否处于异常工作状态，在所述比例式控制阀处于异常工作状态时，则关闭第一截止阀和所述比例式控制阀，并开启所述第二截止阀和所述开关式控制阀，其中，所述第一压力值区间还包含于所述第三压力值区间，所述第三压力值区间对应于开关式控制阀预设的控制区间。
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