CN115853931B - 一种限速值可调的限速制动控制系统 - Google Patents

Abstract

一种限速值可调的限速制动控制系统，属于液压控制技术领域，解决机械式限速保护装置使用不便的技术问题，解决方案为：在现有技术的基础上增加限速制动控制系统，该系统由管路二、管路三、管路四、管路五和管路六并联设置，管路二上设置溢流阀，管路三上设置第一单向阀和第二单向阀，管路四上设置第三单向阀和第四单向阀，管路五上设置可调节流阀，管路六上设置液控卸荷阀；第一单向阀和第二单向阀之间的管路三与第三单向阀和第四单向阀之间的管路四通过管路七连通，管路七上设置双向齿轮泵，测速轮的出油口通过管道与双向齿轮泵的进油口连通。本发明采用机械式限速保护装置，提高了限速保护触发的精度及长期使用的稳定性，复位操作过程简单易行。

Description

一种限速值可调的限速制动控制系统

技术领域

本发明属于液压控制技术领域，具体涉及一种限速值可调的限速制动控制系统。

背景技术

煤炭是人类赖以生存的不可再生资源，随着采煤量的不断提高及辅助运输的不断发展，井下辅助运输系统成为煤矿井下的重要系统之一。目前，煤矿井下辅助运输系统主要有无轨胶轮系统、地轨轨道系统和单轨轨道系统三种，在煤矿的地轨轨道系统和单轨轨道系统中，设备的制动方式采用失效式制动方式——即油缸弹簧制动，当液压油失效时，弹簧驱动制动器为常闭状态。在设备使用时，按相关规程要求均需要增加电气式限速保护装置与机械式限速保护装置，实现设备的制动保护功能：

一、电气式限速保护装置：一般在测速轮上增加齿片，齿片侧安装接近开关，通过检测接近开关的频率，实现对设备运行速度的监测。当超速时，设备的控制器控制制动电磁阀动作，实现制动闭合；

二、机械式限速保护装置：一般在测速轮的一端增加一个输出轴，将输出轴与一组离心触发装置连接，当设备超过离心触发装置所设定的转速要求时，离心触发装置触发液压行程开关，将制动油缸内液压油快速制裁，实现制动闭合。

机械式限速保护装置主要有以下几个问题：

1、由于采用纯机械式离心触发装置，在设备运行过程中由于震动的干涉，时常出现误触发动作，影响设备的运行效率；

2、在设备运行一定时间后，离心触发装置由于内部锈蚀或磨损，也会影响触发精度，甚至是出现不触发不动作的现象；

3、离心触发装置触发行程开关后，当设备需要再次复位启动时，由于行程开关的与触发装置的结构问题，复位过程比较繁琐，人工复位工作不方便。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，解决机械式限速保护装置触发精度低、长期使用稳定性差、复位操作过程繁琐的技术问题，本发明提供一种限速值可调的限速制动控制系统。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种限速值可调的限速制动液压控制系统，它包括测速轮、制动弹簧油缸、蓄能器、电机、油箱、液压泵和限速制动控制系统，其中：

所述油箱的出油口与液压泵的进油口连通，电机驱动液压泵为液压控制系统供油，由液压泵的出油口泵出的液压油经过管路一回流至油箱中，通过支管管路分别将制动弹簧油缸和蓄能器串联在管路一上，在液压泵与制动弹簧油缸之间的所述管路一上设置二位三通电磁阀，在蓄能器与油箱之间的所述管路一上设置截止阀；

所述限速制动控制系统包括管路二、管路三、管路四、管路五和管路六，管路二、管路三、管路四、管路五和管路六并联设置，管路二上设置溢流阀，管路三上设置第一单向阀和第二单向阀，管路四上设置第三单向阀和第四单向阀，管路五上设置可调节流阀，管路六上设置液控卸荷阀；所述第一单向阀和第二单向阀之间的管路三与第三单向阀和第四单向阀之间的管路四通过管路七连通，管路七上设置双向齿轮泵，所述测速轮的出油口通过管道与双向齿轮泵的进油口连通；

当轨道设备正常行驶过程中，测速轮为正常速度旋转，测速轮泵出的液压油驱动双向齿轮泵以正常速度正转或者反转，双向齿轮泵泵出的液压油压力小于可调节流阀的允许压力以及液控卸荷阀设定的开启压力，液控卸荷阀关闭，液压油经管路五回流至油箱中；

当轨道设备超速行驶时，测速轮超速旋转进而驱动双向齿轮泵泵出超量液压油，双向齿轮泵泵出的液压油压力大于可调节流阀的允许压力以及液控卸荷阀设定的开启压力，液控卸荷阀开启，超量液压油泄压至管路一中并驱动制动弹簧油缸工作，制动器闭合，轨道设备制动，限速制动控制系统中多余的液压油经管路二回流至油箱中。

进一步地，所述液控卸荷阀包括阀体、控制活塞、阀芯、顶珠和压盖，阀体的内部设置阀腔，阀腔包括上阀腔和下阀腔，上阀腔的直径大于下阀腔的直径，阀体的侧壁上由外向内依次设置高压油口P、卸荷油口T和控制油口P1，压盖设置于阀腔的上方，复位按钮贯穿压盖延伸至阀腔中；

所述阀芯固定安装于上阀腔中，阀芯的上部设置阀芯空腔，阀芯空腔与高压油口P连通，顶珠设置于阀芯空腔中，顶珠与阀芯空腔的内壁之间设置密封套，密封套内壁的中部设置限位凸台；初始状态及正常工作状态时，顶珠位于下位，阀芯空腔与高压油口P不导通；阀芯的下部设置卸油腔，卸油腔与卸荷油口T连通；

所述控制活塞设置于下阀腔中，下阀腔的下方与控制油口P1连通，控制活塞的有杆腔与卸油腔连通，控制活塞的活塞杆贯穿卸油腔并延伸至阀芯空腔中，活塞杆的上端与顶珠接触；当轨道设备超速行驶时，控制油口P1内泵入的液压油驱动控制活塞将顶珠向上顶起至上位，阀芯空腔与高压油口P导通，液压油同时由高压油口P和卸荷油口T排出；当轨道设备限速制动后，液压油泄压，手动按动复位按钮将顶珠与控制活塞重新恢复至初始状态，等待进行下一次限速制动控制。

进一步地，在液压泵与二位三通电磁阀之间的所述管路一上设置单向阀。

与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明机械式限速保护触发过程由液压传动代替机械离心传动，减小了设备运行过程中震动对传动的影响，能够提高限速保护触发的精度；减少了在长期使用过程中，因环境对机械腐蚀而造成的觖发不稳定因素，提高了稳定性；在保护触发后复位操作时，由一个手动按钮实现复位，提高了复位效率，减小工作量。

附图说明

图1为本发明液压控制系统原理图，图中箭头表示液压油的流动方向；

图2为液控卸荷阀主视剖视结构示意图。

图中，1为测速轮，2为溢流阀，31为第一单向阀，32为第二单向阀，33为第三单向阀，34为第四单向阀，4为双向齿轮泵，5为可调节流阀，6为液控卸荷阀，7为制动弹簧油缸，8为蓄能器，9为二位三通电磁阀，10为截止阀，11为电机，12为油箱，13为液压泵，14为控制活塞，15为阀芯，16为密封套，17为顶珠，18为压盖，19为复位按钮，20为阀体，P为高压油口，T为卸荷油口，P1为控制油口。

实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示的一种限速值可调的限速制动控制系统，它包括测速轮1、制动弹簧油缸7、蓄能器8、电机11、油箱12、液压泵13和限速制动控制系统，其中：

所述油箱12的出油口与液压泵13的进油口连通，电机11驱动液压泵13为液压控制系统供油，由液压泵13的出油口泵出的液压油经过管路一回流至油箱12中，通过支管管路分别将制动弹簧油缸7和蓄能器8串联在管路一上，在液压泵13与制动弹簧油缸7之间的所述管路一上设置二位三通电磁阀9，在蓄能器8与油箱12之间的所述管路一上设置截止阀10；

所述限速制动控制系统包括管路二、管路三、管路四、管路五和管路六，管路二、管路三、管路四、管路五和管路六并联设置，管路二上设置溢流阀2，管路三上设置第一单向阀31和第二单向阀32，管路四上设置第三单向阀33和第四单向阀34，管路五上设置可调节流阀5，管路六上设置液控卸荷阀6；所述第一单向阀和第二单向阀之间的管路三与第三单向阀和第四单向阀之间的管路四通过管路七连通，管路七上设置双向齿轮泵4，所述测速轮1的出油口通过管道与双向齿轮泵4的进油口连通；

当轨道设备正常行驶过程中，测速轮1为正常速度旋转，测速轮1泵出的液压油驱动双向齿轮泵4以正常速度正转或者反转，双向齿轮泵4泵出的液压油压力小于可调节流阀5的允许压力以及液控卸荷阀6设定的开启压力，液控卸荷阀6关闭，液压油经管路五回流至油箱12中；

当轨道设备超速行驶时，测速轮1超速旋转进而驱动双向齿轮泵4泵出超量液压油，双向齿轮泵4泵出的液压油压力大于可调节流阀5的允许压力以及液控卸荷阀6设定的开启压力，液控卸荷阀6开启，超量液压油泄压至管路一中并驱动制动弹簧油缸7工作，制动器闭合，轨道设备制动，限速制动控制系统中多余的液压油经管路二回流至油箱12中。

进一步地，在液压泵13与二位三通电磁阀9之间的所述管路一上设置单向阀。

液压系统的工作原理说明：

一、制动弹簧油缸7正常制动原理：

轨道设备正常行驶时，电机11开始工作进而带动液压泵13工作，液压泵13从油箱12中抽油；通过控制电阀铁得电使二位三通电磁阀9的导通位置位于右位；液压泵13排出的高压液压油通过二位三通电磁阀9泵送至蓄能器8中补压，与此同时将制动弹簧油缸7中的弹簧压缩，实现轨道设备正常制动的同时不影响轨道设备其他功能的正常运行；

轨道设备正常行驶过程中，测速轮1以正常速度旋转，进而带动双向齿轮泵4正转或者反转，双向齿轮泵4正常排出液压油，限速制动控制系统通过管路三上第一单向阀31、第二单向阀32以及管路四上第三单向阀33、第四单向阀34的特殊排布，由第一单向阀31与第三单向阀33一侧排出一定量的液压油。由于可调节流阀5具有一定的液压油流量调节的作用，所以此时限速制动控制系统内液压油压力不足，无法建立起油压，液压油从可调节流阀5直接回流至油箱12中，液控卸荷阀6不触发（闭合）；

二、制动弹簧油缸7限速制动（超速保护）原理：

当轨道设备超速行驶时，测速轮1超速旋转，进而带动双向齿轮泵4排出超量液压油，第一单向阀31与第三单向阀33一侧相应排出超量的液压油，超量的液压油大于可调节流阀5的允许压力，则在限速制动控制系统内瞬间建立起高压，液控卸荷阀6触发（开启），高压液压油由液控卸荷阀6通过管路一卸荷到油箱12，与此同时管路一内的高压液压油驱动制动弹簧油缸7的弹簧伸出，使制动器闭合，实现轨道设备制动动作，完成超速保护功能。在管路一卸荷的同时，多余的液压油从溢流阀2中溢流至油箱12中。

由此可见，本发明采用双向齿轮泵4代替传统的离心机构，进而实现液压传动代替机械传动，减少设备运行过程中产生的震动对精准触发制动的影响；本发明在双向齿轮泵4的出油口将可调节流阀5与液控卸荷阀6进行并联，通过调节可调节流阀5的流量，实现一定速度条件下、双向齿轮泵4出油口达到预定压力，能够触发液控卸荷阀6开启。

进一步地，如图2所示，所述液控卸荷阀6包括阀体20、控制活塞14、阀芯15、顶珠17和压盖18，阀体20的内部设置阀腔，阀腔包括上阀腔和下阀腔，上阀腔的直径大于下阀腔的直径，阀体20的侧壁上由外向内依次设置高压油口P、卸荷油口T和控制油口P1，压盖18设置于阀腔的上方，复位按钮19贯穿压盖18延伸至阀腔中；

所述阀芯15固定安装于上阀腔中，阀芯15的上部设置阀芯空腔，阀芯空腔与高压油口P连通，顶珠17设置于阀芯空腔中，顶珠17与阀芯空腔的内壁之间设置密封套16，密封套16内壁的中部设置限位凸台；初始状态及正常工作状态时，顶珠17位于下位，阀芯空腔与高压油口P不导通；阀芯15的下部设置卸油腔，卸油腔与卸荷油口T连通；

所述控制活塞14设置于下阀腔中，下阀腔的下方与控制油口P1连通，控制活塞14的有杆腔与卸油腔连通，控制活塞14的活塞杆贯穿卸油腔并延伸至阀芯空腔中，活塞杆的上端与顶珠17接触；当轨道设备超速行驶时，控制油口P1内泵入的液压油驱动控制活塞14将顶珠17向上顶起至上位，阀芯空腔与高压油口P导通，液压油同时由高压油口P和卸荷油口T排出；当轨道设备限速制动后，液压油泄压，手动按动复位按钮19将顶珠17与控制活塞14重新恢复至初始状态，等待进行下一次限速制动控制。

液控卸荷阀6的工作原理说明：

一、在轨道设备正常行驶、液控卸荷阀6不触发（闭合）状态时，控制油口P1和卸荷油口T均无压力，高压油口P中接入的高压液压油将顶珠17压紧到阀芯空腔下侧的出油口位置处，由于密封套16为非金属的密封材料，故液控卸荷阀6实现无卸油现象；

二、当轨道设备超速行驶、液控卸荷阀6触发（开启）状态时，控制油口P1中接入高压液压油，使控制活塞14向上移动，进而驱动顶珠17向上运动，在顶珠17向上开始移动的瞬间，高压油口P中接入的高压液压油立即开始由卸荷油口T经管路一回流至油箱12中，与此同时管路一内的高压液压油驱动制动弹簧油缸7的弹簧伸出，使制动器闭合，实现轨道设备制动动作。尽管此时轨道设备已经开始制动，但在制动停车之前仍处于继续运行的状态，即双向齿轮泵4仍在继续泵送高压液压油至控制油口P1，直至将顶珠17顶至最高点位置并将复位按钮19推出，使操作员能够在外侧直观地看到高压液压油卸荷动作。液控卸荷阀6触发后顶珠17受限位凸台的限制而不能自由滑落至下位，实现液控卸荷阀6触发后，尽管在控制油口P1失压的情况下液控卸荷阀6也不闭合的功能。

三、当轨道设备超速保护后需要进行复位操作时，需要在轨道设备启动前，将伸出的复位按钮19重新按压至阀腔中，使顶珠17恢复下位的初始位置，即完成复位动作。此时，设备启动，液压系统可以正常工作。

本发明提供的液控卸荷阀6能够在触发油口压力达到预定值时，实现高压油路的快速卸荷，并在触发油口压力回落后，高压油路卸荷不停止。在复位需要时，仅通过一个简单的手动操作，快速实现液控卸荷阀6闭合；触发液控卸荷阀6的高压油口P和卸荷油口T分别与轨道设备的制动油路与油箱连接，实现液控卸荷阀6触发卸荷后，制动弹簧油缸7的液压油快速回到油箱。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种限速值可调的限速制动控制系统，它包括测速轮（1）、制动弹簧油缸（7）、蓄能器（8）、电机（11）、油箱（12）、液压泵（13）和限速制动控制系统，其特征在于：

所述油箱（12）的出油口与液压泵（13）的进油口连通，电机（11）驱动液压泵（13）为液压控制系统供油，由液压泵（13）的出油口泵出的液压油经过管路一回流至油箱（12）中，通过支管管路分别将制动弹簧油缸（7）和蓄能器（8）串联在管路一上，在液压泵（13）与制动弹簧油缸（7）之间的所述管路一上设置二位三通电磁阀（9），在蓄能器（8）与油箱（12）之间的所述管路一上设置截止阀（10）；

所述限速制动控制系统包括管路二、管路三、管路四、管路五和管路六，管路二、管路三、管路四、管路五和管路六并联设置，管路二上设置溢流阀（2），管路三上设置第一单向阀（31）和第二单向阀（32），管路四上设置第三单向阀（33）和第四单向阀（34），管路五上设置可调节流阀（5），管路六上设置液控卸荷阀（6）；所述第一单向阀和第二单向阀之间的管路三与第三单向阀和第四单向阀之间的管路四通过管路七连通，管路七上设置双向齿轮泵（4），所述测速轮（1）的出油口通过管道与双向齿轮泵（4）的进油口连通；

当轨道设备正常行驶过程中，测速轮（1）为正常速度旋转，测速轮（1）泵出的液压油驱动双向齿轮泵（4）以正常速度正转或者反转，双向齿轮泵（4）泵出的液压油压力小于可调节流阀（5）的允许压力以及液控卸荷阀（6）设定的开启压力，液控卸荷阀（6）关闭，液压油经管路五回流至油箱（12）中；

当轨道设备超速行驶时，测速轮（1）超速旋转进而驱动双向齿轮泵（4）泵出超量液压油，双向齿轮泵（4）泵出的液压油压力大于可调节流阀（5）的允许压力以及液控卸荷阀（6）设定的开启压力，液控卸荷阀（6）开启，超量液压油泄压至管路一中并驱动制动弹簧油缸（7）工作，制动器闭合，轨道设备制动，限速制动控制系统中多余的液压油经管路二回流至油箱（12）中。

2.根据权利要求1所述的一种限速值可调的限速制动控制系统，其特征在于：所述液控卸荷阀（6）包括阀体（20）、控制活塞（14）、阀芯（15）、顶珠（17）和压盖（18），阀体（20）的内部设置阀腔，阀腔包括上阀腔和下阀腔，上阀腔的直径大于下阀腔的直径，阀体（20）的侧壁上由外向内依次设置高压油口（P）、卸荷油口（T）和控制油口（P1），压盖（18）设置于阀腔的上方，复位按钮（19）贯穿压盖（18）延伸至阀腔中；

所述阀芯（15）固定安装于上阀腔中，阀芯（15）的上部设置阀芯空腔，阀芯空腔与高压油口（P）连通，顶珠（17）设置于阀芯空腔中，顶珠（17）与阀芯空腔的内壁之间设置密封套（16），密封套（16）内壁的中部设置限位凸台；初始状态及正常工作状态时，顶珠（17）位于下位，阀芯空腔与高压油口（P）不导通；阀芯（15）的下部设置卸油腔，卸油腔与卸荷油口（T）连通；

所述控制活塞（14）设置于下阀腔中，下阀腔的下方与控制油口（P1）连通，控制活塞（14）的有杆腔与卸油腔连通，控制活塞（14）的活塞杆贯穿卸油腔并延伸至阀芯空腔中，活塞杆的上端与顶珠（17）接触；当轨道设备超速行驶时，控制油口（P1）内泵入的液压油驱动控制活塞（14）将顶珠（17）向上顶起至上位，阀芯空腔与高压油口（P）导通，液压油同时由高压油口（P）和卸荷油口（T）排出；当轨道设备限速制动后，液压油泄压，手动按动复位按钮（19）将顶珠（17）与控制活塞（14）重新恢复至初始状态，等待进行下一次限速制动控制。

3.根据权利要求1所述的一种限速值可调的限速制动控制系统，其特征在于：在液压泵（13）与二位三通电磁阀（9）之间的所述管路一上设置单向阀。

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