RU2713288C1 - Mining machine actuator control device, mining machine, mining machine control system and data medium - Google Patents

Mining machine actuator control device, mining machine, mining machine control system and data medium Download PDF

Info

Publication number
RU2713288C1
RU2713288C1 RU2018145622A RU2018145622A RU2713288C1 RU 2713288 C1 RU2713288 C1 RU 2713288C1 RU 2018145622 A RU2018145622 A RU 2018145622A RU 2018145622 A RU2018145622 A RU 2018145622A RU 2713288 C1 RU2713288 C1 RU 2713288C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
control
compartment
mining machine
executive body
Prior art date
Application number
RU2018145622A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Герберт Эрвинович Гюбнер
Кирилл Юрьевич Захаров
Александр Сергеевич Нечетов
Виктор Владимирович Семенов
Original Assignee
Акционерное Общество "Копейский Машиностроительный Завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Копейский Машиностроительный Завод" filed Critical Акционерное Общество "Копейский Машиностроительный Завод"
Priority to RU2018145622A priority Critical patent/RU2713288C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2713288C1 publication Critical patent/RU2713288C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D23/00Mine roof supports for step- by- step movement, e.g. in combination with provisions for shifting of conveyors, mining machines, or guides therefor
    • E21D23/16Hydraulic or pneumatic features, e.g. circuits, arrangement or adaptation of valves, setting or retracting devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: mining.SUBSTANCE: invention relates to hydraulic means for controlling operation of mining machines. Device comprises hydraulic unit 3, compartment 4 for control facilities, hydraulic distributor 5 intended for connection with actuator, cover 6, unit 7 of device control. Hydraulic unit 3 and compartment 4 are made in the form of single-piece unit.EFFECT: technical result is increase of explosion safety, provision of self-diagnostics.10 cl, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к средствам управления работой горных машин, в частности к гидравлическим средствам управления исполнительными органами очистных, проходческих комбайнов и комбайнов других типов, а также непосредственно к горным машинам и системам управления ими.The invention relates to means for controlling the operation of mining machines, in particular to hydraulic controls for the executive bodies of treatment, roadheaders and other types of combines, as well as directly to mining machines and their control systems.

Уровень техникиState of the art

Из уровня техники известно большое количество средств и систем управления рабочими органами горных машин.The prior art knows a large number of tools and control systems of the working bodies of mining machines.

В качестве наиболее близкого аналога выбрано известное устройство управления горной машиной, содержащее гидравлический блок, механически присоединенный к нему отсек для размещения средств управления текучей средой и электрических элементов, а также блока управления работой устройства (WO 2016/155821 A1, опубликовано 06.10.2016). Недостатком данного известного средства является размещение гидравлических и электрических элементов в одном пространстве и недостаточная взрывобезопасность.As the closest analogue, the well-known mining machine control device was selected, containing a hydraulic unit, a compartment mechanically attached to it for accommodating fluid control devices and electrical elements, as well as a device operation control unit (WO 2016/155821 A1, published on 10/06/2016). The disadvantage of this known means is the placement of hydraulic and electrical elements in one space and insufficient explosion safety.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Технической задачей настоящего изобретения является создание взрывобезопасного и многофункционального средства управления исполнительным органом горной машины.An object of the present invention is to provide an explosion-proof and multi-functional control means for an executive organ of a mining machine.

В ходе решения данной задачи достигается следующая совокупность технических результатов: повышение взрывобезопасности устройства за счет его выполнения в виде моноблока, а также за счет конструктивного разделения гидравлических и электрических элементов и размещения последних в изолированном от окружающей среды и других компонентов пространстве; повышение ремонтопригодности за счет возможности установки или замены гидравлических элементов, не затрагивая электрические элементы, и наоборот; обеспечение устройств функциями чувствительности к нагрузке, самодиагностики гидрораспределительных компонентов и обратной связью о положении исполнительного органа.In the course of solving this problem, the following set of technical results is achieved: increasing the explosion safety of the device due to its implementation as a monoblock, as well as due to the structural separation of hydraulic and electrical elements and placing the latter in a space isolated from the environment and other components; maintainability due to the ability to install or replace hydraulic elements without affecting electrical elements, and vice versa; providing devices with load sensitivity functions, self-diagnosis of hydraulic distribution components and feedback on the position of the executive body.

Указанные выше технические результаты достигаются тем, что устройство управления исполнительным органом горной машины содержит гидравлический блок и отсек для средств управления, по меньшей мере, один предназначенный для соединения с исполнительным органом гидрораспределитель, крышку, блок управления устройством;The above technical results are achieved in that the control device of the executive body of the mining machine comprises a hydraulic unit and a compartment for control means, at least one control valve for connecting to the executive body, a cover, a device control unit;

- упомянутые гидравлический блок и отсек для средств управления выполнены в виде моноблока;- the aforementioned hydraulic unit and compartment for controls are made in the form of a monoblock;

- упомянутый гидрораспределитель установлен в упомянутом гидравлическом блоке, в котором выполнены, по меньшей мере, одно впускное и одно выпускное отверстия, соединенные, по меньшей мере, одним каналом для текучей среды;- said hydrodistributor is installed in said hydraulic unit, in which at least one inlet and one outlet are made, connected by at least one fluid channel;

- в упомянутом отсеке размещено средство управления упомянутым гидрораспределителем, соединенное с размещенным здесь же упомянутым блоком управления;- in said compartment, control means of said control valve are connected, connected to said control unit located here;

- упомянутая крышка закрывает упомянутый отсек, предотвращая его сообщение с внешней средой.- said lid closes said compartment, preventing it from communicating with the external environment.

Указанные выше технические результаты достигаются также тем, что устройство содержит, по меньшей мере, один блокирующий клапан, по меньшей мере, один дополнительный клапан и средства управления ими;The above technical results are also achieved by the fact that the device comprises at least one blocking valve, at least one additional valve and means for controlling them;

- упомянутый блокирующий клапан предназначен для предотвращения подачи текучей среды на упомянутый гидрораспределитель;- said blocking valve is designed to prevent the supply of fluid to said valve;

упомянутый дополнительный клапан предназначен для установки величины рабочего давления гидрораспределителя;the said additional valve is designed to set the operating pressure of the valve;

- упомянутые средства управления клапанами размещены в упомянутом отсеке.- said valve controls are located in said compartment.

Указанные выше технические результаты достигаются также тем, что упомянутый гидравлический блок со стороны, противоположной упомянутому отсеку, содержит отверстия для установки упомянутых гидрораспределителя и блокирующего клапана, при этом упомянутый гидрораспределитель выполнен в виде золотникового клапана, а упомянутый блокирующий клапан выполнен в виде логического элемента золотникового типа.The above technical results are also achieved by the fact that said hydraulic unit on the side opposite to said compartment contains openings for mounting said valve and a blocking valve, said valve being made in the form of a spool valve, and said blocking valve is made in the form of a spool type logic element .

Указанные выше технические результаты достигаются также тем, что устройство содержит плиту, прикрепленную к упомянутому гидравлическому блоку, в которой выполнен, по меньшей мере, один канал для текучей среды, соединенный с упомянутым каналом гидравлического блока, в упомянутой плите установлен упомянутый дополнительный клапан и, по меньшей мере, один логический клапан для управления насосом.The above technical results are also achieved by the fact that the device comprises a plate attached to said hydraulic unit, in which at least one fluid channel is made, connected to said channel of the hydraulic unit, said additional valve is installed in said plate, and, according to at least one logic valve for controlling the pump.

Указанные выше технические результаты достигаются также тем, что в упомянутом отсеке расположен, по меньшей мере, один датчик давления текучей среды, по меньшей мере, один датчик положения золотника упомянутого гидрораспределителя, по меньшей мере, один датчик утечки масла, при этом все датчики соединены с упомянутым блоком управления.The above technical results are also achieved by the fact that at least one fluid pressure sensor, at least one spool position sensor of said hydraulic distributor, at least one oil leakage sensor are located in said compartment, all of which are connected to said control unit.

Указанные выше технические результаты достигаются также тем, что упомянутый блок управления устройством выполнен в виде электронной платы или одноплатного компьютера, содержащего носитель информации, на котором записан программный продукт для управления исполнительным органом.The above technical results are also achieved by the fact that the said control unit of the device is made in the form of an electronic board or a single-board computer containing a storage medium on which a software product for controlling the executive body is recorded.

Указанные выше технические результаты достигаются также тем, что горная машина содержит, по меньшей мере, один исполнительный орган и устройство управления исполнительным органом, выполненное как описано выше.The above technical results are also achieved by the fact that the mining machine contains at least one actuator and an actuator control device, made as described above.

Указанные выше технические результаты достигаются также тем, что горная машина снабжена средствами получения информации о положении упомянутого исполнительного органа и средствами передачи этой информации в упомянутый блок управления.The above technical results are also achieved by the fact that the mining machine is equipped with means for obtaining information about the position of said executive body and means for transmitting this information to said control unit.

Указанные выше технические результаты достигаются также тем, что система управления горной машиной содержит, по меньшей мере, один исполнительный орган, содержащая средство управления исполнительным органом, средства получения информации о положении упомянутого исполнительного органа и средства передачи этой информации в упомянутое средство управления, отличающаяся тем, что упомянутое средствоThe above technical results are also achieved by the fact that the control system of the mining machine contains at least one executive body comprising means for controlling the executive body, means for obtaining information about the position of said executive body, and means for transmitting this information to said control means, characterized in what is the mentioned remedy

- управления исполнительным органом выполнено в виде устройства управления, выполненное как описано выше.- management of the executive body is made in the form of a control device, made as described above.

Указанные выше технические результаты достигаются также тем, что носитель информации, содержащий программный продукт для управления работой устройства управления, выполненного как описано выше.The above technical results are also achieved by the fact that the storage medium containing a software product for controlling the operation of the control device, made as described above.

Основной отличительной особенностью устройства управления в соответствии с настоящим изобретением является то, что оно выполнено в виде моноблока с разделенными гидравлическими и электрическими элементами, при этом установка или замена основных элементов гидравлического блока не требует разборки электрического отсека и наоборот.The main distinguishing feature of the control device in accordance with the present invention is that it is made in the form of a monoblock with separated hydraulic and electrical elements, while installing or replacing the main elements of the hydraulic unit does not require disassembling the electrical compartment and vice versa.

Перечень фигур чертежейList of drawings

На Фиг. 1 показан общий вид горной машины.In FIG. 1 shows a general view of a mining machine.

На Фиг. 2 показан общий вид на устройство управления со стороны электрического отсека.In FIG. 2 shows a general view of the control device from the side of the electrical compartment.

На Фиг. 3 показан вид сзади на устройство управления.In FIG. 3 shows a rear view of the control device.

На Фиг. 4 показан вид снизу на устройство управления.In FIG. 4 is a bottom view of a control device.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

В ходе проведения горных работ, связанных с механическим разрушением породы, для достижения высоких показателей производительности, эффективности и безопасности необходимо решать комплекс задач по оптимальному управлению работой режущих органов. Исполнительные органы, обеспечивающие механическое разрушение породы, используются в различных типах горных машин: проходческих комбайнах, бурильных установках и т.д. Для механического разрушения породы, режущий исполнительный орган должен обладать кинематикой, обеспечивающей требуемое формообразование выработки и оптимальные параметры резания. В ходе горнопроходческих работ эксплуатационные свойства режущих органов и условия их работы постоянно меняются - инструмент затупляется, твердость и плотность породы, параметры подачи инструмента и скорость резания подвержены колебаниям. Помимо этого, горные работы часто проводятся во взрывоопасных средах. В такой ситуации необходимы специализированные средства управления движением исполнительных органов, обладающие, помимо прочего, свойствами взрывобезопасности, компактности и надежности.In the course of mining operations related to mechanical destruction of the rock, in order to achieve high performance, efficiency and safety, it is necessary to solve a set of tasks for the optimal management of the cutting organs. Executive bodies providing mechanical destruction of the rock are used in various types of mining machines: roadheaders, drill rigs, etc. For mechanical destruction of the rock, the cutting executive body must have kinematics, providing the required shaping of the output and optimal cutting parameters. During mining operations, the operational properties of the cutting organs and their working conditions are constantly changing - the tool becomes dull, the hardness and density of the rock, the feed parameters of the tool and the cutting speed are subject to fluctuations. In addition, mining is often carried out in explosive atmospheres. In such a situation, specialized means of controlling the movement of executive bodies are needed, which, among other things, have the properties of explosion safety, compactness and reliability.

Устройство в соответствии с настоящим изобретением может использоваться для управления исполнительными органами практически любого вида (фрезы, бермовые режущие устройства, дисковые резцы, буры и пр.) и в различных типах горных машин 2. В рамках настоящего изобретения понятие «исполнительный орган» и «исполнительный механизм» являются синонимами.The device in accordance with the present invention can be used to control the executive bodies of almost any kind (milling cutters, berm cutting devices, disc cutters, drills, etc.) and in various types of mining machines 2. In the framework of the present invention, the concept of "executive body" and "executive mechanism ”are synonyms.

Устройство управления содержит гидравлический блок 3 и отсек 4 для размещения в нем электрических средств управления. Устройство содержит, по меньшей мере, один гидрораспределитель 5, предназначенный для соединения с гидравлическим силовым элементом (например, гидроцилиндром) исполнительного органа 1.The control device comprises a hydraulic unit 3 and a compartment 4 for placement of electrical controls therein. The device comprises at least one directional control valve 5 intended for connection with a hydraulic power element (for example, a hydraulic cylinder) of the actuator 1.

Отличительной особенностью настоящего изобретения является то, что гидравлический блок 3 и отсек 4 для средств управления выполнены в виде моноблока, как показано на Фиг. 2. Под моноблочной конструкцией понимается выполнение гидравлического блока 3 и отсека 4 за одно целое, без возможности их разъединения неразрушающими методами.A distinctive feature of the present invention is that the hydraulic unit 3 and the control compartment 4 are designed as a monoblock, as shown in FIG. 2. A monoblock design means the implementation of the hydraulic unit 3 and compartment 4 in one piece, without the possibility of their separation by non-destructive methods.

Моноблочное выполнение обеспечивает надежное разделение электрических и гидравлических элементов, а также полное изолирование электрических элементов. Устройство имеет крышку 6, закрывающую отсек 4 и предотвращающую его сообщение с внешней средой. Как показано на Фиг. 2, крышка 6 может крепиться к моноблоку винтами и иметь необходимые уплотнительные элементы. Одним из вариантов герметизирования отсека 4 может быть выполнение проточки в одной или обеих сопрягаемых поверхностях, соответственно, крышки 6 и гидравлического бока 6. В эту проточку может быть установлен уплотняющий элемент (резиновое кольцо, силикон и пр.).Monoblock execution provides reliable separation of electrical and hydraulic elements, as well as complete isolation of electrical elements. The device has a cover 6, covering the compartment 4 and preventing its communication with the external environment. As shown in FIG. 2, the cover 6 can be fastened to the monoblock with screws and have the necessary sealing elements. One of the options for sealing compartment 4 can be a groove in one or both of the mating surfaces, respectively, of the cover 6 and the hydraulic side 6. A sealing element (rubber ring, silicone, etc.) can be installed in this groove.

На Фиг. 3 и 4 показано выполнение устройства с пятью управляющими гидрораспределителями 5, каждый из которых установлен в гидравлическом блоке 3. Количество гидрораспределителей выбирается в зависимости от количества исполнительных органов конкретной горной машины и от их рабочих функций. В случае, если исполнительный орган 1 совершает сложные пространственные перемещения в процессе работы, для управления его работой может потребоваться несколько силовых гидравлических элементов (например, гидроцилиндров) и, соответственно, такое же количество гидрораспределителей 5.In FIG. Figures 3 and 4 show the design of the device with five control valves 5, each of which is installed in the hydraulic unit 3. The number of valves is selected depending on the number of executive bodies of a particular mining machine and on their working functions. If the executive body 1 makes complex spatial movements during operation, several hydraulic power elements (for example, hydraulic cylinders) and, correspondingly, the same number of control valves 5 may be required to control its operation.

В отсеке 3 моноблока размещаются необходимые электрические и электронные средства управления гидрораспределителем 5, работа которых контролируется и управляется единым блоком 7 управления. В качестве таких средств могут использоваться датчик 10 давления текучей среды, датчик 11 положения золотника гидрораспределителя 5 и электромагнитный клапан 13 для его переключения, датчик 12 утечки масла. Данные датчики могут использоваться в различном сочетании и количестве в зависимости от условий и задач управления, при этом все они соединяются с блоком 7 управления. Данные датчики предназначены для проведения автоматического самодиагностирования технического состояния устройства. Так, с помощью этих средств измерения в любой момент времени можно определить, в каком положении находится золотник гидрораспределителя 5 и какие исполнительные органы (или механизмы) к нему подключены или от него задействованы или активированы.The compartment 3 of the monoblock houses the necessary electrical and electronic control means of the control valve 5, the operation of which is monitored and controlled by a single control unit 7. As such means, a fluid pressure sensor 10, a hydraulic valve 5 position sensor 11 and a solenoid valve 13 for switching it, an oil leak sensor 12 can be used. These sensors can be used in various combinations and quantities depending on the conditions and tasks of the control, and all of them are connected to the control unit 7. These sensors are designed for automatic self-diagnosis of the technical condition of the device. So, using these measuring instruments at any time, you can determine what position the spool valve 5 is in and which actuators (or mechanisms) are connected to it or are activated or activated from it.

Электрическая энергия подводится в отсек 4 посредством, например, взрывозащищенных герморазъемов 18. Конструкция средств подвода электрической энергии зависит от требований пыле- и взрывозащищенности, герметичности и иных эксплуатационных требований.Electric energy is supplied to the compartment 4 by means of, for example, explosion-proof hermetic connectors 18. The design of the means for supplying electric energy depends on the requirements of dust and explosion protection, tightness and other operational requirements.

В гидравлическом блоке 3 выполнены, по меньшей мере, одно впускное 8 и одно выпускное 9 отверстия, соединенные, по меньшей мере, одним каналом для текучей среды (не показан). Рабочая жидкость, циркулируя по каналам, проходит через управляющий гидрораспределитель 5 и обеспечивает необходимое перемещение исполнительного органа 1 с заданными параметрами, например, посредством силового гидроцилиндра или иного подходящего средства.At least one inlet 8 and one outlet 9 are made in the hydraulic unit 3, connected by at least one fluid channel (not shown). The working fluid, circulating through the channels, passes through the control valve 5 and provides the necessary movement of the actuator 1 with the specified parameters, for example, by means of a power hydraulic cylinder or other suitable means.

Устройство управления содержит, по меньшей мере, один блокирующий клапан 14, предназначенный для предотвращения подачи текучей среды на гидрораспределитель 5. Данный клапан обеспечивает отключение гидрораспределителя 5 от рабочего давления (например, путем включения прямого перетока текучей среды от впускного отверстия 8 в выпускное отверстие 9 или путем блокировки подачи текучей среды) в следующих случаях:The control device includes at least one blocking valve 14, designed to prevent the flow of fluid to the control valve 5. This valve disconnects the control valve 5 from the operating pressure (for example, by including a direct flow of fluid from the inlet 8 into the outlet 9 or by blocking the fluid supply) in the following cases:

- проведение диагностики устройства перед началом его работы. Это обеспечивает подачу рабочего давления на исполнительные механизмы и начало их движения только после того, как установлены безопасные условия для начала работы и диагностирована техническая исправность устройства управления;- carrying out diagnostics of the device before starting its work. This ensures the supply of working pressure to the actuators and the beginning of their movement only after the safe conditions for starting work are established and the technical condition of the control device is diagnosed;

- диагностирована неисправность устройства, например, установлена утечка масла или неисправность гидрораспределителя. В этом случае поток текучей среды посредством блокирующего клапана 14 включается на прямой переток, минуя гидрораспределитель 5, либо его подача блокируется любым известным способом.- a malfunction of the device is diagnosed, for example, an oil leak or a malfunction of the control valve is installed. In this case, the fluid flow through the blocking valve 14 is turned on to a direct flow, bypassing the control valve 5, or its flow is blocked by any known method.

Устройство управления также содержит, по меньшей мере, один дополнительный клапан 15, который предназначен для установки величины рабочего давления гидрораспределителя 5. Поскольку нагрузка на исполнительный орган 1 может значительно различаться в процессе работы, в разные моменты времени от него требуется различная мощность. Дополнительный клапан 15 гидравлически соединен с гидрораспределителем 5 так, что обеспечивает установку рабочего давления текучей среды требуемой величины. В случае, если устройство содержит несколько гидрораспределителей 5, целесообразно каждый из них снабдить своим дополнительным клапаном 15 или несколькими (например, двумя) дополнительными клапанами.The control device also contains at least one additional valve 15, which is designed to set the operating pressure of the valve 5. Since the load on the actuator 1 can vary significantly during operation, different power is required at different times. An additional valve 15 is hydraulically connected to the control valve 5 so that it allows the installation of the working fluid pressure of the desired size. If the device contains several directional valves 5, it is advisable to each of them provide its additional valve 15 or several (for example, two) additional valves.

В зависимости от особенностей условий эксплуатации конкретных систем управления, блокирующий клапан 14 и дополнительный клапан 15 могут иметь свои собственные средства управления (переключатели положения, датчики диагностики и пр.), которые могут размещаться в отсеке 4. Настоящее изобретение предусматривает, что такие средства управления могут располагаться и за пределами отсека 4. В таком случае, в блок управления моноблока могут передаваться только управляющие сигналы. Возможность подключения внешних средств управления расширяет функциональные возможности, поскольку ограниченность объема отсека 4 в этом случае не ограничивает в количестве средств управления.Depending on the operating conditions of specific control systems, the blocking valve 14 and the additional valve 15 may have their own controls (position switches, diagnostic sensors, etc.) that can be located in compartment 4. The present invention provides that such controls located outside compartment 4. In this case, only control signals can be transmitted to the monoblock control unit. The ability to connect external controls expands the functionality, since the limited volume of compartment 4 in this case does not limit the number of controls.

Гидравлический блок 3 со стороны, противоположной отсеку 4, содержит отверстия для установки гидрораспределителя 5 и блокирующего клапана 14, как это показано на Фиг. 3. Это позволяет осуществить их замену, не затрагивая электрические компоненты. Целесообразно гидрораспределитель 5 выполнить в виде золотникового клапана, а блокирующий клапан 14 выполнить в виде логического элемента золотникового типа.The hydraulic unit 3 from the side opposite to the compartment 4 contains openings for mounting the control valve 5 and the blocking valve 14, as shown in FIG. 3. This allows them to be replaced without affecting the electrical components. It is advisable to make the valve 5 in the form of a spool valve, and the blocking valve 14 to perform in the form of a logic element of the spool type.

Дополнительные клапаны 15 не являются обязательными для функционирования устройства и могут устанавливаться по необходимости. По этой причине их целесообразно установить в отдельном съемном узле. Для этой цели устройство может содержать плиту 16, прикрепленную к гидравлическому блоку 3. В этой плите выполнены каналы для текучей среды, соединяющиеся с каналами гидравлического блока 3. Текучая среда из каналов гидравлического блока 3 попадает в каналы плиты 16, проходит через дополнительные клапаны 15 и возвращается обратно в гидравлический блок. Таким образом обеспечивается гидравлическое соединение каждого дополнительного клапана 15 с соответствующим гидрораспределителем 5.Additional valves 15 are not required for the operation of the device and can be installed as needed. For this reason, it is advisable to install them in a separate removable node. For this purpose, the device may include a plate 16 attached to the hydraulic unit 3. In this plate, channels for the fluid medium are connected to the channels of the hydraulic unit 3. The fluid from the channels of the hydraulic unit 3 enters the channels of the plate 16, passes through additional valves 15 and returns to the hydraulic unit. This provides a hydraulic connection of each additional valve 15 with the corresponding valve 5.

В плите также может быть установлен один или несколько логических клапанов 19 для управления производительностью насоса (не показан).One or more logic valves 19 may also be installed in the plate to control pump capacity (not shown).

В гидравлическом блоке 3 также со стороны противоположной отсеку 4 может быть установлен компенсационный клапан 17, предназначенный для поддержания постоянного расхода текучей среды, прошедшей через гидрораспределитель 5. Если необходимо, таким компенсационным клапаном может снабжаться каждый гидрораспределитель 5. Средства управления компенсационными клапанами 17, в случае необходимости, также могут размещаться в отсеке 4.In the hydraulic unit 3, also on the side opposite to compartment 4, a compensation valve 17 can be installed, designed to maintain a constant flow of fluid passing through the valve 5. If necessary, each valve can be provided with such a compensation valve 5. Control means for compensation valves 17, in case necessary, can also be placed in compartment 4.

Использование дополнительных клапанов 15, компенсационных клапанов 17 и логических клапанов 19 позволяет реализовать принцип работы «чувствительный к нагрузке» (load sensing). Гидросистема LS может быть выполнена в двух вариантах: с открытым центром и нерегулируемым насосом, и с закрытым центром и регулируемым насосом. В чувствительных к нагрузке системах управления подача и выходное давление насоса регулируются с помощью гидравлического сигнала, несущего информацию о фактической нагрузке в конкретный момент времени. Горные машины различных типов могут иметь несколько рабочих функций с гидроприводом, таких как подъем и наклон одного или нескольких исполнительных органов, управление движением самой машины и пр. и, таким образом, величина потребного потока и рабочего давления текучей среды в различные моменты времени может различаться. Как правило, исполнительные механизмы содержат линейные двигатели в форме гидравлических цилиндров.The use of additional valves 15, compensation valves 17 and logic valves 19 allows you to implement the principle of operation "load sensing" (load sensing). The LS hydraulic system can be made in two versions: with an open center and an unregulated pump, and with a closed center and an adjustable pump. In load-sensitive control systems, the flow and output pressure of the pump are controlled by a hydraulic signal that carries information about the actual load at a particular point in time. Mining machines of various types can have several hydraulic functions, such as lifting and tilting one or several actuators, controlling the movement of the machine itself, etc., and thus, the magnitude of the required flow and working pressure of the fluid at different times may vary. As a rule, actuators contain linear motors in the form of hydraulic cylinders.

В основе принципа системы LS лежит независимость распределения расхода между потребителями от давлений нагрузки этих потребителей, реализованная с помощью компенсаторов давления, установленных перед переменными дросселями (щелями золотников). При работе насоса мгновенное давление нагрузки служит сигналом обратной связи для управляющего устройства, которое в свою очередь, устанавливает необходимое давление насоса. Давление насоса поддерживается равным давлению нагрузки наиболее нагруженного потребителя плюс постоянное управляющее давление. С помощью компенсаторов давления поддерживается постоянный перепад давления на золотниках гидрораспределителей, что и определяет отсутствие зависимости скорости потребителя от его нагрузки. Это является основным принципом LS-системы. Насос дает расход и давление, определяемые реальной потребностью.The principle of the LS system is based on the independence of the flow distribution between consumers from the load pressures of these consumers, implemented with the help of pressure compensators installed in front of variable chokes (slots of the spools). When the pump is operating, the instantaneous load pressure serves as a feedback signal for the control device, which in turn sets the required pump pressure. The pump pressure is maintained equal to the load pressure of the most loaded consumer, plus a constant control pressure. With the help of pressure compensators, a constant pressure drop across the spools of the control valves is maintained, which determines the absence of a dependence of the consumer speed on its load. This is the basic principle of the LS system. The pump gives the flow rate and pressure determined by the actual need.

Поддерживается постоянный перепад давления на щели золотника, что обеспечивает постоянную величину потока на исполнительном органе.A constant pressure drop across the slots of the spool is maintained, which ensures a constant flow rate on the actuator.

LS система имеет пропорциональную зависимость между ходом золотника и величиной потока. В LS-системах падение давления через щель всегда поддерживается постоянным. Таким образом, существует пропорциональная зависимость между поперечным сечением открытия золотника гидрораспределителя и потоком.The LS system has a proportional relationship between the stroke of the spool and the magnitude of the flow. In LS systems, the pressure drop across the gap is always kept constant. Thus, there is a proportional relationship between the cross section of the opening of the valve spool and the flow.

В системе управления в соответствии с настоящим изобретением величина потока текучей среды на потребителя является постоянной независимо от его внешней нагрузки и имеет возможность пропорционально изменяться в зависимости от величины хода золотника, что достигается алгоритмами управления и соответствующими средствами компьютеризации.In the control system in accordance with the present invention, the amount of fluid flow to the consumer is constant regardless of its external load and has the ability to proportionally vary depending on the stroke value of the spool, which is achieved by control algorithms and appropriate means of computerization.

Блок 7 управления может быть выполнен на основе программируемого промышленного контроллера в виде электронной платы или одноплатного компьютера (например, модели Pico ITX, Jrex, РС/104 и др.). Такой контроллер или компьютер должен содержать электронный носитель информации, на котором записан программный продукт, обеспечивающий управление исполнительным органом в соответствии с вышеописанным функционалом.The control unit 7 can be made on the basis of a programmable industrial controller in the form of an electronic board or a single-board computer (for example, Pico ITX, Jrex, PC / 104 models, etc.). Such a controller or computer must contain an electronic storage medium on which a software product is recorded that provides control of the executive body in accordance with the above-described functionality.

Предметом настоящего изобретения является также горная машина, содержащая, по меньшей мере, один исполнительный орган 1 и устройство управления исполнительным органом, выполненное в соответствии с вышеприведенным описанием.The subject of the present invention is also a mining machine comprising at least one actuator 1 and an actuator control device made in accordance with the above description.

Горная машина может быть снабжена средствами получения информации о положении упомянутого исполнительного органа 1 и средствами передачи этой информации в блок управления. Это позволит создать полноценную обратную связь управления исполнительным органом 1 на основе прямой информации о его положении, а не только на основе косвенной информации (например, по величине давления текучей среды).The mining machine may be equipped with means for obtaining information about the position of the said executive body 1 and means for transmitting this information to the control unit. This will allow you to create a full-fledged feedback management of the executive body 1 on the basis of direct information about its position, and not only on the basis of indirect information (for example, the magnitude of the pressure of the fluid).

Горная машина может быть снабжена общей компьютеризированной системой управления, включающей устройство управления исполнительным органом 1, как описано выше. В такой системе управления могут содержаться средства получения информации о положении исполнительного органа 1 и средства передачи этой информации в устройство управления, как описано выше. Система управления также может содержать средства отображения визуальной информации (например, в виде диплея), средства звуковой и световой индикации и иные известные из уровня техники функции. Устройство работает следующим образом.The mining machine may be equipped with a common computerized control system, including a control device of the executive body 1, as described above. Such a control system may contain means for obtaining information about the position of the executive body 1 and means for transmitting this information to the control device, as described above. The control system may also include means for displaying visual information (for example, in the form of a dipole), means for sound and light indication, and other functions known from the prior art. The device operates as follows.

Перед началом работы в блок управления 7 с электронного носителя загружается программа с алгоритмами управления. При включении гидравлического насоса (не показан) блокирующий клапан 14 обеспечивает либо блокировку подачи текучей среды к гидрораспределителям 5, либо подачу текучей среды от впускного отверстия 8 к выпускному отверстию 9 (прямой переток). В это время блок управления 7 получает данные от имеющихся датчиков и определяет, в каком положении находится золотник гидрораспределителя 5 (или золотник каждого из гидрораспределителей, если их несколько). Также блок управления 7 может получать дополнительную информацию о положении исполнительного органа 1 от внешних измерительных средств.Before starting work, a program with control algorithms is loaded into the control unit 7 from an electronic medium. When the hydraulic pump (not shown) is turned on, the blocking valve 14 provides either blocking the supply of fluid to the control valves 5 or the flow of fluid from the inlet 8 to the outlet 9 (direct overflow). At this time, the control unit 7 receives data from the available sensors and determines in which position the valve spool 5 is located (or the valve of each of the valves, if there are several). Also, the control unit 7 can receive additional information about the position of the executive body 1 from external measuring means.

Если золотник гидрораспределителя 5 находится в нейтральном положении и отсутствуют диагностические данные о неисправностях, блокирующий клапан 14 переключается, текучая среда поступает к золотнику гидрораспределителя 5. Соответственно по сигналу от средств управления золотник гидрораспределителя 5 занимает одно из рабочих положений и текучая среда под определенным давлением начинает поступать на силовые гидроцилиндры исполнительного органа 1, приводя его в движение. Компьютерная программа управляет переключением золотников гидрораспределителей 5 в соответствии с рабочим заданием.If the valve spool 5 is in the neutral position and there is no diagnostic data on malfunctions, the blocking valve 14 is switched, the fluid enters the valve spool 5. According to the signal from the control means, the valve spool 5 occupies one of the operating positions and the fluid begins to flow under a certain pressure on the power cylinders of the actuator 1, setting it in motion. The computer program controls the switching of the spool valves 5 in accordance with the work task.

Если в ходе работы диагностируется неисправность гидрораспределителя 5, поломка исполнительного органа 1 или иная препятствующая безопасному функционированию машины ситуация, блокирующий клапан 14 вновь либо включает прямой переток текучей среды, либо блокирует подачу рабочей жидкости к гидрораспределителям 5, и движение исполнительного органа прекращается.If a malfunction of the control valve 5 is diagnosed during operation, a breakdown of the actuator 1 or other situation that impedes the safe operation of the machine, the blocking valve 14 again either turns on the direct flow of the fluid or blocks the flow of the working fluid to the control valves 5, and the movement of the actuator stops.

В процессе работы компенсационные клапаны 17 обеспечивают выравнивание и поддержание постоянного расхода текучей среды, а дополнительны клапаны 15 и логические клапаны 19 регулируют параметры работы гидравлического насоса в зависимости от фактической рабочей нагрузки на исполнительном органе 1.In the process, the compensation valves 17 provide equalization and maintaining a constant flow rate of the fluid, and additional valves 15 and logic valves 19 control the parameters of the hydraulic pump depending on the actual working load on the actuator 1.

Таким образом, заявленные устройства, в соответствии с изобретением, обеспечивают взрывобезопасность устройств и систем управления горными машинами, а также самих горных машин, и эффективную самодиагностику и управление на основе чувствительности к нагрузке.Thus, the claimed devices, in accordance with the invention, provide explosion-proof devices and control systems for mining machines, as well as the mining machines themselves, and effective self-diagnosis and control based on load sensitivity.

Claims (17)

1. Устройство управления исполнительным органом горной машины, содержащее гидравлический блок и отсек для средств управления, по меньшей мере, один предназначенный для соединения с исполнительным органом гидрораспределитель, крышку, блок управления устройством;1. The control device of the executive body of the mining machine, comprising a hydraulic unit and a compartment for control means, at least one control valve for connecting with the executive body, a cover, a device control unit; - упомянутые гидравлический блок и отсек для средств управления выполнены в виде моноблока;- the aforementioned hydraulic unit and compartment for controls are made in the form of a monoblock; - упомянутый гидрораспределитель установлен в упомянутом гидравлическом блоке, в котором выполнены, по меньшей мере, одно впускное и одно выпускное отверстия, соединенные, по меньшей мере, одним каналом для текучей среды;- said hydrodistributor is installed in said hydraulic unit, in which at least one inlet and one outlet are made, connected by at least one fluid channel; - в упомянутом отсеке размещено средство управления упомянутым гидрораспределителем, соединенное с размещенным здесь же упомянутым блоком управления;- in said compartment, control means of said control valve are connected, connected to said control unit located here; - упомянутая крышка закрывает упомянутый отсек, предотвращая его сообщение с внешней средой.- said lid closes said compartment, preventing it from communicating with the external environment. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит, по меньшей мере, один блокирующий клапан, по меньшей мере, один дополнительный клапан и средства управления ими;2. The device according to p. 1, characterized in that it contains at least one blocking valve, at least one additional valve and means for controlling them; - упомянутый блокирующий клапан предназначен для предотвращения подачи текучей среды на упомянутый гидрораспределитель;- said blocking valve is designed to prevent the supply of fluid to said valve; - упомянутый дополнительный клапан предназначен для установки величины рабочего давления гидрораспределителя;- the said additional valve is designed to set the working pressure of the valve; - упомянутые средства управления клапанами размещены в упомянутом отсеке.- said valve controls are located in said compartment. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что упомянутый гидравлический блок со стороны, противоположной упомянутому отсеку, содержит отверстия для установки упомянутых гидрораспределителя и блокирующего клапана, при этом упомянутый гидрораспределитель выполнен в виде золотникового клапана, а упомянутый блокирующий клапан выполнен в виде логического элемента золотникового типа.3. The device according to claim 2, characterized in that said hydraulic unit on the side opposite to said compartment contains openings for installing said valve and a blocking valve, said valve being made in the form of a spool valve, and said blocking valve is made in the form of a logical spool type element. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит плиту, прикрепленную к упомянутому гидравлическому блоку, в которой выполнен, по меньшей мере, один канал для текучей среды, соединенный с упомянутым каналом гидравлического блока, в упомянутой плите установлен упомянутый дополнительный клапан и, по меньшей мере, один логический клапан для управления насосом, например, путем подачи сигнала обратной связи на механизм управления насосом.4. The device according to claim 1, characterized in that it comprises a plate attached to said hydraulic unit, in which at least one fluid channel is made, connected to said channel of the hydraulic unit, said additional valve is installed in said plate, and at least one logic valve for controlling the pump, for example, by supplying a feedback signal to the pump control mechanism. 5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что в упомянутом отсеке расположен, по меньшей мере, один датчик давления текучей среды, по меньшей мере, один датчик положения золотника упомянутого гидрораспределителя, по меньшей мере, один датчик утечки масла, при этом все датчики соединены с упомянутым блоком управления.5. The device according to p. 3, characterized in that at least one fluid pressure sensor, at least one spool position sensor of said valve, at least one oil leakage sensor is located in said compartment, all the sensors are connected to said control unit. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый блок управления устройством выполнен в виде электронной платы или одноплатного компьютера, содержащего носитель информации, на котором записан программный продукт для управления исполнительным органом.6. The device according to claim 1, characterized in that the said control unit of the device is made in the form of an electronic board or a single-board computer containing a storage medium on which a software product for controlling the executive body is recorded. 7. Горная машина, содержащая, по меньшей мере, один исполнительный орган и устройство управления исполнительным органом, выполненное по любому из предыдущих пунктов.7. A mining machine comprising at least one executive body and an executive body control device according to any one of the preceding paragraphs. 8. Горная машина по п. 7, отличающаяся тем, что снабжена средствами получения информации о положении упомянутого исполнительного органа и средствами передачи этой информации в упомянутый блок управления.8. A mining machine according to claim 7, characterized in that it is equipped with means for obtaining information about the position of said executive body and means for transmitting this information to said control unit. 9. Система управления горной машиной, содержащей, по меньшей мере, один исполнительный орган, содержащая средство управления исполнительным органом, средства получения информации о положении упомянутого исполнительного органа и средства передачи этой информации в упомянутое средство управления, отличающаяся тем, что упомянутое средство управления исполнительным органом выполнено в виде устройства управления по любому из пп. 1-6.9. The control system of a mining machine, comprising at least one executive body, comprising means for controlling the executive body, means for obtaining information about the position of said executive body, and means for transmitting this information to said control means, characterized in that said executive means made in the form of a control device according to any one of paragraphs. 1-6. 10. Носитель информации, содержащий программный продукт для управления устройством управления по любому из пп. 1-6.10. A storage medium containing a software product for controlling a control device according to any one of paragraphs. 1-6.
RU2018145622A 2018-12-21 2018-12-21 Mining machine actuator control device, mining machine, mining machine control system and data medium RU2713288C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018145622A RU2713288C1 (en) 2018-12-21 2018-12-21 Mining machine actuator control device, mining machine, mining machine control system and data medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018145622A RU2713288C1 (en) 2018-12-21 2018-12-21 Mining machine actuator control device, mining machine, mining machine control system and data medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2713288C1 true RU2713288C1 (en) 2020-02-04

Family

ID=69625219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018145622A RU2713288C1 (en) 2018-12-21 2018-12-21 Mining machine actuator control device, mining machine, mining machine control system and data medium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2713288C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2812560C1 (en) * 2022-09-13 2024-01-30 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Санкт-Петербург" Four-section submersible unit with electro-hydraulic control

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4378027A (en) * 1980-04-02 1983-03-29 Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia Control unit for an electro-hydraulic roof support control arrangement
US4726393A (en) * 1986-07-31 1988-02-23 Mosier Industries, Inc. Power valve assembly
US4906143A (en) * 1987-05-09 1990-03-06 Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia Gmbh Electro-hydraulic control systems
RU2116525C1 (en) * 1993-02-24 1998-07-27 Роберт Бош Гмбх Valve unit
RU2302530C2 (en) * 2002-04-10 2007-07-10 Дбт Гмбх Electrohydraulic control device
GB2443913A (en) * 2006-11-14 2008-05-21 Marco Systemanalyse Entw Valve unit with housing valve blocks and control block
WO2016155821A1 (en) * 2015-04-01 2016-10-06 Sandvik Intellectual Property Ab Control unit for mining machine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4378027A (en) * 1980-04-02 1983-03-29 Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia Control unit for an electro-hydraulic roof support control arrangement
US4726393A (en) * 1986-07-31 1988-02-23 Mosier Industries, Inc. Power valve assembly
US4906143A (en) * 1987-05-09 1990-03-06 Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia Gmbh Electro-hydraulic control systems
RU2116525C1 (en) * 1993-02-24 1998-07-27 Роберт Бош Гмбх Valve unit
RU2302530C2 (en) * 2002-04-10 2007-07-10 Дбт Гмбх Electrohydraulic control device
GB2443913A (en) * 2006-11-14 2008-05-21 Marco Systemanalyse Entw Valve unit with housing valve blocks and control block
WO2016155821A1 (en) * 2015-04-01 2016-10-06 Sandvik Intellectual Property Ab Control unit for mining machine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2812560C1 (en) * 2022-09-13 2024-01-30 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Санкт-Петербург" Four-section submersible unit with electro-hydraulic control
RU2812561C1 (en) * 2022-09-13 2024-01-30 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Санкт-Петербург" Four-section submersible unit with electro-hydraulic control

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12065928B2 (en) Control unit for mining machine
CA2749580C (en) Autochoke system
EP3283696B1 (en) Hydraulic circuit and working machine
US5148676A (en) Confluence valve circuit of a hydraulic excavator
US10087959B2 (en) Hydraulic manifold control assembly
US3957079A (en) Valve assembly for a subsea well control system
EP0559903B1 (en) Valve device
CN108374696B (en) Steam turbine valve drive device
EP2573407A1 (en) Hydraulic control valve for construction machinery
US9903396B2 (en) Valve assembly
RU2713288C1 (en) Mining machine actuator control device, mining machine, mining machine control system and data medium
US9915355B2 (en) Valve having open-center spool with separated inserts
US10753499B2 (en) Proportional control valve system and method
US20180156245A1 (en) Rotary Drive with Functional Module Arrangement
US2454551A (en) Servo unit
EP3470676A1 (en) Pump device
KR101633755B1 (en) Dual operating type electro hydrostatic actuator assembly having power compensator circuit and control method of the same
KR200302827Y1 (en) The valve actuator remote control system
RU2780434C1 (en) Proportional electrohydraulic distributor of indirect action
US20170002936A1 (en) Valve having spool assembly with insert divider
RU2779910C1 (en) Modular distributor with at least two units for controlling the operation of at least two hydraulic actuators of an earth-moving machine
US3064427A (en) Hydraulic control system
CN104100607A (en) Power cylinder and construction machine or lifting gear
SU868137A1 (en) Electrohydraulic drive
RO115666B1 (en) 3-way and 4-position proportional hydrologistor for hydraulic installations