一种液压支架的立柱回路及控制方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于液压支架技术领域，具体涉及一种液压支架的立柱回路及控制方法。
【背景技术】
[0002]液压支架作为采煤技术中的主要安全支护设备，正向大流量、高压力、节能方向发展。目前，综采面液压支架的立柱在工作过程中存在如下问题:
[0003](I)综采工作面的高压栗站距离液压支架为200m?500m，该高压供液路额定压力为31.5MPa，由于管路通径大，其压力等级难以提高;立柱初撑阶段，受移架速度和多支架同时移架等因素影响，立柱缸的无杆腔难以达到更高初撑力。
[0004](2)根据液压支架支护要求，液压支架立柱初撑阶段的无杆腔压力需达到25MPa以上，在承载阶段，无杆腔压力会接近安全压力40MPa。因此，移架降柱初期，立柱缸的无杆腔内储存的压力能需要在短时间内泄压，这部分能量没有得到利用，降低了能量利用率。综采工作面一般约有100?200台液压支架，每台液压支架有两条立柱，立柱高度可达7m以上，立柱缸内径可达500mm，因此立柱缸内储存的总压力能相当可观。
[0005]目前，国内外使用的液压支架的立柱回路，一部分可以实现立柱缸增压，一部分可以实现降柱能量回收再利用，但任一立柱回路均没有很好地兼备两种功能，降低了立柱回路的性价比。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种液压支架的立柱回路及控制方法，可有效地实现立柱缸增压和降柱泄压能量回收再利用的问题。本发明是这样实现的，其结构特征是:乳化液栗站分别与低压回液路和主供液路连通，主供液路经过第一两位四通阀、第二两位四通阀与增压缸的A 口连通，增压缸的B 口经第二两位四通阀与第二储液箱连通，增压缸的C 口经第四单向阀与第一两位四通阀的A 口连通，增压缸的D 口经第三单向阀、第四单向阀与第一两位四通阀的A 口连通，增压缸的E口经第二单向阀、第一单向阀与第一两位四通阀的A口连通，增压缸的F口经第一单向阀与第一两位四通阀的A 口连通，第一两位四通阀的B 口分别与安全阀的进油口、第一压力传感器、两位两通阀的B口、第一两位三通阀的A口、第二两位三通阀的A口、第一液控单向阀的B 口连通，安全阀的出油口与低压回液路连通，两位两通阀的A 口与蓄能器的进液口连通，第一两位三通阀的B 口和第二两位三通阀的B 口与第一储液箱连通，第一两位三通阀的C 口与第一液控单向阀的控制口连通，第二两位三通阀的C 口与第二液控单向阀的控制口连通，第二液控单向阀的B口分别与立柱缸的无杆腔进油口、第二压力传感器连通；
[0007]所述的液压支架的立柱回路的控制方法是:
[0008](I)立柱无杆腔在增压阶段:第二两位四通阀的电磁铁IY反复通电与断电，通电-断电周期为At，第一两位三通阀的电磁铁4Y通电，主供液路的高压乳化液经过第一两位四通阀、第二两位四通阀、增压缸、第一液控单向阀、第二液控单向阀，进入立柱缸的无杆腔，当立柱缸的无杆腔压力达到预设值时，第二两位四通阀的电磁铁IY和第一两位三通阀的电磁铁4Y断电，增压阶段结束；
[0009](2)液压支架在降柱泄压能量回收阶段:如果第二压力传感器的信号值大于第一压力传感器的信号值时，第二两位四通阀的电磁铁IY反复通电与断电，通电-断电周期为Λt，第一两位四通阀的电磁铁2Y、两位两通阀的电磁铁3Y、第二两位三通阀的电磁铁5Y通电，立柱缸的无杆腔内的压力能进入蓄能器，然后经过第一两位四通阀、第二两位四通阀、增压缸，进入主供液路;当第二压力传感器的信号值减小到预设值时，第二两位四通阀的电磁铁IY、第一两位四通阀的电磁铁2Y、两位两通阀的电磁铁3Y、第二两位三通阀的电磁铁5Y断电，降柱泄压能量回收阶段结束。
[0010]本发明优点及积极效果是:
[0011](I)实现了立柱缸的无杆腔增压，提高了立柱初撑力，有效防止顶板发生片帮和冒顶，保障了综采工作面安全；
[0012](2)实现了立柱缸无杆腔内压力能回收和再利用，提高了能量利用率。
【附图说明】
[0013]图1为液压支架的立柱回路示意图。
[0014]图中:1-乳化液栗站，2-低压回液路，3-主供液路，4-第一两位四通阀，5-安全阀，6-第一压力传感器，7-蓄能器，8-两位两通阀，9-第一两位三通阀，10-第一液控单向阀，11-第一储液箱，11’ -第二储液箱，12-第二压力传感器，13-第二液控单向阀，14-第二两位三通阀，15-立柱缸，16-第一单向阀，17-第二单向阀，18-第三单向阀，19-第四单向阀，20-增压缸，21 -第二两位四通阀。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0016]如图1所示，一种液压支架的立柱回路，各个元件的连接关系是:乳化液栗站I分别与低压回液路2和主供液路3连通，主供液路3经过第一两位四通阀4、第二两位四通阀21与增压缸20的A口连通，增压缸20的B 口经第二两位四通阀21与第二储液箱11 ’连通，增压缸20的C 口经第四单向阀19与第一两位四通阀4的A 口连通，增压缸20的D 口经第三单向阀18、第四单向阀19与第一两位四通阀4的A 口连通，增压缸20的E 口经第二单向阀17、第一单向阀16与第一两位四通阀4的A 口连通，增压缸20的F 口经第一单向阀16与第一两位四通阀4的A 口连通，第一两位四通阀4的B口分别与安全阀5的进油口、第一压力传感器6、两位两通阀8的B口、第一两位三通阀9的A 口、第二两位三通阀14的A 口、第一液控单向阀9的B 口连通，安全阀5的出油口与低压回液路2连通，两位两通阀8的A 口与蓄能器7的进液口连通，第一两位三通阀9的B 口和第二两位三通阀14的B 口与第一储液箱11连通，第一两位三通阀9的C 口与第一液控单向阀10的控制口连通，第二两位三通阀14的C 口与第二液控单向阀13的控制口连通，第二液控单向阀13的B 口分别与立柱缸15的无杆腔进油口、第二压力传感器12连通。
[0017]本发明中的控制方法及工作过程是:
[0018](I)立柱无杆腔在增压阶段:第二两位四通阀21的电磁铁IY反复通电与断电，通电-断电周期为At，第一两位三通阀9的电磁铁4Y通电，主供液路3的高压乳化液经过第一两位四通阀4、第二两位四通阀21、增压缸20、第一液控单向阀10、第二液控单向阀13，进入立柱缸15的无杆腔，当立柱缸15的无杆腔压力达到预设值时，第二两位四通阀21的电磁铁IY和第一两位三通阀9的电磁铁4Y断电，增压阶段结束；
[0019](2)液压支架在降柱泄压能量回收阶段:如果第二压力传感器12的信号值大于第一压力传感器6的信号值时，第二两位四通阀21的电磁铁IY反复通电与断电，通电-断电周期为Λ t，第一两位四通阀4的电磁铁2Y、两位两通阀8的电磁铁3Y、第二两位三通阀14的电磁铁5Y通电，立柱缸15的无杆腔内的压力能进入蓄能器7，然后经过第一两位四通阀4、第二两位四通阀21、增压缸20，进入主供液路3;当第二压力传感器12的信号值减小到预设值时，第二两位四通阀21的电磁铁IY、第一两位四通阀4的电磁铁2Y、两位两通阀8的电磁铁3Y、第二两位三通阀14的电磁铁5Y断电，降柱泄压能量回收阶段结束。
【主权项】
1.一种液压支架的立柱回路，其特征在于:乳化液栗站(I)分别与低压回液路(2)和主供液路(3 )连通，主供液路(3 )经过第一两位四通阀(4 )、第二两位四通阀(21)与增压缸(20 )的A 口连通，增压缸(20)的B 口经第二两位四通阀(21)与第二储液箱(11’)连通，增压缸(20)的C 口经第四单向阀(19 )与第一两位四通阀(4)的A 口连通，增压缸(20 )的D 口经第三单向阀(18)、第四单向阀(19)与第一两位四通阀(4)的A 口连通，增压缸(20)的E 口经第二单向阀(17)、第一单向阀(16)与第一两位四通阀(4)的A 口连通，增压缸(20)的F 口经第一单向阀(16)与第一两位四通阀(4)的A 口连通，第一两位四通阀(4)的B 口分别与安全阀(5)的进油口、第一压力传感器(6)、两位两通阀(8)的B 口、第一两位三通阀(9)的A 口、第二两位三通阀(14)的A 口、第一液控单向阀(9 )的B 口连通，安全阀(5 )的出油口与低压回液路(2 )连通，两位两通阀(8 )的A 口与蓄能器(7 )的进液口连通，第一两位三通阀(9 )的B 口和第二两位三通阀(14 )的B 口与第一储液箱(11)连通，第一两位三通阀(9 )的C 口与第一液控单向阀(1 )的控制口连通，第二两位三通阀(14)的C 口与第二液控单向阀(13 )的控制口连通，第二液控单向阀(13)的B口分别与立柱缸(15)的无杆腔进油口、第二压力传感器(12)连通。2.如权利要求1所述的液压支架的立柱回路的控制方法，其特征在于: (1)立柱无杆腔在增压阶段:第二两位四通阀(21)的电磁铁IY反复通电与断电，通电-断电周期为At，第一两位三通阀(9)电磁铁4Y通电，主供液路(3)的高压乳化液经过第一两位四通阀(4 )、第二两位四通阀(21)、增压缸(20 )、第一液控单向阀(1 )、第二液控单向阀(13)，进入立柱缸(15)的无杆腔，当立柱缸(15)的无杆腔压力达到预设值时，第二两位四通阀(21)的电磁铁IY和第一两位三通阀(9)电磁铁4Y断电，增压阶段结束； (2)液压支架在降柱泄压能量回收阶段:如果第二压力传感器(12)的信号值大于第一压力传感器(6)的信号值时，第二两位四通阀(21)的电磁铁IY反复通电与断电，通电-断电周期为Λ t，第一两位四通阀(4)电磁铁2Y、两位两通阀(8 )的电磁铁3Y、第二两位三通阀(14)的电磁铁5Y通电，立柱缸(15)的无杆腔内的压力能进入蓄能器(7)，然后经过第一两位四通阀(4)、第二两位四通阀(21)、增压缸(20)，进入主供液路(3);当第二压力传感器(12)的信号值减小到预设值时，第二两位四通阀(21)的电磁铁1Y、第一两位四通阀(4)的电磁铁2Y、两位两通阀(8)的电磁铁3Y、第二两位三通阀(14)的电磁铁5Y断电，降柱泄压能量回收阶段结束。
【专利摘要】一种液压支架的立柱回路及控制方法，属于液压支架技术领域，其特征是该立柱回路包含增压缸，第二两位四通阀控制增压缸实现连续增压工作，第一两位四通阀控制增压缸实现主供液路和立柱缸的无杆腔之间的双向增压，一方面主供液路的高压乳化液经第一两位四通阀、第二两位四通阀、增压缸进入立柱缸的无杆腔，另一方面立柱缸的无杆腔内的高压乳化液经第一两位四通阀、第二两位四通阀、增压缸进入主供液路。优点是不仅可以提高立柱缸的无杆腔压力，还可以实现立柱缸的无杆腔压力能回收和再利用。
【IPC分类】E21D23/16, E21D23/26
【公开号】CN105545337
【申请号】CN201510907219
【发明人】仉志强, 李永堂, 金坤善, 刘志奇
【申请人】太原科技大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月10日