电磁柱塞泵和闭式液压系统的制作方法

本发明涉及煤矿领域，尤其涉及电磁柱塞泵和闭式液压系统。

背景技术：

现有技术中，煤矿的采煤机和掘进机的滚筒在破煤岩的过程中，截齿、叶片与煤岩体会发生挤压和摩擦，而消耗在挤压和摩擦的功率约占截割功率的1/3～1/2。随着煤的硬度的增加，截齿和叶片的磨损速度也随之加快，严重磨损的截齿和叶片使截割阻力增大，使截割传动系统的工况也趋于劣化。如果滚筒维护和截齿更换不及时，极易造成采煤机或掘进机的摇臂处于过载状态，引发机械故障，甚至导致截割驱动部的齿轮传动系统失效。而且截割过程中，截齿、叶片与煤体的挤压和摩擦产生了大量的末煤和粉尘，导致采煤或掘进工作面需要采取粉尘防治措施，浪费了大量的人力和作业时间。

技术实现要素：

基于以上问题，本发明提出电磁柱塞泵和闭式液压系统，解决了现有技术中截齿容易破损导致截割驱动部的齿轮传动系统失效的问题。

一方面，本发明提出一种电磁柱塞泵，包括：

电磁驱动部、永磁体、柱塞和液压缸，所述永磁体与所述电磁驱动部对应设置，所述柱塞的两端分别设有第一油道和第二油道，所述液压缸的两端分别设置有第三油道组和第四油道组；

所述电磁驱动部驱动所述柱塞在所述液压缸内做往复运动，使与所述电磁柱塞泵连接的蓄能器中进入液压油并形成高压油液，当所述柱塞运行至使所述第一油道与所述第三油道组连通时或使所述第二油道与所述第四油道组连通时，所述蓄能器中的高压油液释放使外部的截齿产生冲击运动。

此外，在所述第一油道的朝向所述柱塞一侧的径向面上设置有第一圆弧油道，当液压油进入第一油道时，液压油在所述第一圆弧油道内产生回旋液流，回旋液流对柱塞形成冲击运动并使其减速。

此外，在所述第二油道的朝向所述柱塞一侧的径向面上设置有第二圆弧油道，当液压油进入第二圆弧油道时，液压油在所述第二圆弧油道内产生回旋液流，回旋液流对柱塞形成冲击运动并使其减速。

此外，所述第三油道组包括第三油道组第一油道和第三油道组第二油道；

当所述电磁驱动部未驱动所述柱塞在所述液压缸内做往复运动时，所述第三油道组第一油道和所述第三油道组第二油道不连通。

此外，所述第四油道组包括第四油道组第一油道和第四油道组第二油道；当所述电磁驱动部未驱动所述柱塞在所述液压缸内做往复运动时，所述第四油道组第一油道和所述第四油道组第二油道不连通。

此外，所述电磁柱塞泵还包括密封，所述密封至少包括分别设置在所述柱塞两端的第一密封和第二密封。

此外，所述密封还包括设置在所述柱塞中部的第三密封。

此外，所述电磁柱塞泵还包括设置在所述电磁驱动部外侧的端盖。

另一方面，本发明还提出一种闭式液压系统，可包括上述任一项提出的电磁柱塞泵，还包括：

电控系统、截齿、电磁阀、蓄能器、系统压力传感器、电磁卸载阀和液箱；

所述电控系统启动后，所述电磁卸载阀释放与液箱连接的第一液路和第二液路的压力，启动所述电磁柱塞泵，所述电磁柱塞泵从液箱吸取液压油并将液压油注入所述蓄能器，所述电控系统监测所述系统压力传感器的压力值，若压力值大于预设压力值，则所述电磁阀使所述电磁柱塞泵从所述蓄能器吸取液压油，所述蓄能器中的液压油形成高压油液，当所述蓄能器中的高压油液释放时，使所述截齿产生冲击运动。

此外，所述电控系统至少包括模糊控制器，所述模糊控制器用于控制所述电磁驱动部的驱动线圈进入继流能耗制动的状态。

此外，所述闭式液压系统还包括冲击压力传感器和/或流量传感器，所述电控系统从所述冲击压力传感器获取所述截齿的压力值，从所述流量传感器获取液箱的流量值。

通过采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本发明通过在柱塞的两端分别设有第一油道和第二油道，在液压缸的两端分别设置有第三油道组和第四油道组的方式，使当柱塞运行至使第一油道与第三油道组连通时或使第二油道与第四油道组连通时，蓄能器中的高压油液释放使外部的截齿产生冲击运动，从而在滚筒破煤时给截齿增加一个沿其轴向的冲击运动，在对煤体截割过程中进行同步预裂，实现减少滚筒的叶片和截齿的磨损，同时也能够节约滚筒的用电，另外，由于对煤体在截割过程中进行同步预裂使煤体的落煤块度均匀，从而减少末煤和粉尘量，节约工人的作业时间。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的电磁柱塞泵的结构图；

图2是图1中的电磁柱塞泵的结构展开图；

图3是对图1的电磁柱塞泵沿水平方向的中轴线切割的部面图；

图4是图3中第一圆弧油道的放大图；

图5是对图1的电磁柱塞泵沿垂直方向的中轴线切割的部面图；

图6是本发明一个实施例提供的闭式液压系统的系统原理图。

具体实施方式

以下结合具体实施方案和附图对本发明进行进一步的详细描述。其只意在详细阐述本发明的具体实施方案，并不对本发明产生任何限制，本发明的保护范围以权利要求书为准。

参照图1、图2和图3，本发明提出一种电磁柱塞泵，包括：

电磁驱动部1、永磁体2、柱塞3和液压缸5，永磁体2与电磁驱动部1对应设置，柱塞3的两端分别设有第一油道c1和第二油道c2，液压缸5的两端分别设置有第三油道组和第四油道组；

电磁驱动部1驱动柱塞3在液压缸5内做往复运动，使与电磁柱塞泵连接的蓄能器中进入液压油并形成高压油液，当柱塞3运行至使第一油道c1与第三油道组连通时或使第二油道c2与第四油道组连通时，蓄能器中的高压油液释放使外部的截齿产生冲击运动。

第三油道组包括第三油道组第一油道a1和第三油道组第二油道a2，第四油道组包括第四油道组第一油道b1和第四油道组第二油道b2。

柱塞3在电磁驱动部1的电磁力的驱动下在液压缸5内做往复运动，当柱塞3运行至d1点之前，此时第一油道c1与第三油道组还没有连通，由于柱塞3的运行使液压油经第三油道组进入与其连接的蓄能器，使蓄能器中进入液压油并形成高压油液，当柱塞3运行至d1位置时，第三油道组中的第三油道组第一油道a1和第三油道组第二油道a2连通，从而将蓄能器中的高压油液释放至截齿使其产生冲击运动。

当柱塞3运行至d2点之前，此时第二油道c2与第四油道组还没有连通，由于柱塞3的运行使液压油经第四油道组进入与其连接的蓄能器，使蓄能器中进入液压油并形成高压油液，当柱塞3运行至d2位置时，第四油道组中的第四油道组第一油道b1和第四油道组第二油道b2连通，从而将蓄能器中的高压油液释放至截齿使其产生冲击运动。

当柱塞3完全封闭第三油道组第一油道a1或第四油道组第一油道b1后，会在柱塞3的端部和液压缸5之间形成密闭空间，液压油产生油垫效应，对柱塞3形成柔性制动，避免柱塞3与液压缸5碰撞。并为柱塞3换向运行提供动力。

本发明实施例通过在柱塞3的两端分别设有第一油道c1和第二油道c2，在液压缸5的两端分别设置有第三油道组和第四油道组的方式，使当柱塞3运行至使第一油道c1与第三油道组连通时或使第二油道c2与第四油道组连通时，蓄能器中的高压油液释放使外部的截齿产生冲击运动，从而在滚筒破煤时给截齿增加一个沿其轴向的冲击运动，在对煤体截割过程中进行同步预裂，实现减少滚筒的叶片和截齿的磨损，同时也能够节约滚筒的用电，另外，由于对煤体在截割过程中进行同步预裂使煤体的落煤块度均匀，从而减少末煤和粉尘量，节约工人的作业时间。

参照图4和图5，在其中的一个实施例中，在第一油道c1的朝向柱塞3一侧的径向面上设置有第一圆弧油道e，当液压油进入第一油道c1时，液压油在第一圆弧油道e内产生回旋液流，回旋液流对柱塞3形成冲击运动并使其减速。

为了避免柱塞3在到达第一油道c1时，速度依然很快，导致电磁驱动部1需要更多的电磁力才能改变其运行方向，所以在第一油道c1的朝向柱塞3一侧的径向面上设置有第一圆弧油道e，使当液压油进入第一油道c1时，在第一圆弧油道e内的液压油由于挤压产生回旋液流，回旋液流对柱塞3形成冲击力使其减速，以节省电磁驱动部1的电磁力。

可选地，在第一油道靠近柱塞3中部的一侧的径向面上设置有第一圆弧油道e。

在其中的一个实施例中，在第二油道c2的朝向柱塞3一侧的径向面上设置有第二圆弧油道，当液压油进入第二圆弧油道时，液压油在第二圆弧油道内产生回旋液流，回旋液流对柱塞3形成冲击运动并使其减速。

为了避免柱塞3在到达第二油道c2时，速度依然很快，导致电磁驱动部1需要更多的电磁力才能改变其运行方向，所以在第二油道c2的朝向柱塞3一侧的径向面上设置有第二圆弧油道e，使当液压油进入第二油道c2时，在第二圆弧油道内的液压油由于挤压产生回旋液流，回旋液流对柱塞3形成冲击力使其减速，以节省电磁驱动部1的电磁力。

在其中的一个实施例中，第三油道组包括第三油道组第一油道a1和第三油道组第二油道a2；

当电磁驱动部1未驱动柱塞3在液压缸5内做往复运动时，第三油道组第一油道a1和第三油道组第二油道a2不连通。

只有当柱塞3运行至d1位置时，第三油道组中的第三油道组第一油道a1和第三油道组第二油道a2才连通，连通的目的是将蓄能器中的高压油液释放至截齿使其产生冲击运动。

在其中的一个实施例中，第四油道组包括第四油道组第一油道b1和第四油道组第二油道b2；当电磁驱动部1未驱动柱塞3在液压缸5内做往复运动时，第四油道组第一油道b1和第四油道组第二油道b2不连通。

只有当柱塞3运行至d2位置时，第四油道组第一油道b1和第四油道组第二油道b2才连通，连通的目的是将蓄能器中的高压油液释放至截齿使其产生冲击运动。

在其中的一个实施例中，电磁柱塞泵还包括密封6，密封6至少包括分别设置在柱塞3两端的第一密封61和第二密封62。通过设置第一密封61和第二密封62使液压油不会漏出，可选地，第一密封61和第二密封62为滑环密封。

在其中的一个实施例中，密封6还包括设置在柱塞3中部的第三密封63。通过设置第三密封63，使液压油不会从柱塞3的中部漏出。可选地，第三密封63为滑环密封。

在其中的一个实施例中，电磁柱塞泵还包括设置在电磁驱动部1外侧的端盖7。通过端盖7保护电磁驱动部1。可选地，电磁柱塞泵还包括直线轴承4和冷却轴8，冷却轴8用于使电磁驱动部1冷却。

参照图6，本发明还提出一种闭式液压系统，包括上述实施例中任一个实施例所述的电磁柱塞泵12，还包括：

电控系统11、截齿16、电磁阀18、蓄能器19、系统压力传感器110、电磁卸载阀111和液箱112；

电控系统11启动后，电磁卸载阀111释放与液箱112连接的第一液路a和第二液路b的压力，启动电磁柱塞泵12，电磁柱塞泵12从液箱112吸取液压油并将液压油注入蓄能器19，电控系统11监测系统压力传感器110的压力值，若压力值大于预设压力值，则电磁阀18使电磁柱塞泵12从蓄能器19吸取液压油，蓄能器19中的液压油形成高压油液，当蓄能器19中的高压油液释放时，使截齿16产生冲击运动。

当电磁柱塞泵12中的柱塞3在液压缸5内做往复运动时，使与电磁柱塞泵连接的蓄能器中的液压油形成高压油液，并将高压油液通过第三油道组第二油道a2进入到第一液路a，从而驱动活塞杆带动截齿16产生冲击运动，以冲击煤岩体。当柱塞3向第四油道组方向运行时，同样将高压油液通过第四油道组第二油道b2进入到第二液路b，从而使截齿16产生冲击运动。实现第三组油道和第四组油道交替为第一液路a和第二液路b提供高压油液。

本发明实施例通过第三组油道和第四组油道交替为第一液路a和第二液路b提供高压油液，使在滚筒破煤时给截齿增加一个沿其轴向的冲击运动，在对煤体截割过程中进行同步预裂，实现减少滚筒的叶片和截齿的磨损，同时也能够节约滚筒的用电，另外，由于对煤体在截割过程中进行同步预裂使煤体的落煤块度均匀，从而减少末煤和粉尘量，节约工人的作业时间。

在其中的一个实施例中，电控系统11至少包括模糊控制器，模糊控制器用于控制电磁驱动部1的驱动线圈进入继流能耗制动的状态。继流状态是驱动线圈断电后，利用驱动线圈产生的自感电势通过继流电路形成电流，为柱塞3继续提供电磁推力和柔性减速，实现感性负载无功到有功的转换。能耗制动状态是柱塞3的惯性使驱动线圈切割磁力线时，产生的自感电势使用变频器内的能耗制动电路，将柱塞3的惯性动能转换成柱塞3的制动力，起到对柱塞3的制动作用，实现机械能到电能的转换。

在其中的一个实施例中，闭式液压系统还包括冲击压力传感器13和/或流量传感器14，电控系统从冲击压力传感器13获取截齿16的压力值，从流量传感器14获取液箱112的流量值。通过冲击压力传感器13和/或流量传感器14准确的获取截齿16的压力值和液箱112的流量值，使电控系统11能够根据压力值和流量值及时控制和调整。可选地，闭式液压系统还包括过滤器15和单向阀17。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。