专利名称：一种矿用潜水电液控制闸阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种潜水电液控制闸阀。尤其是一种用于煤矿井下长时间水下工作的矿用潜水电液控制闸阀的技术方案。
背景技术：
煤矿井下水泵房的排水系统是煤矿井下四大件设备之一，其排水性能的优劣直接关系到井下的安全生产，尤其是当井下出现大涌水量时，排水系统的优劣更是关系到煤矿的安全生产。在排水系统中闸阀是整个排水系统中关键的硬件之一，其自动化程度的高低和性能的好坏对排水系统的正常排水起着非常重要的作用。现有煤矿井下排水系统大多采用手动闸阀或电动闸阀。手动闸阀主要存在以下问题(1)可靠性差，手动闸阀采用丝杠螺母传动方式，将螺母的旋转方式通过螺旋副转化为丝杠的直线运动，从而控制间阀的开启与关闭。这种传动方式没有过载保护，当闸阀受到过大的负载时容易造成闸阀阀杆弯曲变形。(2)手动间阀完全靠手动来进行井下水泵房的排水，其无法实现自动化控制，对于日益要求严格的煤矿安全生产来说，无法实现自动化是其致命缺点。(3)当煤矿井下涌水量较大甚至淹没闸阀时，手动闸阀无法实现正常排水，给煤矿的安全生产带来很大的安全隐患，甚至会导致人员伤亡。电动闸阀主要存在以下问题(1)电动闸阀其控制复杂，故障率高。电动闸阀由电气驱动装置、动力传动装置和位置传感装置组成。其中动力传动装置主要由减速器和丝杠螺母传动组成，这两种传动方式都存在易损坏的风险，不具备过载保护功能，当闸阀受到过大的负载时容易造成闸阀阀杆弯曲变形，可靠性低。(2)当井下涌水量较大甚至淹没间阀时手动间阀和手动间阀一样无法正常进行排水控制，给煤矿的安全生产带来很大的安全隐患，甚至会导致人员伤亡。因此，开发一种可靠性高，故障率低、易于实现自动化且可以在水下长时间使用的潜水电动液压控制闸阀是煤矿井下排水控制的实际需求，也是提高煤矿安全生产的必要措施。
发明内容
本发明基于现有煤矿井下的排水系统，提供一种矿用潜水电动液压控制闸阀，主要用于解决手动闸阀和电动闸阀存在可靠性差，故障率高，不具备过载保护功能等不足。本发明解决上述技术问题所采取的技术方案，包括闸阀以及电液控制系统，其特征是设有一拉力板连接有间阀丝杆和电液控制系统；其中
所述电液控制系统是防爆潜水电机通过气囊式液压执行机构与间阀丝杠连接； 所述拉力板是丝杠连接杆通过相应的螺纹与间阀丝杠连接；并由双锁紧螺母对拉力板和丝杆连接杆进行锁紧，且丝杆连接杆与丝杠之间通过丝杠锁紧螺母对丝杠连接杆进行限位；
所述的闸阀是通过闸阀丝杠与闸阀楔板由T型槽连接。在上述的技术方案中，所述气囊式液压执行机构位于防爆潜水电机的轴输出端， 其中气囊通过密封垫圈和放气孔帽固定在油箱顶部；与联轴器连接的液压泵是通过液压阀控制液压油通过吸油管组件和出油管组件进入双油缸一并和液压阀块位于油箱内；液压阀块上设有单向阀、溢流阀和液控单向阀；所述双油缸通过螺母与拉力板连接，左右对称设置于气囊式液压执行机构的两侧；所述气囊式液压执行机构的底部设置有接近开关；所述矿用潜水电液控制间阀由不锈钢制造，其外层喷镀有硬质合金，并涂有防锈漆。本发明一种矿用潜水电液控制闸阀，采用电液控制系统对煤矿井下的闸阀进行自动开闭控制，在结构上省去了故障率较高的复杂的机械传动装置，提高了可靠性；利用防爆电机作为动力源，用液压控制系统来驱动油缸作直线运动进而控制闸阀的开闭，解决了手动和电动闸阀用丝杠旋转运动带来的可靠性差、故障率高的问题，保证了排水系统的正常运行；利用潜水电机和气囊式液压执行机构，可以有效地保证该电动液压控制间阀在水下长时间使用，保证了在井下大涌水量致使电动液压控制间阀在被淹没的情况下，排水系统仍能安全正常运行；利用接近开关实现了对闸阀运行的限位保护，确保电动液压控制闸阀不出现过载现象，降低故障率，且本发明液压控制系统中设置有安全溢流阀，可以起到对本发明的过载保护的功能，进一步加强了本发明使用的安全性；其闸阀材质采用不锈钢，具有较好的耐腐蚀性，在外表面喷涂有硬质合金具有较强的耐磨性和耐腐蚀性，且在硬质合金的外表面再涂防腐层环氧树脂，在三重防腐措施下，确保了本发明间阀在煤矿井下水中的防腐蚀性能，经过试验，在水下连续工作MOO小时，无故障发生。本发明矿用潜水电液控制闸阀整体上相比现有手动闸阀和电动闸阀，其具有集成度高，可靠性高且可以长时间在水下使用的特点。
图1是本发明矿用潜水电动液压控制闸阀结构示意图。 图2是本发明图1所示控制闸阀的侧视结构示意图。
图3是本发明沿图2中I - I线的剖视结构放大示意图。 图4是本发明图2中的A向结构放大示意图。图5是本发明的液压原理图。图中1、防爆潜水电机，2、丝杠，3、闸阀楔板，4、丝杠连接杆，5、拉力板，6、双油缸， 7、防水接近开关固定架，8、防水接近开关，9、ο型密封圈，10、联轴器，11、放气孔帽，12、气囊，13、顶盖，14、双向泵，15、液压阀块，16、右端盖，17、气囊式液压执行机构，18、油箱，19、 吸油管组件，20、出油管组件，21、电液控制系统，22、吸油过滤器，23、单向阀，24、溢流阀， 25、液控单向阀。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施技术方案作出进一步详细描述，以使本专业的技术人员能够实现为准。见图1和图2，实施本发明的一种矿用潜水电液控制闸阀，包括闸阀以及电液控制系统等，其结构改进在于闸阀丝杆2通过拉力板5与控制系统20中的双油缸6连接；其中
气囊式液压执行机构包括油缸6、气囊12、双向泵14、液压阀块15、油箱18、吸油管组件19、出油管组件20、吸油过滤器22、单向阀23、溢流阀M和液控单向阀25。防爆潜水电机1与气囊式液压执行机构17中的双向泵14之间通过联轴器10连接，油箱18通过顶盖13、右端盖14和ο型密封圈进行密封，防止液压油泄漏。气囊式液压执行机构17中的拉力板5通过丝杠连接杆4与丝杠2连接，并由丝杆锁紧螺母进行锁紧。 丝杆2通过T形槽与闸阀楔板3连接。气囊12是通过密封垫圈及排气孔帽11固定在油箱顶部，把空气或水与液压油隔离开。油箱加油口是通过顶盖13和ο型密封圈进行密封处理， 防止水进入油箱内部，顶盖13通过螺栓固定在油箱体上。油箱通过用螺栓固定在油箱右端盖16上的吸油管组件19和回油管组件20与双油缸6连接，进而接通油缸和油箱。这种气囊式液压执行机构在防爆潜水电机的驱动下，带动闸阀楔板作直线运动，从而打开或关闭闸阀，与手动闸阀和电动闸阀相比，解决了运用丝杠螺旋传动可靠性差的缺陷，且电液控制闸阀省去了机械的传动机构，减小了故障率，且防爆电机的运用也符合煤矿井下安全生产的防爆要求；而且气囊式液压执行机构通过气囊将执行机构中的液压油与外界的水或空气隔离，保证了在水下长时间使用，解决了手动闸阀和电动闸阀不能在水中使用的缺陷，在试验过程中，矿用潜水电液控制闸阀在水下连续工作MOO小时，无故障发生。双向泵14置于油箱内部，浸入液压油中，液压泵进油口通过螺栓安装有吸油过滤器22。液压泵出油口通过螺纹固定有出油管，出油管通过螺纹与由单向阀23、溢流阀M和液控单向阀25组成的液压阀块15连接，液压阀块15再通过油管和吸油管组件19和回油管组件20连接，进而实现油箱和油缸的连接，从而控制液压油进入油缸6中，进而控制油缸 6的往复直线运动。油缸6通过拉力板5上的丝杠螺母4与丝杠2连接，丝杠2通过闸阀楔板3上的T型槽与闸阀楔板3连接。当液压泵工作驱动油缸6做往复直线运动时，通过拉力板5带动楔板3也做往复直线运动，实现闸阀的开闭。这种泵控油缸的直线运动带动丝杠做直线运动的结构，解决了手动闸阀和电动闸阀靠丝杠螺旋运动来开闭闸阀，由于过载造成闸阀阀杆的弯曲变形的缺点。防水接近开关8通过接近开关安装架7安装于双油缸6底侧，上下调整防水接近开关8的位置可以控制闸阀楔板的开度，继而实现过载保护。运用防水接近开关对闸阀的开度进行限位控制且液压控制系统中设置有安全溢流阀，其具有很好的过载保护功能，解决了手动闸阀和电动闸阀不具有过载保护的功能。且该接近开关具有符合煤矿安全生产要求的防爆性能，其在一定程度上保证了煤矿的安全生产。该发明运用易于实现自动化控制的电动液压控制系统对闸阀开闭进行控制，实现了与上位机联接进行自动化控制。本矿用潜水电动液压控制闸阀的工作原理如下
当防爆潜水电机1顺时针旋转时，其驱动双向泵14同样做顺时针旋转，液压油通过各控制阀进入到双油缸6中，驱动油缸活塞做某一定向的直线运动，从而带动拉力板5、丝杠2 和闸阀楔板3做某一定向的直线运动，当油缸运动到接近开关8限定的位置时，接近开关8 发出信号控制防爆潜水电机1停止，进而打开或关闭闸阀楔板3。同理，当防爆潜水电机1 做逆时针旋转时，双向泵14也做逆时针旋转，双油缸6的活塞做另一方向上的直线运动，楔板3同理做另一方向上的直线运动，当油缸运动到接近开关限定的位置时，接近开关发出信号控制防爆潜水电机1停止，进而关闭或打开闸阀楔板3。在该液压控制系统中溢流阀M可以调整双向泵14的出口压力，控制闸阀开启力和关闭力。气囊12置于气囊式液压执行机构17的油箱中，其可以有效地把液压油与水或空气隔离。潜水电动液压控制闸阀置于水下时，当油缸动作致使油箱中的油液减少，气囊12在水压的作用下体积扩大，填补由于油箱中油液的减少而形成的真空。同理，潜水电液闸阀置于空气中时，当油缸动作致使油箱中的油液减少，气囊12在大气压的作用下体积扩大， 填补由于油箱中油液的减少而形成的真空。 本矿用潜水电动液压控制闸阀适用于煤矿井下的排水系统中，能够可靠地控制排水系统的安全正常运行，提高了煤矿的安全生产效率；采用液压控制系统来控制闸阀的开闭，其故障率低，且采用具有防爆性能的电机和接近开关，使其更符合煤矿井下安全生产的要求；采用潜水电机和气囊式液压执行机构，可以保证在水下长时间使用，有效地解决了井下大水量淹没闸阀时，现有闸阀的缺陷，为煤矿的安全生产带来了很大的安全保障。
权利要求
1.一种矿用潜水电液控制闸阀，包括闸阀以及电液控制系统，其特征是设有一拉力板 (5)连接有闸阀丝杆(2)和电液控制系统(21)；其中所述电液控制系统(21)是防爆潜水电机(1)通过气囊式液压执行机构(17)与闸阀丝杠(2)连接；所述拉力板(5)是丝杠连接杆(4)通过相应的螺纹与闸阀丝杠(2)连接；并由双锁紧螺母对拉力板(5)和丝杆连接杆(4)进行锁紧，且丝杆连接杆(4)与丝杠(2)之间通过丝杠锁紧螺母对丝杠连接杆(4)进行限位；所述的闸阀是通过闸阀丝杠(2)与闸阀楔板(3)由T型槽连接。
2.如权利要求1所述的矿用潜水电液控制闸阀，其特征是气囊式液压执行机构(17)位于防爆潜水电机(1)的轴输出端，其中气囊(12)通过密封垫圈和放气孔帽(11)固定在油箱(18)顶部；与联轴器(10)连接的液压泵(14)是通过液压阀控制液压油通过吸油管组件 (19)和出油管组件(20)进入双油缸(6) —并和液压阀块(15)位于油箱(18)内；液压阀块 (15 )上设有单向阀(23 )、溢流阀(24 )和液控单向阀(25 )。
3.如权利要求1所述的矿用潜水电液控制闸阀，其特征是双油缸(6)通过螺母与拉力板(5)连接，左右对称设置于气囊式液压执行机构(17)的两侧。
4.如权利要求1所述的矿用潜水电液控制闸阀，其特征是在气囊式液压执行机构(17) 的底部设置有接近开关(8)。
5.如权利要求1所述的矿用潜水电液控制闸阀，其特征是矿用潜水电液控制闸阀由不锈钢制造。
6.如权利要求1所述的矿用潜水电液控制闸阀，其特征是矿用潜水电液控制闸阀外层喷镀有硬质合金。
7.如权利要求1所述的矿用潜水电液控制闸阀，其特征是矿用潜水电液控制闸阀外层涂有防锈漆。
8.如权利要求1所述的矿用潜水电液控制闸阀，其特征是矿用潜水电液控制闸阀在水下连续工作MOO小时，无故障发生。
全文摘要
一种矿用潜水电动液压控制闸阀是设置一拉力板连接有闸阀丝杆和电液控制系统；其电液控制系统是防爆潜水电机通过气囊式液压执行机构与闸阀丝杠连接；其拉力板是丝杠连接杆通过相应的螺纹与闸阀丝杠连接，并由锁紧螺母对拉力板和丝杆连接杆进行锁紧，且丝杆连接杆与丝杠之间通过丝杠锁紧螺母对丝杠连接杆进行限位；其闸阀是通过闸阀丝杠与闸阀楔板由T型槽连接。本发明省去了复杂的机械传动结构，利用防爆电机作为动力源，用液压控制系统来驱动油缸，解决了手动和电动闸阀用丝杠旋转带来的可靠性差、故障率高的问题，保证了排水系统的正常运行，具有可靠性高且能够长时间在水下作业的优点。
文档编号F16K31/50GK102182838SQ201110075968
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者乔忠良, 卫进, 寇子明, 庞晓旭, 张延军, 李军霞, 高贵军 申请人:太原理工大学