一种压差发信装置、闭式液压系统及矿用清仓的制造方法
【专利摘要】本发明提出了一种压差发信装置，用于矿用清仓机，所述压差发信装置包括阀块、压差信号阀、第一换向阀及第一单向阀，所述压差信号阀、第一换向阀及第一单向阀设置于所述阀块上，所述压差信号阀包括进油口和控制油口，所述进油口及所述控制油口分别与所述第一换向阀连通，所述第一换向阀与所述第一单向阀连通。此结构的压差发信装置，用于矿用清仓机上时，当矿用清仓机的主油缸进入缓冲油口时，压差发信装置会迅速发出摆缸换向指令信号，因此，可以有效解决矿用清仓机空打时容易引起换向冲击，从而导致矿用清仓机使用寿命短的问题。另一方面，本发明还提出一种包括上述压差发信装置的闭式液压系统。最后，本发明还提出一种包括上述压差发信装置或闭式液压系统的矿用清仓机。
【专利说明】一种压差发信装置、闭式液压系统及矿用清仓机
【技术领域】
[0001] 本发明涉及矿用机械领域，特别涉及一种压差发信装置、闭式液压系统及矿用清 仓机。
【背景技术】
[0002] 矿用清仓机是在矿井下使用的设备，其作用是把井下水仓中的煤泥或矿泥收集后 远距离泵送出去。由于水仓巷道宽度及高度都受到限制，因此要求矿用清仓机设备体积小。 此外，当设备在煤矿井下应用时，矿用清仓机必须防爆，尤其是电控系统，必须达到防爆要 求，因此，价格比较高，尽管如此，在矿井中安全可靠性仍然相对较差。相对而言，全液压换 向的液压系统性结构简单、成本相对比较低，且在矿井中安全可靠性高。
[0003] 现有技术的矿用清仓机泵送装置，和市场上大部分的泵送装置（例如混凝土泵送 装置）工作原理相似。泵送装置（例如混凝土泵送装置）的液压系统分开式和闭式两种，主 油缸行程末端触发摆缸换向，摆缸换向包括电控换向和压差发信换向两种。当发生堵管现 象或发生紧急情况需要停机时，首先应该先把管道中的煤泥或者矿泥物料抽回料斗，因此， 需要进行反泵操作。反泵操作时，其工作压力不高，很多情况下，其工作压力小于主油缸的 有杆腔压力，因此，会出现比较大的冲击。
[0004] 对于压差发信换向的液压系统，开式系统在空打工况下，主油缸活塞刚刚全部进 入主油缸缓冲区域，在没有撞缸前，压差信号阀的进油口压力大于压差信号阀控制口压力， 压差信号阀触发开启，及时发出摆缸换向信号，因此系统不会产生严重的撞缸憋压和冲击 较大的现象。
[0005] 闭式系统泵送装置处于空打工况下，主油缸活塞刚刚全部进入主油缸缓冲区域， 在没有撞缸前，压差信号阀的进油口压力小于压差信号阀控制口压力，压差信号阀不能及 时触发开启而处于关闭状态，导致不能及时发出摆缸换向信号，撞缸憋压后才打开压差信 号阀发出信号，因此，会导致系统有很大的冲击及噪音，甚至高出几倍的空打泵送压力，导 致矿用清仓机的使用寿命缩短。
[0006] 闭式液压系统泵送换向是利用主油泵的斜盘摆角正负变化来实现换向的，相对而 言，其结构紧凑、效率好、性能稳定。当矿用清仓机采用闭式液压系统时，如何解决空打换向 冲击，导致设备使用寿命短的问题，成了本领域技术人员函需解决的问题。
【发明内容】
[0007] 基于现有技术的不足，本发明要解决的问题之一是如何提供一种可防止闭式液压 系统在空打换向时产生冲击的压差发信装置。
[0008] 本发明要解决的问题之二是如何提供一种可在空打换向时防止冲击的闭式液压 系统。
[0009] 本发明要解决的问题之三是如何提供一种可在空打换向时防止冲击，使用寿命长 的矿用清仓机。
[0010] 为解决上述技术问题之一，本发明提供一种压差发信装置，用于矿用清仓机，所述 压差发信装置包括阀块、压差信号阀、第一换向阀及第一单向阀，所述压差信号阀、第一换 向阀及第一单向阀设置于所述阀块上，所述压差信号阀包括进油口和控制油口，所述进油 口及所述控制油口分别与所述第一换向阀连通，所述第一换向阀与所述第一单向阀连通。 [0011] 作为本发明一种压差发信装置在一方面的改进，所述第一换向阀为两位四通液控 换向阀，所述第一换向阀两端的控制油口分别用于与矿用清仓机的主油缸连通。
[0012] 作为本发明一种压差发信装置在一方面的改进，所述压差发信装置还包括第一阻 尼，所述第一阻尼设置于所述第一单向阀与第一换向阀之间。
[0013] 作为本发明一种压差发信装置在一方面的改进，所述压差信号阀为螺纹插装阀， 所述第一单向阀为管式单向阀。
[0014] 上述结构的压差发信装置，包括阀块、压差信号阀、第一换向阀及第一单向阀，压 差信号阀、第一换向阀及第一单向阀设置于所述阀块上，压差信号阀包括进油口和控制油 口，进油口及控制油口分别与第一换向阀连通，第一换向阀与第一单向阀连通。此结构的压 差发信装置，用于矿用清仓机上时，当矿用清仓机的主油缸进入缓冲油口时，压差发信装置 会迅速发出缓冲摆缸换向指令信号，因此，可以有效解决矿用清仓机空打时容易引起换向 冲击，从而导致矿用清仓机使用寿命短的问题。
[0015] 为解决上述问题之二，本发明还提出一种闭式液压系统，用于矿用清仓机，包括主 油缸和压差发信装置，所述主油缸的缸筒上设有缓冲油口，所述压发信装置与所述缓冲油 口连通，所述压差发信装置为如上所述的压差发信装置。
[0016] 作为本发明一种闭式液压系统在一方面的改进，所述闭式液压系统还包括双向闭 式泵，所述主油缸和所述压差发信装置的数量分别为两个，所述双向闭式泵分别与两个主 油缸连通，每个主油缸分别与一个压差发信装置连通。
[0017] 作为本发明一种闭式液压系统在一方面的改进，所述闭式液压系统还包括第二换 向阀、第三换向阀，以及第一摆缸和第二摆缸，所述第一摆缸的活塞杆和第二摆缸的活塞杆 连接，所述第二换向阀与所述第一摆缸和第二摆缸连通，所述第三换向阀与所述第二换向 阀的控制油口连通。
[0018] 作为本发明一种闭式液压系统在一方面的改进，所述闭式液压系统还包括第四换 向阀、第五换向阀及用于控制所述双向闭式泵的油泵换向控制阀，所述第四换向阀的控制 油口与所述第一摆缸和第二摆缸连通，所述第四换向阀与第五换向阀连通，所述第五换向 阀的控制油口与所述第三换向阀连通，所述第四换向阀与所述油泵换向控制阀的控制油口 连通。
[0019] 作为本发明一种闭式液压系统在一方面的改进，所述第一换向阀、第二换向阀、第 三换向阀及第四换向阀均为两位四通液控换向阀；所述第五换向阀和所述油泵换向控制阀 均为三位四通液控换向阀。
[0020] 为解决上述问题之三，本发明提出一种矿用清仓机，所述矿用清仓机包括如上所 述的压差发信装置或如上所述的闭式液压系统。
[0021] 上述结构的闭式液压系统及矿用清仓机，相应地，具有上述压差发信装置所具有 的优点，在此不再赘述。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0023] 图1为本发明一种矿用清仓机的液压系统工作原理图。
[0024] 图1中附图标记的对应关系为：
[0025] 11、12压差信号阀 21、22第一换向阀31、32第一阻尼
[0026] 41、42第一单向阀 51、52主油缸 61、62第二阻尼
[0027] 71、72第二单向阀 8双向闭式泵 9第一摆缸
[0028] 10第二换向阀 13第二摆缸 14第三换向阀
[0029] 15第四换向阀 16第五换向阀 17油泵换向控制阀
【具体实施方式】
[0030] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0031] 如图1所示的矿用清仓机的液压系统，包括压差发信装置，具体而言，压差发信装 置包括阀块、压差信号阀11、12、第一换向阀21、22及第一单向阀41、42,其中，压差信号阀 11、12、第一换向阀21、22及第一单向阀41、42设置于阀块上，压差信号阀11、12包括进油 口和控制油口，进油口及控制油口分别与第一换向阀21、22连通，第一换向阀21、22与第一 单向阀41、42连通。
[0032] 由于矿用清仓机通常在矿井中使用，必须进行防爆处理，防止系统中产生电火花， 引发安全事故，因此，第一换向阀21、22优选为液控换向阀，第一换向阀21、22两端的控制 油口分别用于与矿用清仓机的主油缸51、52连通。需要说明的是，第一换向阀21、22优选 为两位四通液控换向阀。
[0033] 上述技术方案中，压差发信装置还包括第一阻尼31、32,第一阻尼31、32设置于第 一单向阀41、42与第一换向阀21、22之间，具体地，压差信号阀11、12为螺纹插装阀，第一 单向阀41、42为管式单向阀。
[0034] 液压系统具体为闭式液压系统，闭式液压系统主油缸51、52和如上所述的压差发 信装置，主油缸51、52的缸筒上设有缓冲油口 a、b及缓冲油口 c和d，压差发信装置分别与 缓冲油口 a、b连通，具体地，第一换向阀21、22的一个控制油口与缓冲油口 a连通，第一换 向阀21、22的另一控制油口及第一单向阀41、42的一端分别与缓冲油口 b连通。
[0035] 上述技术方案中，闭式液压系统包括双向闭式泵8,双向闭式泵8包括油口 A和油 口 B，当油口 A泵油时，油口 B回油；相反，当油口 B泵油时，油口 A回油。主油缸51、52的数 量为两个，分别为位于图1中左上部的主油缸51和位于右上部的主油缸52,主油缸51、52 的结构一致，缸筒内包括有杆腔和无杆腔，主油缸51与主油缸52的有杆腔通过油管连通， 主油缸51及主油缸52的无杆腔分别与双向闭式泵8的油口 A及油口 B连通。
[0036] 相应地，压差发信装置的数量也为两个，两个压差发信装置的结构一致，两个压差 发信装置分别设置于主油缸51的缓冲油口和主油缸52的缓冲油口上。
[0037] 闭式液压系统还包括第二换向阀10、第三换向阀14,以及第一摆缸9和第二摆缸 13,第一摆缸9和第二摆缸13内均设有活塞杆，且第一摆缸9的活塞杆和第二摆缸13的活 塞杆连接，第二换向阀10分别与第一摆缸9和第二摆缸13的无杆腔连通，而第三换向阀14 则分别与第二换向阀10的控制油口连通。
[0038] 进一步地，闭式液压系统还包括第四换向阀15、第五换向阀16及油泵换向控制阀 17,第四换向阀15的两端设有控制油口，第一摆缸9和第二摆缸13的无杆腔分别与第四换 向阀15的控制油口连通，同时，第四换向阀15和第五换向阀16连通，第五换向阀16还包 括位于两端的控制油口，第五换向阀16的控制油口分别与第三换向阀14连通，油泵换向控 制阀17同样包括位于两端的控制油口，第四换向阀15与油泵换向控制阀17的控制油口连 通。
[0039] 上述技术方案中，与第一换向阀21、22-样，第二换向阀10、第三换向阀14、第四 换向阀15、第五换向阀16、油泵换向控制阀17由于受工作环境的限制，也均为液控换向阀， 具体地，第二换向阀10、第三换向阀14及第四换向阀15均为两位四通液控换向阀，第五换 向阀16和油泵换向控制阀17均为三位四通液控换向阀。
[0040] 另一方面，本发明还提出一种矿用清仓机，具体地，矿用清仓机包括如上所述的压 差发信装置或闭式液压系统。
[0041] 上述结构的闭式液压系统及矿用清仓机，工作原理如下：
[0042] 当双向闭式泵8从A 口出油B进油时，液压油进入主油缸51的无杆腔，主油缸51 的活塞前进，主油缸52的活塞在液压油的推力下回缩。双向闭式泵8的B 口压力为主油缸 52的回油压力（即闭式油泵的补油压力），如忽略油缸泄漏及摩擦阻力，主油缸51、52的有 杆腔压力为双向闭式泵8的补油压力乘以主油缸51、52无杆腔与有杆腔的接触液压油的活 塞面积比，则主油缸51、52有杆腔压力大于主油缸51、52的回油压力。
[0043] 当系统处于正泵打料时，泵送压力大于主油缸51、52有杆腔压力。此时图1中PZ 管路有控制压力，PF管路无压力，第五换向阀16处于左位，双向闭式泵8的A 口压力大于主 油缸51、52有杆腔压力。当主油缸51的活塞完全进入ab缓冲区域时，第一换向阀21的控 制压力Y大于X，第一换向阀21的下位工作，P 口压力大于T 口压力。第一换向阀21的P 油口连通压差信号阀11的进油腔，T油口连通压差信号阀11的控制口。因压差信号阀11 的进油口压力远大于控制口的压力。而此刻主油缸52的a、b两点压力相等，则压差信号阀 12的进油口压力等于控制口的压力。此时压差信号阀11处于打开的状态，压差信号阀12 处于关闭状态。压差信号阀11向控制摆缸换向的第三换向阀14发出信号，使第三换向阀 14处于左位，摆缸系统压力油进入第一摆缸9,同时第一摆缸9发出信号使第四换向阀15 处于左位，系统控制油通过第五换向阀16、第四换向阀15、使双向闭式泵8换向。
[0044] 换向后，双向闭式泵8改成B 口出油，A 口进油。此时压差信号阀12处于打开的 状态，压差信号阀11处于关闭的状态。压差信号阀12向控制摆缸换向的第三换向阀14发 出信号，使第三换向阀14处于右位，系统压力油进入第二摆缸13,同时第二摆缸13发出信 号使第四换向阀15处于右位，系统控制油通过第五换向阀16、第四换向阀15使双向闭式泵 8换向，双向闭式泵8改成A 口出油，B 口进油，如此自动循环。
[0045] 当系统处于正泵空打时，泵送压力小于主油缸51、52有杆腔压力时。此时PZ管路 有控制压力，PF管路无压力，第五换向阀16处于左位。当主油缸51的活塞完全进入ab缓 冲区域时，第一换向阀21的控制压力X大于Y，第一换向阀21上位工作，T 口压力大于P 口 压力。第一换向阀21的T油口连通压差信号阀11的进油口，P油口连通压差信号阀11的 控制口。因压差信号阀11的进油口压力大于控制口的压力，而此刻主油缸52的a、b两点 压力相等，所以压差信号阀12的进油口压力等于控制口压力。此时压差信号阀11处于打 开状态，压差信号阀12处于关闭状态。压差信号阀11向控制摆缸换向的第三换向阀14发 出信号，使第二换向阀14处于左位，摆缸系统压力油进入第一摆缸9,同时第一摆缸9发出 信号使第四换向阀15处于左位，系统控制油通过第五换向阀16、第四换向阀15使双向闭式 泵8换向。
[0046] 换向后，双向闭式泵8改成B 口出油，A 口进油。此时压差信号阀12处于打开状 态，压差信号阀11处于关闭的状态。压差信号阀12向控制摆缸换向的第三换向阀14发出 信号，使第三换向阀14右位工作，摆缸系统压力油进入第二摆缸13,同时第二摆缸13发出 信号使第四换向阀15处于右位，系统控制油通过第五换向阀16、第四换向阀15使双向闭式 泵8换向，双向闭式泵8改成A 口出油，B 口进油，如此自动循环。
[0047] 当系统处于反泵抽料时，泵送压力大于主油缸51、52有杆腔压力时。此时PF管路 有控制压力，PZ管路无压力，第五换向阀16处于右位。当左边主油缸51的活塞完全进入 ab缓冲区域时，此时第一换向阀21的控制压力Y大于X，第一换向阀21处于下位，P 口压 力大于T 口压力。第一换向阀21的P油口连通压差信号阀11的进油口，T油口连通压差 信号阀11的控制口。因压差信号阀11的进油口压力大于控制口的压力。而此刻主油缸52 的a、b两点压力相等，则压差信号阀12的进油口压力等于控制口的压力。此时第一压差信 号阀11处于打开状态，压差信号阀12处于关闭状态。压差信号阀11给控制摆缸换向的第 三换向阀14发出信号，使第二换向阀14处于左位，摆缸系统压力油进入第二摆缸13,同时 第二摆缸13发出信号使第四换向阀15处于右边位置，系统控制油通过第五换向阀16、第四 换向阀15使双向闭式泵8换向。
[0048] 换向后，双向闭式泵8改成B 口出油，A 口进油。此时压差信号阀12处于打开状 态，压差信号阀11处于关闭状态。压差信号阀12给控制摆缸换向的第三换向阀14发出信 号，使第三换向阀14右位工作，系统压力油进入第一摆缸9,同时第一摆缸9发出信号使第 四换向阀15处于左边位置，系统控制油通过第五换向阀16、第四换向阀15使双向闭式泵8 换向，双向闭式泵8改成A 口出油，B 口进油，如此自动循环。
[0049] 当系统处于反泵空打时，泵送压力小于主油缸51、52有杆腔压力时。此时PF管路 有控制压力，PZ管路无压力，第五换向阀16处于右位。当主油缸51的活塞完全进入ab缓 冲区域时，此时第一换向阀21的控制压力X大于Y，第一换向阀21处于上边的位置，T 口压 力大于P 口压力。第一换向阀21的T油口连通压差信号阀11的进油口，P油口连通压差 信号阀11的控制口。压差信号阀11的进油口压力大于控制口的压力，主油缸52的a、b两 点压力相等，则压差信号阀12的进油口压力等于控制口的压力。此时压差信号阀11处于 打开状态，压差信号阀12处于关闭状态。左边的压差信号阀11给控制摆缸换向的第三换 向阀14发出信号，使第二换向阀14处于左位，摆缸系统压力油进入第二摆缸13,同时第二 摆缸13发出信号使第四换向阀15处于右边位置，系统控制油通过第五换向阀16、第四换向 阀15使双向闭式泵8换向。
[0050] 换向后，双向闭式泵8改成B 口出油，A 口进油。此时压差信号阀12处于打开的 状态，压差信号阀11处于关闭的状态。压差信号阀12给控制摆缸换向的第三换向阀14发 出信号，使第三换向阀14处于右位，系统压力油进入第一摆缸9,同时第一摆缸9发出信号 油使第四换向阀15处于左边位置，系统控制油通过第五换向阀16、第四换向阀15使双向闭 式泵8换向，双向闭式泵8改成A 口出油，B 口进油，如此自动循环。
[0051] 当主油缸51、52前进，主油缸52、51后退时，主油缸51、52的a、b 口相连的第一 单向阀41、42、第一阻尼31、32组合起到向有杆腔补油缓冲的作用，高压油从工作腔进入有 杆腔，可以增大有杆腔的压力，起到补油缓冲的目的。主油缸52、51的c、d 口相连的第二 单向阀72、71、第二阻尼62、61组合把有杆腔内多余的液压油排出，高压油从有杆腔进入回 油腔，增大回油背压，起到缓冲的作用。第一阻尼31、32和第二阻尼61、62根据系统工况选 配，以达到最佳的缓冲和泵送效率。
[0052] 综上所述，采用闭式液压系统的矿用清仓机在泵送过程中，无论工作压力是否大 于主油缸51、52连接的有杆腔压力，通过压差发信装置，只要主油缸51、52的活塞完成进入 缓冲区域时，压差发信装置都能及时迅速的发出使摆缸换向指令的信号，因此，有效避免了 主油缸51、52顶缸撞缸现象，消除换向带来的冲击，延长矿用清仓机的使用寿命。
[0053] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保扩范围之内。
【权利要求】
1. 一种压差发信装置，用于矿用清仓机，其特征在于，所述压差发信装置包括阀块、压 差信号阀（11、12)、第一换向阀（21、22)及第一单向阀（41、42)，所述压差信号阀（11、12)、 第一换向阀（21、22)及第一单向阀（41、42)设置于所述阀块上，所述压差信号阀（11、12) 包括进油口和控制油口，所述进油口及所述控制油口分别与所述第一换向阀（21、22)连 通，所述第一换向阀（21、22)与所述第一单向阀（41、42)连通。
2. 根据权利要求1所述的压差发信装置，其特征在于，所述第一换向阀（21、22)为两位 四通液控换向阀，所述第一换向阀（21、22)两端的控制油口分别用于与矿用清仓机的主油 缸（51、52)连通。
3. 根据权利要求2所述的压差发信装置，其特征在于，所述压差发信装置还包括第一 阻尼（31、32)，所述第一阻尼（31、32)设置于所述第一单向阀（41、42)与第一换向阀（21、 22)之间。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的压差发信装置，其特征在于，所述压差信号阀 (11、12)为螺纹插装阀，所述第一单向阀（41、42)为管式单向阀。
5. -种闭式液压系统，用于矿用清仓机，其特征在于，包括主油缸（51、52)和压差发信 装置，所述主油缸（51、52)的缸筒上设有缓冲油口，所述压发信装置与所述缓冲油口连通， 所述压差发信装置为权利要求1至4中任一项所述的压差发信装置。
6. 根据权利要求5所述的闭式液压系统，其特征在于，所述闭式液压系统还包括双向 闭式泵（8)，所述主油缸（51、52)和所述压差发信装置的数量分别为两个，所述双向闭式泵 (8)分别与两个主油缸（51、52)连通，每个主油缸（51、52)分别与一个压差发信装置连通。
7. 根据权利要求6所述的闭式液压系统，其特征在于，所述闭式液压系统还包括第二 换向阀（10)、第三换向阀（14)，以及第一摆缸（9)和第二摆缸（13)，所述第一摆缸（9)的活 塞杆和第二摆缸（13)的活塞杆连接，所述第二换向阀（10)与所述第一摆缸（9)和第二摆 缸（13)连通，所述第三换向阀（14)与所述第二换向阀（10)的控制油口连通。
8. 根据权利要求7所述的闭式液压系统，其特征在于，所述闭式液压系统还包括第四 换向阀（15)、第五换向阀（16)及用于控制所述双向闭式泵⑶的油泵换向控制阀（17)，所 述第四换向阀（15)的控制油口与所述第一摆缸（9)和第二摆缸（13)连通，所述第四换向 阀（15)与第五换向阀（16)连通，所述第五换向阀（16)的控制油口与所述第三换向阀（14) 连通，所述第四换向阀（15)与所述油泵换向控制阀（17)的控制油口连通。
9. 根据权利要求8所述的闭式液压系统，其特征在于，所述第一换向阀（21、22)，第二 换向阀（10)，第三换向阀（14)及第四换向阀（15)均为两位四通液控换向阀；所述第五换 向阀（16)和所述油泵换向控制阀（17)为三位四通液控换向阀。
10. -种矿用清仓机，其特征在于，所述矿用清仓机包括权利要求1至4中任一项所述 的压差发信装置或权利要求5至9中任一项所述的闭式液压系统。
【文档编号】F15B13/02GK104088839SQ201410222371
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】张泽武, 黄杰, 谢业胜, 刘云林 申请人:飞翼股份有限公司