采用乳化液动力作为井下设备原动力的系统.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103982477 A (43)申请公布日 2014.08.13 CN 103982477 A (21)申请号 201410194712.1 (22)申请日 2014.05.10 F15B 11/16(2006.01) F15B 13/06(2006.01) F15B 15/00(2006.01) (71)申请人 长治市永华机械有限公司 地址 046012 山西省长治市城区工业园区北 董村 (72)发明人 常补孩 孔仁山 马霄立 (74)专利代理机构 太原高欣科创专利代理事务 所 ( 普通合伙 ) 14109 代理人 崔雪花 (54) 发明名称 采用乳化液动力作为井下。

2、设备原动力的系统 (57) 摘要 本发明采用乳化液动力作为井下设备原动力 的系统， 属于矿井采掘技术领域 ； 所要解决的技 术问题是提供了一种使用安全、 方便、 高效的采用 乳化液动力作为井下设备原动力的系统 ； 解决该 技术问题采用的技术方案为 ： 采用乳化液动力作 为井下设备原动力的系统， 乳化液泵站在井下防 爆隔离设置， 井下设备均为液力传动设备， 乳化液 泵站上设置有输出高压主管和回液主管， 输出高 压主管和回液主管用于循环乳化液泵站内的乳化 液 ； 多个井下设备的进液口均通过进液支管与输 出高压主管连通， 多个井下设备的出液口均通过 回液支管与回液主管连通 ； 本发明可广泛应用于 井。

3、下动力传输。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103982477 A CN 103982477 A 1/1 页 2 1. 采用乳化液动力作为井下设备原动力的系统， 其特征在于 ： 包括乳化液泵站 （1） 和 多个井下设备 （2） ， 所述乳化液泵站 （1） 在井下防爆隔离设置， 所述井下设备 （2） 均为液力 传动设备， 所述乳化液泵站 （1） 上设置有输出高压主管 （3） 和回液主管 （4） ， 所述输出高压 主管 （3） 和回。

4、液主管 （4） 用于循环乳化液泵站 （1） 内的乳化液 ； 多个所述井下设备 （2） 的进 液口均通过进液支管 （5） 与输出高压主管 （3） 连通， 多个所述井下设备 （2） 的出液口均通过 回液支管 （6） 与回液主管 （4） 连通 ； 所述乳化液泵站 （1） 内的高压乳化液经输出高压主管 （3） 和进液支管 （5） 进入井下设 备 （2） 中， 驱动井下设备 （2） 动作， 所述井下设备 （2） 中的低压乳化液经回液支管 （6） 和回 液主管 （4） 进入乳化液泵站 ； 所述井下设备 （2） 为能完成直线运动的机构， 或为能通过机构转换将直线运动转换成 回转运动的机构， 或为能将乳化液动。

5、力转换成油介质动力的机构。 2. 根据权利要求 1 所述的采用乳化液动力作为井下设备原动力的系统， 其特征在于 ： 所述井下设备 （2） 为用配流滑阀实现自动化换向机构， 所述用配流滑阀实现自动化换向机 构的结构为 ： 包括 A 缸、 B 缸、 换向阀 A、 换向阀 B、 曲柄连杆机构 A 和曲柄连杆机构 B， 所述 A 缸和 B 缸的结构相同， 所述换向阀 A 和换向阀 B 均为机械式换向阀， 所述机械式换向阀阀体 的一端设置有换向拨杆， 另一端设置有复位弹簧， 所述换向阀 A 和换向阀 B 的结构相同， 曲 柄连杆机构 A 和曲柄连杆机构 B 的结构相同 ； A 缸的结构为 ： 包括缸体和。

6、活塞杆， 以及由缸体和活塞杆共同形成的两个腔室， 所述两 个腔室中有活塞杆的腔室为腔， 另外一个腔室为腔 ； 所述 A 缸的活塞杆与曲柄连杆机构 A 的连杆连接， 将 A 缸活塞杆的直线往复运动转化 成曲柄连杆机构 A 曲柄的圆周运动， 所述曲柄连杆机构 A 曲柄的端部设置有第一凸轮 （7） ， 所述第一凸轮 （7） 的外缘与设置在 A 缸上方的换向阀 A 的换向拨杆相接触， 所述第一凸轮 （7） 旋转一周换向阀 A 换向两次， A 缸的活塞完成一个往复行程， 通过所述第一凸轮 （7） 的 不停旋转带动换向阀 A 实现自动换向 ； 所述 B 缸的活塞杆与曲柄连杆机构 B 的连杆连接， 将 B 。

7、缸活塞杆的直线往复运动转化 成曲柄连杆机构 B 曲柄的圆周运动， 所述曲柄连杆机构 B 曲柄的端部设置有第二凸轮 （8） ， 所述第二凸轮 （8） 的外缘与设置在 B 缸上方的换向阀 B 的换向拨杆相接触， 所述第二凸轮 （8） 旋转一周换向阀 B 换向两次， B 缸的活塞完成一个往复行程， 通过所述第二凸轮 （8） 的 不停旋转带动换向阀 B 实现自动换向 ； 所述换向阀A的工作油口A口和B口通过乳化液管路分别和B缸的腔和腔相连通， 所述换向阀 B 的工作油口 A 口和 B 口通过乳化液管路分别和 A 缸的腔和腔相连通。 3. 根据权利要求 2 所述的采用乳化液动力作为井下设备原动力的系统，。

8、 其特征在于 ： 所述换向阀 A 和换向阀 B 均为二位四通阀。 4. 根据权利要求 2 所述的采用乳化液动力作为井下设备原动力的系统， 其特征在于 ： 所述第一凸轮 （7） 和第二凸轮 （8） 的结构相同。 权 利 要 求 书 CN 103982477 A 2 1/4 页 3 采用乳化液动力作为井下设备原动力的系统 技术领域 0001 本发明采用乳化液动力作为井下设备原动力的系统， 属于矿井采掘技术领域。 背景技术 0002 目前， 矿井下除液压支架外各种采掘、 运输等设备的动力源， 主要为电力和内燃 机， 但这些动力源的共同缺点是， 在井下存在易燃易爆气体狭小空间内， 易引起爆炸、 燃烧 。

9、等事故， 虽然目前井下设备都进行了防爆、 隔爆设计， 达到了较高的安全等级， 但这些动力 源具有的高温、 高电压、 运行中有电火花产生等基本特点没有改变， 虽然在资金、 技术等各 方面都有较大投入， 但安全隐患依然存在。 发明内容 0003 本发明克服了现有技术存在的不足， 提供了一种使用安全、 方便、 高效的采用乳化 液动力作为井下设备原动力的系统。 0004 为了解决上述技术问题， 本发明采用的技术方案为 ： 采用乳化液动力作为井下设 备原动力的系统， 包括乳化液泵站和多个井下设备， 所述乳化液泵站在井下防爆隔离设置， 所述井下设备均为液力传动设备， 所述乳化液泵站上设置有输出高压主管和回。

10、液主管， 所 述输出高压主管和回液主管用于循环乳化液泵站内的乳化液 ； 多个所述井下设备的进液口 均通过进液支管与输出高压主管连通， 多个所述井下设备的出液口均通过回液支管与回液 主管连通 ； 所述乳化液泵站内的高压乳化液经输出高压主管和进液支管进入井下设备中， 驱动井 下设备动作， 所述井下设备中的低压乳化液经回液支管和回液主管进入乳化液泵站 ； 所述井下设备为能完成直线运动的机构， 或为能通过机构转换将直线运动转换成回转 运动的机构， 或为能将乳化液动力转换成油介质动力的机构。 0005 所述井下设备为用配流滑阀实现自动化换向机构， 所述用配流滑阀实现自动化换 向机构的结构为 ： 包括 A。

11、 缸、 B 缸、 换向阀 A、 换向阀 B、 曲柄连杆机构 A 和曲柄连杆机构 B， 所述 A 缸和 B 缸的结构相同， 所述换向阀 A 和换向阀 B 均为机械式换向阀， 所述机械式换向 阀阀体的一端设置有换向拨杆， 另一端设置有复位弹簧， 所述换向阀A和换向阀B的结构相 同， 曲柄连杆机构 A 和曲柄连杆机构 B 的结构相同 ； A 缸的结构为 ： 包括缸体和活塞杆， 以及由缸体和活塞杆共同形成的两个腔室， 所述两 个腔室中有活塞杆的腔室为腔， 另外一个腔室为腔 ； 所述 A 缸的活塞杆与曲柄连杆机构 A 的连杆连接， 将 A 缸活塞杆的直线往复运动转化 成曲柄连杆机构A曲柄的圆周运动， 所。

12、述曲柄连杆机构A曲柄的端部设置有第一凸轮， 所述 第一凸轮的外缘与设置在 A 缸上方的换向阀 A 的换向拨杆相接触， 所述第一凸轮旋转一周 换向阀 A 换向两次， A 缸的活塞完成一个往复行程， 通过所述第一凸轮的不停旋转带动换向 阀 A 实现自动换向 ； 所述 B 缸的活塞杆与曲柄连杆机构 B 的连杆连接， 将 B 缸活塞杆的直线往复运动转化 说 明 书 CN 103982477 A 3 2/4 页 4 成曲柄连杆机构B曲柄的圆周运动， 所述曲柄连杆机构B曲柄的端部设置有第二凸轮， 所述 第二凸轮的外缘与设置在 B 缸上方的换向阀 B 的换向拨杆相接触， 所述第二凸轮旋转一周 换向阀 B 换。

13、向两次， B 缸的活塞完成一个往复行程， 通过所述第二凸轮的不停旋转带动换向 阀 B 实现自动换向 ； 所述换向阀A的工作油口A口和B口通过乳化液管路分别和B缸的腔和腔相连通， 所述换向阀 B 的工作油口 A 口和 B 口通过乳化液管路分别和 A 缸的腔和腔相连通。 0006 所述换向阀 A 和换向阀 B 均为二位四通阀。 0007 所述第一凸轮和第二凸轮的结构相同。 0008 本发明与现有技术相比具有以下有益效果。 0009 1、 本发明采用乳化液动力作为井下设备原动力包括 ： a、 直接用乳化液动力完成直 线运动功能 ； b、 用机械机构转换成回转运动功能 ； c、 用双液介质转换装置把乳。

14、化液动力转 换成油介质动力， 利用油马达执行回转运动。 乳化液动力源为现有的井下乳化液泵站， 通过 液压管， 将高压乳化液送入工作地点 ； 间隔一定距离设有输出端口， 除了给液压支柱提供动 力， 还包括乳化液驱动行走装置底盘、 乳化液动力吊车、 乳化液动力支架安装就位机、 乳化 液与液压油动力转化装置等设备， 并可衍生出很多井下设备。 0010 2、 本发明采用乳化液动力作为井下设备的原动力的优势在于， 由于井下乳化液设 备运行中无高温、 高电压、 电火花产生， 只需将乳化液泵站进行有效隔离， 就可从源头上消 除了安全隐患。同时， 本系统连接方便， 能量转化效率和原有动力系统相比无明显降低， 。

15、只 需对原有乳化液系统增加应用设备的功率即可使用， 应用范围非常广泛。 附图说明 0011 下面结合附图对本发明做进一步的说明。 0012 图 1 为本发明的结构示意图。 0013 图 2 为本发明中井下设备为用配流滑阀实现自动化换向机构的结构示意图。 0014 图 3 为本发明中井下设备为六腔双介质压力转换机构的结构示意图。 0015 图中， 1为乳化液泵站、 2为井下设备、 3为输出高压主管、 4为回液主管、 5为进液支 管、 6 为回液支管、 7 为第一凸轮、 8 为第一凸轮， 11 为第一液压油缸， 12 为第二液压油缸， 13 为第三液压油缸， 14 为活塞杆， 15 为乳化液三位四。

16、通换向阀， 16 为液压分配器。 具体实施方式 0016 如图 1、 图 2、 图 3 所示， 本发明采用乳化液动力作为井下设备原动力的系统， 包括 乳化液泵站 1 和多个井下设备 2， 所述乳化液泵站 1 在井下防爆隔离设置， 所述井下设备 2 均为液力传动设备， 所述乳化液泵站 1 上设置有输出高压主管 3 和回液主管 4， 所述输出高 压主管 3 和回液主管 4 用于循环乳化液泵站 1 内的乳化液 ； 多个所述井下设备 2 的进液口 均通过进液支管 5 与输出高压主管 3 连通， 多个所述井下设备 2 的出液口均通过回液支管 6 与回液主管 4 连通 ； 所述乳化液泵站1内的高压乳化液经。

17、输出高压主管3和进液支管5进入井下设备2中， 驱动井下设备 2 动作， 所述井下设备 2 中的低压乳化液经回液支管 6 和回液主管 4 进入乳 化液泵站 ； 说 明 书 CN 103982477 A 4 3/4 页 5 所述井下设备 2 为能完成直线运动的机构， 或为能通过机构转换将直线运动转换成回 转运动的机构， 或为能将乳化液动力转换成油介质动力的机构。 0017 所述井下设备 2 为用配流滑阀实现自动化换向机构， 所述用配流滑阀实现自动化 换向机构的结构为 ： 包括 A 缸、 B 缸、 换向阀 A、 换向阀 B、 曲柄连杆机构 A 和曲柄连杆机构 B， 所述 A 缸和 B 缸的结构相同，。

18、 所述换向阀 A 和换向阀 B 均为机械式换向阀， 所述机械式换向 阀阀体的一端设置有换向拨杆， 另一端设置有复位弹簧， 所述换向阀A和换向阀B的结构相 同， 曲柄连杆机构 A 和曲柄连杆机构 B 的结构相同 ； A 缸的结构为 ： 包括缸体和活塞杆， 以及由缸体和活塞杆共同形成的两个腔室， 所述两 个腔室中有活塞杆的腔室为腔， 另外一个腔室为腔 ； 所述 A 缸的活塞杆与曲柄连杆机构 A 的连杆连接， 将 A 缸活塞杆的直线往复运动转化 成曲柄连杆机构 A 曲柄的圆周运动， 所述曲柄连杆机构 A 曲柄的端部设置有第一凸轮 7， 所 述第一凸轮 7 的外缘与设置在 A 缸上方的换向阀 A 的换。

19、向拨杆相接触， 所述第一凸轮 7 旋 转一周换向阀 A 换向两次， A 缸的活塞完成一个往复行程， 通过所述第一凸轮 7 的不停旋转 带动换向阀 A 实现自动换向 ； 所述 B 缸的活塞杆与曲柄连杆机构 B 的连杆连接， 将 B 缸活塞杆的直线往复运动转化 成曲柄连杆机构 B 曲柄的圆周运动， 所述曲柄连杆机构 B 曲柄的端部设置有第二凸轮 8， 所 述第二凸轮 8 的外缘与设置在 B 缸上方的换向阀 B 的换向拨杆相接触， 所述第二凸轮 8 旋 转一周换向阀 B 换向两次， B 缸的活塞完成一个往复行程， 通过所述第二凸轮 8 的不停旋转 带动换向阀 B 实现自动换向 ； 所述换向阀A的工作。

20、油口A口和B口通过乳化液管路分别和B缸的腔和腔相连通， 所述换向阀 B 的工作油口 A 口和 B 口通过乳化液管路分别和 A 缸的腔和腔相连通。 0018 所述换向阀 A 和换向阀 B 均为二位四通阀。 0019 所述第一凸轮 7 和第二凸轮 8 的结构相同。 0020 本发明的井下设备 2 也可以为六腔双介质压力转换机构， 该机构将乳化液动力转 换成油介质动力， 该机构包括第一液压油缸 11、 第二液压油缸 12 和第三液压油缸 13， 所述 三个油缸的活塞均通过一根活塞杆 14 连接在一起， 达到联动的目的 ； 第一液压油缸 11 的两个腔体分别为腔和腔， 所述腔和腔通过油路管道分别 与乳。

21、化液三位四通换向阀 15 的工作油口 B 和工作油口 A 相连通， 所述乳化液三位四通换向 阀 15 的进油口与出油口通过油路管道和乳化液泵站相连通 ； 第二液压油缸12的两个腔体分别为腔和腔， 所述腔上设置有进油口E和出油口 C， 所述腔上的进油口 E 通过油路管道与油箱相连通， 所述腔上的进油口 E 与油箱之间 的油路管道设置有进油口单向阀， 所述进油口单向阀控制油箱里的油液进入腔， 所述 腔的出油口 C 通过油路管道与液压分配器 16 的工作油口 K 相连通， 所述腔上设置有通气 孔 G， 所述通气孔 G 供空气进出腔 ； 第三液压油缸13的两个腔体分别为腔和腔， 所述腔上设置有进油口F。

22、和出油口 D， 所述腔上的进油口 F 通过油路管道与油箱相连通， 所述腔上的进油口 F 与油箱之间 的油路管道设置有进油口单向阀， 所述进油口单向阀控制油箱里的油液进入腔， 所述 腔的出油口 D 通过油路管道与液压分配器 16 的工作油口 J 相连通， 所述腔上设置有通气 孔 H， 所述通气孔 H 供空气进出腔 ； 说 明 书 CN 103982477 A 5 4/4 页 6 所述液压分配器 16 的工作油口 H 和工作油口 J 根据进油方向的不同， 控制马达的转 向。 0021 本发明的工作过程 ： 如图 1 所示， 乳化压力液通过乳化液三位四通换向阀 15 从 A 口进液时， 腔压力增高，。

23、 活塞杆14左移， 腔乳化液回液箱， 腔从G口吸空气， 腔产生 压力油， 关闭 E 口单向阀使压力油不能回油箱， 打开单向阀从 C 口流向液压分配器 16 借助 油马达用油完成工作任务， 与此同时， 腔产生负压， 关闭D口单向阀， 打开F口单向阀从油 箱吸油， 腔通过 H 口排气， 同时当 I 腔产生压力油进入液压分配器 16 的同时， 也会直接关 闭 D 口单向阀。 0022 反之， 如马达需要反向转动， 乳化压力液通过乳化液三位四通换向阀 15 从 B 口进 液时， 腔压力增高， 活塞杆14右移， 腔乳化液回液箱， 腔从H口吸空气， 腔产生压力 油， 关闭 F 口单向阀使压力油不能回油箱，。

24、 打开单向阀从 D 口流向液压分配器 16 借助油马 达用油完成工作任务， 与此同时， 腔产生负压， 关闭C口单向阀， 打开E口单向阀从油箱吸 油， 腔通过 G 口排气， 同时当腔产生压力油进入液压分配器 16 的同时， 也会直接关闭 C 口单向阀。 0023 本发明在实际应用中， 乳化液系统应保持较高的恒定压力， 一般为 31.5MPa， 如果 负载较大时， 只需适当增加乳化液泵站输出流量， 提高泵站输出功率即可。 0024 本发明中的以乳化液为动力的设备， 设备运行区间有一定范围限制， 例如， 乳化液 与设备连接管长度有限等， 不适合长距离、 大范围运行的设备使用。 0025 上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明， 但是本发明并不限于上述实施 例， 在本领域普通技术人员所具备的知识范围内， 还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作 出各种变化。 说 明 书 CN 103982477 A 6 1/3 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103982477 A 7 2/3 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 103982477 A 8 3/3 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 103982477 A 9 。