本發(fā)明涉及一種礦用液壓支架初撐力保持系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在實際生產(chǎn)中，由于種種原因，液壓支架的初撐力往往達不到設(shè)計的60％，普遍存在初撐力不足的現(xiàn)象，從而造成頂板提早離頂，壓力超前，煤壁片幫，掉頂嚴重，使頂板管理條件惡化，危及工作面的安全生產(chǎn)?，F(xiàn)有的液壓支架的初撐力保持系統(tǒng)都是配備一臺高壓泵，為所有液壓支架補壓補液，存在的問題主要有：

1.管路長，壓力損失大，能耗高；

2.由于乳化液可壓縮比小，液壓支架的初撐力降低，可能是因為溫度降低或輕微滲漏等現(xiàn)象造成的，往往是高壓泵，一開機，初撐力就升上來，馬上要停機，開停頻繁，設(shè)備壽命低。

3.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種礦用液壓支架初撐力保持系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本礦用液壓支架初撐力保持系統(tǒng)包括液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC和多個初撐力保持控制單元，上述初撐力保持控制單元與配用液壓支架一一對應(yīng)，初撐力保持控制單元包括一個雙聯(lián)液控單向閥、一個液壓補液裝置、一個壓力傳感器和電控閥，液壓補液裝置包括超高壓液出口接口、驅(qū)動液進口接口、回液出口接口和控制信號輸入端，

雙聯(lián)液控單向閥包括第一腔道和第二腔道，第一腔道包括兩個腔室，每個腔室內(nèi)設(shè)有一個閥座、閥芯和復(fù)位彈簧，閥芯壓在閥座內(nèi)時，將腔室分為前室和后室，兩個前室相通，兩個后室相通，且前室、后室分別設(shè)有快接端口；一個后室的快接端口與配用控制立柱升降換向閥的一個工作液腔連接，兩個前室的快接端口分別與配用液壓支架的左、右立柱的下腔相連，一個前室的快接端口與液壓補液裝置的超高壓液出口接口相接，所述壓力傳感器與一個前室相通；驅(qū)動液進口接口通過所述電控閥連接來自配用泵站的高壓液供液總管。

第二腔道至少設(shè)有三個快接端口，第二腔道的一個快接端口與控制立柱升降換向閥的另一個工作液腔連接，兩個快接端口分別與配用液壓支架的左、右立柱的上腔相連；

兩個腔室與第二腔道之間均設(shè)有連通通道，該連通通道內(nèi)設(shè)有閥柱，閥柱與連通通道內(nèi)壁水密封，閥柱一端始終位于連通通道內(nèi)，閥柱另一端伸入相應(yīng)腔室內(nèi)，直接或間接抵在閥芯上，并可將閥芯從閥座上頂開。

壓力傳感器的信號輸出端與液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC的信號輸入端相連，液壓補液裝置的控制信號輸入端、配用控制立柱升降換向閥的控制信號輸入端和電控閥的控制信號輸入端均與所述液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC控制的信號輸出端相連，壓力傳感器通過所述液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC觸發(fā)電控閥導(dǎo)通或關(guān)閉。

如此設(shè)計，可以自動將配用液壓支架的初撐力維持在一定范圍內(nèi)。

作為優(yōu)化，超高壓液出口接口與相連的快接端口之間還設(shè)有單向閥。如此設(shè)計，可以防止逆流泄壓。

作為優(yōu)化，高壓液供液總管串接有三通，三通的旁路上連接過濾器，并通過該過濾器與驅(qū)動液進口接口相接。如此設(shè)計，可防止雜質(zhì)進入液壓補液裝置。

作為優(yōu)化，所述回液出口接口與配用回液總管相連。如此設(shè)計，補液時，大活塞腔前倉或后倉的乳化液最后進入回液總管，回收利用，不必外排，不浪費，不污染現(xiàn)場。

作為優(yōu)化，液壓補液裝置包括一個八通道選擇換向閥和一個非對稱連體活塞機構(gòu)，非對稱連體活塞機構(gòu)包括殼體，殼體兩側(cè)分別設(shè)有大活塞腔和小活塞腔，二者之間為隔板，隔板中間開有通孔，通孔內(nèi)設(shè)有連桿，連桿兩端分別伸入大、小活塞腔內(nèi)，并分別連接在相應(yīng)大小的大活塞、小活塞上，通孔內(nèi)壁與連桿之間水密封，大活塞、小活塞分別位于大活塞腔和小活塞腔內(nèi)，并分別將大活塞腔和小活塞腔分為前倉和后倉，且大、小活塞腔的前倉和后倉分別設(shè)有進液管和出液管，所述八通道選擇換向閥包括筒形殼體和滑動閥芯，所述筒形殼體兩側(cè)分別設(shè)有四個正接口和四個副接口，正、副接口相互間隔，并兩兩組合成一組，依次名稱第1組、第2組、第3組和第4組，滑動閥芯設(shè)置在筒形殼體內(nèi)，滑動閥芯上設(shè)有八條橫向通道，八條橫向通道分為四條正通道和四條副通道，正、副通道相互間隔，所述滑動閥芯配有電控驅(qū)動機構(gòu)，電控驅(qū)動機構(gòu)與所述液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC相連，在所述液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC和電控驅(qū)動機構(gòu)的控制下，滑動閥芯可在筒形殼體內(nèi)的前止點和后止點之間切換，當滑動閥芯處于后止點時，四條正通道可分別一一對應(yīng)地連通筒形殼體兩側(cè)的四個正接口，此時四條副通道分別相對于對應(yīng)的副接口錯開距離D；當滑動閥芯處于前止點時，四條副通道可分別一一對應(yīng)地連通筒形殼體兩側(cè)的四個副接口，此時四條正通道分別相對于對應(yīng)的正接口錯開距離-D，D和-D數(shù)值相同，方向相反，

小活塞腔后倉的出液管接筒形殼體下側(cè)第1組中的正接口，小活塞腔前倉的出液管接筒形殼體下側(cè)第1組中的副接口；

小活塞腔前倉的進液管接筒形殼體下側(cè)第2組中的正接口，小活塞腔后倉的進液管接筒形殼體下側(cè)第2組中的副接口；

大活塞腔前倉的進液管接筒形殼體下側(cè)第3組中的正接口，大活塞腔后倉的進液管接筒形殼體下側(cè)第3組中的副接口；

大活塞腔后倉的出液管接筒形殼體下側(cè)第4組中的正接口，大活塞腔前倉的出液管接筒形殼體下側(cè)第4組中的副接口，

筒形殼體上側(cè)第1組正、副接口并聯(lián)后，與超高壓液出口接口相接；筒形殼體上側(cè)第2、3組正、副接口并聯(lián)后，與驅(qū)動液進口接口相接；筒形殼體上側(cè)第4組正、副接口并聯(lián)后，與回液出口接口相接，筒形殼體前后端均與大氣相通。

如此設(shè)計，在現(xiàn)有裝置上增設(shè)一個八通道選擇換向閥和一個非對稱連體活塞機構(gòu)，利用液壓動力，實現(xiàn)補液補壓，而且結(jié)構(gòu)上比現(xiàn)有初稱力保持機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，壽命長，成本低。

作為優(yōu)化，大、小活塞腔的前倉和后倉的進液管和出液管上均設(shè)有相應(yīng)的單向閥(也可稱為止逆閥)，所述隔板前后兩側(cè)分別設(shè)有觸點傳感器，上述觸點傳感器的觸點分別指向?qū)?yīng)的大小活塞，上述觸點傳感器分別通過信號輸出線與液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC相連，作為液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC控制電控驅(qū)動機構(gòu)動作的觸發(fā)條件。增設(shè)觸點傳感器后，控制更加簡單、及時。

如果沒有觸點傳感器，液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC可利用時鐘控制程序，控制電控驅(qū)動機構(gòu)間隔動作，間隔時間大于等于滑動閥芯在前止點、后止點之間移動所需時間。

本發(fā)明礦用液壓支架初撐力保持系統(tǒng)利用煤礦井下常備的泵站高壓液作為動力源和液壓支架原有的PLC等設(shè)置，只增加了一個八通道選擇換向閥和一個非對稱連體活塞機構(gòu)，就可將初撐力自動保持在預(yù)定范圍內(nèi)，具有設(shè)計科學(xué)，簡單耐用，能耗低，壽命長的優(yōu)點，適合各種需要使用液壓支架的礦井使用。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明礦用液壓支架初撐力保持系統(tǒng)作進一步說明：

圖1是本礦用液壓支架初撐力保持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖(省略左立柱)；

圖2是圖1中雙聯(lián)液控單向閥的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中八通道選擇換向閥的滑動閥芯處于后止點的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖1中八通道選擇換向閥的滑動閥芯處于前止點的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1為液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC、2為雙聯(lián)液控單向閥、3為液壓補液裝置、4為壓力傳感器、5為電控閥、6為右立柱、7為高壓液供液總管、8為連通通道、9為閥柱、10為單向閥、11為過濾器、12為配用回液總管、13為觸點傳感器、14為小活塞腔后倉的出液管、15為小活塞腔前倉的出液管、16為小活塞腔前倉的進液管、17為小活塞腔后倉的進液管、18為大活塞腔前倉的進液管、19為大活塞腔后倉的進液管、20為大活塞腔后倉的出液管、21為大活塞腔前倉的出液管、22為閥座、23為閥芯、24為復(fù)位彈簧、25為前室、26為后室、27為快接端口、28為筒形殼體、29為滑動閥芯、30為控制信號輸入端、31為超高壓液出口接口、32為驅(qū)動液進口接口、33為回液出口接口、34為正接口、35為副接口、36為正通道、37為副通道、38為電控驅(qū)動機構(gòu)、39為殼體、40為隔板、41為連桿、42為大活塞、43為小活塞，D為四條副通道37分別相對于對應(yīng)的副接口35錯開距離；-D為四條正通道36分別相對于對應(yīng)的正接口34錯開距離。

具體實施方式

實施方式一：如圖1-3所示，本礦用液壓支架初撐力保持系統(tǒng)包括液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC(1)和多個初撐力保持控制單元，上述初撐力保持控制單元與配用液壓支架一一對應(yīng)，初撐力保持控制單元包括一個雙聯(lián)液控單向閥2、一個液壓補液裝置3、一個壓力傳感器4和電控閥5，液壓補液裝置包括超高壓液出口接口31、驅(qū)動液進口接口32、回液出口接口33和控制信號輸入端30。

雙聯(lián)液控單向閥2包括第一腔道和第二腔道，第一腔道包括兩個腔室，每個腔室內(nèi)設(shè)有一個閥座22、閥芯23和復(fù)位彈簧24，閥芯23壓在閥座22內(nèi)時，將腔室分為前室25和后室26，兩個前室25相通，兩個后室26相通，且前室25、后室26分別設(shè)有快接端口27；一個后室26的快接端口27與配用控制立柱升降換向閥(圖中未示出)的一個工作液腔連接，兩個前室的快接端口27分別與配用液壓支架的左立柱(圖中未示出)、右立柱6的下腔相連，一個前室25的快接端口27與液壓補液裝置的超高壓液出口接口31相接，壓力傳感器4與一個前室25相通；驅(qū)動液進口接口32通過所述電控閥5連接來自配用泵站的高壓液供液總管7。

限于圖面大小，圖1中快接端口27和單向閥10僅作少數(shù)標記，使用時，多余的快接端口27可以封住。

第二腔道至少設(shè)有三個快接端口27，第二腔道的一個快接端口27與控制立柱升降換向閥(圖中未示出)的另一個工作液腔連接，兩個快接端口27分別與配用液壓支架的左立柱(圖中未示出)、右立柱6的上腔相連；

兩個腔室與第二腔道之間均設(shè)有連通通道8，該連通通道8內(nèi)設(shè)有閥柱9，閥柱9與連通通道8的內(nèi)壁水密封，閥柱9一端始終位于連通通道內(nèi)，閥柱9另一端伸入相應(yīng)腔室內(nèi)，直接或間接抵在閥芯23上，并可將閥芯23從閥座22上頂開。當閥柱9將閥芯23從閥座22上頂開時，該腔室的前室25和后室26導(dǎo)通。

雙聯(lián)液控單向閥2工作過程如下：當需要升立柱時，配用控制立柱升降換向閥動作，乳化液經(jīng)連通后室26的快接端口27進入后室26，推動閥芯23離開閥座22，前室25和后室26導(dǎo)通，乳化液經(jīng)前室25及相應(yīng)快接端口27，進入配用液壓支架的左立柱、右立柱6的下腔。配用液壓支架的左立柱、右立柱6的上腔內(nèi)的乳化液經(jīng)配用控制立柱升降換向閥排出，完成升柱動作。

當需要降立柱時，配用控制立柱升降換向閥動作，乳化液經(jīng)第二腔道進入配用液壓支架的左立柱、右立柱6的上腔，同時推動當閥柱9將閥芯23從閥座上頂開時，該腔室的前室25和后室26導(dǎo)通。配用液壓支架的左立柱(圖中未示出)、右立柱6的下腔內(nèi)的乳化液經(jīng)前室25、后室26和配用控制立柱升降換向閥排出，完成降柱動作。

壓力傳感器4的信號輸出端與液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC(1)的信號輸入端相連，液壓補液裝置的控制信號輸入端、配用控制立柱升降換向閥的控制信號輸入端和電控閥5的控制信號輸入端均與所述液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC(1)，控制的信號輸出端相連，壓力傳感器4通過所述液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC(1)，觸發(fā)電控閥5導(dǎo)通或關(guān)閉。

雙聯(lián)液控單向閥2參見CN 201963322U，液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC(1)參見CN 204695072U。

當壓力傳感器4感應(yīng)到配用液壓支架的左立柱的下腔和右立柱6的下腔壓力小于設(shè)定壓力的下限時，所述液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC(1)打開電控閥5，將高壓液供液總管7內(nèi)的浮化液引入液壓補液裝置3，由液壓補液裝置3自動向配用液壓支架的左立柱的下腔和右立柱6的下腔補液，直到壓力傳感器感應(yīng)到配用液壓支架的左立柱的下腔壓力和右立柱6的下腔壓力達到預(yù)定范圍時，再由所述液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC(1)關(guān)閉電控閥5。

超高壓液出口接口31與相連的快接端口27之間還設(shè)有單向閥10。

高壓液供液總管7串接有三通，三通的旁路上連接過濾器11，并通過該過濾器11與驅(qū)動液進口接口32相接。

所述回液出口接口33與配用回液總管12相連。

每個液壓補液裝置3包括一個八通道選擇換向閥和一個非對稱連體活塞機構(gòu)，非對稱連體活塞機構(gòu)包括殼體39，殼體39兩側(cè)分別設(shè)有大活塞腔和小活塞腔，二者之間為隔板40，隔板40中間開有通孔，通孔內(nèi)設(shè)有連桿41，連桿41兩端分別伸入大、小活塞腔內(nèi)，并分別連接在相應(yīng)大活塞42、小活塞43上，通孔內(nèi)壁與連桿41之間水密封，大活塞42、小活塞43與大、小活塞腔內(nèi)壁之間水密封。

大活塞42、小活塞43分別位于大活塞腔和小活塞腔內(nèi)，并分別將大活塞腔和小活塞腔分為前倉和后倉，且大、小活塞腔的前倉和后倉分別設(shè)有進液管和出液管，所述八通道選擇換向閥包括筒形殼體28和滑動閥芯29，所述筒形殼體28兩側(cè)分別設(shè)有四個正接口34和四個副接口35，正接口34、副接口35相互間隔，并兩兩組合成一組，依次名稱第1組、第2組、第3組和第4組。

所述滑動閥芯29設(shè)置在筒形殼體28內(nèi)，滑動閥芯29上設(shè)有八條橫向通道，八條橫向通道分為四條正通道36和四條副通道37，正通道36和副通道37相互間隔，所述滑動閥芯29配有電控驅(qū)動機構(gòu)38，電控驅(qū)動機構(gòu)38與所述液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC(1)相連，在所述液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC(1)和電控驅(qū)動機構(gòu)38的控制下，滑動閥芯29可在筒形殼體28內(nèi)的前止點和后止點之間切換。

注：電控驅(qū)動機構(gòu)38可以是利用電磁吸合的電磁鐵或電磁鐵及復(fù)位彈簧，參見各種電磁繼電器，也可以采用液壓千斤項，配相應(yīng)電控液閥，來實現(xiàn)滑動閥芯29前后移動，略。

當滑動閥芯29處于后止點時，四條正通道36可分別一一對應(yīng)地連通筒形殼體28兩側(cè)的四個正接口34，此時四條副通道37分別相對于對應(yīng)的副接口35錯開距離D。

當滑動閥芯29處于前止點時，四條副通道37可分別一一對應(yīng)地連通筒形殼體28兩側(cè)的四個副接口35，此時四條正通道36分別相對于對應(yīng)的正接口34錯開距離-D，D和-D數(shù)值相同，方向相反，

小活塞腔后倉的出液管14接筒形殼體28下側(cè)第1組中的正接口34，小活塞腔前倉的出液管15接筒形殼體28下側(cè)第1組中的副接口35；

小活塞腔前倉的進液管16接筒形殼體28下側(cè)第2組中的正接口34，小活塞腔后倉的進液管17接筒形殼體28下側(cè)第2組中的副接口35。

大活塞腔前倉的進液管18接筒形殼體28下側(cè)第3組中的正接口34，大活塞腔后倉的進液管19接筒形殼體28下側(cè)第3組中的副接口35。

大活塞腔后倉的出液管20接筒形殼體28下側(cè)第4組中的正接口34，大活塞腔前倉的出液管21接筒形殼體28下側(cè)第4組中的副接口35。

筒形殼體28上側(cè)第1組的正接口34、副接口35并聯(lián)后，與超高壓液出口接口31相接。

筒形殼體28上側(cè)第2、3組的正接口34、副接口35并聯(lián)后，與驅(qū)動液進口接口32相接。

筒形殼體28上側(cè)第4組的正接口34、副接口35并聯(lián)后，與回液出口接口33相接，筒形殼體28前后端均與大氣相通。

大、小活塞腔的前倉和后倉的進液管和出液管(即14—21)上均設(shè)有相應(yīng)的單向閥，所述隔板40前后兩側(cè)分別設(shè)有觸點傳感器13，上述觸點傳感器13的觸點分別指向?qū)?yīng)的大活塞35和小活塞43，上述觸點傳感器13分別通過信號輸出線14與液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC(1)相連，作為液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC(1)控制電控驅(qū)動機構(gòu)38動作的觸發(fā)條件。

當隔板40后側(cè)的觸點傳感器13觸發(fā)時，滑動閥芯29處于后止點，第1-4組中的正接口34分別被相應(yīng)的正通道36導(dǎo)通。

驅(qū)動液進口接口32與大、小活塞腔的前倉相通，高壓液供液總管7內(nèi)的乳化液經(jīng)第2組、第3組的正接口34和相應(yīng)正通道36進入小活塞腔的前倉和大活塞腔的前倉。

超高壓液出口接口31通過第1組的正接口34及相應(yīng)正通道36與小活塞腔的后倉相通，由于大活塞42的橫截面積遠大于小活塞43的橫截面積，大活塞42、小活塞43及二者之間的連桿41向后移動，小活塞腔后倉的乳化液受壓，壓力升高，經(jīng)超高壓液出口接口31和雙聯(lián)液控單向閥2的前室，補入配用液壓支架的左立柱的下腔、右立柱6的下腔內(nèi)。

回液出口接口32與大活塞腔的后倉相通，隨著大活塞42、小活塞43及二者之間的連桿41不斷向后移動，大活塞腔的后倉內(nèi)乳化液經(jīng)回液出口接口32自動排出，或流入壓力更低的配用回液總管12，借以回收乳化液。

當小活塞43觸碰到隔板40前側(cè)的觸點傳感器13時，液壓支架電液控系統(tǒng)用PLC(1)控制電控驅(qū)動機構(gòu)38動作，將滑動閥芯29前移至前止點，此時第1-4組中的副接口35分別被相應(yīng)的副通道37導(dǎo)通。

驅(qū)動液進口接口32與大、小活塞腔的后倉相通，高壓液供液總管7內(nèi)的乳化液經(jīng)第2組、第3組的副接口35和相應(yīng)副通道37進入小活塞腔的后倉和大活塞腔的后倉；

超高壓液出口接口31通過第1組的副接口35及相應(yīng)副通道37與小活塞腔的前倉相通，由于大活塞42的橫截面積遠大于小活塞43的橫截面積，大活塞42、小活塞43及二者之間的連桿41向前移動，小活塞腔前倉的乳化液受壓，壓力升高，經(jīng)超高壓液出口接口31和雙聯(lián)液控單向閥2的前室，補入配用液壓支架的左立柱的下腔和右立柱6的下腔內(nèi)。

回液出口接口33與大活塞腔的前倉相通，隨著大活塞42、小活塞43及二者之間的連桿41不斷向前移動，大活塞腔的前倉內(nèi)乳化液經(jīng)回液出口接口33自動排出，或流入壓力更低的配用回液總管12，借以回收乳化液。