[发明专利]一种矿用混凝土泵的液压控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及矿用混凝土泵的液压控制系统，尤其是全液压互控的 矿用混凝土泵的液压控制系统。

背景技术

近年来随着国家对基础设施建设加大投入，混凝土机械市场也得 以快速发展，其中混凝土泵在日益蓬勃的建设市场中发挥着重要作 用，国产混凝土泵也经历了从无到有、由弱到强的发展历程。目前国 产混凝土泵因其质量稳定、性价比高，越来越被广大用户所接受。据 不完全统计，2007年国产混凝土泵占据了85％以上的国内市场和15％ 的国际市场。

我国煤炭行业重点技改项目——沿空留巷技术是煤矿开采技术 的一项重大改革，又称无煤柱护巷沿空留巷技术，对提高煤炭回收率、 降低掘进率、缓解采掘接替紧张状况、提升综合效益意义重大。但该 技术的应用必须要有混凝土泵将混凝土膏体充填材料通过泵送的方 式进行充填留巷，这就带来了一个新的问题，地面上常用的混凝土泵 到井下施工如何解决防爆问题？

以目前市场占有率较高的HBT60、HBT80系列混凝土泵为例， 绝大部分液压系统均采用开式系统，油泵为REXROTH公司三联泵， 主油泵给主油缸供油、恒压泵给摆缸供油、齿轮泵给料斗搅拌供油。 其中料斗搅拌动作独立于主油缸和摆缸的程序动作，且为手动换向阀 控制，不存在防爆问题，主油缸和摆缸则是通过PLC控制对应的电 液换向阀实现程序动作。假设初始状态时主油缸A所对应的混凝土 缸A与料斗联通，主油缸B所对应的混凝土缸B与S管联通(参见 图2)，当主油缸A在压力油的作用下带动混凝土缸A内的活塞后退 时，主油缸B带动混凝土缸B内的活塞前进，此时，混凝土缸A吸 料，混凝土缸B送料，当主油缸A后退至行程终端时，触发水箱内 的接近开关，PLC控制电液换向阀两个电磁铁的得失电使两个主油缸 和两个摆缸内的压力油换向，即主油缸A所对应的混凝土缸A与S 管联通，主油缸B所对应的混凝土缸B与料斗联通，主油缸B在压 力油的作用下带动混凝土缸B内的活塞后退，主油缸A带动混凝土 缸A内的活塞前进，此时，混凝土缸B吸料，混凝土缸A送料，当 主油缸B后退至行程终端时，再次触发水箱内的接近开关，PLC控 制电液换向阀两个电磁铁的得失电使两个主油缸和两个摆缸内的压 力油再次换向，如此往复，实现主油缸和摆缸相互之间的程序动作， 从而实现混凝土的连续泵送。

由此可见，要想使用混凝土泵在井下作业，就必须解决两个方面 的防爆问题：一是主电机的防爆，二是电气控制系统的防爆。目前国 内混凝土泵的主电机均为普通四级电机，若要解决防爆问题，可选用 隔爆电机代替，但关键是电气控制系统如何解决防爆问题呢？

从常规方法来看，要想解决电气控制系统的防爆问题无非两个办 法，一是采用使用防爆电磁铁的换向阀，二是采用机动换向阀。下面 我们来简单的分析一下这两个方法各自的优缺点及其可行性。

若采用使用防爆电磁铁的换向阀，优点是可直接借用常规混凝土 泵成熟的液压系统和控制系统，避免了重新设计过程的一些不确定 性，缺点是成本太高，供货周期长。据了解，使用防爆电磁铁的换向 阀其价格是常规电液换向阀的5～7倍，且交货期在16周以上。另外， 采用这种方法还得考虑电气箱内电气元件和电缆的防爆问题。

若采用机动换向阀，优点是无需电气控制系统，有效的解决了防 爆问题，降低了成本，缺点是机械结构相对复杂，机动换向阀的凸轮 与撞块撞击时易产生火花，给井下施工安全带来了隐患。另外，摆缸 换向时速度极快，一般在0.3秒以内，如此高的撞击速度也会影响机 动阀和撞块的使用寿命。

由上可见，上述两种方法虽然在一定程度上可以解决混凝土泵在 井下施工的防爆问题，但都还存在着明显的安全隐患。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种对液压元件以及工作缸进行改 进，在液压元件、工作缸之间设置全液压互控油路，从而避免出现电 气火花、机动换向火花，且成本低、结构简单的矿用混凝土泵的液压 控制系统。