一种煤矿用节能与高安全性液压站

技术领域

本发明涉及煤矿液压系统领域，具体涉及一种煤矿用节能与高安全性液压站。

背景技术

液压站是煤机智能化系统的核心部件之一，它根据用户具体需求进行调整和定制，适应不同的工作环境和工况需求，稳定输出的流量和通过负载建立的压力，确保液压系统工作的高效性、稳定性和安全性。

近年来，在国家发展改革委和国家能源局等部委相关文件的指导下，全国煤矿智能化建设进入快速发展阶段。截止2023年6月，首批已有54家国家智能化煤矿建设示范矿井通过验收，煤矿生产的减人、增安、提效取得显著成效。

虽然传统煤机液压站取得了明显进步，但产品质量保证与关键技术标准不健全，仍存在设备效率低、可靠性不高、稳定性不足的问题，与煤机智能制造智能化快速响应和高质量发展方向背道而驰。

发明内容

本发明的目的提供一种煤矿用节能与高安全性液压站，将分体式的马达和阀块功能整合于一体，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种煤矿用节能与高安全性液压站，包括底座以及安装在底座上的液压系统，所述液压系统包括液压油箱，所述液压系统还包括：

恒功率变量柱塞泵，所述恒功率变量柱塞泵通过防爆交流电机进行驱动并与防爆交流电机弹性连接；所述恒功率变量柱塞泵的进油口与液压油箱连通，出油口连接有自动卸荷阀和可调式溢流阀，自动卸荷阀与可调式溢流阀形成有并联液压回路；

风冷式散热器，所述风冷散热器通过双向液压齿轮马达进行驱动。

进一步地，所述液压油箱的顶部开设有加油口并设置有油箱盖，所述液压油箱的正面且位于油箱盖的下方设置有气动隔膜泵，所述液压油箱的两侧上端设置有液温计，所述液压油箱的两侧下端开设有卸油口并设置有截止阀。

进一步地，所述恒功率变量柱塞泵通过弹性联轴器与防爆交流电机弹性连接。

进一步地，所述恒功率变量柱塞泵的进油口处设置有蝶阀。

进一步地，所述双向液压齿轮马达的进油口与恒功率变量柱塞泵的出油口连通，所述双向液压齿轮马达的出油口与液压油箱连通，所述双向液压齿轮马达的进油口处设置有可调式节流阀。

进一步地，所述风冷散热器包括散热风扇以及设置在散热风扇正前方的散热管路，所述散热管路的进油口通过回油集成块与可调式溢流阀的出油口连通，所述散热管路的出油口通过回油过滤器与液压油箱连通。

由以上技术方案可知，本发明液压站通过防爆交流电机驱动的恒功率变量柱塞泵，配合自动卸荷阀和可调式溢流阀的并联式组合方式不仅能灵活地控制供液系统的压力，而且节能高效，延长了液压站的使用寿命，提高了液压系统的可靠性；同时采用可调节的风冷散热器对回流的液压油按需进行散热，有效提高了液压站的能量利用效率；能够稳定输出的流量和通过负载建立的压力，确保了液压系统工作的高效性、稳定性和安全性，在煤矿生产的减人、增安、提效取得显著成效。

附图说明

图1为本发明液压站的整体结构示意图；

图2为本发明液压站的左视图；

图3为本发明液压站的运行原理示意图；

图中：1、液压油箱；101、油箱盖；102、气动隔膜泵；103、液温计；104、截止阀；2、恒功率变量柱塞泵；3、风冷式散热器；4、防爆交流电机；5、弹性联轴器；6、自动卸荷阀；7、可调式溢流阀；8、双向液压齿轮马达；9、可调式节流阀；10、回油集成块；11、回油过滤器；12、备用回油口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种优选实施方式做详细的说明。

如图1-3所示的一种煤矿用节能与高安全性液压站，包括底座以及安装在底座上的液压系统，所述液压系统包括液压油箱1、恒功率变量柱塞泵2以及风冷式散热器3。

本优选实施例所述的液压油箱1的顶部开设有加油口并设置有油箱盖101，所述液压油箱1的正面且位于油箱盖101的下方设置有气动隔膜泵102，由于液压站的液压油箱一般容积较大，所述气动隔膜泵102能够方便向液压油箱内加注液压油，所述液压油箱1的两侧上端设置有液温计103，可根据具体使用需求，采用普通式或传感式液温计，所述液压油箱1的两侧下端开设有卸油口并设置有截止阀104，该截止阀104可拆卸，拆卸后可对液压油箱1内的油泥和金属颗粒物进行清洗处理。

具体的，所述恒功率变量柱塞泵2通过防爆交流电机4进行驱动并与防爆交流电机4通过弹性联轴器5进行弹性连接；所述恒功率变量柱塞泵2的进油口与液压油箱1连通，且所述恒功率变量柱塞泵2的进油口处设置有蝶阀。

传统的煤矿液压站大多使用防爆电机驱动定量铸铁齿轮泵或定量柱塞泵(简称定量泵)，在液压系统额定负载工况下，液压站需要较大功率的防爆电机驱动定量泵，单位时间内消耗较多的电能，同时，高负载工况下需要通过手动或其它控制来实现执行元件的降速，液压系统成本提升，操作人员安全性差。例如使用防爆电机驱动160mL/r的定量泵时，功率至少需要选用75KW。而本发明液压站采用55KW的防爆交流电机即可驱动160mL/r的恒功率变量柱塞泵，在液压系统额定工况下，单位时间内的电能消耗能够降低35％。

在煤矿智能化系统中，带式输送机自移机尾全面取代锚固与拉移方式，实现式转载机与带式输送机尾的快速推移和搭接。在具体的使用中，所述恒功率变量柱塞泵2能够通过液压系统反馈的负载压力调整恒功率变量柱塞泵2的出油口的输出流量，满足自移机尾的液压要求：一般的，液压系统中低负载时需要液压站输出流量不低于200L/min，驱动液压油缸快速位移；液压系统高负载时需要液压站输出流量80～100L/min，液压油缸慢速位移。液压系统不再需要通过手动或其它控制来实现执行元件的降速，降低液压系统整体的成本，降低能源消耗，减少操作人员人数和提高了操作人员的安全性。

常规的液压站采用先导式可调溢流阀来达到控制液压系统压力的目的，当系统压力达到溢流阀调定的压力后开启溢流，多余的液压油通过溢流口回流至油箱；当系统压力降低时，溢流口关闭，直至系统压力达到设定值，通过溢流口频繁的开启和关闭来实现对系统压力的动态控制。本优选实施例所述恒功率变量柱塞泵2的出油口连接有自动卸荷阀6和可调式溢流阀7，自动卸荷阀6与可调式溢流阀7形成有并联液压回路，为液压站提供双重保护；同时所述自动卸荷阀6与可调式溢流阀7之间还设置有压力表，该压力表既可用来测量恒功率变量柱塞泵2的出油口负载压力，又可以辅助设置所述自动卸荷阀6或可调式溢流阀7的设定压力值。

本优选实施例所述的自动卸荷阀6的原理和溢流阀相似，可使液压油通过卸荷油口直接回流至液压油箱，但性能优于可调式溢流阀。当所述自动卸荷阀6正常工作时，能够以每分钟4～6次的“升压-卸载-升压”模式连续循环。所述自动卸荷阀6的内部采用一组蝶形弹簧，较小的变形位移即可承受高载荷，“载荷-变形”曲线为非线性，即承受系统瞬时的液压冲击时，蝶形弹簧的变形量小，吸振能力强，替代“载荷-变形”为线性的普通弹簧，工作时液压系统的安全系数高。

具体的，当液压系统中压力达到额定值以后，所述自动卸荷阀6卸载，节省能量消耗，减少液压系统发热；若所述自动卸荷阀6失灵，压力超过额定值后，则将所述可调式溢流阀7打开卸载，以保证液压系统的安全运转。自动卸荷阀6和可调式溢流阀7的并联式组合方式不仅能灵活地控制供液系统的压力，而且节能高效，延长了液压站的使用寿命，提高了液压系统的可靠性。

本优选实施例所述的风冷散热器3通过双向液压齿轮马达8进行驱动，所述双向液压齿轮马达8的进油口与恒功率变量柱塞泵2的出油口连通，所述双向液压齿轮马达8的出油口与液压油箱1连通，所述双向液压齿轮马达8的进油口处设置有可调式节流阀9；所述风冷散热器3包括散热风扇以及设置在散热风扇正前方的散热管路，所述散热管路的进油口通过回油集成块10与可调式溢流阀7的出油口连通，所述回油集成块10上设置有压力表，该压力表用来测量回油管路的背压值，所述散热管路的出油口通过回油过滤器11与液压油箱1连通。

本发明所述的风冷式散热器3，可按实际工况通过可调式节流阀9自行调整散热器的排风量，具体的：所述可调式节流阀9的内部节流孔为薄刃型孔，当液压系统负载较小时，液压系统的发热量小，可手动调节节流阀9为较小直径的节流口，节流口两端压差小，通过流量也小，此时液压能无法驱动双向液压齿轮马达8，散热器不工作；当液压系统在额度负载下工作时，节流口两端压差增大，通过节流口的流量值也达到最大值，液压能驱动双向液压齿轮马达8工作至额定转速，排风量约5000m

因此，通过手动调节节流阀9的开口度大小，可按需获得预定的散热排风量大小；液压系统低负载工作时，自移机尾的液压油缸需求较大的液压流量，散热器不工作或低速工作(约总流量的3％)，不占用主流量；液压系统高负载工作时，自移机尾的液压油缸需求较小的液压流量，散热器高速工作(约总流量的13％)，使液压站的能量利用效率高。

进一步地，本优选实施例所述的液压系统还设置有四个备用回油口12。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。