一种喷雾水阀组的制作方法

专利检索2022-05-10  1



1.本实用新型属于阀门技术领域,特别涉及一种喷雾水阀组,可以用于刨煤机第五套液压支架zy4400/06/15d(支架型号)喷雾水阀的改造。


背景技术:

2.刨煤工作面冷却喷雾系统是机械设备正常运转的保障,冷却喷雾系统好坏取决于设计的合理性。我集团公司近几年新引进的第五套刨煤液压支架 zy4400/06/15d配套的喷雾水阀,大量出现控制失效和泄漏现象。使设备维修成本升高,工作面机械设备冷却不良影响生产。为此,需要对第五套刨煤机液压支架zy4400/06/15d配套喷雾水阀进行改造。
3.较好的冷却喷雾系统可以减少机械设备的事故率、提高机械设备使用寿命,同时为员工的身体健康和安全生产提供更大的安全保障。因此,必须对喷雾水阀问题进一步解决,优化喷雾控制系统。
4.喷雾水阀组包括电磁先导阀和主控阀,电磁先导阀是两位三通电磁换向阀,主控阀是液控两位两通换向阀。
5.电磁先导阀是电液控制系统的核心装置,制作工艺精密、结构复杂、价格昂贵。小青矿刨煤工作面采用中性水,虽经沉淀过虑,但是水质较硬、机械杂质较多。微小杂质颗粒通过乳化液流到液压元件内部,在密封件间起研磨剂作用,加快元件磨损,使喷雾水阀组的电磁先导阀出现泄漏现象。较大杂质颗粒堵塞喷雾水阀组的电磁先导阀的节流口、卡死喷雾水阀组的电磁先导阀的阀芯,使喷雾水阀组出现控制失效现象。电磁先导阀损坏是造成喷雾水阀出现控制失效和泄漏的原因。


技术实现要素:

6.本实用新型的目的是提供一种喷雾水阀组,乳化液经过过滤和稳压,使电磁先导阀不容易出现损坏和泄漏。
7.采用的技术方案是:
8.一种喷雾水阀组,包括喷雾水阀电磁先导阀和喷雾水阀主控阀。
9.其技术要点在于:
10.进口管路经主过滤器管路连接阻尼孔、阻尼单向阀和先导阀过滤器后,经三通接头一路接喷雾水阀电磁先导阀的入液口。三通接头另一路接蓄能器。
11.喷雾水阀电磁先导阀和喷雾水阀主控阀对应连接。
12.水入口管路连接喷雾水阀主控阀的入水口,喷雾水阀主控阀有出水口。
13.喷雾水阀电磁先导阀第一腔的控制液口通过喷雾水阀第一控制液路连接喷雾水阀主控阀第一腔的控制液口。
14.喷雾水阀电磁先导阀第二腔的控制液口通过喷雾水阀第二控制液路连接喷雾水阀主控阀第二腔的控制液口。
15.喷雾水阀电磁先导阀第一腔有回液口。
16.喷雾水阀电磁先导阀第二腔有回液口。
17.喷雾水阀主控阀第一腔有出水口。
18.喷雾水阀主控阀第二腔有出水口。
19.喷雾水阀主控阀的入水口可设有喷雾水过滤器。
20.其优点在于:
21.可以直接使用在刨煤机液压支架zy4400/06/15上,与原先液压支架 zy4400/06/15d上的一套电液换向阀组共用部分液路,使用寿命超过原喷雾水阀 4个月,并未出现损坏现象。或者也可以单独加阻尼孔、阻尼单向阀和先导过滤器使用在类似的场合。
22.刨煤机液压支架zy4400/06/15d上的电液换向阀组的电磁先导阀与喷雾水阀组的电磁先导阀为同样规格型号,可以互换使用。
23.我矿w701工作面152组支架喷雾水阀以全部按上述方案改进,经过现场内部试验和生产中的反馈信息,效果十分理想。改造后直接经济效益:
24.每个电磁先导阀检修费为1500元,改造后每月可以少损坏20个电磁先导阀。按w701工作面可回采8个月计算:1500
×
20
×
8=24万元。
25.改造前喷雾水阀一天泄漏乳化液量为9600l=9.6m3,1m3乳化液价格为260 元,按工作面可回采8个月计算:9.6
×
260
×8×
30=59.9万元。
26.改造后间接经济效益:
27.改造后工作面液压支架可以正常移架,刨煤机电机减速机温度正常。工作面每天比改造前多进尺1m,多出煤320吨,原煤单价365元/t计算:320
×ꢀ
365=11.68万元
28.工作面喷雾水阀组可以正常喷雾,有效地抑制煤尘飞扬,改善工作面工作环境。真正的保护井下一线员工的身体健康,有效防止职业病发生。
29.随着集团公司刨煤工作面的广泛施工,对刨煤工作面使用设备性能要求越来越高。冷却喷雾系统对工作面产量和保障员工健康的问题尤为突出。不断增强对刨煤设备工作原理研究,改善工作性能,延长其使用寿命,保障设备正常运行具有十分重大的意义。
附图说明
30.图1为原设计供液循环系统原理图。
31.图2为图1的上部局部放大图。
32.图3为图1的下部局部放大图。
33.图4为新改造后设计供液循环系统原理图。
34.图5为图4的上部局部放大图。
35.图6为图4的下部局部放大图。
36.图7为新改造后局部供液循环系统原理图。进入喷雾水阀电磁先导阀,经过了阻尼孔、阻尼单向阀和先导阀过滤器。
37.r为乳化液回液,t为溢流。
38.电液换向阀组1、喷雾水阀组2、主过滤器3、喷雾水阀电磁先导阀4、电液换向阀主阀5、阻尼孔6、阻尼单向阀7、先导阀过滤器8、电液换向阀电磁先导阀9、蓄能器10、喷雾水管11、喷雾水过滤器12、喷雾水阀主控阀13。
39.液压支架液压缸14、喷雾水阀第一控制液路15。
40.原三通接头16、三通接头17。
41.喷雾水阀电磁先导阀第一腔18、喷雾水阀电磁先导阀第二腔19。
42.喷雾水阀主控阀第一腔20、喷雾水阀主控阀第二腔21。
43.电液换向阀电磁先导阀第一腔22、电液换向阀电磁先导阀第二腔23。
44.电液换向阀主阀第一腔24、电液换向阀主阀第二腔25。
45.喷雾水阀第二控制液26。
具体实施方式
46.首先看一下图1的供液线路区别:
47.电液换向阀组1和喷雾水阀组2分别为对应的点划线框内的部分,此为已知技术。
48.高压乳化液p经主过滤器3(过滤精度40μm)、原三通接头16分成两条液路:一路接头经高压胶管对喷雾水阀电磁先导阀4供液。一路经高压胶管进入电液换向阀组1,在阀组内分成两条液路,一条液路给大流量电液换向阀主阀5 供液,一条经阻尼孔6、阻尼单向阀7、先导阀过滤器8后,又分成两条液路,一条对电液换向阀电磁先导阀9供液,一条至高压终端蓄能器10。
49.乳化液为3%

5%(质量百分数)的乳化油与水混合而成的液体,液压支架液压缸14、喷雾水阀电磁先导阀4及电液换向阀组1内的高压液都是乳化液,只有喷雾水管11内的是普通水。
50.喷雾水管11入口设有喷雾水过滤器12,水进入喷雾水阀主控阀13,由喷雾水阀电磁先导阀4控制喷雾,喷雾水阀主控阀13为一个,喷雾水阀电磁先导阀4为一个,每个阀有两个腔控制两种状态,一种情况向支架前喷雾a,一种情况支架后喷雾b。电液换向阀主阀5控制给液压支架液压缸供液及回液回乳化液箱。
51.对图1中的电液换向阀组1和喷雾水阀组2供液液路分析:
52.喷雾水阀电磁先导阀4供液是经主过滤器2后,乳化液泵站直接供给的高压(额定压力31.5mpa)大流量(额定流量315l/min)液体。
53.电液换向阀电磁先导阀9控制液路复杂,包括阻尼孔6、阻尼单向阀7、先导阀过滤器8和蓄能器10。控制液路为一端封闭的密封容腔,终端为蓄能器10。电液换向阀电磁先导阀9不工作时,整条液路无液体流动,液路内为乳化泵站供液压力(额定压力31.5mpa)。
54.电液换向阀电磁先导阀9控制液路作用:也就是为什么电液换向阀电磁先导阀9没有出现泄漏现象的原因分析。
55.阻尼单向阀7在输送管路上,对液体流动能量进行稳压,可以有效消减脉动压力,并且依靠自身结构实现单向阀作用。
56.先导阀过滤器8为内置型25μm高精过滤器,纳污能力强、过滤面积大,保证了电液换向阀电磁先导阀9用液的清洁度。
57.蓄能器10可以吸收缓和液压冲击、降低噪声,有效地防止电液换向阀组1 的液压元件失效,延长使用寿命。
58.控制液路中存在阻尼孔6,根据液体流经阻尼孔流量计算公式,即
59.q=兀d4δp/128ul
60.式中d-阻尼孔6的直径,单位为m。
61.u-乳化液的动力黏度,单位为n.s/m2。
62.l-阻尼孔6长度,单位为m。
63.δp-阻尼孔6两端压力差,单位为pa。
64.阻尼孔6直径为0.0015m,乳化液动力黏度为0.02n.s/m2,阻尼孔6长度为0.012m,阻尼孔6两端压力差为4
×
106pa;将其代入得
65.q=(3.14
×
0.00154×4×
106)/(128
×
0.02
×
0.012)=124.14l/min
66.经上述计算可知,电液换向阀电磁先导阀9工作时,控制腔(图中电液换向阀组1的点划线框内)内液体经过阻尼孔6后流量下降,电液换向阀电磁先导阀9为小流量(q=(3.14
×
0.00154
×4×
106)/(128
×
0.02
×ꢀ
0.012)=124.14l/min)供液。小流量供液的主要特点:可精准控制液流量,减少对液压元件的冲击,平稳开启提高液压元件工作的稳定性。
67.对喷雾水阀电磁先导阀4和电液换向阀电磁先导阀9的控制液路对比,可以找出喷雾水阀电磁先导阀4损坏的根本原因:
68.大流量控制液体,不能精准控制液流量,直接冲击喷雾水阀电磁先导阀4 内液压元件。
69.控制液路没有稳压装置,脉动压力大。
70.控制液路上未设精过滤器,40μm以下杂质颗粒直接进入喷雾水阀电磁先导阀4体内,造成喷雾水阀电磁先导阀4泄漏、控制系统失效。
71.控制液路上没安设蓄能器,不能吸收、缓和液压冲击,缩短液压元件使用寿命。
72.问题的解决:
73.根据上面的分析,制定处理方案如下:
74.把喷雾水阀电磁先导阀4的控制液路改为由经电液换向阀组1控制液路供液,如图4所示。
75.乳化液进口管路经主过滤器3管路连接阻尼孔6、阻尼单向阀7和先导阀过滤器8后一路给个电液换向阀电磁先导阀9的电液换向阀电磁先导阀第一腔22 的入液口p和电液换向阀电磁先导阀第二腔23的入液口p供液,一路经三通接头17接喷雾水阀电磁先导阀4的喷雾水阀电磁先导阀第一腔18的入液口p和喷雾水阀电磁先导阀第二腔19的入液口p供液,一路经三通接头17接蓄能器 10。
76.喷雾水阀电磁先导阀第一腔18的控制液口a通过喷雾水阀第一控制液路15 连接喷雾水阀主控阀第一腔20的控制液口a。
77.喷雾水阀电磁先导阀第二腔19的控制液口a通过喷雾水阀第二控制液路26 连接喷雾水阀主控阀第二腔21的控制液口a。
78.喷雾水阀电磁先导阀第一腔18的回液口o经溢流口t流回乳化液箱。
79.喷雾水阀电磁先导阀第二腔19的回液口o经溢流口t流回乳化液箱。
80.水入口管路设有喷雾水过滤器12,然后管路连接喷雾水阀主控阀第一腔20 的入水口p和喷雾水阀主控阀第二腔21的入水口p。
81.喷雾水阀主控阀第一腔20有出水口b,管路连接一个出水喷头a。
82.喷雾水阀主控阀第二腔21有出水口b,管路连接另一个出水喷头b。
83.图1的上部分液路分析。
84.乳化液进口管路在达到阻尼孔6前,进入电液换向阀主阀5两个腔的进液口。
85.乳化液在经阻尼孔6、阻尼单向阀7、先导阀过滤器8后进入电液换向阀电磁先导阀9两个腔的进液口。
86.电液换向阀电磁先导阀9的两个腔回液口回乳化液箱。
87.电液换向阀电磁先导阀第一腔22的控制液口a通过对应控制液路连接电液换向阀主阀第一腔24的控制液口a。
88.电液换向阀电磁先导阀第二腔23的控制液口a通过对应控制液路连接电液换向阀主阀第二腔25的控制液口a。
89.电液换向阀主阀第一腔24的液口b连接液压支架液压缸14的上腔。
90.电液换向阀主阀第二腔25的液口b连接液压支架液压缸14的下腔。
91.电液换向阀主阀第一腔24的回液口o连接回乳化液箱。
92.电液换向阀主阀第二腔25的的回液口o连接回乳化液箱。
93.电液换向阀电磁先导阀第一腔22的电磁铁得电,阀芯右移p口和a连通,经过控制液路控制电液换向阀主阀第一腔24,阀芯右移,p口和b连通,向液压缸上腔供液。液压缸下腔液体经电液换向阀主阀第二腔25的o口连通向乳化液箱回液。
94.相反的过程,则向液压缸下腔供液,液压缸上腔回液。
95.工作原理:
96.电液换向阀工1作过程不变。
97.当喷雾水阀电磁先导阀第一腔18电磁先导阀腔得电,阀芯右移,则进液口 p与控制液口a连通,经过喷雾水阀第一控制液路15控制喷雾水阀主控阀第一腔20阀芯左移,出水口b出水,a处喷水。类似喷雾水阀电磁先导阀第二腔19 电磁铁得电,b处喷雾喷水。
98.当喷雾水阀电磁先导阀第一腔18电磁先导阀腔失电,则阀芯左移,a口和 o口连通,控制液经溢流口t流回乳化液箱,对应的喷雾水阀主控阀第一腔20阀芯不移动,不出水。
99.从而保证喷雾水阀电磁先导阀4能顺利控制喷雾水阀主控阀13,来完成喷雾降尘工作。
100.此改造方法,只需将三通接头(异径三通)由主过滤器3后,改安在电液换向阀组2与蓄能器10之间。改造方法简单,不须投入材料费。供液线路改造后,使喷雾水阀电磁先导阀4受到电液换向阀组电磁先导阀9一样的各种保护,延长使用寿命。
101.电液换向阀电磁先导阀9和喷雾水阀电磁先导阀4均为两位三通电磁换向阀。
102.喷雾水阀主控阀13为液控两位二通阀。
103.电液换向阀主阀5为液控两位三通阀。
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