RU2065093C1

RU2065093C1 - Hydraulic system interlocking device

Info

Publication number: RU2065093C1
Application number: RU92012336A
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Леконцев; Б.А. Александров; В.И. Клишин; А.С. Фролов; В.М. Макридин
Original assignee: Институт горного дела СО РАН
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1996-08-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; systems of pumpstation of powered supports. SUBSTANCE: interlocking device for hydraulic system including delivery main 4 and return main 5, pressure relay 6, time relay 7, electrically-controlled slide valve distributor 6, overflow valve 11, limit switch 12 and hydraulic cylinder-proportioner 7 whose rod is fitted opposite limit switch 12 for engagement with it. Piston chamber of hydraulic cylinder-proportioner 7 is connected with overflow valve 11 and with return and delivery mains through slide valve distributor 6. Delivery main is brought in communication with rod chamber. Pressure relay is fitted in delivery main after hydraulic cylinder-proportioner and is connected with time relay connected with slide valve distributor. EFFECT: enhanced reliability. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам блокировки гидравлической системы, может быть использовано в системах насосных станций механизированных крепей. The invention relates to devices for locking the hydraulic system, can be used in systems of pumping stations of mechanized supports.

Известно устройство блокировки в виде реле уровня (2). A locking device in the form of a level switch (2) is known.

Контроль осуществляется реле, установленным в баке насоса. При понижении уровня жидкости в резервуаре ниже допустимого значения реле отключает насос. Однако, понижение уровня жидкости может быть вызвано потерей герметичности системы и, как следствие, большими утечками, либо одновременной раздвижкой большого числа цилиндров крепи, из-за разницы объемов их штоковых и поршневых полостей. Поэтому данное устройство имеет существенный недостаток отключает электродвигатель насоса в случае разгерметизации гидролинии только после понижения уровня жидкости в резервуаре насосной станции до критической величины, что предохраняет насос от работы "всухую", но не предотвращает потери большей части рабочей жидкости в случае нарушения герметичности гидромагистралей. Monitoring is carried out by a relay installed in the pump tank. When the liquid level in the tank drops below the permissible value, the relay switches off the pump. However, a decrease in the liquid level can be caused by a loss of tightness of the system and, as a consequence, by large leaks, or by the simultaneous extension of a large number of support cylinders, due to the difference in the volumes of their rod and piston cavities. Therefore, this device has a significant drawback, it turns off the pump motor in case of depressurization of the hydraulic line only after the liquid level in the tank of the pumping station drops to a critical value, which prevents the pump from running "dry", but does not prevent the loss of most of the working fluid in case of leakage in the hydraulic lines.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство блокировки гидравлической системы, включающее напорную и сливную магистраль, реле давления и блоки потребителя (1). The closest technical solution adopted for the prototype is a hydraulic locking device, including a pressure and drain line, pressure switches and consumer units (1).

Если происходит нарушение герметичности магистрали, нарушается режим течения жидкости, что приводит к изменению перепада давления в системе и отключению потребителя. If there is a violation of the tightness of the line, the fluid flow regime is violated, which leads to a change in the pressure drop in the system and the consumer is turned off.

Недостатком данного устройства является то, что оно не может работать в гидросистемах с широким диапазоном рабочих расходов. Так, например, в механизированных крепях холостой ход одновременно включенных гидроцилиндров сопоставим по расходу и перепаду давления с режимом работы гидросистемы, имеющую поврежденную (разгерметизированную) напорную магистраль. Поэтому применение подобных устройств для защиты вышеупомянутых гидросистем нецелесообразно. The disadvantage of this device is that it cannot work in hydraulic systems with a wide range of operating costs. So, for example, in powered roof supports, the idle speed of simultaneously connected hydraulic cylinders is comparable in flow rate and differential pressure to the hydraulic system operating mode, which has a damaged (depressurized) pressure line. Therefore, the use of such devices to protect the aforementioned hydraulic systems is impractical.

Поставленной задачей является повышение надежности устройства блокировки гидравлической системы. The task is to increase the reliability of the hydraulic locking device.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство блокировки гидравлической системы, включающее напорную и сливную магистраль, реле давления и блоки потребителя, снабжено реле времени, электроуправляемым золотниковым распределителем, переливным клапаном, концевым выключателем и гидроцилиндром-порционером, шток которого установлен напротив концевого выключателя с возможностью взаимодействия с ним, поршневая полость гидроцилиндра-порционера соединена с переливным клапаном и через золотниковый распределитель со сливной или напорной магистралью, а штоковая полость с напорной магистралью, при этом реле давления установлено в напорной магистрали за гидроцилиндром-порционером и связано с реле времени, подключенным к золотниковому распределителю. The essence of the invention lies in the fact that the locking device of the hydraulic system, including the pressure and drain lines, pressure switches and consumer units, is equipped with a time switch, an electrically controlled slide valve, an overflow valve, a limit switch and a portioning cylinder, the rod of which is installed opposite the limit switch with the possibility of interaction with it, the piston cavity of the portioning hydraulic cylinder is connected to the overflow valve and through the spool valve with a drain or the main line, and the rod cavity with the pressure line, while the pressure switch is installed in the pressure line behind the portioning hydraulic cylinder and is connected to the time relay connected to the spool valve.

Кроме того, электроуправляемый золотниковый распределитель наполняется или в виде пятилинейного распределителя, или в виде блока из нескольких, по меньшей мере, двухлинейных распределителей. In addition, the electrically operated spool valve is filled either in the form of a five-line valve, or in the form of a block of several at least two-line valves.

Предлагаемое устройство позволяет осуществить блокировку системы только при наличии в ней утечек, исключая другие причины понижения давления в системе. Это достигается установкой порционера и подключением его к напорной и сливной магистрали через золотниковый распределитель и переливной клапан таким об разом, чтобы проконтролировать сигналы о понижении давления в напорной магистрали возникающие или под влиянием изменяющихся рабочих циклов, или в результате нарушения герметичности в узлах гидросистемы. При наличии утечек происходит перемещение поршня порционера и его шток, взаимодействуя с концевым выключателем, отключает электродвигатель насоса. The proposed device allows you to lock the system only if there are leaks, excluding other reasons for lowering the pressure in the system. This is achieved by installing a portioner and connecting it to the pressure and drain lines through the spool valve and the overflow valve in such a way as to control signals about pressure drop in the pressure line arising either under the influence of changing operating cycles or as a result of a leak in the nodes of the hydraulic system. In the presence of leaks, the portioner piston moves and its rod interacts with the limit switch and turns off the pump motor.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства блокировки гидравлической системы. The drawing shows a schematic diagram of a device for locking the hydraulic system.

Устройство блокировки гидравлической системы состоит из насоса 1 с электродвигателем 2, блоками потребителя, например, секциями механизированной крепи 3, напорной 4 и сливной 5 магистралями, а также из блока контрольной аппаратуры, подключенной к золотниковому распределителю 6 и порционеру 7. Блок контрольной аппаратуры состоит из реле давления 8 и реле времени 9, установленными в напорной магистрали 4 и соединенными с золотниковым распределителем 6. Распределитель 6 подключен к напоpной 4 и сливной 5 магистралям и имеет две позиции переключения золотника. В качестве примера рассматривается двухпозиционный золотниковый распределитель, возможна установка в систему многопозиционного распределителя (на черт. не показано). Линия 10, ведущая от распределителя к переливному клапану 11, в одном положении золотника подключена "на слив", а в другом положении к напорной магистрали 4. Давление в линии 10 задается переливным клапаном 11 в пределах 0,5.1,0 МПа, чтобы исключить перемещение нагруженных частей гидрооборудования в системе гидропривода. Поршневая полость порционера 7 соединена с переливным клапаном 11, а штоковая полость с напорной магистралью 4. Порционер 7 установлен таким образом, чтобы он мог взаимодействовать с концевым выключателем 12 электродвигателя 2 насоса 1. Для исключения обратного движения жидкости в напорную магистраль установлен обратный клапан 13. The locking system of the hydraulic system consists of a pump 1 with an electric motor 2, consumer units, for example, sections of power support 3, pressure 4 and drain 5 highways, as well as a block of control equipment connected to the spool valve 6 and portioner 7. The block of control equipment consists of pressure switch 8 and time switch 9 installed in the pressure line 4 and connected to the spool valve 6. The valve 6 is connected to the pressure 4 and drain 5 lines and has two positions switched I slide. As an example, a two-position spool valve is considered, it is possible to install a multi-position valve in the system (not shown in the drawing). The line 10, leading from the distributor to the overflow valve 11, is connected “to drain” in one position of the spool, and in the other position to the pressure line 4. The pressure in the line 10 is set by the overflow valve 11 within 0.5.1.0 MPa to prevent movement loaded parts of hydraulic equipment in the hydraulic drive system. The piston cavity of the portioner 7 is connected to the overflow valve 11, and the rod cavity to the pressure line 4. The portioner 7 is installed so that it can interact with the limit switch 12 of the electric motor 2 of the pump 1. To prevent the reverse movement of fluid in the pressure pipe, a non-return valve 13 is installed.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Нормальная работа системы осуществляется подачей жидкости насосом 1, приводным двигателем 2, в напорную магистраль 4 к потребителю 3 под номинальным рабочим давлением и через сливную магистраль 5 поступлением обратно к насосу 1. При падении давления в напорной магистрали 4 ниже минимально допустимой величины (задаются требованиями по эксплуатации гидросистемы) включается реле давления 8, и от его сигнала электромагнитный золотник распределителя 6 переключается. После переключения распределителя 6 жидкость от насоса 1 поступает в линию 10 и далее в порционер 7 под давлением, ограниченным переливным клапаном 11. The normal operation of the system is carried out by supplying a pump 1, a drive motor 2, to the pressure line 4 to the consumer 3 under the rated operating pressure and through the drain line 5 by returning it to the pump 1. If the pressure in the pressure line 4 drops below the minimum acceptable value (set by the requirements operation of the hydraulic system), the pressure switch 8 is turned on, and the electromagnetic spool of the distributor 6 is switched from its signal. After switching the distributor 6, the liquid from the pump 1 enters the line 10 and then to the portioner 7 under pressure limited by the overflow valve 11.

Жидкость под давлением, значительно ниже номинального рабочего из порционера 7 (из штоковой полости), вытесняется в напорную магистраль 4 за обратным клапаном 13, так как магистрали 4, 5 перекрыты золотником распределителя 6, то жидкость из порционера 7 может вытесняться только в случае нарушения герметичности выше названных магистралей, при этом поршень начнет перемещаться и шток надавит на концевой выключатель 12, который в свою очередь отключит электродвигатель 2 привода насоса 1. The liquid under pressure, much lower than the nominal working one, from the portioner 7 (from the rod cavity) is displaced into the pressure line 4 behind the check valve 13, since the lines 4, 5 are blocked by the spool of the distributor 6, then the liquid from the portioner 7 can be forced out only in case of leakage above the above lines, the piston will begin to move and the rod will press on the limit switch 12, which in turn will turn off the electric motor 2 of the pump 1 drive.

В случае, если утечки невелики или практически отсутствуют, величина перемещения штока за время контроля будет незначительна. Тогда, по истечении контрольного времени (1.5) с, реле времени 9 вернет распределитель 6 в исходное положение и заблокирует реле давления 8 до повышения давления в напорной магистрали 4 выше минимально допустимого. If the leaks are small or practically absent, the amount of movement of the rod during the monitoring will be negligible. Then, after the control time (1.5) s has elapsed, the time switch 9 will return the distributor 6 to its original position and lock the pressure switch 8 until the pressure in the pressure line 4 rises above the minimum allowable.

Claims

1. The locking device of the hydraulic system, including the pressure and drain lines, pressure switches and consumer units, characterized in that it is equipped with a time switch, an electrically controlled slide valve, an overflow valve, a limit switch and a portioning cylinder, the rod of which is mounted opposite the limit switch with the possibility interaction with it, the piston cavity of the portioning hydraulic cylinder is connected to the overflow valve and through the spool valve with a drain or pressure line y, and the rod cavity with the pressure line, while the pressure switch is installed in the pressure line behind the portioning hydraulic cylinder and is connected to the time relay connected to the spool valve.

2. The device according to claim 1, characterized in that the electrically controlled spool valve made in the form of a five-line valve.

3. The device according to claim 1, characterized in that the electrically operated spool valve is made in the form of a block of several, at least two-line valves.