煤礦提升絞車液壓站冗余回路的改造

郭經(jīng)州

(永安煤業(yè)公司， 福建 三明 366102)

0 引言

提升絞車安全制動必須有并聯(lián)冗余的回油通道。冗余是指重復(fù)配置系統(tǒng)的某一部件，該部件的總數(shù)量需要≥2個，并要求部件的類型一致，控制方式一致。根據(jù)提升絞車安全保護(hù)的要求，安全制動的冗余部件之間，工作方式為并行同時動作，不存在切換過程，安全可靠性更高。

1 液壓站工作原理

1.1 液壓站的用途

液壓站的用途是產(chǎn)生高壓油,控制提升絞車盤式制動器。在工作制動時，要產(chǎn)生不同的工作油壓，以控制盤式制動器獲得不同的制動力矩[1]。在安全制動時，要能迅速回油，實現(xiàn)二級安全制動[2]。在更換水平調(diào)繩裝置或鋼絲繩伸長時，產(chǎn)生壓力油控制雙滾筒提升機(jī)滾筒的調(diào)繩裝置，調(diào)節(jié)鋼絲繩的長度。

1.2 液壓站的調(diào)壓裝置

電液調(diào)壓裝置主要由電磁比例溢流閥組成,它是一個電氣機(jī)械液壓轉(zhuǎn)換器，能將輸入的電信號轉(zhuǎn)換成機(jī)械位移。電磁比例溢流閥由電磁鐵直接產(chǎn)生推力，作用在控制閥芯的彈簧上。電磁鐵上的輸入電壓可以在0～24 DCV之間變化，電磁比例溢流閥控制產(chǎn)生不同的油壓,油壓隨輸入電壓變化，從而得到連續(xù)變化的液壓壓力。在輸入電壓達(dá)到最大值時，電磁閥門全部打開，此時壓力達(dá)到最大值。

1.3 液壓站的安全制動回路

液壓站的安全制動回路部分由電磁換向閥3、電磁比例溢流閥5、減壓閥13、單向閥22組成。電磁換向閥3用于控制盤形制動器油缸的進(jìn)油和回油，其中3DT為安全制動冗余回路。電磁比例溢流閥5用于調(diào)節(jié)制動壓力值。減壓閥13用于調(diào)節(jié)皮囊式蓄能器的充液壓力P1，皮囊式蓄能器用來保證在二級制動延時的時間內(nèi)壓力平穩(wěn)。提升絞車液壓站的工作原理如圖1所示。

1-電動機(jī);2-液壓泵;3-電磁換向閥;4-梭閥;5-電磁比例溢流閥;6-液位計;7-空氣濾清器;8-吸油過濾器; 9-壓力油管過濾器;10-壓力表;11-溢流閥;12-電加熱器;13-減壓閥;14-流量控制閥;15-蓄能器;16-梭閥; 17-磁過濾器;18-電接點壓力表;19-電接點溫度計;20-油箱;21-高壓球閥;22-單向閥。

該型液壓站在用的TE160、TE163、E138、E149、E149A等型號共計18臺,其安全回路只有單個回油電磁閥，缺少安全制動冗余回路，須進(jìn)行改造，增加冗余回油管路及電磁閥[3-6]。

2 提升絞車液壓站冗余回路技術(shù)改造

1) 在A路(接制動器的油路)增設(shè)冗余管路2、并聯(lián)電磁閥6、回油管路8、手動截止閥3、油路塊及其余相關(guān)配件,如圖2所示。閥塊均采用整體鍛鋼、磨削表面、電鍍處理。閥組配置過濾器，防止卡閥。整個管路具有手動開關(guān)，在不影響生產(chǎn)的情況下可單獨維護(hù)檢修[7]。

2) 該改進(jìn)方案方便高效，僅需2～3 h即可完成改造完成。更換過程可在不影響原液壓站的基礎(chǔ)上，到現(xiàn)場加裝冗余閥組，安裝進(jìn)出油管路，接線試壓。井下采用防爆電磁閥，具有MA防爆安全許可證，電壓與現(xiàn)場采集參數(shù)相符。地面提升絞車采用相應(yīng)的普通電磁閥即可。改造后不降低原液壓系統(tǒng)安全制動性能，不影響原系統(tǒng)二級制動功能。改造后的效果圖如圖2所示。

1-原液壓站;2-冗余管路;3-手動截止閥;4-過濾器; 5-電磁閥1;6-電磁閥2;7-焊接底板;8-回油管路。圖2 液壓站改造后的效果圖(地面非防爆設(shè)備)

3 提升絞車液壓站改造注意事項

1) 新閥組安裝尺寸、螺釘孔、油口尺寸和位置與原閥組保持一致。現(xiàn)場可直接更換并完成安裝對接。

2) 新閥組在廠內(nèi)與配套試驗用液壓站平臺進(jìn)行整體聯(lián)調(diào)和試車，完成各油壓值的設(shè)定，確保現(xiàn)場可以直接使用，縮短改造時間，不影響正常生產(chǎn)。

3) 新閥組經(jīng)過國家檢測中心檢測，出具權(quán)威檢測報告，并提供改造閥組的全部資料，如說明書、原理圖和外形圖等。保證設(shè)備和相關(guān)資料的完整性，確保改造后的設(shè)備完全滿足新規(guī)程的安全保護(hù)要求。

4) 技術(shù)改造過程僅僅針對液壓系統(tǒng)進(jìn)行,并聯(lián)冗余回路的電磁閥應(yīng)該由不同的線路和繼電器控制。當(dāng)有一條回路出現(xiàn)故障時，不會影響另一條泄油回路的正常運行[8],對恒力矩制動的液壓制動系統(tǒng)沒有負(fù)面影響。

4 結(jié)論

在對仙亭、蘇橋、池坪、半羅山、柯坑等煤礦的18臺液壓站進(jìn)行技術(shù)改造中，主要在主閥組上增加了電磁閥，A管路上有兩個閥控制。如果有一個出現(xiàn)卡閥,另一個閥能安全地把A管路的壓力泄掉。出油口加裝了回油過濾器和高壓球閥，可防止制動器回油時將油管中的鐵屑及雜質(zhì)帶入液壓站，保證液壓系統(tǒng)不被污染,安全可靠地運行。蓄能器由原來的彈簧蓄能器改為皮囊式蓄能器，避免了因彈簧式蓄能器容易出現(xiàn)密封破損及彈簧斷裂導(dǎo)致二級制動油壓不穩(wěn)定的問題。該液壓站使用德國進(jìn)口電磁比例閥，壓力控制的精度高。電磁閥選用德國力士樂的高壓閥，通徑大，起壓泄壓速度快，跟隨性好且不易漏油。通過對提升絞車液壓站增設(shè)冗余回路，提高了提升絞車安全運行的可靠性。