矿井提升机液压制动系统手动泄油安全装置设计与应用

赵君志

(平顶山煤业(集团)三环有限责任公司,河南省平顶山市,467092)

自从提升运输系统电控设备使用PLC网络化控制系统以来,设备电控系统工作正常、运行平稳可靠,很少出现故障。但是提升机的液压制动系统由于液压油变质、含有杂质或液压元件质量存在问题等多种原因,经常出现各电磁阀卡阻故障,盘型闸制动失灵,从而导致设备发生重大事故。为了保证液压电磁阀卡阻失灵时盘型闸能够安全可靠地制动,在液压电磁阀与盘式制动器之间的液压油路上安装一个手动泄油装置。当液压电磁阀失灵,盘型闸因供油系统不能及时回油发生制动失效时,提升机司机可以进行手动操作泄油装置,实现设备安全制动,减少重大提升事故发生的几率。

1 安装条件分析

根据矿井提升机液压制动系统的主要技术性能和作用,以及液压制动系统在工作中存在的问题,经过认真分析研究,认为在制动系统中加装的手动泄油装置必须符合以下3个条件。

(1)在设备正常工作时,手动泄油装置不允许产生泄漏,保证液压制动系统的工作油压稳定可靠。

(2)手动泄油装置的操作手柄必须安装在提升机司机操作台的合适位置,保证司机在紧急情况下能够顺利操控该装置(见图1)。

(3)该装置的油管必须安设在提升机盘式制动器与液压站电磁阀之间的油路上,保证能够同时控制提升机活动卷筒和固定卷筒的制动器,使所有制动器能够同时泄油,避免两个卷筒的制动器出现不同步制动,对设备产生冲击。

图1 司机操作台安装泄油阀示意图

2 手动泄油装置控制元件的选用

经过对手动泄油装置和液压控制阀的分析和研究,我们制订了两套选用方案。

2.1 方案一:使用手动三位四通阀

使用手动三位四通阀泄油示意图见图2。

图2 使用手动三位四通阀泄油示意图

优点:手动三位四通阀有一个截止位置,两个开通位置,其两个开通位置均能够实现泄油,便于阀体在操作台内安装;手动三位四通阀是定型产品,无需改进,购得即可使用。

缺点:手动三位四通阀的阀芯与阀体之间有间隙,存在内部渗漏,对液压制动系统的工作油压有影响。

2.2 方案二:使用高压球阀

使用高压球阀泄油示意图见图3。

图3 使用高压球阀泄油示意图

优点:高压球阀的通过流量与球阀的开启程度成正比,其开关操作转角较小,便于操作;高压球阀没有渗漏,对液压制动系统的工作油压不会产生影响。

缺点:一个高压球阀只能控制一个油路,而提升机液压制动系统有A、B管两个油路,需要两个高压球阀,制动时要保证其同时性,增加了安装难度;高压球阀的控制杆短,需要延长控制杆才能使用,并且一个人不易同时操控两个高压球阀,提升机的两个制动盘就不能同时投入制动。

综合分析研究两个选用方案,为了不对提升机液压制动系统的工作油压产生影响,我们决定采用第二套方案。在两个高压球阀的控制杆上加装一个“h”形控制手把(见图4),使其能够同时控制两个高压球阀的开闭状态,实现一个人同时控制液压制动系统的两个油路泄油,所有制动器同时投入制动。

图4 h型手柄泄油示意图

3 现场使用情况

矿井提升机液压制动系统手动泄油装置在设备上安装完成后,我们对该装置的实际使用的合理性和可靠性进行了工业性试验,该项试验工作分为两个步骤。

3.1 手动泄油装置油路处于关闭状态

主要目的是检验手动泄油装置的油管、管接头和高压球阀是否有渗油、漏油现象。

经过多次对通入提升机实际工作油压(P=5.0 MPa)进行测试,手动泄油装置的油管、管接头和高压球阀均没有渗油、漏油现象;提升机液压制动系统的工作油压稳定,油压表指针没有摆动、颤动现象,能够保证提升机制动器的正常工作。

3.2 手动泄油装置油路处于开通状态

主要目的是检验手动泄油装置能否在液压电磁阀失灵的情况下使制动器完全泄油制动。

让两个罐笼处于井筒中间位置停车,操作提升机工作闸手柄,使液压制动系统处于工作油压(P=5.0 MPa),制动器处于完全开闸状态,然后操作手动泄油装置手把,打开泄油油路,这时油压表显示油压迅速下降至0.39 MPa,制动器立即投入制动。

经过对矿井提升机液压制动系统手动泄油装置的工业性试验证实,该装置符合设计要求,对提升机液压制动系统的工作性能没有影响,能够保证在液压电磁阀失灵时,控制提升机制动系统安全可靠地制动。

4 结论

矿井提升机液压制动系统手动泄油装置的研制,解决了目前矿井提升机和带式输送机等大型设备液压制动系统中存在的问题,该装置能够在液压制动系统的液压电磁阀失灵时实现手动泄油,确保其安全可靠制动,避免由于不能安全制动而造成重大事故,其社会经济效益显著,具有很好地推广价值。