專利名稱：用于工作面支架的液壓回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求I的前序部分所述的液壓回路，其在地下開(kāi)采中借助支護(hù)裝置(掩護(hù)支架)而用于工作面支架。
背景技術(shù)：
這種回路是眾所周知且被廣泛應(yīng)用的，其涉及通過(guò)自身壓力控制的液壓設(shè)備。在這種液壓設(shè)備中，通過(guò)使用液壓循環(huán)的泵壓來(lái)以液壓的 方式預(yù)調(diào)閥門。這種方法在支護(hù)控制(Ausbausteuerung)中得以實(shí)現(xiàn)。即使工作面支架中只用兩條供應(yīng)管線也足以應(yīng)對(duì)。相反，在外部控制系統(tǒng)中液壓預(yù)調(diào)命令通過(guò)單獨(dú)的、獨(dú)立于負(fù)荷壓力或泵壓工作的調(diào)節(jié)閥生成，其中經(jīng)由獨(dú)立的壓力管道向調(diào)節(jié)閥供應(yīng)壓力介質(zhì)。此外，這種系統(tǒng)還一定包括所有控制體積(Steuervolumina)的分開(kāi)的回流導(dǎo)管。但由此也增加了設(shè)置管道的花費(fèi)。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)很難對(duì)故障進(jìn)行定位，因?yàn)椴荒芘懦齼蓚€(gè)壓力供應(yīng)(工作壓力供應(yīng)和預(yù)調(diào)壓力供應(yīng))相互影響的可能。由于將工作壓力從預(yù)調(diào)壓力去耦的要求，尤其是考慮到壓力平衡和密封，閥門結(jié)構(gòu)在技術(shù)上也明顯更加困難。在自身壓力控制的液壓設(shè)備中，由于高度的復(fù)雜性以及大量位于工作面中的控制元件和開(kāi)關(guān)元件(尤其是調(diào)節(jié)閥和負(fù)荷保持閥)，采礦中高度的安全標(biāo)準(zhǔn)也在另一方面造成了防護(hù)措施上的大筆開(kāi)銷。此外，用于掩護(hù)支架的液壓設(shè)備需要保證，盡管存在包括不允許的操作狀態(tài)或未計(jì)劃的故障在內(nèi)的大量可能的操作狀態(tài)，井下人員都可以在工作面區(qū)域內(nèi)安全地停留在支架下。通過(guò)W02005054629公開(kāi)了一種類似的液壓回路，其中通過(guò)壓力傳感器監(jiān)控工作面供應(yīng)管線I中預(yù)給定的最小壓力是否存在，工作面供應(yīng)管線通過(guò)泵分支和相應(yīng)的液壓調(diào)節(jié)閥將以液壓方式操作的缸/活塞單元和泵連接，其中壓力傳感器和電氣控制單元(5)連接用于關(guān)斷。這樣可以保證，尤其是在泵起動(dòng)的情況下，只有當(dāng)已經(jīng)建立起來(lái)的壓力也足夠用于支撐山體時(shí)才能通過(guò)自身壓力操作相應(yīng)的液壓控制閥。在泵按規(guī)定地起動(dòng)之后并且尤其是不在單獨(dú)的節(jié)式支架內(nèi)的所述例外情況下，可以避免意外的對(duì)可控止回閥加偏壓，所述止回閥使得缸/活塞單元相對(duì)山體壓力保持關(guān)閉。DE 102004017712A1公開(kāi)了一種類似的液壓回路，其中節(jié)式支架的施力器(Kraftgeber)及其各自的控制閥通過(guò)公共的組合回流管線與回流管線連接并且對(duì)應(yīng)于節(jié)式支架的組合截止閥根據(jù)組合回流管線中的液壓流在其下降到極限值時(shí)關(guān)閉。即節(jié)式支架根據(jù)體積流量無(wú)壓力地進(jìn)行開(kāi)關(guān)。這樣在前進(jìn)或返回中就不能避免不正常的壓力狀態(tài)，因此可能導(dǎo)致不希望且不允許的開(kāi)關(guān)，尤其導(dǎo)致支撐山體壓力的止回閥開(kāi)啟。因此，盡管有這種保護(hù)措施，還觀察到消極地影響安全的不希望的功能被觸發(fā)或執(zhí)行。起因可能在于不密封的閥門，其釋放施加到掩護(hù)支架的支撐缸或工作缸的壓力；打開(kāi)的閥門/或卡住的打開(kāi)的閥門；卡住的打開(kāi)的預(yù)調(diào)閥門；回流阻塞，其-視控制活塞的面積比-可能導(dǎo)致安全閥或負(fù)荷支撐閥/可截止的止回閥不希望地打開(kāi)以及/或者沖出缸/活塞單元。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，改進(jìn)現(xiàn)在使用的、通過(guò)自身壓力控制的液壓設(shè)備，使得可以避免出現(xiàn)威脅生命和花費(fèi)昂貴的故障，此外不需要大筆的改造費(fèi)用也可以對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。根據(jù)權(quán)利要求I的解決方案基于出乎意料之外的認(rèn)識(shí)，即控制閥和負(fù)荷支撐閥/可截止的止回閥之間的液壓狀態(tài)對(duì)于支護(hù)控制的液壓部件的安全而言具有特別且至關(guān)重要的意義。 通過(guò)在該位置進(jìn)行建議的壓力監(jiān)控，即使在泵設(shè)備發(fā)生故障的情況下，在整個(gè)電氣和液壓控制緊急斷開(kāi)的情況下，以及在出現(xiàn)超過(guò)負(fù)荷支撐閥能力的非常高的山體壓力的情況下，避免意外的工作狀態(tài)出現(xiàn)，在這種意外的工作狀態(tài)中，壓力情況足夠以液壓的方式預(yù)調(diào)-即打開(kāi)-重要的閥門。建議的壓力監(jiān)控裝置可以在液壓開(kāi)關(guān)中具有一個(gè)功能。但它也可以僅用于為操作者-即向相應(yīng)的工作面控制單元或向中央控制單元發(fā)送信號(hào)。并且不是每一個(gè)微小的壓力都要發(fā)送信號(hào)，而是查明并預(yù)先給定一個(gè)閾值，超過(guò)該閾值工作面支架的液壓設(shè)備就可能出現(xiàn)不安全的運(yùn)行情況。本發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求2的構(gòu)造避免了壓力監(jiān)控設(shè)備的大筆花費(fèi)并且為此只是預(yù)先規(guī)定了對(duì)掩護(hù)支架控制閥的活塞位置的監(jiān)控。本發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求2的構(gòu)造基于這樣的前提，即完全不加壓的狀態(tài)不會(huì)出現(xiàn)并且因此只考慮避免可能導(dǎo)致不希望的開(kāi)關(guān)操作的壓力高度。如權(quán)利要求4建議的，在超過(guò)不允許的壓力時(shí)，只是發(fā)出聲學(xué)或光學(xué)的信號(hào)以促使操作者介入。然而，本發(fā)明還可以滿足最高的安全要求，其中超過(guò)不允許的壓力自動(dòng)地阻止可能導(dǎo)致危險(xiǎn)狀況的操作狀態(tài)，尤其是缸/活塞單元的壓力操作。在根據(jù)權(quán)利要求6的擴(kuò)展中給出了壓力傳感器的一種性價(jià)比高且堅(jiān)固耐用的實(shí)現(xiàn)方式，其滿足本發(fā)明的要求。在根據(jù)權(quán)利要求7的擴(kuò)展中還通過(guò)壓力傳感器對(duì)每個(gè)缸/活塞單元的環(huán)形活塞管線進(jìn)行監(jiān)控。通過(guò)該壓力傳感器，在到達(dá)預(yù)定的最高壓力時(shí)整個(gè)工作面將被切換為不加壓，這樣尤其是開(kāi)啟支撐山體壓力的止回閥便不可能再發(fā)生。通過(guò)已經(jīng)提到的W02005054629，通過(guò)壓力傳感器(8，7)監(jiān)控在回流聚集管線中是否存在預(yù)先給定的最高壓力，所述壓力傳感器與一個(gè)或多個(gè)節(jié)式支架相隔一段距離，并與電氣控制單元(5)相連用于關(guān)斷。相比而言，根據(jù)本發(fā)明在缸/活塞單元和每個(gè)節(jié)式支架的接口之間設(shè)置壓力傳感器。只有這樣才可以監(jiān)控可截止的止回閥不會(huì)由于突然的回流阻塞以及由此升高的壓力而被截止。典型地，可截止的止回閥在壓力為80bar的情況下截止，這樣可允許的最高氣壓必須確定為較小的值-例如50bar.


下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。其中，圖1A，IB示出了在工作面中節(jié)式支架的電氣/液壓回路；
圖2示出了用于節(jié)式支架的施力器的閥門。附圖標(biāo)記代表I.工作面供應(yīng)管線(泵聚集管線，向前)，其延伸于工作面長(zhǎng)度的一部分或整個(gè)工作面，并且連接到泵站；2.聚集回流管線(回流聚集管線，回流)，其延伸于工作面長(zhǎng)度的一部分或整個(gè)工作面，并且與泵站的罐(Tank)連接。
3.用于節(jié)式支架的掩護(hù)支架控制裝置的液壓控制裝置。示出了施力器4中的一個(gè)。液壓控制裝置通過(guò)向前分支12與向前管線連接，并通過(guò)回流分支13與回流管線連接。4.施力器，此處表示為缸/活塞單元。5.掩護(hù)支架裝置的電氣控制單元，用于控制液壓的控制裝置。其從中央的工作面控制裝置15接收開(kāi)關(guān)命令。此外存在的輔助閥門，尤其是止回閥，未被示出。液壓控制裝置包括多個(gè)閥門。它們?cè)谌鐖D2的原理圖中示出。
具體實(shí)施例方式基本上，每個(gè)施力器與工作面的泵聚集管線的連接(泵分支)在施力器的通過(guò)山體壓力加載的輸出端和液壓控制裝置5之間通過(guò)被構(gòu)造為可截止的止回閥的負(fù)荷支撐閥14被截止，這樣在泵壓力取消或切斷時(shí)，施力器的負(fù)荷壓力落到密封關(guān)閉的止回閥上。然而，當(dāng)負(fù)荷壓力和預(yù)調(diào)壓力的壓力差低于通過(guò)閥門結(jié)構(gòu)預(yù)給定的值時(shí)，該止回閥14可以通過(guò)液壓預(yù)調(diào)節(jié)通過(guò)系統(tǒng)壓力截止。止回閥14以液壓的方式進(jìn)行開(kāi)關(guān)，使得在液壓截止時(shí)，施力器的工作空間通過(guò)起動(dòng)6和回流分支與回流聚集管線連接。這種可截止的止回閥例如由 DE 3804848A1 公開(kāi)。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的壓力監(jiān)控裝置6阻止了可截止的止回閥和液壓控制裝置5之間的壓力到達(dá)可以導(dǎo)致掩護(hù)支架的通過(guò)自身壓力控制的液壓裝置出現(xiàn)不希望或者特別是不安全的功能的一個(gè)高度，例如尤其是導(dǎo)致作為負(fù)荷支撐閥工作的止回閥14的意外的截止(加偏壓)。壓力的預(yù)給定的高度根據(jù)液壓設(shè)備的設(shè)計(jì)而定，但是也要考慮安全要求。最大值可以在0 IOObar之間，例如50bar。根據(jù)本發(fā)明的壓力監(jiān)控裝置7首先可以使壓力傳感器和壓力開(kāi)關(guān)。壓力開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單且耐用的結(jié)構(gòu)，以及在超過(guò)預(yù)定的閾值壓力(最高壓力)時(shí)只有開(kāi)/關(guān)信號(hào)。但是壓力監(jiān)控裝置7還可以例如只是壓力操作的報(bào)警信號(hào)燈，其在壓力低于最高值時(shí)顯示綠的LED燈，在超過(guò)最大值時(shí)顯示紅的LED燈。在超過(guò)最大值時(shí)，也可能作為替代的或補(bǔ)充的發(fā)出聲學(xué)的信號(hào)。這些信號(hào)可以在每一個(gè)掩護(hù)支架，掩護(hù)支架控制裝置或中央控制裝置15處發(fā)出。也可以規(guī)定，在到達(dá)最高壓力30bar時(shí)，壓力監(jiān)控裝置6關(guān)閉電子器件5，從而不可能再操作閥門。由此還可能出現(xiàn)這樣的情況其運(yùn)行被執(zhí)行支撐功能中斷的施力器的工作活塞下降，并且在回流管線中大量的液體導(dǎo)致相應(yīng)的阻塞壓力升高以及另一方面導(dǎo)致負(fù)荷壓力下降，這樣就不能再維持用于關(guān)閉可截止的止回閥14所需的壓力情況；然而這種危險(xiǎn)很快會(huì)發(fā)送信號(hào)或者導(dǎo)致對(duì)支撐裝置的功能進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕槿?。在根?jù)圖IA的實(shí)施方式中示出了掩護(hù)支架的多個(gè)施力器的壓力監(jiān)控裝置也在空間上組合成一個(gè)監(jiān)控單元8。優(yōu)選的假設(shè)在于，該施力器的液壓控制裝置也組合成所謂的閥門模塊(此處未示出)。監(jiān)控單元8就可以集成到閥門模塊中。監(jiān)控單元8根據(jù)電器的監(jiān)控總線管線9和工作面關(guān)閉閥11和中央的工作面控制裝置15連接。具有電輸出信號(hào)的壓力監(jiān)控裝置通過(guò)電氣分支與監(jiān)控總線管線9連接，這樣在超過(guò)允許的最高壓力時(shí)，在壓力監(jiān)控裝置之一處可以實(shí)施構(gòu)建運(yùn)行安全所需要的措施，從單個(gè)措施到停止所有的支架運(yùn)行。在根據(jù)圖2的細(xì)節(jié)圖-補(bǔ)充圖I-中，示出了液壓控制裝置3的各個(gè)閥門，即預(yù)調(diào)閥門16通過(guò)掩護(hù)支架的電氣控制裝置被調(diào)節(jié)并且在兩個(gè)位置之間以液壓的方式切換主閥門在以液壓的方式控制中，主閥門通過(guò)預(yù)調(diào)閥門釋放兩個(gè)工作面供應(yīng)管線(泵管線，壓力管線)I和施力器的缸的起動(dòng)6之間的連接；施力器的 活塞被舉起。如果通過(guò)預(yù)調(diào)閥門的液壓控制下降，則主閥門釋放在可截止的止回閥14/負(fù)荷支撐閥和聚集回流管線2之間的連接，使得在該管線中的壓力基本上下降到聚集回流管線2的壓力?，F(xiàn)在通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的壓力監(jiān)控裝置7對(duì)該壓力進(jìn)行監(jiān)控。由此主閥門17的功能也同時(shí)被監(jiān)控。相反，還可以設(shè)置壓力監(jiān)控裝置7，使得主閥門17的開(kāi)關(guān)活塞被監(jiān)控，并且當(dāng)開(kāi)關(guān)活塞沒(méi)有或沒(méi)有完全到達(dá)通過(guò)預(yù)調(diào)閥門16的開(kāi)關(guān)位置預(yù)給定的開(kāi)關(guān)位置時(shí)發(fā)送信號(hào)。根據(jù)圖IB的擴(kuò)展相對(duì)于之前描述的特點(diǎn)僅在于，每個(gè)缸/活塞單元4的環(huán)形活塞管線10也被壓力傳感器19監(jiān)控。這些壓力傳感器19中的每一個(gè)都通過(guò)另一條總線管線20同樣地與工作面關(guān)閉閥門接通-在可能的情況下通過(guò)中央的工作面控制裝置15接通，使得當(dāng)環(huán)形活塞管線10中達(dá)到預(yù)給定的最高壓力是，整個(gè)工作面可以切換為不加壓。這樣也保證了不再存在通過(guò)其可以截止支撐山體壓力的止回閥的自身壓力。由此，工作面的所有節(jié)式支架被切換為不加壓的允許的最高壓力被設(shè)置為比足以截止止回閥的例如SObar的自身壓力明顯要低至少20%,例如降至50bar。附圖標(biāo)記I.工作面供應(yīng)管線，I2.聚集回流管線，23.掩護(hù)支架控制單元，液壓控制單元，掩護(hù)支架控制閥門，控制模塊34.施力器缸活塞單元45.電氣控制單元掩護(hù)支架控制單元56 壓力管線，輸出端，起動(dòng)67.壓力監(jiān)控裝置壓力傳感器78.監(jiān)控單元壓力監(jiān)控組件89.監(jiān)控總線管線910.環(huán)形活塞管線11.工作面關(guān)閉閥門掩護(hù)支架控制裝置1112.向前分支1213.回流分支1314.負(fù)荷支撐閥門，可截止的止回閥15.中央的工作面控制裝置15
16.預(yù)調(diào)閥門1617.主閥門 1718.壓力限制閥18
19.壓力傳感器20.總線管線20
權(quán)利要求
1.一種在地下開(kāi)采中用于工作面支架的液壓回路，用于利用多個(gè)掩護(hù)支架支撐工作面，其中每個(gè)掩護(hù)支架裝配有液壓的缸/活塞單元用于執(zhí)行拆除、推進(jìn)、安放的支架功能，其中每個(gè)缸/活塞通過(guò)能截止的止回閥(負(fù)荷支撐閥)和壓力管線與掩護(hù)支架控制閥連接，并且能夠根據(jù)分配給每個(gè)掩護(hù)支架的掩護(hù)支架控制裝置的預(yù)給定通過(guò)掩護(hù)支架控制閥與泵管線連接或者在同時(shí)截止止回閥的情況下與回流管線連接，或者能通過(guò)止回閥相對(duì)于壓力管線截止，其特征在于，在止回閥(14)和掩護(hù)支架控制閥(3)之間的壓力管線(6)中設(shè)置壓力監(jiān)控裝置(7)。
2.如權(quán)利要求I所述的液壓回路，其特征在于，所述壓力監(jiān)控裝置(7)是用于監(jiān)控掩護(hù)支架控制閥(3)的活塞位置的裝置，所述用于監(jiān)控掩護(hù)支架控制閥(3)的活塞位置的裝置將由掩護(hù)支架控制裝置(3，5)預(yù)給定的額定位置與所測(cè)量的掩護(hù)支架控制閥(3)的活塞的實(shí)際位置之間的偏差作為偏差信號(hào)發(fā)送。
3.如權(quán)利要求I所述的液壓回路，其特征在于，所述壓力監(jiān)控裝置(7)是位于掩護(hù)支架控制閥(3)和能截止的止回閥(14)之間的壓力管線中的壓力傳感器，所述壓力傳感器將由掩護(hù)支架控制裝置(3，5)預(yù)給定的額定壓力和所測(cè)量的實(shí)際壓力之間的偏差作為偏差信號(hào)發(fā)送。
4.如權(quán)利要求2或3所述的液壓回路，其特征在于，如果所述偏差信號(hào)超過(guò)預(yù)定的閾值，則發(fā)出聲學(xué)或光學(xué)的信號(hào)。
5.如權(quán)利要求2或3所述的液壓回路，其特征在于，如果所述偏差信號(hào)超過(guò)預(yù)定的閾值，則通過(guò)所述掩護(hù)支架控制裝置(3，5)將缸/活塞單元(4)切換為不加壓。
6.如權(quán)利要求I所述的液壓回路，其特征在于，所述壓力監(jiān)控裝置(7)是壓力開(kāi)關(guān)。
7.如權(quán)利要求I所述的液壓回路，其特征在于，掩護(hù)支架中的多個(gè)掩護(hù)支架控制閥(3)組合成一結(jié)構(gòu)單元(閥門模塊)；從每一個(gè)掩護(hù)支架控制閥到相應(yīng)的缸/活塞單元(4)的壓力管線包含壓力監(jiān)控裝置(7)，所述壓力監(jiān)控裝置組合成監(jiān)控組件(8);所述監(jiān)控組件配備有液壓接口用于從掩護(hù)支架控制閥到壓力監(jiān)控裝置和從壓力監(jiān)控裝置到相應(yīng)的缸/活塞單元的止回閥的壓力管線的入口和出口 ；所述監(jiān)控組件通過(guò)公共的總線管線(9)與所述掩護(hù)支架控制裝置(11)連接，所有相應(yīng)的壓力監(jiān)控裝置(7)都連接到所述總線管線；掩護(hù)支架控制裝置(11)能借助于每個(gè)壓力控制裝置獨(dú)有的用于查詢壓力信號(hào)的密碼對(duì)每個(gè)壓力監(jiān)控裝置(7)進(jìn)行詢問(wèn)。
8.如權(quán)利要求I所述的液壓回路，其特征在于，每個(gè)缸/活塞單元的環(huán)形活塞管線(10)也由壓力傳感器(19)監(jiān)控，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定的最高壓力時(shí)通過(guò)所述壓力傳感器能將整個(gè)工作面切換為不加壓。
全文摘要
一種在地下開(kāi)采中用于工作面支架的液壓回路，用于利用多個(gè)掩護(hù)支架支撐工作面，其在止回閥和掩護(hù)支架控制閥之間的壓力管線中包括壓力監(jiān)控裝置。該壓力監(jiān)控裝置可以是用于監(jiān)控掩護(hù)支架控制閥門的活塞位置的裝置，所述裝置將通過(guò)掩護(hù)支架控制裝置預(yù)給定的額定位置與所測(cè)量的掩護(hù)支架控制閥門的活塞的實(shí)際位置之間偏差作為偏差信號(hào)發(fā)送。所述壓力監(jiān)控裝置也可以是壓力傳感器，所述傳感器將通過(guò)掩護(hù)支架控制裝置預(yù)給定的額定壓力和所測(cè)量的實(shí)際壓力之間的偏差作為偏差信號(hào)發(fā)送。所述信號(hào)可以是光學(xué)或聲學(xué)的。
文檔編號(hào)E21D23/26GK102713149SQ201080005407
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者G·烏爾芬格, P·拉姆斯, W·威格爾 申請(qǐng)人:迪芬巴赫控制系統(tǒng)股份有限公司