一种安全制动冗余恒减速液压站及其控制方法技术

一种安全制动冗余恒减速液压站及其控制方法，液压站包括油泵、电机、比例溢流阀、比例方向阀、溢流阀、蓄能器、监测阀位的传感器、制动器组和电磁换向阀，开车前诊断电磁换向阀换位正确后运行，通过两种形式的控制实现安全制动：比例方向阀实现恒减速制动、溢流阀实现二级制动，当前一种形式失灵，冗余地关闭前一种形式，并冗余地进入下一种形式。安全制动时，需要导通的管路采用并联的两个电磁换向阀实现冗余导通，需要阻断的管路采用两个串联的电磁换向阀实现冗余阻断。安全制动时有多条通道，每条都冗余，若每条都有一个电磁换向阀出现换位故障，仍能完成本次安全制动，监测阀位的传感器诊断到电磁换向阀换位故障，报警或闭锁下次开车。

A safety braking redundant and constant deceleration hydraulic station and its control method

A safety braking redundant constant deceleration hydraulic station and its control method are described. The hydraulic station includes oil pump, motor, proportional relief valve, proportional directional valve, relief valve, accumulator, sensor for monitoring valve position, brake group and electromagnetic directional valve. The electromagnetic directional valve is diagnosed before starting and operates correctly after starting. Two forms of control are adopted. Realization of safe braking: proportional directional valve to achieve constant deceleration braking, relief valve to achieve secondary braking, the current form of failure, redundant closure of the former form, and redundant access to the next form. When braking safely, two parallel electromagnetic directional valves are used to conduct the pipeline redundantly, and two series electromagnetic directional valves are used to block the pipeline redundantly. There are many channels in the safe braking, each is redundant, if each has an electromagnetic reversing valve transposition fault, still can complete this safety braking, monitoring valve position sensor diagnoses electromagnetic reversing valve transposition fault, alarm or block the next start.

【技术实现步骤摘要】
一种安全制动冗余恒减速液压站及其控制方法
本专利技术涉及安全制动冗余通道恒减速制动液压站及其控制方法，尤其是一种适用于提升机液压盘形制动器或其它机器盘形制动器的安全制动冗余通道恒减速制动液压站及其控制方法。
技术介绍
2016年10月1日执行的《煤矿安全规程》第425条规定：安全制动必须有并联冗余的回油通道。2013年07月出版的《矿井提升机故障处理和技术改造》第175页图4-38所示E141液压站，两个电磁换向阀G1虽然并联但不冗余，怎样才能称为并联冗余的回油通道？在一条回油通道上并联的两个电磁换向阀，有一个出现换位故障，仍能完成本次安全制动，称为并联冗余的回油通道，在井中实现恒减速安全制动时，电动机5断电、恒压变量泵6停止供油，比例溢流阀8断电，制动器的压力油，经过两个并联的电磁换向阀G1同时断电换到右位与溢流阀16导通，油压迅速降到溢流阀16调定压力值，然后在电液伺服阀13的作用下，制动器中油压随给定信号变化，使减速度值保持恒定，实现恒减速制动。若两个并联的电磁换向阀G1任一个出现换位故障，例如左边电磁换向阀G1出现未换位故障，制动器的压力油经过左边电磁换向阀G1的左位流到比例溢流阀8，制动器油压降为零迅速制动，导致恒减速制动失灵，可能出现断绳或滑绳事故，因制动器油压已降为零，达不到本书176页叙述的若恒减系统发生故障，可自动实现二级制动。两个电磁换向阀G1虽然是并联的通道但不是冗余的通道，并联只是实现冗余回油通道的一种方法。电液伺服阀13是恒减速控制的核心元件，若电液伺服阀13出现故障，例如出现停止在左位不再动作的故障，制动器一直向油箱排油油压降为零迅速制动，导致恒减速制动失灵，可能出现断绳或滑绳事故，同样达不到本书176页叙述的若恒减系统发生故障，可自动实现二级制动。专利号ZL200810023108.7的专利技术专利附图2中，串联的G4、G9不冗余，B组制动闸的压力油，在井中第一级安全制动时，若G4出现阀芯卡在中间的换位故障，阻断了B组制动闸通往溢流阀的通道，B组制动闸的压力油为开闸工作压力，导致井中二级制动失灵。现有提升机液压站，存在的问题：(1)《煤矿安全规程》第425条规定安全制动必须有并联冗余的回油通道的，安全制动时制动闸组与断电的比例溢流阀需要阻断采用两个并联的电磁换向阀不能实现冗余阻断，两个并联的电磁换向阀任一个出现故障，制动闸组的压力油经过故障的电磁换向阀与断电的比例溢流阀导通流回油箱，制动闸组迅速制动，没有保住恒减速制动所需油压值，导致恒减速制动失灵，可能出现断绳或滑绳事故；(2)安全制动时，制动闸组与溢流阀需要导通采用两个串联的电磁换向阀不能实现冗余导通，若第一个电磁换向阀出现处在中间位置不导通的换位故障，阻断了制动闸组压力油通往溢流阀的通道，制动闸组的压力油仍为开闸工作压力，没有达到井中第一级制动油压，导致井中第一级制动失灵；(3)仅一个比例方向阀构不成冗余，比例方向阀是恒减速控制的核心元件，若比例方向阀出现一直向油箱排油的故障，油压降为零迅速制动，没有保住恒减速制动所需油压值，导致恒减速制动失灵，可能出现断绳或滑绳事故。两个电磁换向阀并联不冗余、两个电磁换向阀串联不冗余、一个比例方向阀构不成冗余，《煤矿安全规程》第425条规定：安全制动必须有并联冗余的回油通道，并联不等于冗余，“并联冗余”的提法是不恰当的，实现安全制动冗余是目的，不论用何种联接方法必须达到冗余。安全制动冗余通道的概念理解为，通过安装同时动作的两个电磁换向阀，任一个电磁换向阀出现故障，仍能完成本次安全制动，同时监测到电磁换向阀的故障报警或闭锁下次开车。当用并联达不到冗余时，突破“并联冗余”的误区，探索两个电磁换向阀实现冗余的联接方法。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是要克服现有技术中的不足之处，提供一种避免制动事故的安全制动冗余通道恒减速制动液压站及其控制方法。技术方案：本专利技术的安全制动冗余恒减速液压站，包括:油泵、比例溢流阀、单向阀、制动闸组、监测阀位的传感器、溢流阀、比例方向阀、蓄能器、可调节流阀、油压传感器和电磁换向阀；所述的油泵出口管路上设有单向阀，单向阀出口经管路连接有比例溢流阀和并联的两个蓄能器，并联的两个蓄能器入口管路上分别设有单向阀；所述的制动闸组连接油箱的管路上设有并联的两个电磁换向阀G2、G22，制动闸组的输出管路上连有溢流阀，连接溢流阀的管路上并联有电磁换向阀G1和A电磁换向阀；所述的溢流阀分别连接有比例方向阀、可调节流阀和溢流阀，连接比例方向阀的管路上设有串联的两个电磁换向阀G4、G44，比例方向阀连接蓄能器的管路上设有单向阀，溢流阀连接可调节流阀和溢流阀的管路上设有并联的两个电磁换向阀G3、G33，可调节流阀连接蓄能器的管路上设有单向阀。所述的A电磁换向阀为两个串连在一起的电磁换向阀G11、G111或一个电磁换向阀G11，两个串连电磁换向阀G11、G111的入口经管路与相并联的电磁换向阀G1相连通，或两个串连电磁换向阀G11、G111中的一个电磁换向阀入口经管路与相并联的电磁换向阀G1相连通，或一个电磁换向阀G11的入口经管路与相并联的电磁换向阀G1相连通。所有电磁换向阀上均设有监测阀位的传感器。实施上述安全制动冗余恒减速液压站的控制方法，包括如下具体过程：系统正常工作前，向蓄能器和充油，A电磁换向阀断电，电磁换向阀G2、G22、G3、G33、G4、G44通电，比例溢流阀调节的压力油经过单向阀进入蓄能器和经过单向阀入蓄能器，直至达到油压传感器的设定要求值充压完毕，比例溢流阀的电压降为零，系统进入正常工作；系统正常工作时，所有电磁换向阀全部通电，由监测阀位的传感器监测到电磁换向阀G4、G44通电换到左位后开车，开车后，比例溢流阀的电压逐渐升至设定的工作电压，相应的油压逐渐升至设定的工作油压，压力油进入制动闸组开闸，提升机正常运行；工作制动时，比例溢流阀的电压从工作电压逐渐降到零，相应的油压从工作油压逐渐降到残压，制动闸组合闸，达到全制动状态，提升机停止工作；提升机系统发生包括全矿断电、超速、倒转的故障时，制动分为两种不同情况实现提升机系统安全制动，控制油泵的电机断电，油泵停止供油，所有的单向阀全部关闭，提升机系统安全制动的两种不同情况如下：1)当提升容器处在井中，比例溢流阀的电压维持工作电压不变，压力油的油压小于工作油压时比例溢流阀关闭；制动闸组与比例溢流阀被A电磁换向阀断电换到右位阻断，阻断的目的是保持制动闸组的油压，制动闸组的压力油经过并联的电磁换向阀G1断电换到右位和A电磁换向阀断电换到右位与溢流阀导通，达到溢流阀调定的贴闸皮油，制动闸组的闸瓦无力的紧贴着制动闸盘；提升容器井中制动分两种形式实现安全制动；2)当提升容器处在井口，应立即停车，实现井口一级安全制动，比例溢流阀断电，A电磁换向阀仍处在通电导通状态，制动闸组的压力油，一路经过A电磁换向阀左位流入比例溢流阀回油箱，另一路经过并联的两个电磁换向阀G2、G22同时断电换到右位回油箱，制动闸组迅速制动，实现井口一级安全制动，达到全制动状态，满足《煤矿安全规程》第426条盘式制动器空动时间不得超过0.3秒的规定。所述提升容器井中制动分两种形式实现安全制动如下：井中制动形式一：由比例方向阀实现恒减速安全制动，根据设定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安全制动冗余恒减速液压站，包括:油泵(1)、比例溢流阀（2）、单向阀、制动闸组（4）、监测阀位的传感器(5)、溢流阀、比例方向阀（7）、蓄能器、可调节流阀(9)、油压传感器（14）和电磁换向阀；其特征在于：所述的油泵(1)出口管路上设有单向阀(3)，单向阀(3)出口经管路连接有比例溢流阀（2）和并联的两个蓄能器（12、8），并联的两个蓄能器（12、8）入口管路上分别设有单向阀（13‑1、11‑1）；所述的制动闸组（4）连接油箱的管路上设有并联的两个电磁换向阀G2、G22，制动闸组（4）的输出管路上连有溢流阀（6），连接溢流阀（6）的管路上并联有电磁换向阀G1和A电磁换向阀；所述的溢流阀（6）分别连接有比例方向阀（7）、可调节流阀(9)和溢流阀(10)，连接比例方向阀（7）的管路上设有串联的两个电磁换向阀G4、G44，比例方向阀（7）连接蓄能器(8)的管路上设有单向阀(11‑2)，溢流阀（6）连接可调节流阀(9)和溢流阀(10)的管路上设有并联的两个电磁换向阀G3、G33，可调节流阀(9)连接蓄能器(12)的管路上设有单向阀(13‑2)。

【技术特征摘要】
1.一种安全制动冗余恒减速液压站，包括:油泵(1)、比例溢流阀（2）、单向阀、制动闸组（4）、监测阀位的传感器(5)、溢流阀、比例方向阀（7）、蓄能器、可调节流阀(9)、油压传感器（14）和电磁换向阀；其特征在于：所述的油泵(1)出口管路上设有单向阀(3)，单向阀(3)出口经管路连接有比例溢流阀（2）和并联的两个蓄能器（12、8），并联的两个蓄能器（12、8）入口管路上分别设有单向阀（13-1、11-1）；所述的制动闸组（4）连接油箱的管路上设有并联的两个电磁换向阀G2、G22，制动闸组（4）的输出管路上连有溢流阀（6），连接溢流阀（6）的管路上并联有电磁换向阀G1和A电磁换向阀；所述的溢流阀（6）分别连接有比例方向阀（7）、可调节流阀(9)和溢流阀(10)，连接比例方向阀（7）的管路上设有串联的两个电磁换向阀G4、G44，比例方向阀（7）连接蓄能器(8)的管路上设有单向阀(11-2)，溢流阀（6）连接可调节流阀(9)和溢流阀(10)的管路上设有并联的两个电磁换向阀G3、G33，可调节流阀(9)连接蓄能器(12)的管路上设有单向阀(13-2)。2.根据权利要求1所述的一种安全制动冗余恒减速液压站，其特征在于：所述的A电磁换向阀为两个串连在一起的电磁换向阀G11、G111或一个电磁换向阀G11，两个串连电磁换向阀G11、G111的入口经管路与相并联的电磁换向阀G1相连通，或两个串连电磁换向阀G11、G111中的一个电磁换向阀入口经管路与相并联的电磁换向阀G1相连通，或一个电磁换向阀G11的入口经管路与相并联的电磁换向阀G1相连通。3.根据权利要求1所述的一种安全制动冗余恒减速液压站，其特征在于：所有电磁换向阀上均设有监测阀位的传感器（5）。4.实施权利要求l所述的安全制动冗余恒减速液压站的控制方法，其特征在于，包括如下具体过程：系统正常工作前，向蓄能器（8）和（2）充油，A电磁换向阀断电，电磁换向阀G2、G22、G3、G33、G4、G44通电，比例溢流阀（2）调节的压力油经过单向阀(11-1)进入蓄能器（8）和经过单向阀（13-1）入蓄能器（12），直至达到油压传感器（14）的设定要求值充压完毕，比例溢流阀（2）的电压降为零，系统进入正常工作；系统正常工作时，所有电磁换向阀全部通电，由监测阀位的传感器（5）监测到电磁换向阀G4、G44通电换到左位后开车，开车后，比例溢流阀（2）的电压逐渐升至设定的工作电压，相应的油压逐渐升至设定的工作油压，压力油进入制动闸组（4）开闸，提升机正常运行；工作制动时，比例溢流阀（2）的电压从工作电压逐渐降到零，相应的油压从工作油压逐渐降到残压，制动闸组（4）合闸，达到全制动状态，提升机停止工作；提升机系统发生包括全矿断电、超速、倒转的故障时，制动分为两种不同情况实现提升机系统安全制动，控制油泵（1）的电机断电，油泵（1）停止供油，所有的单向阀全部关闭，提升机系统安全制动的两种不同情况如下：1）当提升容器处在井中，比例溢流阀（2）的电压维持...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐桂云，张晓光，张熠乐，
申请(专利权)人：徐州大恒测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32