本实用新型专利技术涉及一种液压支架换向阀自动控制装置以及控制方法，主要包括导轨及固定机构、推杆机构、执行机构、控制单元。本装置由控制单元进行控制，电推杆提供动力，通过压板的上下两个位置、感应线圈组件的通电状态控制液压支架换向阀阀芯的运动。由于导轨及固定机构、推杆机构、执行机构以及控制单元之间的相互配合，实现了一个电推杆自动控制多片换向阀阀组动作的功能，配合采煤工作面的设备，将液压支架支撑、推溜、移架等功能集成为一体。本实用新型专利技术将电信号转变为液信号，结构较简单，增加了液压支架控制的自动化程度。本实用新型专利技术可以降低工人的劳动强度和作业难度，提高安全保障，加工维护成本较低。加工维护成本较低。加工维护成本较低。
【技术实现步骤摘要】
一种液压支架换向阀自动控制装置
[0001]本技术属于煤矿支护领域，具体涉及一种煤矿支护设备-液压支架换向阀的自动控制领域。
技术介绍
[0002]建设“智慧矿山”是我国煤炭发展的主要趋势，综采工作面向着更加自动化和智能化发展。液压支架是井下综采工作面最重要的支护设备，其在开采煤矿过程中可以控制及支撑工作面顶板，提高了开采工作的效率，保证了设备及人员的安全。同时液压支架作为“三机一架”中的一架，与采煤机、刮板机配合联动开采煤炭。因此综采工作面自动化的重点在于提高液压支架控制的自动化程度。
[0003]控制液压支架的方式主要有人工控制手动换向阀和电液控制系统控制。
[0004]手动换向阀作为液压支架中的流体分配机构，用来控制液压支架中各个油缸的运动，现今煤矿井下使用的操纵阀组多是由多件相同的片式阀组装而成，片阀数量的多少可以根据支架动作的需要进行组合。该阀具有流量大、工作压力大、操作简单省力、密封性好、防尘效果好等特点。换向阀主要由操作机构、阀体、接头、进回液阀杆组件、手柄自锁机构等组成。每个片阀都单独控制一个执行机构，比如油缸的伸缩动作。
[0005]但是手动换向阀一般只能由工作人员站在动作支架上进行操作。支架的动作、掉矸、飞矸等等都容易对人造成伤害。而且手动换向阀需每一台分别操作，需要井下人员数量多，也从另一方面增加了安全隐患。因此，这种操作方式有很大的安全隐患。
[0006]电液控制系统主要是由支架控制器、人机操作界面、传感器、电磁先导阀、主阀、电源、网络变换器、数据转换器、主控计算机、地面计算机等组成。操作人员通过人机操作界面发出指令，系统通过支架控制器向指定电磁先导阀发出电信号，控制电磁先导阀的动作，从而控制主阀完成对各油缸的控制。
[0007]电磁先导阀是液压支架电液控制系统中的执行控制元件，起着重要作用。电磁先导阀常见的故障如下：(1)为了保证煤矿井下的使用安全，常用电磁先导阀的驱动电流最大不超过200mA，所以其电磁推力较小，因此电磁先导阀阀芯开启度很小。所以当液压支架使用的乳化液中混有污染颗粒时，会使电磁先导阀阀芯堵塞，造成阀孔径变细或者堵死，进而不能完成对液压缸动作的控制，因此电磁先导阀对高压乳化液的纯净度要求高。(2)电磁先导阀相较主阀而言，整体结构尺寸为常规阀的二十分之一，结构较复杂，常常出现流道截面面积突变或者流道弯曲的情况，乳化液经过这类复杂流道时速度会发生变化，从而会出现漩涡、回流、脱壁和重新附壁等流场现象或者产生噪音。(3)阀芯的开口量越小，其受到的径向不平衡液压力就越高，阀芯会出现明显的偏心现象，加速阀芯的磨损和变形，减少使用寿命。(4)阀芯容易产生乳化液的泄露，阀芯装配过程中出现弹簧装配不合适，阀杆由于杂质过多容易卡紧。这些故障都导致电磁先导阀的失效，从而使得电液控制系统控制指令的失效，导致液压支架无法完成支撑、推移等动作，最终无法保证工作面的安全生产。
[0008]电磁先导阀结构精密，从而加工精度高，同时对工作液使用环境的要求比较严苛，
致使其各项成本较高，并且后期维护修理复杂，价格昂贵。
技术实现思路
[0009]本技术的目的是针对上述技术现状，旨在提供一种液压支架换向阀自动控制装置以及控制方法，解决以上不足。本技术的技术方案具体如下：
[0010]一种液压支架换向阀自动控制装置，其特征在于：主要包括导轨及固定机构、推杆机构、执行机构、控制单元，其中导轨及固定机构安装在液压支架换向阀两侧，推杆机构与导轨及固定机构相连接，执行机构固定安装于液压支架换向阀上部，推杆机构、执行机构与控制单元电性连接，控制单元控制推杆机构、执行机构的运动，执行机构的运动控制液压支架换向阀阀芯的运动。
[0011]所述液压支架换向阀自动控制装置的导轨及固定机构包括导轨、直角连接2以及固定板；导轨固定在液压支架换向阀两侧平行设置，固定板底部固定连接推杆机构，固定板顶部两侧通过螺栓固定连接有直角连接件，直角连接件与导轨之间通过螺栓固定连接，即固定板通过直角连接件与导轨连接固定，通过固定板与直角连接件的设置，使得推杆机构固定设置在液压支架换向阀的顶部。
[0012]所述推杆机构包括电推杆、连接板、压板以及导轨滑块；电推杆上端固定安装于固定板底部，电推杆的推杆通过销轴与两侧连接板固定连接，连接板固定焊接于压板中部，实现电推杆与压板的可拆卸连接，压板下方嵌设有块状凸起，即压块，压板左右两侧固定在导轨滑块上，导轨滑块可沿着导轨方向上下移动；电推杆的推杆下推时，由于导轨的约束，推杆驱动压板上下往复移动。
[0013]所述执行机构包括换向阀连接板、液压支架换向阀阀体、感应线圈组件、复位弹簧、杠杆组、限位支撑板、连接转轴；换向阀连接板安装在液压支架换向阀阀体顶部，多组限位支撑板固定设置于液压支架换向阀组连接板上，限位支撑板的数量由液压支架换向阀组的阀芯数量所决定，限位支撑板根据液压支架换向阀组的布置形式而均匀设置分布，各限位支撑板之间的间距相同；限位支撑板上设有安装通孔，所述连接转轴通过安装通孔转动安装于限位支撑板上，感应线圈组件、复位弹簧、杠杆组套设在连接转轴上，限位支撑板对杠杆组进行限位；复位弹簧的一端与感应线圈组件相连，另一端与杠杆组相连；感应线圈组件通电后吸引杠杆组向感应线圈组件方向移动，移动至液压支架换向阀阀芯正上方，此时复位弹簧处于压缩状态；感应线圈组件断电后复位弹簧将杠杆组推回到原位。
[0014]所述控制单元主要包括PLC控制器以及相关连接线路；PLC控制器通过连接线路与电推杆以及感应线圈组件电性相连。PLC控制器通过内置执行程序控制电推杆的伸缩以及感应线圈组件的开合。
[0015]液压支架换向阀阀组若有m个阀芯，则与之对应，压板下方设置有m个压块，在连接转轴上设置有m个感应线圈组件、m个复位弹簧以及m个杠杆组，m≥1且m为整数。
[0016]本技术的具体自动控制方法如下：当液压支架换向阀需要换向，其阀芯A需要动作时，控制单元中的PLC控制器向推杆机构中的电推杆和执行机构中的与所述阀芯A相对应的感应线圈组件发出信号；所述感应线圈组件通电后吸引杠杆组向感应线圈组件方向移动，移动至换向阀阀芯A正上方，此时复位弹簧处于压缩状态；电推杆上端固定连接于固定板及导轨，下端推杆伸出，由于两侧导轨的约束，推杆通过连接板带动压板沿着导轨向下移
动；压板下方的压块接触杠杆组的一端并对它施加向下的作用力，杠杆组受力绕着连接转轴向下转动，杠杆组的端部推动换向阀阀芯A向下运动，实现换向阀的换向功能；此时由于除与所述阀芯A相对应的感应线圈组件以外的其他剩余感应线圈组件不通电，除与所述阀芯A相对应的杠杆组以外的其他杠杆组与压板下方的压块不接触，因此除阀芯A以外的其他阀芯不动作。
[0017]当液压支架换向阀的阀芯A需要复位时，控制单元中的PLC控制器向推杆机构中的电推杆和杠杆组中的与所述阀芯A相对应的感应线圈组件发出信号；电推杆下端回缩，通过导轨滑块带动压板向上移动至初始位置，换向阀阀芯A回到初始位置，杠杆本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种液压支架换向阀自动控制装置，其特征在于：主要包括导轨及固定机构、推杆机构、执行机构、控制单元，其中导轨及固定机构安装在液压支架换向阀两侧，推杆机构与导轨及固定机构相连接，执行机构固定安装于液压支架换向阀上部，推杆机构、执行机构与控制单元电性连接，控制单元控制推杆机构、执行机构的运动，执行机构的运动控制液压支架换向阀阀芯的运动。2.根据权利要求1所述的液压支架换向阀自动控制装置，其特征在于：所述液压支架换向阀自动控制装置的导轨及固定机构包括导轨、直角连接件以及固定板；导轨固定在液压支架换向阀两侧平行设置，固定板底部固定连接推杆机构，固定板顶部两侧通过螺栓固定连接有直角连接件，直角连接件与导轨之间通过螺栓固定连接，即固定板通过直角连接件与导轨连接固定，通过固定板与直角连接件的设置，使得推杆机构固定设置在液压支架换向阀的顶部。3.根据权利要求1所述的液压支架换向阀自动控制装置，其特征在于：所述推杆机构包括电推杆、连接板、压板以及导轨滑块；电推杆上端固定安装于固定板底部，电推杆的推杆通过销轴与两侧连接板固定连接，连接板固定焊接于压板中部，实现电推杆与压板的可拆卸连接，压板下方嵌设有块状凸起，即压块，压板左右两侧固定在导轨滑块上，导轨滑块可沿着导轨方向上下移动；电推杆的推杆下推时，由于导轨的约束，推杆驱动压板上下往复移动。4.根据权利要求1所述的液压支架换向阀自动...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晞，张弋，赵中梅，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：新型
国别省市：
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