矿用液压支架自动兼备手动喷雾控制系统的研制及应用

摘要：设计了可同时实现自动与手动喷雾方式的液压系统控制回路，使得液压支架可通过执行某一特定动作时开启自动喷雾或通过人为干预开启手动喷雾，且两种控制方式相互独立，互不影响，并无需执行“关喷雾”的动作。

关键词：液压支架；喷雾；研制；应用

1.概述

煤炭生产过程中会产生大量的粉尘，采煤机和掘进机截割过程及液压支架在放煤和降架、移架过程中的粉尘，是形成工作面粉尘的主要根源，大量的粉尘，是危害工人健康和安全的重大隐患。粉尘灾害是粉尘作业场所安全生产的突出问题，也是影响煤矿安全生产的重大隐患，一方面是它的爆炸性，爆炸能量大，且能引起连续爆炸，而爆炸前又毫无征兆，危害性极大；粉尘爆炸破坏性很大，尤其是爆炸后产生的大量一氧化碳，人在短时间内就可中毒死亡，另一方面，粉尘还能引起井下作业人员患矽肺病等肺部疾病。

目前，我国比较普遍通用的综采液压支架喷雾系统大部分均采用手控和液控的方式，手控的优缺点无需赘述，液控自动喷雾方式主要为移支架喷雾或降立柱喷雾，即在拉支架或降立柱过程中喷雾装置自动打开。而传统液压控制回路中手控或液控自动喷雾只能实现其一，不能同时兼备；或是在液控自动喷雾中只能实现喷雾自动开启，不能实现自动关闭。而本次文章中介绍的控制回路既能兼备手控和液控喷雾，也能实现在支架动作结束后喷雾自动关闭。

2.系统组成

单控喷雾控制阀型号：FYP125

喷雾水幕

锥面截止阀型号：FJZ125/31.5

交替换向阀型号：JDF125

换向阀型号：FHS125/31.5

过滤器型号：GLQ125

双控喷雾控制阀型号：PWKF-25

3. 传统控制回路

以下为传统手控和移架喷雾系统控制回路

3.1 手控喷雾系统

此回路完全依靠截止阀的手动开启和关闭控制喷雾水幕，操作较单一，便捷性差，且截止阀在通过多次开启、关闭后容易产生故障，可靠性差。

3.2 液控自动喷雾系统

此回路为传统液控系统中的移架喷雾系统，操作换向阀，推移千斤顶上腔与喷雾控制阀同时进液，实现拉架动作，于此同时推动喷雾阀阀芯向左移动使其连通，喷雾水通过截止阀、过滤器、喷雾控制阀从喷雾水幕中喷出，实现了移架喷雾操作。当移架结束，须将换向阀反向操作，推动喷雾阀阀芯向右移动使其断开水路，将喷雾关闭。由于喷雾与推移联动，使得在关闭喷雾时需要反向操作换向阀，推移千斤顶会伸出一点才能将喷雾关闭，增大了操作难度，且操作较繁琐。

由此可见，传统喷雾控制系统中，手控与液控只能选择其一，难以同时实现，且操作较原始，步骤繁琐，可靠性低，这就使得在实际应用中难以达到用户需求，急需能够同时实现手控、液控的新型液压喷雾控制系统。

4. 改进后控制回路

以下为手控及移架自动喷雾控制回路介绍此喷雾控制系统。

机能图如下：

手控功能：操作换向阀2控制交替单向阀阀芯向上移动，b、c腔连通，推动单控喷雾阀阀芯向左移动使其连通，喷雾水通过截止阀、过滤器、喷雾控制阀从喷雾水雾中喷出。当操作换向阀2回到中位时，液压回路中停止进液，此时单控喷雾阀中的复位弹簧将阀芯推向右边，断开了水路的导通，喷雾关闭。

液控自动喷雾功能：操作换向阀1，推移千斤顶上腔与交替单向阀a腔同时进液，实现拉架动作，于此同时a、c腔连通，推动单控喷雾阀阀芯向左移动使其连通，喷雾水通过截止阀、过滤器、喷雾控制阀从喷雾水幕中喷出，实现了移架喷雾操作。当移架结束，换向阀1回到中位时，液压回路中停止进液，此时单控喷雾阀中的复位弹簧将阀芯推向右边，断开了水路的導通，喷雾自动关闭。

5.结语

此控制回路中单控喷雾阀为控制水路导通与断开的重要液控阀，在控制口c获得压力信号时，阀导通，控制口c失去压力信号时，阀内的通路断开。换向阀为单控喷雾控制阀的控制接口提供压力信号。交替单向阀的作用是将两换向阀供液口隔开，互不导通，如果不加装交替阀，则其中一个换向阀供液时会经过另一个换向阀直接卸荷，回路中没有高压液体。因此，为回路增加交替阀可使手控与液控喷雾同时实现且互不干扰，相互独立。

该喷雾控制系统已在冀中能源邢台机械厂为山西古县金谷煤业、介休青云煤业、邢台东庞矿制作的多套支架中交付使用，根据用户反馈，该系统反应灵敏，快速可靠，维护便捷。此套喷雾系统已成为液压支架控制系统的优选设计。

参考文献：

[1]杨勇祥编著.煤矿井下现代化辅助运输[M].1992年。

[2]徐扬光.设备综合工程学概论[M].北京：国防工业出版社，1988.

作者简介：孙宇（1984-），男，天津静海县人，2007年毕业于河北工业大学机械学院，现在冀中能源机械装备集团有限公司邢台机械厂从事技术工作，工程师。