一种矿用防爆车辆气电联合控制启动系统的制作方法

1.本发明涉及车辆启动控制技术领域，特别是涉及一种矿用防爆车辆气电联合控制启动系统。


背景技术：

2.随着智慧矿山的不断推进，煤矿井下对防爆车辆的智能化控制提出更高的要求，为实现减人增效，安全操控的遥控驾驶车辆应运而生。遥控驾驶车辆目前有两种驱动方式，一种是防爆电机直接驱动，即纯电动防爆车辆；另一种是防爆柴油机驱动的防爆车辆。纯电动防爆车辆启动控制系统很成熟，该发明是解决防爆柴油机驱动的遥控防爆车辆的启动系统。防爆柴油机启动机目前比较可靠的元部件为气马达，气马达本身很安全，不需要进行防爆处理。由于目前防爆遥控系统刚刚起步，还未成熟，一方面是遥控元件相关电器件都需要防爆处理，处理后性能受到影响；一方面遥控采用电气控制气动电磁阀，驱动中存在相应延迟，影响遥控效果；再有就是遥控设计程序与现有操控存在差异，存在人为不适应因素。综合起来在煤矿车辆上遥控系统存在技术和操作的不足。为保证防爆遥控车辆的正常运行，需发明兼手动和遥控于一体的控制系统。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种矿用防爆车辆气电联合控制启动系统，通过电液混合联动及远程操纵来满足车辆可靠起动及停车。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.一种矿用防爆车辆气电联合控制启动系统，包括：气马达、主控制阀、y型过滤器、储气罐、过滤器、微型气源开关阀、拨动开关阀、电磁开关阀、第一梭阀、保护电磁阀、气电联动装置、ecu控制开关、机油先导保护阀、启动电磁阀、气启动阀、第二梭阀和先导控制截止阀；
6.所述储气罐的一端通过所述过滤器和所述微型气源开关阀的一端连接；所述微型气源开关阀的另一端分别与所述拨动开关阀的第一口以及所述电磁开关阀的第一口连接，所述拨动开关阀的第二口与所述第一梭阀的第二口连接，所述电磁开关阀的第三口与所述第一梭阀的第一口连接；所述第一梭阀的第三口分别与所述保护电磁阀的第一口以及所述气电联动装置的一端连接；所述气电联动装置的另一端与所述ecu控制开关连接；所述保护电磁阀的第三口与所述机油先导保护阀的第三口连接，所述机油先导保护阀的第二口分别与所述启动电磁阀的第一口以及所述气启动阀的第一口连接；所述启动电磁阀的第三口与所述第二梭阀的第一口连接，所述气启动阀的第二口与所述第二梭阀的第二口连接；所述第二梭阀的第三口分别与所述先导控制截止阀的第三口以及所述气马达的第一口连接；所述气马达、所述主控制阀以及y型过滤器依次连接，所述y型过滤器还与所述先导控制截止阀的第二口连接；所述先导控制截止阀的第一口与所述储气罐连接。
7.可选地，所述储气罐上设置有安全阀、放水开关以及外接充气开关。
8.可选地，还包括：依次连接的单向阀、调压阀和车载空压机；所述车载空气压缩机经所述调压阀及所述单向阀向所述储气罐内充气。
9.可选地，还包括：气压力表，分别与所述调压阀和所述过滤器连接。
10.可选地，还包括：风门控制缸，分别与所述保护电磁阀的第三口以及所述机油先导保护阀的第三口连接。
11.可选地，还包括：压力传感器，与所述机油先导保护阀连接。
12.可选地，所述先导控制截止阀通过连接摇臂与所述ecu控制开关连接。
13.可选地，所述气电联动装置包括腔体、活塞体、齿条、齿轮轴、挡盖、弹簧及端盖；所述活塞体、所述齿条、所述齿轮轴、所述挡盖以及所述弹簧均设置在所述腔体内，所述端盖通过螺纹与所述腔体连接；所述活塞体与所述齿条的一端连接，所述挡盖与所述齿条的另一端连接，所述弹簧设置在所述挡盖上；所述齿轮轴垂直安装在所述腔体上，与所述齿条啮合；所述活塞体与所述腔体间安装有密封圈。
14.可选地，所述先导控制截止阀包括：阀体、阀座、导向座、第一组合密封、阀芯、缸体密封圈、活塞、指示销、堵盖、上盖、第一压簧、下盖、第二组合密封、第一弹簧座、第二压簧和第二弹簧座；
15.所述阀体和所述阀座之间安装有密封垫；所述阀芯的一端与所述阀座固定，所述阀芯的另一端与所述活塞的一端连接；所述活塞的另一端安装有指示销；所述活塞上端与所述上盖之间安装有第一压簧；所述活塞的外圆上设置有缸体密封圈；所述上盖的顶部安装有所述堵盖；所述下盖与所述阀体通过螺纹连接，所述下盖的腔体内安装有导向座、第一组合密封、第一弹簧座、第二压簧、第二弹簧座及第二组合密封；所述上盖与所述下盖连接。
16.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
17.本发明利用气电联动装置将气控及电控进行转化联动，能够通过远程操纵来满足车辆可靠起动及停车。同时采用先导控制截止阀将大流量阀进行远程控制，满足了驾驶室狭小空间的合理布置。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例矿用防爆车辆气电联合控制启动系统的原理图；
20.图2为本发明实施例气电联动装置的结构示意图；
21.图3为本发明实施例先导控制截止阀关闭状态的示意图
22.图4为本发明实施例先导控制截止阀开启状态的示意图
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
24.本发明的目的是提供一种矿用防爆车辆气电联合控制启动系统，通过电液混合联动及远程操纵来满足车辆可靠起动及停车。
25.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
26.如图1所示，本发明提供的一种矿用防爆车辆气电联合控制启动系统，包括：气马达1、主控制阀2、y型过滤器3、储气罐4、过滤器11、微型气源开关阀12、拨动开关阀14、电磁开关阀15、第一第一梭阀16、保护电磁阀17、气电联动装置19、ecu控制开关21、机油先导保护阀22、启动电磁阀24、气启动阀25、第二第二梭阀26、先导控制截止阀27。
27.储气罐44的一端通过过滤器11和微型气源开关阀12的一端连接；微型气源开关阀12的另一端分别与拨动开关阀14的第一口
①
以及电磁开关阀15的第一口
①
连接，拨动开关阀14的第二口
②
与第一第一梭阀16的第二口
②
连接，电磁开关阀15的第三口
③
与第一第一梭阀16的第一口
①
连接；第一第一梭阀16的第三口
③
分别与保护电磁阀17的第一口
①
以及气电联动装置19的一端连接；气电联动装置19的另一端与ecu控制开关21连接；保护电磁阀17的第三口
③
与机油先导保护阀22的第三口
③
连接，机油先导保护阀22的第二口
②
分别与启动电磁阀24的第一口
①
以及气启动阀25的第一口
①
连接；启动电磁阀24的第三口
③
与第二第二梭阀26的第一口
①
连接，气启动阀25的第二口
②
与第二第二梭阀26的第二口
②
连接；第二第二梭阀26的第三口
③
分别与先导控制截止阀27的第三口
③
以及气马达的第一口
①
连接；气马达、主控制阀以及y型过滤器311依次连接，y型过滤器311还与先导控制截止阀27的第二口
②
连接；先导控制截止阀27的第一口
①
与储气罐4连接。
28.其中，如图2所示，气电联动装置19包括腔体191、活塞体192、齿条193、齿轮轴196、挡盖197、弹簧199及端盖1910。活塞体192、齿条193、齿轮轴196、挡盖197、弹簧199均设置在腔体191内，端盖1910通过螺纹与腔体191连接；活塞体192与齿条195的一端用螺栓194固定在一起，挡盖197与齿条195的另一端用螺栓198连接，弹簧199设置在挡盖197上；齿轮轴196垂直安装在腔体191上，与齿条195啮合；活塞体192与腔体191间安装有密封圈193。
29.其中，如图3和图4所示，先导控制截止阀27包括：阀体271、阀座273、导向座275、第一组合密封276、阀芯277、缸体密封圈278、活塞279、指示销2710、堵盖2711、上盖2713、第一压簧2714、下盖2715、第二组合密封2716、第一弹簧座2717、第二压簧2718和第二弹簧座2719；
30.阀体271和阀座273之间安装有密封垫272；阀芯277的一端通过紧定螺钉274与阀座273固定，阀芯277的另一端与活塞279的一端连接；活塞279的另一端安装有指示销2710；活塞279上端与上盖2713之间安装有第一压簧2714；所述活塞279的外圆上设置有缸体密封圈278；上盖2713的顶部安装有堵盖2711，并装有o型圈2712；下盖2715与阀体271通过螺纹连接，并装有o型圈2720。下盖2715的腔体内安装有导向座275、第一组合密封276、第一弹簧座2717、第二压簧2718、第二弹簧座2719及第二组合密封2716；上盖2713拧紧在下盖2715上，之间装有密封圈2721。
31.作为一个可选地实施例，储气罐4上设置有安全阀7、放水开关5以及外接充气开关6。
32.作为一个可选地实施例，还包括：依次连接的单向阀8、调压阀9和车载空压机10；
车载空气压缩机经调压阀9及单向阀8向储气罐4内充气。
33.作为一个可选地实施例，，还包括：气压力表13，分别与调压阀9和过滤器11连接。
34.作为一个可选地实施例，还包括：风门控制缸18，分别与保护电磁阀17的第三口
③
以及机油先导保护阀22的第三口
③
连接。
35.作为一个可选地实施例，还包括：压力传感器23，与机油先导保护阀22连接。
36.作为一个可选地实施例，先导控制截止阀27通过连接摇臂20与ecu控制开关21连接。
37.本发明提供的矿用防爆车辆气电联合控制启动系统的工作原理如下：
38.1)启动车前，先打开气开关阀12，观察气压力表13所示压力，当压力低于0.6mpa时，打开外接充气开关6，通过外接气源向储气罐4充气，充到0.8mpa为止。储气罐4上设计有安全阀7、放水开关5。安全阀能保证储气罐在遇到意外压力超高时卸压，保证储气罐不发生安全事故，放水开关定期排放系统中由于温度及压力变化生成的冷凝水，保证其内压缩空气的体积及干燥。车辆正常运行后，由车载空气压缩机10经调压阀9及单向阀8向储气罐内充气。
39.2)启动前，首先打开气微型气源开关阀12，储气罐4中的压缩空气经过过滤器11到达拨动开关阀14的第一口
①
和电磁开关阀15的第一口
①
，这时，这两个阀的第一口
①
均不通。当需要手动启动车辆时，将拨动开关阀14拨到启动位，即该阀换向到左位，这时拨动开关阀14第一口
①
与第二口
②
相通，到达第一梭阀16的第二口
②
，第一梭阀16的第一口
①
此时和电磁开关阀15的第三口
③
经第五口
⑤
通大气，所以压缩空气经第一梭阀16的第二口
②
与第三口
③
连通。分成两路，一路到达气电联动装置19的控制口，使该装置进行动作推动ecu开关21开启，另一路到达保护电磁阀17的第一口
①
，此时保护电磁阀17的第一口
①
处于封死状态。ecu开启后，保护电磁阀17进行自检，各项指标正常后，保护电磁阀得电换向到右位，这时保护电磁阀1第一口
①
与第三口
③
连通。一路进入风门控制缸18，打开该缸。另一路经机油先导保护阀22的第三口
③
、第二口
②
到达启动电磁阀24和气启动阀25的第一口
①
，这两个口均处于堵死状态。按下气启动阀25，该阀换向到左位，压缩空气经该阀第一口
①
、第二口
②
及第二梭阀26的第二口
②
、第三口
③
到达气马达第一口
①
推动小齿轮，当推出后，压缩空气经第一口
①
、第二口
②
到主控制阀2的第三口
③
，使主控制阀2换向到下位。同时从第二梭阀26的第三口
③
出来的压缩空气进入到先导控制截止阀27的第三口
③
，推动该阀进行动作，使该阀的第一口
①
和第二口
②
连通，这样，从储气罐来的大流量的压缩空气由该阀第一口
①
、第二口
②
、y型过滤器2、主控制阀2的第一口
①
、第二口
②
推动气动马达旋转从而启动车俩。
40.3)当需要遥控启动车辆时，先给电磁开关阀15通电，电磁铁得电后，电磁阀换向，第一口
①
与第三口
③
相通，，经第一梭阀16的第一口
①
、第三口
③
后，一路到达气电联动装置19的控制口，使该装置进行动作推动ecu开关21开启，另一路到达保护电磁阀17的第一口
①
，此时第一口
①
处于封死状态。ecu开启后，保护电磁阀17进行自检，各项指标正常后，保护电磁阀得电换向到右位，这时第一口
①
与第三口
③
连通。一路进入风门控制缸18，打开该缸。另一路经机油先导保护阀22的第三口
③
、第二口
②
到达启动电磁阀24和气启动阀25的第一口
①
，这两个口均处于堵死状态。遥控启动电磁阀24按钮，该阀得电换向至右位，这时，压缩空气经该阀第一口
①
、第三口
③
、第二梭阀26的第一口
①
、第三口
③
到达气马达第一口
①
推动小齿轮，当推出后，压缩空气经第一口
①
、第二口
②
到主控制阀2的第三口
③
，使主控制阀换向到下位。同时从第二梭阀26的第三口
③
出来的压缩空气进入到先导控制截止阀27的第三口
③
，推动该阀进行动作，时该阀的第一口
①
和第二口
②
连通，这样，从储气罐来的大流量的压缩空气由该阀第一口
①
、第二口
②
、y型过滤器2、主控制阀2的第一口
①
、第二口
②
推动气动马达旋转从而启动车俩。
41.4)手动启动车辆后，放开气启动阀25，如图1所示，气马达内的控制器经该阀释放，同时当车辆启动后，机油压力建立推动机油先导保护阀22换向至左位，从主控制回路来的压缩空气即到达该阀第三口
③
堵死，即使再次按下气启动阀25时，压缩空气也进不到气马达控制口，保护气马达不会因误操作而使小齿轮伸出造成打齿故障。
42.5)当遥控启动车辆时，车辆启动着车后，机油压力建立，通过压力传感器23发出指令使得启动电磁阀24断电，气马达内的控制器经该阀释放，同时机油压力建立推动机油先导保护阀22换向至左位，从主控制回路来的压缩空气即到达该阀第三口
③
堵死，即使再次按下气启动阀25时，压缩空气也进不到气马达控制口，保护气马达不会因误操作而使小齿轮伸出造成打齿故障。
43.6)遥控启动实现方式：只要打开电磁开关阀15，压缩空气经该阀控制气电联动装置19，打开ecu控制开关21，这时对保护电磁阀17发出自检指令，自检无误后，启动电磁阀24得电，启动车辆，车辆启动后，经压力传感器23反馈给启动电磁阀24，该阀断电，实现了一键启动。
44.7)气电联动装置19通过连接摇臂20与ecu控制开关连接。气电联动装置由腔体191、活塞体192、齿条195、齿轮轴196、挡盖197、弹簧199及端盖1910组成。活塞体与齿条用螺栓194固定在一起，挡盖197与齿条用螺栓198连接在一起。弹簧199坐落在挡盖197上，活塞体与齿条及盖板连接成一体，组装在腔体里，活塞体与腔体间安装有密封圈193，齿轮轴垂直安装在腔体上，与齿条啮合。端盖1910通过螺纹拧在腔体上。当压缩空气进入到腔体时，推动活塞体及齿条向右运动，压缩弹簧199，齿条运动的过程中，齿轮轴196跟着转动，通过连接摇臂控制ecu控制开关到开的位置。当熄火后，压缩空气释放后，活塞体及齿条在弹簧199的作用下复位，这时将ecu控制开关转化到关的位置。通过气动装置实现了电气系统的启闭。
45.8)先导控制截止阀主要应用于用小流量的开关阀对它的启闭进行远程控制，特别适用于驾驶室安装空间狭小，不便于安装大的气动保压阀的情况下。既能保证使用功能，同时满足操纵方便。平常通过微型气源开关阀提供控制气源即可。只有当车辆启动需要大流量压缩空气时，操纵气启动阀或启动电磁阀时，压缩空气通过这两阀到气马达控制口的同时对先导控制截止阀进行控制。
46.9)先导控制截止阀中，阀芯277通过紧定螺钉274与阀座273固定在一起，阀座273与阀体271之间安装有密封垫272；下盖2715与阀体271通过螺纹连接，并装有o型圈2720；阀芯277另一端与活塞279相连；下盖腔体内安装有导向座275、第一组合密封276、第二弹簧座2719、第二压簧2718、第一弹簧座2717及组合密封2716。上盖2713拧紧在下盖2715上，之间装有密封圈2721；指示销2710安装在活塞279的另一端；活塞279上端与上盖2713之间安装有第一压簧2714；上盖2713顶部安装有堵盖2711。初始位置如图3，活塞及阀芯组件在第一压簧2714的作用下，处于下位，阀座273通过密封垫272紧紧的压在阀体271上，阻断了先导
控制截止阀第一口
①
到第二口
②
的气流。活塞279做成特殊特殊结构，上端除了连接指示销2710外，同时利用外周圆作为第一压簧2714的导向座；上盖2713上端除为了活塞组件运动导向外，也起了第一压簧2714的导向座；第一组合密封276和第二组合密封2716背向装配，避免控制气及大流量气的泄漏。他们在弹簧作用下处于浮动状态，减少了摩擦损失，还可以适当吸收阀芯运动中产生的别卡现象；导向座275实现了阀芯垂直运动状态，避免径向力的产生。该阀结构新颖，安装方便。
47.10)当车辆启动需要大流量压缩空气时，操纵气启动阀或启动电磁阀时，压缩空气通过这两阀进入到先导控制截止阀的第三口
③
，推动活塞279向上运动，阀芯277与活塞连接在一起，同时向上运动，带动阀座273向上运动，使得先导控制截止阀第一口
①
到第二口
②
的通道打开，如图4。
48.本发明可以应用于所有矿用防爆柴油机车辆上，在目前智能矿山智能控制领域，可以在保证车辆遥控的同时保留了原有手动操纵启动功能，满足了矿用车辆的不同配置的需求。
49.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
50.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。