煤矿提升绞车液压站冗余回路的改造

郭经州

(永安煤业公司， 福建 三明 366102)

0 引言

提升绞车安全制动必须有并联冗余的回油通道。冗余是指重复配置系统的某一部件，该部件的总数量需要≥2个，并要求部件的类型一致，控制方式一致。根据提升绞车安全保护的要求，安全制动的冗余部件之间，工作方式为并行同时动作，不存在切换过程，安全可靠性更高。

1 液压站工作原理

1.1 液压站的用途

液压站的用途是产生高压油,控制提升绞车盘式制动器。在工作制动时，要产生不同的工作油压，以控制盘式制动器获得不同的制动力矩[1]。在安全制动时，要能迅速回油，实现二级安全制动[2]。在更换水平调绳装置或钢丝绳伸长时，产生压力油控制双滚筒提升机滚筒的调绳装置，调节钢丝绳的长度。

1.2 液压站的调压装置

电液调压装置主要由电磁比例溢流阀组成,它是一个电气机械液压转换器，能将输入的电信号转换成机械位移。电磁比例溢流阀由电磁铁直接产生推力，作用在控制阀芯的弹簧上。电磁铁上的输入电压可以在0～24 DCV之间变化，电磁比例溢流阀控制产生不同的油压,油压随输入电压变化，从而得到连续变化的液压压力。在输入电压达到最大值时，电磁阀门全部打开，此时压力达到最大值。

1.3 液压站的安全制动回路

液压站的安全制动回路部分由电磁换向阀3、电磁比例溢流阀5、减压阀13、单向阀22组成。电磁换向阀3用于控制盘形制动器油缸的进油和回油，其中3DT为安全制动冗余回路。电磁比例溢流阀5用于调节制动压力值。减压阀13用于调节皮囊式蓄能器的充液压力P1，皮囊式蓄能器用来保证在二级制动延时的时间内压力平稳。提升绞车液压站的工作原理如图1所示。

1-电动机;2-液压泵;3-电磁换向阀;4-梭阀;5-电磁比例溢流阀;6-液位计;7-空气滤清器;8-吸油过滤器; 9-压力油管过滤器;10-压力表;11-溢流阀;12-电加热器;13-减压阀;14-流量控制阀;15-蓄能器;16-梭阀; 17-磁过滤器;18-电接点压力表;19-电接点温度计;20-油箱;21-高压球阀;22-单向阀。

该型液压站在用的TE160、TE163、E138、E149、E149A等型号共计18台,其安全回路只有单个回油电磁阀，缺少安全制动冗余回路，须进行改造，增加冗余回油管路及电磁阀[3-6]。

2 提升绞车液压站冗余回路技术改造

1) 在A路(接制动器的油路)增设冗余管路2、并联电磁阀6、回油管路8、手动截止阀3、油路块及其余相关配件,如图2所示。阀块均采用整体锻钢、磨削表面、电镀处理。阀组配置过滤器，防止卡阀。整个管路具有手动开关，在不影响生产的情况下可单独维护检修[7]。

2) 该改进方案方便高效，仅需2～3 h即可完成改造完成。更换过程可在不影响原液压站的基础上，到现场加装冗余阀组，安装进出油管路，接线试压。井下采用防爆电磁阀，具有MA防爆安全许可证，电压与现场采集参数相符。地面提升绞车采用相应的普通电磁阀即可。改造后不降低原液压系统安全制动性能，不影响原系统二级制动功能。改造后的效果图如图2所示。

1-原液压站;2-冗余管路;3-手动截止阀;4-过滤器; 5-电磁阀1;6-电磁阀2;7-焊接底板;8-回油管路。图2 液压站改造后的效果图(地面非防爆设备)

3 提升绞车液压站改造注意事项

1) 新阀组安装尺寸、螺钉孔、油口尺寸和位置与原阀组保持一致。现场可直接更换并完成安装对接。

2) 新阀组在厂内与配套试验用液压站平台进行整体联调和试车，完成各油压值的设定，确保现场可以直接使用，缩短改造时间，不影响正常生产。

3) 新阀组经过国家检测中心检测，出具权威检测报告，并提供改造阀组的全部资料，如说明书、原理图和外形图等。保证设备和相关资料的完整性，确保改造后的设备完全满足新规程的安全保护要求。

4) 技术改造过程仅仅针对液压系统进行,并联冗余回路的电磁阀应该由不同的线路和继电器控制。当有一条回路出现故障时，不会影响另一条泄油回路的正常运行[8],对恒力矩制动的液压制动系统没有负面影响。

4 结论

在对仙亭、苏桥、池坪、半罗山、柯坑等煤矿的18台液压站进行技术改造中，主要在主阀组上增加了电磁阀，A管路上有两个阀控制。如果有一个出现卡阀,另一个阀能安全地把A管路的压力泄掉。出油口加装了回油过滤器和高压球阀，可防止制动器回油时将油管中的铁屑及杂质带入液压站，保证液压系统不被污染,安全可靠地运行。蓄能器由原来的弹簧蓄能器改为皮囊式蓄能器，避免了因弹簧式蓄能器容易出现密封破损及弹簧断裂导致二级制动油压不稳定的问题。该液压站使用德国进口电磁比例阀，压力控制的精度高。电磁阀选用德国力士乐的高压阀，通径大，起压泄压速度快，跟随性好且不易漏油。通过对提升绞车液压站增设冗余回路，提高了提升绞车安全运行的可靠性。