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河北华利机械配件有限公司

煤礦液壓支架操縱閥手把上的安全限位裝置設計與分析

2013/7/5 14:58:50

 

煤礦液壓支架操縱閥手把上的安全限位装置,安装使用在井下综采工作面液压支架操纵阀上,是爲有效防止操纵阀手把误动作而设计的安全限位装置。本文针对煤礦液壓支架操縱閥手把上的安全限位装置的设计制造,从方便、安全、实用3 個角度進行了設計與分析的論述。

關鍵詞 液壓支架;操縱閥手把;安全限位裝置;實施

1 設計分析

1.1 技術領域

煤矿综采工作面液压支架上使用的操纵阀组,无任何限制手把扳动装置。由于煤矿综采工作面操作空间环境狭窄,操纵阀组功能又要求它安装的位置要利于人员操作,不能太隐蔽。于是就存在发生手把因被意外刮到、挤压等形式而产生误动作而造成事故的可能,从而损坏设备影响生产,甚至发生人身伤害事故。因此,提出加设煤礦液壓支架操縱閥手把安全限位装置这一课题进行分析研究。

此装置的设计填补了该项技術領域的空白。属于煤矿井下液压支架设备安全使用技術領域。

1.2 技術分析

煤礦用各型液壓支架操縱閥組均由多個帶手把的單片閥用四條螺栓串聯固定,組成閥組安裝在液壓支架閥座上。液壓支架操縱閥手把安全限位裝置,結合閥組的結構特點進行設計安裝,同時還要求方便井下工作人員操作,並適合井下狹窄的作業空間環境。也就是要從結構簡潔、方便實用、安全等方面制定方案,來解決此裝置設計的技術問題。

2 設計方案

2.1 方案圖示

2.2 具體方案

煤礦液壓支架操縱閥手把上的安全限位装置,设计主结构如图示:安装板[1] 與固定軸套[6]、連接板[2] 焊接爲一體。安裝板[1] 上設計的安裝孔,其定位尺寸與閥組上側的兩個定位連接孔相同,將原設計液壓支架操縱閥組的兩條螺栓加長,與閥組[9] 串聯固定,如此安全限位裝置便可與閥組形成一體,方便可靠的安裝在液壓支架閥座上。固定軸[3] 貫穿在固定軸套[6] 內,下方安裝擋圈[5] 後,再用開口銷[4] 固定,上方設計的鉸接孔與限位結構件鉸接孔用螺栓[7] 貫穿連接。

2.3 方案特征

1)煤礦液壓支架操縱閥手把上的安全限位装置,设计成铰接旋转结构。主结构包括安装板[1]、固定軸[3]、固定軸套[6]、限位結構杆[8](“U”形狀)。其中限位結構杆[8] 即爲有效防止操縱閥手把誤動作,直接發揮安全防護作用的部件;

2)作爲適用于煤礦井下液壓支架操縱閥手把上的安全限位裝置。它的設計結構適用于各型液壓支架使用,只需根據支架操縱閥片的多少來選擇不同尺寸加工所需要的限位杆[8]

3)本方案裝置結構設計顯著特點:使用簡便。操縱閥組[9]不工作時,手把均置于零位,將限位杆[8] 向下轉動到鎖住操縱閥組手把位置,相當于“套”住所有手把。需進行液壓支架手把操作工作時,將限位杆[8] 掀起,再隨固定軸[3] 一起旋轉到不妨礙作業一側即可,像使用旋轉開關一樣簡單;

4)此装置的設計方案最初有多种,主结构最直接的不同就体现在限位杆[8] 的固定方式上,未定型前還有鏈連接及插銷型兩種方式。最終通過小範圍實踐,確定了這種旋轉開關型。這種旋轉開關型的限位杆[8] 不會丟失且不易損壞,同時這種連接固定方式,最有效的實現了限位安全裝置操作方便、快捷、安全,適于井下作業環境的設計理念。

3 設計特點

1)液压支架操纵阀手把上的安全限位装置設計特點,结合了阀组的结构特点,设计结构简洁,方便实用且利于安全操作。其结构适用于各型液压支架使用。各型液压支架操纵阀组,如图示中[9] 示意均由多個帶手把的單片閥組成用四條螺栓串聯固定,構成閥組安裝在液壓支架閥座上,有橫向和縱向兩種安裝方式;

2)液壓支架操縱閥手把安全限位裝置,所設計限位杆[8] U 形长杆,爲保证限位杆[8] 能根據工作操作需求,在安全有效範圍內靈活轉動,安裝板[1] 前部設計了限制限位杆[8] 旋轉的限位面,當限位杆[8] 處于垂直于固定軸[3] 位置時,限位面的前端邊緣頂在限位杆[8] 的側面,使限位杆[8] 不能繼續旋轉,以保證限位杆[8] 在安全位置懸挂,不會妨礙安全操縱液壓支架。

4 方案實施

煤礦液壓支架操縱閥手把上的安全限位装置于2008 10 月正式批量加工制作,投入到井下采煤工作面使用。首先應用在ZY3600-11/28 型液壓支架,之後又推廣到ZY4800-19/40 型液壓支架。現在開灤錢家營礦業分公司已經全面推廣使用到各型號液壓支架,共7 种规格。在几年的实践与不断改进后,形成了本文所论述的最优化结构。此煤礦液壓支架操縱閥手把上的安全限位装置已申请了国家专利,并准备在全局范围内推广使用。

5 結論

煤礦液壓支架操縱閥手把上的安全限位装置的推广应用,有中温炉烟系统的工作原理是利用磨机入口负压与抽取点间形成的压差,将高温、低含氧量的烟气从转向室处抽出,送入制粉系统,改变了干燥介质的成分,降低制粉系统终端含氧量在16%以下,滿足大比例摻燒褐煤後制粉系統的安全防爆要求。該系統優點:1)抽取點的煙溫較高、含氧量較低,可同時滿足制粉系統幹燥出力和防爆要求;2)抽取點煙氣負壓較小,需克服的阻力小;3)抽爐煙管道布置不受鍋爐主要設備影響,不需增加額外動力,管道安裝方便,成本較低。

鍋爐制粉系統在中溫爐煙系統改造前,磨機出口溫度在60℃以下,最差工況下,有時在50℃以下,制粉系統終端氧量在18%左右。當中溫爐煙改造後,磨機通風量維持在170 000m3/h 左右,制粉系統末端氧量控制在16%,磨機出口溫度能達到60℃以上,與冷爐煙系統相比,制粉系統末端氧量下降2%,出口溫度提高10℃以上。在大比例掺烧褐煤时,满足了制粉系统防爆和提高干燥出力的设计要求,制粉系统通风量也能满足机组运行的要求。通过中温炉烟改造及掺烧褐煤相关试验,得出以下結論:

1)褐煤摻燒達70%,及投入中溫爐煙時,磨機入口負壓保持在1 000Pa~1 200Pa 之間,磨機出口溫度能維持在60 ~70℃,制粉系統終端含氧量均低于16%,能夠滿足大比例摻燒褐煤時制粉系統防爆和幹燥出力要求;

2)褐煤摻燒達70%,及投入中溫爐煙時,煤粉細度R90 40.3% 的试验条件下,测得磨煤机最大出力爲70.8t/h,磨機總出力能夠達到規定的裕度要求;3)当投入中温炉烟系统,机组负荷约爲185mW 時,摻燒比例在70% 以下实测锅炉热效率爲91.89%,修正后爲91.11% ;当机组负荷约爲155mW 時,摻燒比例在80% 以下实测锅炉热效率爲90.50%,修正后爲90.87%

2009 11 月完成中溫爐煙系統改造後,解決了大比例摻燒褐煤後制粉系統的幹燥出力和安全防爆問題。2010 年全年摻燒褐煤,未發生制粉系統爆發事故。兩台爐制粉電耗1~12 月份平均完成22.13kW·h/t 煤,比同期下降1.04kW·h/t 煤,1~12 月份累計耗煤量1 604 709t,因制粉電耗降低共減少廠用電量167.377 kW·h

3 結論

随着电力生产的发展,电力用煤大幅增加,燃料供应紧张的问题与降低成本保发电的矛盾也将更加突出,爲保证用煤稳定,大比例掺烧霍林河褐煤任务越来越重,要求也越来越高。我公司褐煤的掺烧和相关改造措施,既有效的缓解了燃煤紧张,同时又保证了锅炉的经济性和安全稳定运行。

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