一种基于气动控制的矿用车辆湿式制动器强制冷却系统
阅读说明：本技术 一种基于气动控制的矿用车辆湿式制动器强制冷却系统 (Forced cooling system of wet brake of mining vehicle based on pneumatic control ) 是由 范江鹏 赵瑞萍 仇博 马艳卫 姚志功 谢龙 王庆祥 郭培燕 闫晓刚 田舒 侯尧花 于 2021-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及防爆无轨胶轮车运输车装备领域,具体是一种基于气动控制的矿用车辆湿式制动器强制冷却系统。气包的进口和出口形成回路,并在进口管路上设置空气压缩机,该回路与空气压缩机连接,空气压缩机与液控换向阀的P口连接,液控换向阀的控制口与节流阀连接,节流阀与机油泵连接,液控换向阀的A口与防爆电控减压阀的P口连接,防爆电控减压阀的A口与防爆电磁换向阀的P口连接,防爆电磁换向阀的A口和B口分别与双作用气缸的A口和B口连接,双作用气缸的活塞端与液压油箱连接,防爆电控减压阀以及防爆电磁换向阀的控制口与电控处理单元信号连接,电控处理单元由车载电源供电,电控处理单元与设置在湿式制动器上的液压油温度传感器连接。(The invention relates to the field of equipment of transportation vehicles of explosion-proof trackless rubber-tyred vehicles, in particular to a forced cooling system of a wet brake of a mining vehicle based on pneumatic control. The inlet and the outlet of the air bag form a loop, an air compressor is arranged on the inlet pipeline, the loop is connected with the air compressor, the air compressor is connected with a port P of a hydraulic control reversing valve, a control port of the hydraulic control reversing valve is connected with a throttle valve, the throttle valve is connected with an oil pump, a port A of the hydraulic control reversing valve is connected with a port P of an explosion-proof electric control reducing valve, the port A of the explosion-proof electric control reducing valve is connected with the port P of an explosion-proof electromagnetic reversing valve, the port A and the port B of the explosion-proof electromagnetic reversing valve are respectively connected with a port A and a port B of a double-acting cylinder, a piston end of the double-acting cylinder is connected with a hydraulic oil tank, the explosion-proof electric control reducing valve and the control port of the explosion-proof electromagnetic reversing valve are in signal connection with an electric control processing unit, the electric control processing unit is powered by a vehicle-mounted power supply, and the electric control processing unit is connected with a hydraulic oil temperature sensor arranged on a wet brake.)
技术领域
本发明涉及防爆无轨胶轮车运输车装备领域，具体是一种基于气动控制的矿用车辆湿式制动器强制冷却系统。
背景技术
防爆无轨胶轮运输车由于其机动性，灵活性以及高效性等特点，受到了煤矿用户的广泛认可。但是随着煤矿采掘深度的不断增加，煤矿井下工作路面普遍呈现长距离、大坡度工况，使得防爆无轨胶轮运输车的运行环境欲发恶劣。尤其，防爆无轨胶轮运输车在重载工况连续下坡时，驾驶员为控制车速不断使用行车制动系统，致使摩擦片发热，导致车辆制动器冷却液高温，进而造成制动器摩擦片磨损严重、内部密封圈和骨架油封高温烧结等问题，使得防爆无轨车辆制动力减弱，严重时车辆制动系统失效，造成煤矿井下安全生产事故的发生。
发明内容
本发明为了延长湿式制动器在防爆车辆中的使用寿命，提升防爆车辆在大坡度路面的适用性以及使用安全性，提供一种基于气动控制的矿用车辆湿式制动器强制冷却系统。
本发明采取以下技术方案：一种基于气动控制的矿用车辆湿式制动器强制冷却系统，包括电控处理单元、空气压缩机、气包、空气过滤单元、液控换向阀、防爆电控减压阀、双作用气缸、防爆电控换向阀、液压油箱、带循环油孔的湿式制动器、液压油温度传感器以及车载电源，气包的进口和出口形成回路，并在进口管路上设置空气压缩机，该回路与空气压缩机连接，空气压缩机与液控换向阀的P口连接，液控换向阀的控制口与节流阀连接，节流阀与机油泵连接，液控换向阀的A口与防爆电控减压阀的P口连接，防爆电控减压阀的A口与防爆电磁换向阀的P口连接，防爆电磁换向阀的A口和B口分别与双作用气缸的A口和B口连接，双作用气缸的活塞端与液压油箱连接，液压油箱一端的进回油口与湿式制动器的P口连接，液压油箱的另一端的进回油口与湿式制动器的T口连接；所述的防爆电控减压阀以及防爆电磁换向阀的控制口与电控处理单元信号连接，电控处理单元由车载电源供电，电控处理单元与设置在湿式制动器上的液压油温度传感器连接。
进一步的，液压油箱包括空心圆柱状结构的油箱体，其一端焊接底板，另一端螺接有盖板，盖板和油箱体之间设置有密封垫，所述的底板上设置有防爆接近开关接口以及螺接有防爆接近开关,并设置有两个分别与两侧的湿式制动器的P口连接的进回油口；所述的盖板上同样设置有防爆接近开关接口，防爆接近开关接口上螺接有防爆接近开关,并设置有两个分别与两侧制动器T口连接的进回油口；所述的油箱体外表焊接有若干翅片，油箱体内部设置活塞，活塞将油箱分为两个腔体，所述的活塞圆周方向上设置有密封圈，其圆心中心位置设置有活塞杆，活塞杆通过盖板上的孔伸向液压油箱外部，活塞杆与盖板之间设置有支撑环、密封圈以及防尘圈。
进一步的，液压油箱与双作用气缸通过开口销和定位销连接，二者通过油箱安装支架和双作用气缸支架螺接于矿用车辆的横梁上。
进一步的，气包上设置有安全阀以及充气阀。
进一步的，空气过滤单元与液控换向阀之间的管道上设置有压力表。
一种基于气动控制的矿用车辆湿式制动器强制冷却系统控制方法，当车辆启动后，气源经防爆电控减压阀、防爆电控换向阀推动双作用气缸工作，而液压油在系统中的流速取决于液压油温度，当液压油温度传感器检测到液压油温度升高，经电控处理单元向防爆电控减压阀下达指令，增加气体压力，达到加快液压油流速目的，提升油液散热频率，达到降温目的；反之，降低气体压力，减慢系统工作频率，使制动器液压油维持在合理温度范围内；当车辆处于静止状态，仅仅处于怠速工况时，湿式制动器不工作，电控处理单元通过车辆转速传感器获取信号，并在电控处理单元指令下，防爆电控减压阀切断气体通路，使系统停止工作。
与现有技术相比，本发明采用气动控制方式实现制动器冷却液强制循环冷却，实现制动器降温。通过采用本发明案例所述的方案，无需新增液压泵或气动泵，便可使防爆车辆制动器温度有效控制在合理的温度区间范围内，该系统采用气控方式，保证湿式制动器内部液压冷却油极小的压力环境，有效保护湿式制动器浮动油封使用寿命，极大地提高了防爆无轨胶轮运输车对各类煤矿的适用性。
附图说明
图1是本发明的系统原理图；
图2 是本发明的液压油箱、双作用气缸安装示意图；.
图3是本发明的液压油箱外部结构示意图；
图4是本发明的液压油箱内部结构示意图；
图5是本发明的湿式制动器油管端面示意图。
图中，1.安全阀，2.气包，3.空压机，4.空气过滤单元，5.总阀门，6.气压表，7.湿式制动器，8.温度传感器，9.双作用气缸，10.防爆电磁换向阀，11.防爆电控减压阀，12.液控换向阀，13.节流阀，14.机油泵，15.充气阀，16.横梁，17.液压油箱，17-1.进回油口，17-2.防爆接近开关接口，17-3.底板，17-4.散热翅片，17-5.活塞，17-6.支撑环，17-7.密封圈，17-8.防尘圈，17-9.密封垫，17-10.盖板，17-11.油箱安装支架，17-12.活塞杆，17-13.活塞密封圈，17-14 油箱体，18.双作用气缸外形，19.圆柱销，20.开口销，21.车载电源，22.电控处理单元，23.防爆接近开关，24.双作用气缸支架。
具体实施方式
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。
本发明的目的是提供一种基于气动控制的矿用车辆湿式制动器强制冷却系统，以解决上述现有技术存在的问题，提高矿用防爆无轨胶轮车制动器使用寿命，同时提高车辆在不同煤矿巷道工况下的普遍适用性，提升车辆的使用安全性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，原理图中只对车辆某一车桥的强制冷却进行说明，具体情况则根据车辆的车轴数并联相关元部件即可实现，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。
如图1所示，本发明提供一种基于气动控制的矿用车辆湿式制动器强制冷却系统，包括电控处理单元22、空气压缩机3、气包2、空气过滤单元4、液控换向阀12、防爆电控减压阀11、双作用气缸9、防爆电控换向阀10、液压油箱17、带循环油孔的湿式制动器7、液压油温度传感器8以及车载电源21，气包2的进口和出口形成回路，并在进口管路上设置空气压缩机3，该回路与空气压缩机3连接，空气压缩机3与液控换向阀12的P口连接，液控换向阀12的控制口与节流阀13连接，节流阀13与机油泵14连接，液控换向阀12的A口与防爆电控减压阀11的P口连接，防爆电控减压阀11的A口与防爆电磁换向阀10的P口连接，防爆电磁换向阀10的A口和B口分别与双作用气缸9的A口和B口连接，双作用气缸9的活塞端与液压油箱17连接，液压油箱17底板17-3上的进回油口17-1与湿式制动器7的P口连接，液压油箱17盖板17-10的进回油口17-1与湿式制动器7的T口连接；所述的防爆电控减压阀11以及防爆电磁换向阀10的控制口与电控处理单元22信号连接，电控处理单元22由车载电源21供电，电控处理单元22与设置在湿式制动器7上的液压油温度传感器8连接。
所述的液压油箱17与双作用气缸9通过开口销19和定位销20连接，二者通过油箱安装支架17-11和双作用气缸支架24螺接于横梁16。所述的横梁16与防爆无轨胶轮车车架下表面螺接或者铆接，其位置设置于车辆前桥、后桥处，本例只通过前桥为例进行说明。
所述的液压油箱17采用圆柱状，其一端焊接底板17-3，另一端螺接有盖板17-10，盖板17-10和油箱体17-14之间设置有密封垫17-9。所述底板17-3上设置有防爆接近开关接口17-2，螺接有防爆接近开关23,并设置有两处进、回油口17-1，分别与两侧制动器进油口连接。所述的盖板17-10上同样设置有有防爆接近开关接口17-2，螺接有防爆接近开关23,并设置有进回油口17-1，分别与两侧制动器回油口连接。所述的油箱体外表焊接有若干翅片17-14，用于增大高温液压油的散热面积。所述的液压油箱内部设置活塞17-5，将油箱分为两个腔体，为两侧制动器供油；所述活塞17-5圆周方向上设置有密封圈17-13，其圆心中心位置设置有活塞杆17-12，通过盖板17-10伸向液压油箱17外部，活塞杆17-12与盖板17-10之间设置有支撑环17-6、密封圈17-7、防尘圈17-8。
所述的安全阀1，气包2，空气压缩机3，空气过滤单元4，总阀门5，气压表6，充气阀15，机油泵14、节流阀13均为防爆无轨车辆常规部件，此处不做多余赘述。气包2的总气路通过空气过滤单元4进入液控换向阀12的P口，由液控换向阀12的A口进入防爆电控减压阀11的P口，由防爆电控减压阀11的A口进入防爆电控换向阀10的P口，由防爆电控换向阀10的A口和B口分别进入双作用气缸9的A口和B口。在双作用气缸11带动下的液压油分别是从液压油箱17同一侧的进回油口17-1与两侧的制动器的P口连接，另一侧的进回油口17-1与两侧的制动器的T口连接。所述的液压油温度传感器8设置于每个制动器上，用于检测液压油实际温度。
所述的电源箱21为电控处理单元22供电，而电控处理单元22分别与防爆电控减压阀11、防爆电控换向阀10、液压油温度传感器8连接。
本发明具体运行方案如下：
本发明对于防爆无轨胶轮车的驾乘体验并无任何改变，系统的动作与否取决于车辆是否启动，即取决于防爆柴油机机油压力对液控换向阀的作用。当车辆启动后，气源经防爆电控减压阀、防爆电控换向阀推动双作用气缸工作。而液压油在系统中的流速取决于液压油温度，当液压油温度传感器检测到液压油温度升高，经电控处理单元向防爆电控减压阀下达指令，增加气体压力，达到加快液压油流速目的，提升油液散热频率，达到降温目的；反之，降低气体压力，减慢系统工作频率，使制动器液压油维持在合理温度范围内。
当车辆处于静止止状态，仅仅处于怠速工况时，制动器不工作，电控处理单元可通过车辆转速传感器获取信号，并在电控处理单元指令下，防爆电控减压阀切断气体通路，使系统停止工作。
本发明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。
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