气动螺杆泵薄喷喷涂机气控系统
阅读说明：本技术 气动螺杆泵薄喷喷涂机气控系统 (Pneumatic control system of pneumatic screw pump thin-spraying coating machine ) 是由 锁卫 董辉辉 闵付松 吴建生 金朝 徐子平 郎潮 张苍龙 魏群 李振 司端科 于 2021-10-12 设计创作，主要内容包括：本专利提供一种气动螺杆泵薄喷喷涂机气控系统,可实现双向气马达的正转开启及停机时的正转转反转并延时停止,泄掉输料管余料压力,减少喷涂料浪费,其主回路包括依次相连的开关阀、切换阀、双向气马达；控制回路包括三位五通阀、手动阀一、手动阀二、手动阀三、梭阀一、梭阀二,三位五通阀与气源连通,手动阀一输入口与三位五通阀输出口一连接,手动阀二输入口、手动阀三输入口与三位五通阀输出口二连接,梭阀一输入口一、输入口二分别与手动阀一输出口、手动阀二输出口连接,梭阀二输入口一与手动阀三输出口连接,梭阀二输入口二通过一个单向节流调速阀与手动阀一输出口连接；梭阀一输出口与切换阀控制口连接,梭阀二输出口与开关阀控制口连接。(The patent provides a pneumatic control system of a pneumatic screw pump thin-spraying coating machine, which can realize the forward rotation opening of a bidirectional air motor and the forward rotation and reverse rotation when the machine is stopped and delay the stop, discharge the excess pressure of a conveying pipe and reduce the waste of coating materials, wherein a main loop comprises a switch valve, a switching valve and a bidirectional air motor which are sequentially connected; the control loop comprises a three-position five-way valve, a first manual valve, a second manual valve, a third manual valve, a first shuttle valve and a second shuttle valve, wherein the three-position five-way valve is communicated with an air source; the output port of the first shuttle valve is connected with the control port of the switching valve, and the output port of the second shuttle valve is connected with the control port of the switching valve.)
技术领域
本专利涉及一种驱动螺杆泵薄喷喷涂机的气控系统，特别适合于驱动和控制煤矿螺杆泵薄喷喷涂机进行喷涂作业施工，属于煤矿喷涂技术领域。
背景技术
随着煤矿薄喷技术的发展，巷道薄喷封闭技术的应用逐渐得到提高，但是矿井中配套的薄喷湿式施工装备已不能满足矿井生产的需求。螺杆泵喷涂机以输送粘度高、含颗粒喷涂材料、流量均匀无脉冲等优点，在工程领域广泛应用，根据调研分析螺杆泵喷涂机较适合薄喷材料施工。
螺杆泵喷涂机在工程应用领域采用电驱系统，煤矿井下对电驱动系统有严格的防爆要求，工程用螺杆泵电驱系统无法应用在煤矿，设计煤矿防爆电驱系统成本较高，体积、重量较大、安全性低，不利于现场应用。气源是煤矿井下分布应用广泛、安全性高的动力源，所以提供一套煤矿气动螺杆泵薄喷喷涂机气控系统是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本专利的目的是提供一种气动螺杆泵薄喷喷涂机气控系统，它尤其适于煤矿等井下作业，它具有用于对喷涂机进行调试、检修的“手动近控”和喷涂机进行正常远距离喷涂作业的“手动远控”两种具有互锁功能的控制模式，“手动近控”能够实现双向气马达单独开、停、正转、反功能转；“手动远控”能够实现双向气马达的正转开启及停机时的正转转反转并延时停止，泄掉输料管余料压力，减少喷涂料浪费和提高喷涂质量；主回路可调节喷涂流量大小；“手动远控”模式下停机正转转反转时，反转持续时间可调节；它能够完全取代电驱动系统的功能，可以有效解决煤矿等井下电驱系统成本高，体积、重量大，安全性低的问题。
为解决上述技术问题，本专利提供了如下技术方案：
气动螺杆泵薄喷喷涂机气控系统，包括气源，与气源相通的主回路和控制回路；所述主回路包括开关阀、切换阀、双向气马达，开关阀与气源连接，切换阀输入口与所述开关阀输出口连接，所述切换阀两输出口分别与双向气马达两输入口连接；
所述控制回路包括三位五通阀、手动阀一、手动阀二、手动阀三、梭阀一、梭阀二，所述三位五通阀输入口与气源连通，手动阀一输入口与所述三位五通阀输出口一连接，所述手动阀二输入口、手动阀三输入口与所述三位五通阀输出口二连接，梭阀一输入口一、梭阀一输入口二分别与手动阀一输出口、手动阀二输出口连接，梭阀二输入口一与手动阀三输出口连接，梭阀二输入口二通过一个单向节流调速阀与手动阀一输出口连接；
开关阀、切换阀为压力控制换向阀；梭阀一输出口与切换阀控制口连接，梭阀二输出口与开关阀控制口连接；
上述对所述的气动螺杆泵薄喷喷涂机气控系统的进一步改进，控制回路还包括辅助气罐，辅助气罐输入口与梭阀二输入口二相连。
上述对所述的气动螺杆泵薄喷喷涂机气控系统的进一步改进，气源通过T型三通球阀的两个输出口分别与主回路中的开关阀和控制回路中的三位五通阀输入口相连通。
上述对所述的气动螺杆泵薄喷喷涂机气控系统的进一步改进，气源通过T型三通球阀的一个输出口通过用于对进入主回路的压缩气体进行过滤、除水的主回路气源处理器与开关阀相连通；气源通过T型三通球阀的另一个输出口通过用于对进入控制回路的压缩气体进行过滤、除水的控制回路气源处理器与三位五通阀输入口相连通；
上述对所述的气动螺杆泵薄喷喷涂机气控系统的进一步改进，切换阀排气口通过消音器与大气相通。
上述对所述的气动螺杆泵薄喷喷涂机气控系统的进一步改进，控制回路包括还包括截止阀，截止阀与所述三位五通阀输出口一连接，所述截止阀输出口与喷嘴相连通。
跟现有技术相比，本专利提供的气动螺杆泵薄喷喷涂机气控系统，避免了电气系统，实现了“手动近控”、“手动远控”功能，完成近控和远控操作是具有互锁功能，特别是“手动远控”模式可以实现双向气马达的正转开启及停机时的正转转反转延时停止，泄掉输料管余料压力，提高喷涂质量，减少喷涂材料浪费的功能。
附图说明
图1是气控系统原理图；
图2是在近控模式下，双向气马达正在正转时的示意图；
图3是在远控模式下，切换阀已经动作、开关阀未动作（双向气马达处于正转状态但还未转动）时的示意图；
图4是在远控模式下，切换阀已经复位、开关阀还未复位（双向气马达正在反转）时的示意图。
图中，1-气源，2-T型三通球阀，3-主回路气源处理器，4-开关阀，5-切换阀，6-双向气马达，7-消音器，8-控制回路气源处理器，9-三位五通阀，10-截止阀，11-喷嘴，12-手动阀一，13-手动阀二，14-手动阀三，15-梭阀一，16-梭阀二，17-单向节流调速阀，18-辅助气罐。
具体实施方式
本专利提供了一种煤矿气动螺杆泵薄喷喷涂机气控系统，以下结合附图说明和具体实施方式对本专利作进一步详细的说明。
煤矿气动螺杆泵薄喷喷涂机气控系统包括气源1，和所述气源1连接的T型三通球阀2，用于气源的接入，与气源1连接的回路通过所述T型三通球阀2分两路,形成主回路和控制回路。
主回路包括主回路气源处理器3、开关阀4、切换阀5、双向气马达6、消音器7。主回路气源处理器3对进入主回路的压缩气体进行过滤、除水、加油。
开关阀4通过主回路气源处理器3与T型三通球阀2输出口连接，切换阀5输入口与所述开关阀4输出口连接，所述切换阀5两输出口分别与双向气马达6两输入口连接，所述切换阀5排气口通过消音器7与大气连接。
从气源1出来的压缩气体经过T型三通球阀2流入主回路气源处理器3，经过主回路气源处理器3过滤、除水、加油后，进入控制双向气马达6开停的开关阀4，然后经过控制双向气马达6正反转的切换阀5，驱动双向气马达6旋转，双向气马达6排出的压缩气体进入切换阀5，然后通过连接在切换阀5上的消音器7排到大气中。双向气马达6正转带动螺杆泵，将喷涂材料输送到喷嘴11，然后喷涂到施工表面。双向气马达6反转带动螺杆泵反转，将输料管内的喷涂材料返送到料斗，完成管路卸压。
控制回路包括控制回路气源处理器8、三位五通阀9、截止阀10、手动阀一12、手动阀二13、手动阀三14、梭阀一15、梭阀二16。所述三位五通阀9输入口通过控制回路气源处理器8与所述T型三通球阀2输出口连接，截止阀10、手动阀一12输入口与所述三位五通阀9输出口一连接，所述截止阀10输出口通过喷嘴11与大气连接，所述手动阀二13输入口、手动阀三14输入口与所述三位五通阀9输出口二连接。梭阀一15的两个输入口分别与手动阀一12输出口、手动阀二13输出口连接，梭阀一15输出口与切换阀5控制口连接。梭阀二16的两个输入口中，一个通过单向节流调速阀17与手动阀一13输出口连接，另一个与手动阀三14输出口连接，梭阀二16输出口与开关阀4控制口连接。辅助气罐18输入口连接在与单向节流调速阀17相通的梭阀二16输入口。
压缩气体进入控制回路通过控制回路气源处理器8过滤、除水，然后进入三位五通阀9，三位五通阀9分为三位，不同位置实现近控、停止、远控工作状态切换和互锁。
参见图2，三位五通阀9近控模式工作时，压缩气体进入手动阀二13和手动阀三14，手动阀二13近控模式下，通过梭阀一15将气压信号传递到切换阀5，手动阀二13的动作实现双向气马达6的正反转切换。手动阀三14近控模式下，通过梭阀二16将气压信号传递到开关阀4，手动阀三14的动作实现双向气马达6的开停。
参见图1，三位五通阀9停止模式时，三位五通阀9输出端无气压，系统处于停止状态。
参见图3、4，三位五通阀9远控模式时，压缩气体进入手动阀一12和截止阀11，截止阀10打开，喷嘴11有雾化气流喷出，用于喷涂材料的雾化。手动阀一12通过梭阀一15将压力信号传递到切换阀5，通过梭阀二16将压力信号传到开关阀4，实现远程控制马达的开停、正反转。单向节流调速阀17和辅助气罐18共同作用控制开关阀4压力信号释放延迟时间。梭阀一15和梭阀二16将远控模式和近控模式进入开关阀4和切换阀5的压力信号进行“或”门逻辑隔离。
为更好理解本专利提供的气控系统，结合附图简单介绍所述气控系统的工作过程。
停止模式
参见图1，T型三通球阀2有四个工作位置，一个阀实现主回路和控制回路两个回路的单独供气、同时供气、同时关闭功能，方便设备的检修，实现整个气控系统正常工作的“与”门控制。当T型三通球阀2打开，压缩气体经过T型三通球阀2分别进入主回路和控制回路，三位五通阀9处于中间停止位置，控制回路无压力信号，双向气马达6停止。
近控模式
参见图2，当三位五通阀9处于近控位置，手动阀一12无气压，压缩气体进入手动阀二13和手动阀三14。打开手动阀三14，压缩气体进入开关阀4控制口，气压信号推动开关阀4打开，压缩气体进入双向气马达6启动。关闭手动阀三14，开关阀4控制口气体经过手动阀三14排出，开关阀4关闭，双向气马达6停止。同理，打开手动阀二13，压缩气体进入切换阀5控制口，气压信号推动切换阀5打开，双向气马达6处于正转状态；关闭手动手动阀二13，切换阀5控制口气体经过手动阀二13排出，切换阀5关闭，双向气马达6处于反转状态。
远控模式
参见图3，三位五通阀9处于远控位置，手动阀二13和手动阀三14无气压，压缩气体进入手动阀一12和截止阀10，打开截止阀10，压缩空气进入喷嘴，然后打开手动阀一12，连接手动阀一12出口的一支路经过梭阀一15进入切换阀5，推动切换阀5动作，双向气马达6处于正转状态，连接手动阀一12出口的另一支路压缩气体经过单向节流调速阀17，通过梭阀二16进入开关阀4，双向气马达6正转启动，其中辅助气罐18蓄能作用，控制开关阀4动作时间较切换阀5推迟，避免双向气马达6的反转误启动。双向气马达6正转带动螺杆泵正转，将喷涂材料输送至喷嘴11，通过截止阀10输出的气体混合雾化喷出。
参见图4，停止喷涂时，关闭手动阀一12，开关阀4控制口和切换阀5控制口的压力气体经过手动阀一12排出到大气中，切换阀5的压力气体无节流迅速排出，切换阀5迅速动作（复位）到反转位置，开关阀4由于单向节流阀17和辅助气罐18的延迟作用不能立即复位，双向气马达6开始反转，带动螺杆泵反转泄压，经过时间延迟辅助气罐18压力气体排空，开关阀4复位，双向气马达6停止反转。该功能能够防止输料管内有余压，防止再次喷涂出料有脉冲，影响喷涂质量，降低再次启动负载。
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