采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置
阅读说明：本技术 采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置 (Built-in integrated cooling, filtering and defoaming device of coal mining machine hydraulic system ) 是由 赵灵 李小朋 赵晓蔚 王雪松 杨亚东 李瑞锋 张凌燕 刘泽平 成跃 王龙宇 王丽 于 2021-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置,包括：螺旋翅片管冷却器、集成壳体、集中冷却部、层流过滤部、减振缓冲带、液压系统总回油口、斑卓块,集成壳体包括法兰、外壳、消泡层、形成层流过滤部的层流过滤层、端头座、减振缓冲槽、斑卓块接口、冷却器接口；螺旋翅片管冷却器通过冷却器接口安装在集成壳体内,液压系统总回油口连通于采煤机液压系统的集油阀块并由斑卓块连接到斑卓块接口。该装置集成了冷却、回油压力缓冲、消泡、沉淀、过滤的多重功效作用,使液压系统的回油能够在集中冷却部内第一时间得到集中冷却,确保回流到液压油箱内的油品质量,保证了液压系统的良好运行。(The invention discloses a built-in integrated cooling, filtering and defoaming device of a hydraulic system of a coal mining machine, which comprises: the integrated shell comprises a flange, a shell, a defoaming layer, a laminar flow filtering layer forming the laminar flow filtering part, an end head seat, a vibration reduction buffer groove, a spot upper and lower block interface and a cooler interface; the spiral finned tube cooler is installed in the integrated shell through a cooler interface, and a main oil return port of the hydraulic system is communicated with an oil collecting valve block of a hydraulic system of the coal mining machine and is connected to the patch interface through a patch interface. The device has integrateed cooling, oil return pressure buffering, defoaming, deposit, filterable multiple efficiency effect, makes hydraulic system's oil return obtain concentrated cooling the very first time in concentrated cooling portion, ensures to flow back the oil quality in the hydraulic tank, has guaranteed hydraulic system's good operation.)
技术领域
本发明属于煤矿采掘机械技术领域，尤其涉及一种采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置。
背景技术
采煤机整体结构紧凑，特别是薄煤层采煤机的机身短、厚度薄，采煤机外部液压泵站能利用的有效空间相对狭小，受有限空间的限制，采煤机外部液压泵站无法外置冷却系统，因此，大多采煤机液压系统采用内置式冷却系统。
如图1和图2所示，采煤机液压系统一般包括液压油箱1、液位计2、吸油过滤器3、空气滤清器4、过滤器5、多路阀回油管路6、冷却器7、制动器回油管路8、机动加油马达泵回油管路9等。内置在液压油箱1中的冷却器7包括冷却头71、支撑架72、冷却管73、冷却水进口74、冷却水出口75，冷却管73为光管，由铜管或不锈钢管弯制而成，插入在液压油箱1内，通过冷却水进口74和冷却水出口75通入冷却水以对液压油箱1内的油液进行冷却。
现有技术中的采煤机液压系统尽管内置有冷却器和过滤器，但各部件各自单独设置，功能单一，依次串联安装，集成化程度低，布置空间臃肿繁杂，占用空间大，故障率高；液压系统各油路执行部件高温回油油流均为各自分散从油箱不同位置流入油箱，因此油箱连接管路繁多复杂，跨度长，维护不便，安全隐患明显；冷却管为诸如铜管或不锈钢管的光管，其散热效率有限，加之液压系统各油路执行部件的高温回油油流各自分散从油箱不同位置流入油箱，而冷却器始终针对的是整个油箱的油液的冷却，使之不能及时、集中、高效地对各执行部件的高温回油油流进行快速冷却，使得整个液压系统油液冷却效率低下。
此外，现有技术中的采煤机液压系统还缺少消泡装置，液压系统回油过程中，由于油液冲击或部分管路密封不紧密，回油油液会产生泡沫和气泡，混入油液中，调高齿轮泵吸入会导致运行不稳定及吸空现象，影响液压系统正常运行。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置，包括：螺旋翅片管冷却器、集成壳体、集中冷却部、层流过滤部、减振缓冲带、液压系统总回油口、斑卓块，其中：
所述集成壳体包括法兰、外壳、消泡层、形成所述层流过滤部的层流过滤层、端头座、减振缓冲槽、斑卓块接口、冷却器接口，其中，所述斑卓块接口和所述冷却器接口设置在所述法兰上；
所述螺旋翅片管冷却器通过所述冷却器接口安装在所述集成壳体内，所述液压系统总回油口连通于采煤机液压系统的集油阀块并由所述斑卓块连接到所述斑卓块接口，所述集油阀块将所述液压系统所有油路执行部件回油管路汇集为一路；
所述端头座安装在所述集成壳体的远离所述法兰的末端，所述减振缓冲槽设置在所述端头座上，所述减振缓冲带安装在所述减振缓冲槽内。
进一步地，在上述采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置中，所述外壳包括位于所述法兰一侧的大直径部和远离所述法兰一侧的小直径部，所述消泡层包括第一消泡层和第二消泡层，所述层流过滤层包括第一层流过滤层和第二层流过滤层，所述第一消泡层设置在所述大直径部的内周，所述第二消泡层设置在所述小直径部的内周，所述第一层流过滤层设置在所述大直径部的内圆腔，所述第二层流过滤层设置在所述小直径部的内圆腔。
进一步地，在上述采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置中，所述大直径部的除了被所述螺旋翅片管冷却器和所述第一层流过滤层占据的空间之外的空间形成所述集成式冷却过滤消泡装置的所述集中冷却部。
进一步地，在上述采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置中，所述端头座安装在所述小直径部的末端。
进一步地，在上述采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置中，所述螺旋翅片管冷却器包括冷却头、支撑架、螺旋翅片管、以及设置在所述冷却头上的冷却水进口和冷却水出口。
进一步地，在上述采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置中，所述螺旋翅片管冷却器采用螺旋翅片管侵入式安装方式，所述螺旋翅片管侵入所述液压系统的油箱油液中。
本发明的装置采用内置式集成设计，集成了冷却、回油压力缓冲、消泡、沉淀、过滤的多重功效作用，无需单独配置各个单体功能部件，并且连接管路跨度短，高度集成，结构紧凑，最大限度地节省了空间，成本低廉，维护方便、功能强大，系统稳定性高，同时，内置式的集成设计，提高了该装置在高温、潮湿、震动、多尘环境中的适应性；集成壳体的设置，可以保护螺旋翅片管冷却器免受外部物体的碰撞毁坏，同时可以使液压系统的回油能够在集中冷却部内第一时间得到及时、集中、高效的冷却，还能够有效缓冲消解回油压力。
此外，利用本发明的采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置，冷却后的回油通过集成壳体内设置的消泡层和层流过滤层的消泡、沉淀、过滤作用之后才回流到液压油箱内，过滤了液压系统总回油中的杂质，避免液压系统大量回油产生的泡沫及杂质，从而杜绝因吸油过滤器吸入泡沫空气和杂物而造成齿轮泵吸空和堵塞，由此确保回流到液压油箱内的油品质量，保证了液压系统的良好运行。
附图说明
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是现有技术的采煤机液压系统的构造示意图；
图2a和图2b是现有技术的采煤机液压系统中内置冷却器的结构示意图，其中图2b是图2a的侧视图；
图3是使用了本发明的采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置的采煤机液压系统构造示意图；
图4a和图4b是本发明的采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置的结构示意图，其中图4b是图4a的侧视图；
图5a和图5b是本发明的采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置中的冷却器的结构示意图，其中图5b是图5a的侧视图；
图6a和图6b是本发明的采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置中的集成壳体的结构示意图，其中图6b是图6a的侧视图。
附图标记说明：
1-液压油箱、2-液位计、3-吸油过滤器、4-空气滤清器、5-过滤器、6-多路阀回油管路、7-冷却器、71-冷却头、72-支撑架、73-冷却管、74-冷却水进口、75-冷却水出口、8-制动器回油管路、9-机动加油马达泵回油管路；
1-钢丝绳卷筒、2-滑轮、3-双联卷筒、4-钢丝绳、5-载荷吊具；
10-液压油箱、11-液位计、12-吸油过滤器、13-空气滤清器、14-集成式冷却过滤消泡装置、15-集油阀块、16-多路阀回油管路、17-制动器回油管路、18-机动加油马达泵回油管路；
141-螺旋翅片管冷却器、142-集成壳体、143-集中冷却部、144-层流过滤部、145-减振缓冲带、146-液压系统总回油口、147-斑卓块；
1411-冷却头、1412-支撑架、1413-螺旋翅片管、1414-冷却水进口、1415-冷却水出口；
1421-法兰、1422-外壳、1422.1-大直径部、1422.2-小直径部、1423-消泡层、1423.1-第一消泡层、1423.2-第二消泡层、1424-层流过滤层、1424.1-第一层流过滤层、1424.2-第二层流过滤层、1425-端头座、1426-减振缓冲槽、1427-斑卓块接口、1428-冷却器接口。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。
如图3所示，使用了本发明的采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置的采煤机液压系统包括液压油箱10、液位计11、吸油过滤器12、空气滤清器13、集成式冷却过滤消泡装置14、集油阀块15、多路阀回油管路16、制动器回油管路17、机动加油马达泵回油管路18。
与现有技术的常规采煤机液压系统相比，使用了本发明的采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置的采煤机液压系统中内置了集成式冷却过滤消泡装置14，并且在液压系统供油管路中设置了集油阀块15，该集油阀块15将多路阀回油管路16、制动器回油管路17、机动加油马达泵回油管路18等液压系统各油路执行部件回油管路汇集为一路总回油管路后连接于集成式冷却过滤消泡装置14。
如图4a和图4b、图5a和图5b、图6a和图6b所示，本发明的采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置14为内置在液压油箱10中的集成组合式结构，集成了冷却、过滤、消泡功能，包括：螺旋翅片管冷却器141、集成壳体142、集中冷却部143、层流过滤部144、减振缓冲带145、液压系统总回油口146、斑卓块147。在本申请全文中，斑卓块是指液压系统中用于管路连接的铰接式可旋转管接头。
螺旋翅片管冷却器141包括冷却头1411、支撑架1412、螺旋翅片管1413、以及设置在冷却头1411上的冷却水进口1414和冷却水出口1415，通过上述冷却水进口1414和冷却水出口1415通入冷却水以对液压油箱10内的油液进行冷却。
螺旋翅片管冷却器141采用螺旋翅片管侵入式安装方式，螺旋翅片管侵入油箱油液中，冷却水通过在螺旋翅片管中的流动带走需冷却的油液的热量。螺旋翅片管的散热效率是传统铜管和不锈钢管光管的1.5倍，而且耐压10MPa以上。
集成壳体142包括法兰1421、外壳1422、消泡层1423、层流过滤层1424、端头座1425、减振缓冲槽1426、斑卓块接口1427、冷却器接口1428，其中，斑卓块接口1427和冷却器接口1428设置在集成壳体142的法兰1421上。
集成壳体142的外壳1422包括位于法兰1421一侧的大直径部1422.1和远离法兰1421一侧的小直径部1422.2，消泡层1423包括第一消泡层1423.1和第二消泡层1423.2，层流过滤层1424包括第一层流过滤层1424.1和第二层流过滤层1424.2，第一消泡层1423.1设置在大直径部1422.1的内周，第二消泡层1423.2设置在小直径部1422.2的内周，第一层流过滤层1424.1设置在大直径部1422.1的内圆腔，第二层流过滤层1424.2设置在小直径部1422.2的内圆腔。第一层流过滤层1424.1和第二层流过滤层1424.2形成集成式冷却过滤消泡装置14的上述层流过滤部144。
螺旋翅片管冷却器141通过冷却器接口1428安装在集成壳体142内。采煤机液压系统的集油阀块15连通于液压系统总回油口146，液压系统总回油口146由斑卓块147连接到斑卓块接口1427，液压系统各油路执行部件的回油汇集后进入集成式冷却过滤消泡装置14的集成壳体142的大直径部1422.1。大直径部1422.1的除了被螺旋翅片管冷却器141和第一层流过滤层1424.1占据的空间之外的空间形成集成式冷却过滤消泡装置14的上述集中冷却部143，由此，通过集中冷却部143，可以使液压系统的回油第一时间得到螺旋翅片管冷却器141的及时、集中、高效的冷却。
端头座1425安装在集成壳体142的外壳1422的小直径部1422.2的末端，端头座1425沿圆周方向开有减振缓冲槽1426，上述减振缓冲带145安装在减振缓冲槽1426内。
本发明的采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置的工作过程为：在使用本发明的采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置的采煤机液压系统中，液压系统所有回油均先集中进入集油阀块15，随后经过内置在液压油箱10中的集成式冷却过滤消泡装置14上的液压系统总回油口146再集中进入集成式冷却过滤消泡装置14的集成壳体142内，由集成壳体142缓冲消解回油压力，并在集中冷却部143内第一时间由螺旋翅片管冷却器141集中冷却，冷却后的回油通过集成壳体142内设置的消泡层1423和层流过滤层1424的消泡、沉淀、过滤作用，之后回流到液压油箱10内。
综上所述，与现有技术相比，本发明的采煤机液压系统的内置集成式冷却过滤消泡装置具有以下优点和有益效果：
1)采用内置式集成设计，集成了冷却、回油压力缓冲、消泡、沉淀、过滤的多重功效作用，无需单独配置各个单体功能部件，并且连接管路跨度短，避免了由于客观外部空间限制而无法实现特定功能，高度集成，结构紧凑，最大限度地节省了空间，成本低廉，维护方便、功能强大，系统稳定性高；同时，内置式的集成设计，提高了该装置在高温、潮湿、震动、多尘环境中的适应性。
2)相比传统铜管和不锈钢管的光管管道，本发明中的螺旋翅片管冷却器在同等长度和直径的情况下，其散热面积大大增加，散热效率是传统铜管和不锈钢管光管管道的1.5倍，耐压可达10MPa，因此，冷却器可以做的更小，更精致。
3)集成壳体的设置，可以保护螺旋翅片管冷却器免受外部物体的碰撞毁坏，同时，可以使液压系统的回油能够在集中冷却部内第一时间得到及时、集中、高效的冷却；而且，由于液压系统回油有一定的回油压力，直接排入油箱会对液压油箱内的油液造成冲击扰动，集成壳体的设置还能够有效缓冲消解回油压力。
4)利用本发明的装置，冷却后的回油通过集成壳体内设置的消泡层和层流过滤层的消泡、沉淀、过滤作用之后才回流到液压油箱内，过滤了液压系统总回油中的杂质，避免液压系统大量回油产生的泡沫及杂质，从而杜绝因吸油过滤器吸入泡沫空气和杂物而造成齿轮泵吸空和堵塞，由此确保回流到液压油箱内的油品质量，保证了液压系统的良好运行。
5)集成壳体的端头座安装有减振缓冲带，可有效减少由于外部设备振动及液压油箱内油液波动对内置的集成式冷却过滤消泡装置的影响。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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