本发明涉及一种用于采煤机喷雾的自动增压方法和系统，属于采煤机煤尘防治技术领域。

背景技术：

采煤机井下工作时，利用摇臂上的螺旋滚筒冲击煤壁，滚筒上的截齿将煤层破碎打落，由此产生了大量煤尘，同理当采煤机用于开采其他矿物时，如铝土矿等，同样会产生相应矿尘。一方面大量的煤尘阻碍了采煤机司机的视线，导致司机无法看清滚筒、液压支架和煤壁之间的位置关系，妨碍正常生产；另一方面，粉尘被现场工人吸入体内后，严重威胁身体健康。因此必须采取有效措施对工作面煤尘进行防治。

一般采煤工作面由采煤机落煤、装煤产生的煤尘，是通过采煤机摇臂和滚筒上的喷嘴进行喷雾抑制的，这两处喷嘴位置靠近煤尘产生源头，一出现煤尘就可以有效进行清除，效果明显，但在实际生产过程中，喷嘴往往因为喷雾水压力不够导致被煤灰堵塞，若维护力度不够，将导致喷水量减少，煤粉抑制不明显，迫切需要提高喷嘴喷雾压力，防止堵塞，保持喷雾水量。

目前有些煤矿在采煤机上安装了外置式的喷雾装置，除采煤机外额外增添控制器、水箱、增压泵等，这些设备安装在采煤机机身以外，比如设备列车上，这样采煤机行走和推进过程中将拖拽更多的胶管，导致电缆夹板弯曲半径增大，减小过机空间，另外机身上外露的喷水装置和送水胶管容易被落煤砸伤和被煤岩磨损。

技术实现要素：

为解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种采煤机内置外喷雾自动增压方法与系统，能对采煤机摇臂的喷雾水进行自动增压，从而获得高的降尘率，并且喷嘴不易被煤尘堵塞。

本发明的主要技术方案有：

一种采煤机内置外喷雾自动增压方法，将喷雾压力水分为两路，一路作为液控换向阀的液控介质，控制液控换向阀的换向，进而控制油马达的工作和停止，液控换向阀的控制逻辑是液控口起作用时，液控换向阀所处工作位置是使油马达工作的位置，用油马达驱动水泵，使水泵随着油马达一起工作和停止，利用水泵将另一路喷雾压力水增压后输送给采煤机的内置外喷雾装置的喷嘴，将液控换向阀、油马达和水泵都内置于采煤机的机身上。

一种采煤机内置外喷雾自动增压系统，包括内置安装在采煤机机身上的油池、齿轮泵、油路阀组、二位三通阀和泵马达，所述油池的出油口经油管管路连接所述齿轮泵的进油口，所述齿轮泵的出油口经油管管路连接所述油路阀组的进油口，所述油路阀组的出油口经油管管路同时连接所述油池的回油口和所述二位三通阀的第二进油口，所述二位三通阀的第一进油口和第三进油口分别经油管管路连接所述泵马达的马达进油口和所述油池的回油口，所述泵马达的马达出油口经油管管路连接所述油池的回油口，所述二位三通阀是弹簧复位的液控换向阀，采煤机的喷雾水压力出水口经水管管路同时连接所述二位三通阀的液控口和所述泵马达的泵进水口，所述泵马达的泵出水口经水管管路连接位于采煤机摇臂上的喷嘴的进水口，所述二位三通阀的液控口起作用时，第一进油口和第二进油口相通，并与第三进油口不通，否则，第二进油口和第三进油口相通，并与第一进油口不通。

所述泵马达的泵出水口与所述喷嘴进口之间的水管管路上还优选连接有水路阀组，所述水路阀组内置安装在采煤机机身上。

所述水路阀组上可以安装有第一压力表和第一溢流阀。

所述齿轮泵采用双联齿轮泵，所述双联齿轮泵的两个泵各自具有独立的进油口和出油口，两个泵的出油口经油管管路分别连接所述油路阀组的进油口和采煤机调高阀组的进油口，所述双联齿轮泵由采煤机的调高电机驱动。

所述油路阀组上可以安装有第二压力表和第二溢流阀。

所述喷嘴分散设置在采煤机的左摇臂和右摇臂上，所述喷嘴的出口压力优选为8mpa。

所述喷嘴的出水口直径可以为0.5mm。

所述水管管路采用通径φ13的两层钢丝编织橡胶管，所述油管管路采用通径φ10的两层钢丝编织橡胶管。

所述二位三通阀包括阀杆、阀体和弹簧，所述阀杆在所述阀体内与所述阀体滑动配合，所述弹簧安装在所述阀杆的左端，所述阀杆的右端连接有活塞，活塞位于由阀体和端盖封闭的液控介质腔室内，活塞与该腔室的阀体内壁滑动配合，所述端盖上设有水孔，该水孔构成为所述液控口，所述第一进油口、第二进油口和第三进油口自右向左依次开设在所述阀体上，且其里端分别与所述阀体上的三个阀体环形槽相通，所述阀杆上设有左右两处阀杆环形槽，所述阀杆处于右工位时，阀杆左侧环形槽连通所述第二进油口和第三进油口各自所对应的阀体环形槽，所述阀杆处于左工位时，阀杆右侧环形槽连通第一进油口和第二进油口各自所对应的阀体环形槽。

本发明的有益效果是：

本发明通过自动增压提高了外喷雾水由摇臂喷嘴喷出时的出口压力，显著提高了煤尘防止效率，克服了喷雾易堵塞的问题。

外喷雾水同时连接二位三通阀和泵马达，二位三通阀内的阀杆在水路胶管有外喷雾水时，滑到相应阀位，液压油进入泵马达，驱动泵马达对外喷雾水增压，水路胶管内无水时，阀杆复位，液压油返回油池，泵马达不工作，既实现了对喷雾水的自动增压功能，又可以防止泵马达空转烧坏。通过将增压系统与喷雾水的有无联接起来，利用二位三通阀实现了摇臂上的喷嘴高压喷雾降尘和增压自动化。

增压系统所有部件内置于采煤机机身上，不额外铺设管路，不额外增添动力和水源，不占用巷道空间，结构紧凑，布置合理。

将采煤机上必备的齿轮泵设置为双联齿轮泵，一个泵为采煤机自身的调高油路和制动回路提供动力液压油，一个泵为增压系统提供动力液压油，很好地简化了喷雾水自动增压系统。

附图说明

图1是本发明的自动增压系统的一个实施例的结构示意图；

图2是图1中的二位三通阀的结构示意图。

附图标记：

1-左摇臂；2-采煤机；3-喷雾水；4-油池；5-过滤器；6-右牵引部；7-右摇臂；8-喷嘴；9-水管管路；10-二位三通阀；11-调高阀组；12-油管管路；13-双联齿轮泵；14-泵马达；15-水路阀组；16-油路阀组；17-弹簧；18-阀体；19-阀杆；20-水孔。

具体实施方式

本发明公开了一种采煤机内置外喷雾自动增压方法，是将喷雾压力水分为两路，一路作为液控换向阀的液控介质，控制液控换向阀的换向，进而控制油马达的工作和停止，液控换向阀的控制逻辑是液控口起作用时，液控换向阀所处工作位置是使油马达工作的位置，用油马达驱动水泵，使水泵随着油马达一起工作和停止，利用水泵将另一路喷雾压力水增压后输送给采煤机的内置外喷雾装置的喷嘴，将液控换向阀、油马达和水泵都内置于采煤机的机身上。

启动喷雾时，液控口开始发挥作用，液控换向阀换向，液压油带动油马达开始工作，油马达驱动水泵工作，水泵对另一路喷雾压力水做功加压并送至喷嘴，喷嘴的出口压力提高，能很好地防止喷嘴堵塞，并保持足够的喷雾水量。一旦关闭喷雾功能，没有喷雾压力水流出，所述液控换向阀达不到开启压力而复位，液压油经液控换向阀流回油池，因液压油不再进入油马达，油马达失去动力后停止工作，水泵因失去油马达这一动力源而随之停止，同时也没有喷雾压力水进入水泵，对于喷雾压力水的自动增压也就自动停止。

将液控换向阀、油马达和水泵都内置于采煤机的机身上，实现喷雾装置的“内置”，使采煤机行走和推进过程中无需拖拽更多的胶管，也不影响原有电缆夹板的弯曲半径。并且“内置”可以有效保护喷雾装置和送水胶管免受落煤砸伤和磨损。

为实现上述方法，本发明还公开了一种采煤机内置外喷雾自动增压系统，如图1所示，包括内置安装在采煤机机身上的油池4、齿轮泵13、油路阀组16、二位三通阀10和泵马达14，所述油池的出油口经油管管路12连接齿轮泵的进油口，所述齿轮泵的出油口经油管管路连接所述油路阀组的进油口，所述油路阀组的出油口经油管管路12同时连接所述油池的回油口和所述二位三通阀的第二进油口，所述二位三通阀的第一进油口和第三进油口分别经油管管路12连接所述泵马达的马达进油口和所述油池的回油口，所述泵马达的马达出油口经油管管路12连接所述油池的回油口。所述二位三通阀是弹簧复位的液控换向阀，采煤机的喷雾水3压力出水口经水管管路9同时连接所述二位三通阀的液控口和所述泵马达的泵进水口，所述泵马达的泵出水口经水管管路连接位于采煤机摇臂上的喷嘴8的进水口。所述二位三通阀的液控口起作用时，第一进油口和第二进油口相通，并与第三进油口不通，否则，第二进油口和第三进油口相通，并与第一进油口不通。

油池4装有采煤机2常用的n100抗磨耐磨液压油，油池与齿轮泵之间的管路上连接有过滤器5，齿轮泵将经过过滤器5过滤后的液压油抽出后分别输送到调高阀组和油路阀组，油路阀组输出的液压油经二位三通阀的换向控制输送到泵马达或油池，二位三通阀的换向控制依据其液控口处是否有喷雾水，有喷雾水时，液控口起作用，液压油输送到泵马达，否则流回油池，直接卸荷。液压油输送到泵马达，泵马达工作，对另一路喷雾水进行增压，增压后的高压水分别输送到左摇臂1和右摇臂7，经喷嘴8喷出，对采煤机2产生的煤尘进行喷雾降尘处理。喷雾水经过增压后，从喷嘴8喷出的速度和流量大幅提高，可以防止被煤灰堵塞，又延伸了喷雾雾炬，扩大了雾炬对割煤滚筒产尘区域的覆盖范围。

喷嘴安装在左摇臂和右摇臂上，油池、过滤器、双联齿轮泵、调高阀组、油路阀组、二位三通阀和泵马达由水管管路、油管管路相连布置安装在采煤机2的右牵引部6内，成为机载式的增压装置，减少了采煤机2与外部的连接管路。

所述齿轮泵优选采用双联齿轮泵，所述双联齿轮泵是两泵并联布置，两个泵各自具有独立的进油口和出油口，两泵单独同时工作，互不干扰，两个泵的出油口经油管管路分别连接所述油路阀组的进油口和采煤机调高阀组11的进油口，每个泵的额定排量为8ml/r。所述双联齿轮泵通过泵连接组件与采煤机右牵引部6上的调高电机输出轴连接，由调高电机驱动。调高电机功率为10kw，双联齿轮泵输出液压油通过油管管路12分别供给调高阀组11和油路阀组16。调高阀组是采煤机用来控制左摇臂1、右摇臂7的升降和制动器开启的，为采煤机2的调高回路和制动回路提供动力油。油路阀组是为泵马达提供动力油。

泵马达14包括水泵和马达，马达与水泵直接相连，结构紧凑，体积小，之间无管路连接。水泵结构为柱塞泵。液压油进入马达，驱动马达对水泵做功，水泵对从入口进来的喷雾水做功，水增压后从出口流出，出水压力高于进水压力。泵马达14根据喷嘴的流量、喷雾水增压值和齿轮泵13的排量选型设计。泵马达14优选采用如下参数：水泵的额定压力为15mpa，额定流量为19.6l/min，马达的额定流量为15l/min，额定压力为14mpa，额定功率为3.7kw。

所述泵马达的泵出水口与所述喷嘴进口之间的水管管路9上还优选连接有水路阀组15，所述水路阀组也内置安装在采煤机机身上，优选安装在右牵引部内。

所述水路阀组上可以安装有第一压力表和第一溢流阀，第一压力表实时显示增压后的喷雾水的压力，所述第一溢流阀提供高压保护功能，调定压力优选为8mpa，当喷雾水增压后的压力大于8mpa时，第一溢流阀开启泄压。

所述油路阀组上安装有第二压力表和第二溢流阀，第二压力表的量程为0-40mpa，实时显示泵马达的工作压力，所述第二溢流阀的调定压力优选为18mpa，当系统油路压力达到18mpa时，溢流阀开启，液压油回到油池，对增压系统起到限压保护作用。

所述喷嘴分散设置在采煤机的左摇臂1和右摇臂7上，所述喷嘴的出口压力优选为8mpa。增压后的喷雾水经水路阀组15后流入左摇臂1和右摇臂7，经喷嘴8喷出。喷嘴数量左右各4个。

根据喷嘴出口压力8mpa、泵马达14额定转速1750r/min、马达额定流量19.6l/min、齿轮泵13单个泵的额定排量8ml/r，所述喷嘴的出水口直径宜确定为0.5mm。

所述水管管路优选采用通径φ13的两层钢丝编织橡胶管。所述油管管路优选采用通径φ10的两层钢丝编织橡胶管。

所述二位三通阀可以通过紧固螺钉被固定于右牵引部6的壳体上。所述二位三通阀可以包括阀杆19、阀体18和弹簧17。所述阀杆在所述阀体内与所述阀体滑动配合，所述弹簧安装在所述阀杆的左端，所述阀杆的右端连接有活塞，活塞位于由阀体和端盖封闭的液控介质腔室内，活塞与该腔室的阀体内壁滑动配合。所述端盖上设有水孔20，该水孔构成为所述液控口。所述第一进油口、第二进油口和第三进油口自右向左依次开设在所述阀体上，且其里端分别与所述阀体上的三个阀体环形槽相通，所述阀杆上设有左右两处阀杆环形槽，所述阀杆处于右工位时(即阀杆处于最右端时，处于复位状态，如图2所示)，阀杆左侧环形槽连通所述第二进油口和第三进油口各自所对应的阀体环形槽，所述阀杆处于左工位时(此时弹簧在液控介质的推动下被压缩)，阀杆右侧环形槽连通第一进油口和第二进油口各自所对应的阀体环形槽。

弹簧17按开启压力0.3mpa设计，喷雾水由水孔20进入二位三通阀10后，当压力大于0.3mpa时，推动阀杆19克服弹簧力移动，阀体18上靠右的相邻两个阀体环形槽由阀杆19上的阀杆右侧环形槽连通，连接油路阀组16和泵马达14的油口连通，来自双联齿轮泵13的液压油进入泵马达14。当喷雾水压力小于0.3mpa时，阀杆19在弹簧力作用下复位，此时阀体18上连接油路阀组16和油池4的油口连通，来自齿轮泵13的液压油回到油池4。

本发明不仅可用于煤尘的防治，也可以用于铝土等矿层开采时的矿尘防治。