[实用新型]一种井下作业用液压气动驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种液压气动装置，具体涉及一种井下作业用液压气动驱动装置。

背景技术

在煤矿开采的井下环境中，当工作面上积聚的瓦斯达到一定浓度时遇明火或电火花就会发生爆炸，造成极大的人员伤亡和财产损失，因此在井下作业中不能带电作业。由于煤矿开采属于重体力劳动，而电气设备又不能在井下使用，这使得开采工作的规模和效率受到限制。目前解决这一困难的办法有使用防爆电机，由于防爆电机的价格通常以百万计，只有刮板机、采煤机和破除机等重要的机械设备才能应用，而其他如扳手等小型机械仍需人工操作。

井下巷道通常采用液压支撑架来支持，液压支撑架周围布满了乳化液管道以及管道接口，管道内的高压乳化液将支撑架撑住。乳化液管道通过煤矿外部设置的液压泵提供压力，通常管道内部压力在20-38兆帕范围内。乳化液马达通常利用巷道内现成的乳化液管道中的高压乳化液作为动力源，驱动乳化液马达，将高压乳化液的动能转换为可以驱动设备的机械能，以驱动一些井下小型机械作业。

常规的乳化液马达采用乳化液作为工作介质存在很多问题，首先乳化液性质接近于水，在管道中难以形成具有密封作用的水膜，由于乳化液马达直接从乳化液管道中接出支管连接马达终端，使输液管路很长，且管接头很多，增大了乳化液泄露的可能性；其次，由于乳化液支管中的分压减小，乳化液动能降低，则转化成的机械能也较小，同时液压马达将液力压力能直接转化为动能的转化率很低，因此只能提供100NM左右的扭矩(与人力差不多)，作业效能同样很低，因而无法从实质上减轻矿工的负担；再次，由于乳化液中存在很多杂质，而乳化液马达通常采用带有行星齿轮的轮系将乳化液动能转换为机械能，乳化液中的杂质很容易在齿轮间积累，造成轮系的堵塞，因此马达必须经常清洗，否则很容易损坏。

中国专利申请：一种非圆轮系乳化液马达(申请号：CN200610088465.2)，提供了一种包括由一个心轮、一个周轮和一组行星齿轮的非圆轮系的乳化液马达，其中心轮为椭圆形，行星齿轮的个数等于心轮与周轮的边数之和；非圆轮系设置在乳化液马达的工作腔中，行星齿轮分别与周轮和心轮紧密啮合；乳化液从入口进入工作腔，推动周轮转动，周轮通过行星齿轮带动心轮转动，将力矩传递到与行星齿轮的中心固定连接的装置中，完成动能向机械能转换。由于乳化液马达采用行星齿轮、周轮和心轮啮合的轮系结构，乳化液中的杂质在齿轮间积累，一段时间后就会造成轮系的堵塞，因此需要定期清洗马达内腔，这样就很难实现持续作业，且为操作者带来额外的劳动负担。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种可将井下现有的高压乳化液的动能转换为高压气体的动能，之后再转化成气动设备的机械能的井下作业用液压气动驱动装置，本装置能为井下中小型机械设备提供足够的扭矩，大大提高作业效能，且工作液体可反复使用，节约运行成本。

本实用新型的技术方案如下：

一种液压气动驱动装置，其特征在于：包括液压泵、一组或一组以上的叶轮机和空气压缩机，所述液压泵的输入口与水箱相连，输出口连接井下液压支撑架周围设置的乳化液管道的输入接口，所述叶轮机的动力输出装置与空气压缩机的动力输入装置相连，驱动所述空气压缩机输出高压空气，所述叶轮机的水流入口与所述乳化液管道的输出接口相连，所述叶轮机的水流出口与所述水箱连接。

所述叶轮机的动力输出装置为其输出轴，所述空气压缩机的动力输入装置为输入轴，所述输出轴和输入轴通过一联轴器连接。

所述联轴器和叶轮机之间设置行星齿轮增速器。

所述叶轮机的入口处设置可拆卸的过滤器。

所述叶轮机的扭矩为3000～4500NM；额定转速为10～18r/min，最大转速为30r/min。

所述空气压缩机为螺杆式空气压缩机。

所述液压泵设置在井外。

本实用新型的技术效果如下：

本实用新型的液压气动驱动装置包括液压泵、一组或一组以上的叶轮机和空气压缩机，其中液压泵的输入口与水箱相连，输出口连接井下液压支撑架周围设置的乳化液管道的输入接口，叶轮机的动力输出装置与空气压缩机的动力输入装置相连，驱动空气压缩机输出高压空气，叶轮机的水流入口与乳化液管道的输出接口相连，叶轮机的水流出口与水箱连接。由于乳化液管道中是具有一定压力的水和乳化液的混合物，叶轮机的水流入口与乳化液管道的管道接口相连，这样高压水和乳化液混合液体即可推动叶轮机的叶轮旋转，驱动叶轮机的动力输出装置转动，带动与之联动的空气压缩机的输入轴旋转，从而输出携带足够动能的压缩空气，用以驱动井下中小型机械设备。