[发明专利]一种适应液压支架动作的稳压供液方法

说明书

本发明涉及工作面液压系统技术领域，提供了一种适应液压支架动作的稳压供液方法，将支架系统液压过程划分为3个阶段：系统漏液阶段、蓄能器供液阶段和泵供液阶段；分别对所述3个阶段的支架动作和压力变化进行分析，得出稳压供液流量；进而根据稳压供液流量形成可执行供液策略，并由执行机构具体实现供液流量的输出。本发明通过判断支架动作和压力变化等条件，以提高支架动作速度和稳定液压系统压力为目标，实现了液压支架动作过程高效、稳定地供液；该供液优化过程不仅使支架保持并略微提高动作速度，而且在动作完成时恰好达到卸载压力设定，有效避免了压力波动现象；可提高煤矿工作面推进速度，降低液压系统设备损耗，应用前景可观。

技术领域

本发明涉及工作面液压系统技术领域，特别涉及一种适应液压支架动作的稳压供液方法。

背景技术

工作面液压系统包括液压支架系统和供液系统，其中液压支架的作用是紧随采煤机割煤并及时跟进移动，以保证工作面顶板支护并正常推进；供液系统是液压支架的动力源，其作用是输出充足高压乳化液，以保证液压支架跟随采煤机快速稳定地运行。

工作面液压系统的供液目标是提供充足乳化液，使液压系统压力保持高压状态，以提高液压支架动作速度。当前最常规的供液方法是多泵联动供液，即设定压力阈值，判断系统压力状态，通过多台乳化液泵的加载和卸载实现供液流量的多级调整，以达到系统保持额定压力的目标。但该方法缺少变频功能，供液流量不能实现无级调节，流量调节精度较低，压力控制效果较差。变频器驱动乳化液泵可实现供液流量无级调节，因此近年来提出了变频恒压供液，即判断系统压力状态及其变化规律，通过变频驱动改变乳化液泵转速，调节供液流量以达到系统压力恒定在目标值附近。然而，实际系统压力受支架动作直接影响，其变化过程具有耦合、瞬变等特性，变频恒压供液效果甚微。此外，变频恒压供液方法未考虑液压系统工作原理，仍然以压力设定值为控制目标，导致频繁的频率变化和液压系统压力波动，严重影响液压系统稳定性和设备寿命。实际上，工作面液压系统中供液的作用对象是液压支架动作，液压支架动作速度与系统压力和供液流量之间存在相互耦合关系，因此供液流量的调整依据不仅应当考虑系统压力变化状态，同时也要考虑液压支架动作类型、行程、数量等因素。

综上所述，目前供液控制技术单纯以恒压供液为目标，没有考虑支架跟机速度与系统压力波动工况。本文重点设计和发明一种适应液压支架动作的稳压供液方法，以实现液压支架供液过程中液压支架提速和系统压力稳定，为工作面液压支架快速、稳定地推进提供供液技术保障，具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种适应液压支架动作的稳压供液方法，根据单台或多台支架具体动作特征，供液系统输出充足、合理的供液流量，以达到支架动作过程中压力稳定且支架动作提速的供液目标。

本发明一种适应液压支架动作的稳压供液方法，将支架系统液压过程划分为3个阶段：系统漏液阶段a、蓄能器供液阶段b和泵供液阶段c；分别对所述3个阶段的支架动作和压力变化进行分析，得出稳压供液流量；进而根据所述稳压供液流量形成可执行供液策略，并由执行机构具体实现供液流量的输出。

进一步的，所述系统漏液阶段的泄漏流量Q_r为：

式中，p₀为蓄能器的额定压力；V₀为蓄能器的额定体积；p为蓄能器的当前压力；V为蓄能器的当前体积；p′_a为阶段a压力变化率的绝对值；p_l为卸载阀加载压力(压力下限)，p_u为卸载阀卸载压力(压力上限)。

进一步的，所述蓄能器供液阶段的蓄能器供液流量Q_l为：