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摘要：针对煤矿井下对加药装置中电气设备的高标准要求，设计了一种利用液压马达驱动液压泵的液压系统，对关键部件如单作用叶片泵、轴向柱塞式马达进行了参数计算和选型设计。该液压系统采用井下乳化液泵站为动力源，液压支路采用一用一备的串、并联结构设计，并加有压力报警仪。该液压系统具有结构简单、便于操作、工作效率和经济效益高等特点，具有极高的使用价值。
关键字：液压泵；液压马达；加药装置；并联机构
中图分类号：TH137.51
0 引言
在综采工作面中，喷雾除尘是必不可少的降尘措施，为提高喷雾除尘的效率，则水雾中药剂的添加就显得尤为重要。从我国煤矿自动加药装置的现状可以看出，目前，应用在选煤厂中的加药装置主要有电动机驱动的计量泵和由电气设备组成的控制系统组成，在煤矿井下恶劣的生产环境中，电气设备具有极大的危险性，为避免电气设备的漏电造成危险，结合井下的条件及现有的液压系统，研究出该加药装置液压系统为液压马达驱动液压泵下的安全性更高且可靠性更强的液压系统。
1 设计思路
该加药装置以井下乳化液泵站液压源为动力源，
而不需用专们的动力源。该加药装置的液压系统采用串、并联结构设计，并联结构中的两条支路作用相同，开始加药时先使得并联结构中的一条支路工作，当这条支路发生故障时，报警器报警，同时另一条支路开始工作，且工作人员听到报警后修理系统中的故障。
2 工作原理
该加药装置液压系统的工作原理图如图1所示。液压系统图中Ⅰ、Ⅱ部分为功能相同的并联机构，在加药之前，首先将液压源与井下乳化液泵站相连接，液压管接头与加药水管相连，截止阀和电磁换向阀与液压马达并联并控制液压马达的开启与关闭。
加药时先让第Ⅰ部分工作，此时各个电磁阀先不通电，当压力表达到一定压力时再通电，电磁换向阀14和16处于截止状态，关闭截止阀9和电磁换向阀8，乳化液泵站液压源驱动液压马达7转动， 液压马达7通过刚性联轴器与泵6相连，从而带动泵6从水箱19中抽出药液并输送到混合器1中，使降尘管路中的水与药液充分混合后通过采煤机的喷嘴7喷出；通过观察压力表2，调节溢流阀4，使加药水管中的压力保持在规定的范围之内。若第Ⅰ部分中某个部件发生故障，药液不能输送到加药水管时，输送药液水管中的压力会变小，当小到一定值时压力传感器发出信号使电磁换向阀14和16接通，液压系统的第Ⅱ部分开始工作，以保持药液的连续投加。同时，压力报警仪3报警，说明液压系统中第Ⅰ部分出了故障，工作人员可以尽快解决。当不需要加药时可以人工打开截止阀9和15，使马达空转。
3 关键液压元件选型计算及参数设定
3.1 液压泵的选择
所选择的泵需满足药液的连续投加和压力要求。要求泵在工作时的最大压力为10MPa。
单个泵的排量为：
要求泵的最大排量为：。
该装置以水为主要介质，根据水压和排量的要求及考虑到各个泵的特点，最后选用流量比较均匀的单作用叶片泵。
3.2 马达的选择
由于马达与齿轮泵通过刚性联轴器连接，其转速相同。为保证马达能够满足液压泵对转矩的要求，则首先需要满足液压泵在最大工作压力下要求，即
由于液压马达轴与泵轴通过联轴器直接相连。所以：
选用液压马达需要考虑的因素还有：转速范围，工作压力，容积效率，寿命等机械性能及在机械设备上的安装条件等。轴向柱塞马达结构紧凑、径向尺寸小、转动惯量小、转速高、耐高压、易于变量、能用多种方式自动调节流量等优点，故选用轴向柱塞式马达。
4 技术特点
（1）该液压系统实现了药液的自动连续投加，且操作简单方便，节省了工作人员的劳动强度，提高了效率。
（2）该液压系统中的液压泵采用液压马达驱动，动力源直接采用井下乳化液泵站，代替了价格昂贵的电动机驱动，节省了电力且避免了强点的使用，安全性和经济效益得到很大提高。
（3）该液压系统与动力源和输送到降尘地点液压管的连接采用快速接头，省时省力，省油且易于操作，效果好。
（4）该液压系统采用串、并联结构设计，并联的两条支路作用相同，为一用一备，当有一条支路发生故障时，另一条支路工作，保证药液的连续投加。当发生故障时，报警仪发出报警，告知工作人员及时进行维修。
（5）输送药液液压支路的单向阀具有防止药液倒流而使药液输送管路中的压力保持在一定数值之上。
5 总结
本文主要提出了一种在加药装置中利用液压马达来驱动液压泵的液压系统，该加药装置的液压系统采用井下乳化液泵站為动力源，应用液压马达驱动液压泵，取代了电动机驱动的方式，液压系统采用串、并联结构设计，并安装了报警仪等保护措施。本文给出了液压系统的原理图并对其原理等进行了详细的说明；另外对系统中关键元件的选择方法做了简要说明；本系统具有结构简单、便于操作、工作效率和经济效益高等特点。
参考文献
[1] 王存堂，张建松，等.移动式液压泵站的结构原理及驱动系统. 排灌机械，2007（6）：21—23
[2] 曹永峰，毛勇，等.SY-I型作业井试压装置的研制. 石油机械，2007（12）：43—44
[3] 贾宏禹，朱振军，等.新型作业井油管柱自动试压装置的研制. 江汉石油学院学报，2010（2）：151—153
[4] 刘凤山，郑玉琦，等.自动加药装置在煤矿矿井水治理中的应用. 控制工程，2006（13）：24—25
关键字：液压泵；液压马达；加药装置；并联机构
中图分类号：TH137.51
0 引言
在综采工作面中，喷雾除尘是必不可少的降尘措施，为提高喷雾除尘的效率，则水雾中药剂的添加就显得尤为重要。从我国煤矿自动加药装置的现状可以看出，目前，应用在选煤厂中的加药装置主要有电动机驱动的计量泵和由电气设备组成的控制系统组成，在煤矿井下恶劣的生产环境中，电气设备具有极大的危险性，为避免电气设备的漏电造成危险，结合井下的条件及现有的液压系统，研究出该加药装置液压系统为液压马达驱动液压泵下的安全性更高且可靠性更强的液压系统。
1 设计思路
该加药装置以井下乳化液泵站液压源为动力源，
而不需用专们的动力源。该加药装置的液压系统采用串、并联结构设计，并联结构中的两条支路作用相同，开始加药时先使得并联结构中的一条支路工作，当这条支路发生故障时，报警器报警，同时另一条支路开始工作，且工作人员听到报警后修理系统中的故障。
2 工作原理
该加药装置液压系统的工作原理图如图1所示。液压系统图中Ⅰ、Ⅱ部分为功能相同的并联机构，在加药之前，首先将液压源与井下乳化液泵站相连接，液压管接头与加药水管相连，截止阀和电磁换向阀与液压马达并联并控制液压马达的开启与关闭。
加药时先让第Ⅰ部分工作，此时各个电磁阀先不通电，当压力表达到一定压力时再通电，电磁换向阀14和16处于截止状态，关闭截止阀9和电磁换向阀8，乳化液泵站液压源驱动液压马达7转动， 液压马达7通过刚性联轴器与泵6相连，从而带动泵6从水箱19中抽出药液并输送到混合器1中，使降尘管路中的水与药液充分混合后通过采煤机的喷嘴7喷出；通过观察压力表2，调节溢流阀4，使加药水管中的压力保持在规定的范围之内。若第Ⅰ部分中某个部件发生故障，药液不能输送到加药水管时，输送药液水管中的压力会变小，当小到一定值时压力传感器发出信号使电磁换向阀14和16接通，液压系统的第Ⅱ部分开始工作，以保持药液的连续投加。同时，压力报警仪3报警，说明液压系统中第Ⅰ部分出了故障，工作人员可以尽快解决。当不需要加药时可以人工打开截止阀9和15，使马达空转。
3 关键液压元件选型计算及参数设定
3.1 液压泵的选择
所选择的泵需满足药液的连续投加和压力要求。要求泵在工作时的最大压力为10MPa。
单个泵的排量为：
要求泵的最大排量为：。
该装置以水为主要介质，根据水压和排量的要求及考虑到各个泵的特点，最后选用流量比较均匀的单作用叶片泵。
3.2 马达的选择
由于马达与齿轮泵通过刚性联轴器连接，其转速相同。为保证马达能够满足液压泵对转矩的要求，则首先需要满足液压泵在最大工作压力下要求，即
由于液压马达轴与泵轴通过联轴器直接相连。所以：
选用液压马达需要考虑的因素还有：转速范围，工作压力，容积效率，寿命等机械性能及在机械设备上的安装条件等。轴向柱塞马达结构紧凑、径向尺寸小、转动惯量小、转速高、耐高压、易于变量、能用多种方式自动调节流量等优点，故选用轴向柱塞式马达。
4 技术特点
（1）该液压系统实现了药液的自动连续投加，且操作简单方便，节省了工作人员的劳动强度，提高了效率。
（2）该液压系统中的液压泵采用液压马达驱动，动力源直接采用井下乳化液泵站，代替了价格昂贵的电动机驱动，节省了电力且避免了强点的使用，安全性和经济效益得到很大提高。
（3）该液压系统与动力源和输送到降尘地点液压管的连接采用快速接头，省时省力，省油且易于操作，效果好。
（4）该液压系统采用串、并联结构设计，并联的两条支路作用相同，为一用一备，当有一条支路发生故障时，另一条支路工作，保证药液的连续投加。当发生故障时，报警仪发出报警，告知工作人员及时进行维修。
（5）输送药液液压支路的单向阀具有防止药液倒流而使药液输送管路中的压力保持在一定数值之上。
5 总结
本文主要提出了一种在加药装置中利用液压马达来驱动液压泵的液压系统，该加药装置的液压系统采用井下乳化液泵站為动力源，应用液压马达驱动液压泵，取代了电动机驱动的方式，液压系统采用串、并联结构设计，并安装了报警仪等保护措施。本文给出了液压系统的原理图并对其原理等进行了详细的说明；另外对系统中关键元件的选择方法做了简要说明；本系统具有结构简单、便于操作、工作效率和经济效益高等特点。
参考文献
[1] 王存堂，张建松，等.移动式液压泵站的结构原理及驱动系统. 排灌机械，2007（6）：21—23
[2] 曹永峰，毛勇，等.SY-I型作业井试压装置的研制. 石油机械，2007（12）：43—44
[3] 贾宏禹，朱振军，等.新型作业井油管柱自动试压装置的研制. 江汉石油学院学报，2010（2）：151—153
[4] 刘凤山，郑玉琦，等.自动加药装置在煤矿矿井水治理中的应用. 控制工程，2006（13）：24—25