針對煤礦排水用電動閥門控制復(fù)雜、遇突水時易失靈等缺陷，設(shè)計了一種能在水下工作的礦用潛水電動液壓控制閘閥，介紹了該閘閥的機械結(jié)構(gòu)組成和工作原理;利用功率鍵合圖理論和MATLAB軟件對礦用潛水電動液壓控制閘閥液壓缸開啟過程的動態(tài)性能進行仿真分析。結(jié)果顯示液壓缸開啟過程中產(chǎn)生的速度波動值為基準值的4%左右，此速度波動對潛水電動液壓控制閘閥的液壓系統(tǒng)影響不大。利用Pro/Engineer 和FLUENT研究了潛水電動液壓控制閘閥在水中全開時閥管路內(nèi)流場的變化規(guī)律，從仿真結(jié)果看該閘閥內(nèi)流場運行參數(shù)基本穩(wěn)定，能滿足煤礦井下應(yīng)急排水的要求。

　　隨著我國煤炭工業(yè)的發(fā)展，煤炭開采深度逐漸加大，礦井巷道距奧陶紀灰?guī)r含水層逐漸接近，深藏地下的奧灰水突水概率也隨之增加。煤礦排水用電動閘閥存在以下缺陷：①控制較復(fù)雜，需配備有電氣驅(qū)動、動力傳動及位置傳感等裝置，出現(xiàn)故障的概率也較大;②遇到突水或水淹沒排水設(shè)備時，極易引起電動閘閥故障，從而造成電動閘閥打不開，導(dǎo)致排水系統(tǒng)癱瘓，給煤礦企業(yè)造成重大危害。

　　針對以上缺陷，筆者設(shè)計出了一種能夠完成在水下開啟和關(guān)閉操作的礦用潛水電動液壓控制閘閥，且對該閘閥的開啟過程和內(nèi)部流場進行了特性分析。

1、潛水電動液壓控制閘閥工作原理

　　1.1、機械部分設(shè)計

　　礦用潛水電動液壓控制閘閥的機械部分與電動閘閥相比減少了傳動裝置，由液壓缸、閘閥契板、絲杠和傳動螺母等組合而成，機械部分結(jié)構(gòu)如圖1所示，傳動螺母為傳力機構(gòu)，將啟閉閥門的螺旋運動轉(zhuǎn)為直線運動;液壓油缸為執(zhí)行元件，其液壓控制系統(tǒng)控制防爆電動機的轉(zhuǎn)向帶動液壓油缸的伸縮，從而實現(xiàn)潛水閘閥啟閉功能。絲杠和接近開關(guān)使?jié)撍�電動液壓控制閘閥具有雙重限位功能，可有效避免閥門發(fā)生契死現(xiàn)象。

圖1　潛水電動液壓閘閥機械部分結(jié)構(gòu)

結(jié)語

　　設(shè)計的礦用潛水電動液壓控制閘閥結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高且能調(diào)整啟、閉力ꎬ其液壓控制系統(tǒng)動態(tài)性能較穩(wěn)定。潛水電動液壓控制閘閥流道模型模擬實際工況仿真分析，閘閥全開時模型內(nèi)流場壓力、流速等參數(shù)基本穩(wěn)定，因此該閘閥投入使用在理論上可行。設(shè)計生產(chǎn)的潛水電動液壓控制閘閥樣機能在試驗條件下工作穩(wěn)定，為解決應(yīng)急情況下排水使用閘閥問題提供了新的設(shè)計方案。