針對煤礦排水用電動(dòng)閥門控制復(fù)雜、遇突水時(shí)易失靈等缺陷，設(shè)計(jì)了一種能在水下工作的礦用潛水電動(dòng)液壓控制閘閥，介紹了該閘閥的機(jī)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(dòng)液壓控制閘閥液壓缸開啟過程的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)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(dòng)值為基準(zhǔn)值的4%左右，此速度波動(dòng)對潛水電動(dòng)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(dòng)液壓控制閘閥在水中全開時(shí)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(yùn)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(jì)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(dòng)閘閥存在以下缺陷：①控制較復(fù)雜，需配備有電氣驅(qū)動(dòng)、動(dòng)力傳動(dòng)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(shí)，極易引起電動(dòng)閘閥故障，從而造成電動(dòng)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(jì)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(dòng)液壓控制閘閥，且對該閘閥的開啟過程和內(nèi)部流場進(jìn)行了特性分析。

1、潛水電動(dòng)液壓控制閘閥工作原理

　　1.1、機(jī)械部分設(shè)計(jì)

　　礦用潛水電動(dòng)液壓控制閘閥的機(jī)械部分與電動(dòng)閘閥相比減少了傳動(dòng)裝置，由液壓缸、閘閥契板、絲杠和傳動(dòng)螺母等組合而成，機(jī)械部分結(jié)構(gòu)如圖1所示，傳動(dòng)螺母為傳力機(jī)構(gòu)，將啟閉閥門的螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為直線運(yùn)動(dòng);液壓油缸為執(zhí)行元件，其液壓控制系統(tǒng)控制防爆電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向帶動(dòng)液壓油缸的伸縮，從而實(shí)現(xiàn)潛水閘閥啟閉功能。絲杠和接近開關(guān)使?jié)撍�電�?dòng)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(dòng)液壓閘閥機(jī)械部分結(jié)構(gòu)

結(jié)語

　　設(shè)計(jì)的礦用潛水電動(dòng)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(dòng)態(tài)性能較穩(wěn)定。潛水電動(dòng)液壓控制閘閥流道模型模擬實(shí)際工況仿真分析，閘閥全開時(shí)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(jì)生產(chǎn)的潛水電動(dòng)液壓控制閘閥樣機(jī)能在試驗(yàn)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(jì)方案。