本发明属于液压盘式制动器，具体涉及一种含多数字阀、多传感器的液压制动系统及方法。
背景技术：
1、液压盘式制动器具有高效、可靠、精准控制和耐久等诸多优点，其被广泛用于矿用带式输送机的制动系统之中。在使用过程中，通过控制柜向液压站中电磁阀发送调节的指令信号，对制动器液压缸进油腔的油液压力进行调节，进而控制制动盘与闸瓦之间摩擦力的大小，使重载、大惯量的带式输送机停止运行。传统带式输送机的液压制动系统是通过液压源进行供油，油液经过电磁换向阀进入多个制动液压缸内，这种传统技术存在以下缺陷：在传统的液压制动系统中，由于采用单个电磁阀连接多个液压缸进油腔的技术手段，导致多个液压制动缸的油液压力大小是一致的，而在实际工作情况下，各制动器的闸瓦的磨损情况是不一致的，根据工业规范要求，制动器松闸时制动闸瓦与制动盘之间的间隙不得大于2mm，因此，在每次松闸以及制动过程中均需要通过对多个液压缸内油液压力的调节来控制闸瓦之间的间隙，为此，亟需提供一种能够调节多个制动液压缸内的油液压力的液压制动系统。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本发明提供含多数字阀、多传感器的液压制动系统及方法，该系统智能化程度高、灵活性能好，其能根据不同工况对制动过程进行灵活的控制，同时，其制动性能好，能实现安全可靠的制动过程，有助于保障带式输送机的安全运输作业；该方法实施过程简单、自动化程度高，其能实现带式输送机高效、安全的制动过程。
2、为了实现上述目的，本发明提供一种含多数字阀、多传感器的液压制动系统，包括液压源、微型高速数字阀组、机械制动装置以及控制模块；
3、所述液压源包括油箱、液压泵、电动机、溢流阀和单向阀；所述电动机与液压泵同轴连接，所述液压泵的吸油口与油箱连接；所述单向阀的进油口与液压泵的排油口连接；
4、所述微型高速数字阀组包括第一高速数字开关阀、第二高速数字开关阀、第三高速数字开关阀、第四高速数字开关阀、第五高速数字开关阀、第六高速数字开关阀、第七高速数字开关阀与第八高速数字开关阀；所述第二高速数字开关阀的a口、第三高速数字开关阀的a口、第五高速数字开关阀的a口和第八高速数字开关阀的a口均与单向阀的出油口连接，第二高速数字开关阀的b口、第三高速数字开关阀的b口、第五高速数字开关阀的b口和第八高速数字开关阀的b口分别与第二制动液压缸的有杆腔、第一制动液压缸的有杆腔、第四制动液压缸的有杆腔和第三制动液压缸的有杆腔连接；所述第一高速数字开关阀的a口与第二制动液压缸的有杆腔连接，其b口与油箱连接，所述第四高速数字开关阀的a口与第一制动液压缸的有杆腔连接，其b口与油箱连接，所述第六高速数字开关阀的a口与第四制动液压缸的有杆腔连接，其b口与油箱连接，所述第七高速数字开关阀的a口与第三制动液压缸的有杆腔连接，其b口与油箱连接；
5、所述机械制动装置包括制动盘、第一制动液压缸、第二制动液压缸、第三制动液压缸、第四制动液压缸、第一闸瓦、第二闸瓦、第三闸瓦、第四闸瓦、驱动滚筒和支架；所述第二制动液压缸和第一制动液压缸左右相对地分布在制动盘后侧边缘的两侧，且第二制动液压缸的有杆腔油口与第二高速数字开关阀的b口连接，第一制动液压缸的有杆腔油口与第三高速数字开关阀的b口连接；所述第四制动液压缸和第三制动液压缸左右相对地分布在制动盘前侧边缘的两侧，且第四制动液压缸的有杆腔油口与第六高速数字开关阀的b口连接，第三制动液压缸的有杆腔油口与第八高速数字开关阀的b口连接；所述第一闸瓦固定安装在第一制动液压缸连接轴的端部；所述第二闸瓦固定安装在第二制动液压缸连接轴的端部；所述第三闸瓦固定安装在第三制动液压缸连接轴的端部；所述第四闸瓦固定安装在第四制动液压缸连接轴的端部；所述驱动滚筒与制动盘同轴地连接；所述支架位于制动盘的右侧，且其右端固定连接在第三制动液压缸的缸筒上；
6、所述控制模块包括控制器和多传感器，所述多传感器组包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器与第四压力传感器，第一红外测距传感器、第二红外测距传感器、第三红外测距传感器、第四红外测距传感器和温度传感器；
7、所述第一压力传感器置于第一制动液压缸的有杆腔内，与活塞紧贴，所述第二压力传感器置于第二制动液压缸的有杆腔内，与活塞紧贴，所述第三压力传感器置于第三制动液压缸的有杆腔内，与活塞紧贴，所述第四压力传感器置于第四制动液压缸的有杆腔内，与活塞紧贴；所述第一红外测距传感器固定安装在第一制动液压缸的缸筒上，其检测面朝向制动盘；所述第二红外测距传感器固定连接在第二制动油缸的缸筒上，其检测面朝向制动盘；所述第三红外测距传感器固定安装在第三制动液压缸的缸筒上，其检测面朝向制动盘；所述第四红外测距传感器固定安装在第四制动液压缸的缸筒上，其检测面朝向制动盘；所述温度传感器与制动盘间隔设定距离地设置在制动盘的右侧，并固定安装在支架上；
8、所述控制器分别与电动机、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第一红外测距传感器、第二红外测距传感器、第三红外测距传感器、第四红外测距传感器、温度传感器、第一高速数字开关阀、第二高速数字开关阀、第三高速数字开关阀、第四高速数字开关阀、第五高速数字开关阀、第六高速数字开关阀、第七高速数字开关阀和第八高速数字开关阀连接。
9、进一步，所述液压源还包括蓄能器，所述蓄能器的工作油口与单向阀的出油口连接。通过蓄能器的设置，可以作为紧急备用能源，能够将液压系统中的能量存储起来，以便在需要时释放，保障系统在突发情况下的运行安全。
10、进一步，为了能有效地过滤系统中的固定颗粒，如金属屑、沙土、尘埃等，所述液压源还包括过滤器，所述过滤器串接在液压泵的排油口和单向阀的进油口之间。
11、作为一种优选，所述第一高速数字开关阀、第二高速数字开关阀、第三高速数字开关阀、第四高速数字开关阀、第五高速数字开关阀、第六高速数字开关阀、第七高速数字开关阀、第八高速数字开关阀均为二位二通常闭式电磁换向阀；
12、对于第一高速数字开关阀、第四高速数字开关阀、第六高速数字开关阀和第七高速数字开关阀，其得电时工作在左位，其a口和b口之间的油路连通，其失电时工作在右位，其a口和b口之间的油路断开；
13、对于第二高速数字开关阀、第三高速数字开关阀、第五高速数字开关阀和第八高速数字开关阀，其得电时工作在右位，其a口和b口之间的油路导通，其失电时工作在左位，其a口和b口之间的油路断开。
14、所述第一制动液压缸、第二制动液压缸、第三制动液压缸和第四制动液压缸均为弹簧复位式液压缸，其均由缸筒、活塞、连接轴和碟形弹簧组成，所述活塞滑动密封配合地装配于缸筒的内部，所述连接轴滑动密封地插装于缸筒一端上的导向孔中，且其里端与活塞一端的中心固定连接；所述碟形弹簧装配在缸筒的内部，并位于活塞远离连接轴的一侧，其一端与缸筒的另一端连接，其另一端与活塞的另一端连接。
15、作为一种优选，所述控制器为plc控制器。
16、进一步，为了能在出现异常工况时及时提醒相关人员，以便于相关人员能及时地采取应急措施，所述控制模块还包括报警模块，所述报警模块与控制器连接。
17、本发明中，通过溢流阀的设置，可有效限定系统的油液压力不会超过设定压力值，进而能有效确保系统的安全性和可靠性。在制动盘的前侧边缘两侧相对地设置有由第四制动液压缸驱动的第四闸瓦和由第三制动液压缸驱动的第三闸瓦，同时，在制动盘的后侧边缘两侧相对地设置由第二制动液压缸驱动的第二闸瓦和由第一制动液压缸驱动的第一闸瓦，能在制动过程中，通过前后两对闸瓦共同作用于制动盘，由此，确保了制动的可靠性。对于每个制动液压缸，使其有杆腔油口单独通过一个高速数字开关阀与高压油源连接，同时，单独通过一个高速数字开关阀与油箱连接，这样，便能对每个制动液压缸的充液过程、卸荷过程中油液的压力进行独立地调节，进而能控制每次松闸与制动过程中闸瓦与制动盘的间隙，极大地提高了调节过程中的灵活性。在每个制动液压缸的有杆腔均连接有压力传感器，可以便于实时采集到其有杆腔内的压力信号，进而能获得压力数值。在每个制动液压缸的缸筒上均安装有红外测距传感器，能便于实时采集闸瓦表面与制动盘表面的距离信号，进而能便于获得距离数值，由此，控制器便能在制动过程中，根据压力信号及距离信号来控制对应高速开关数字阀得电电流的占空比和频率进行改变，进而来调节制动液压缸有杆腔内油液的压力，从而能使得闸瓦表面与制动盘表面的距离数值能够达到设定距离值，这样，不仅能满足《煤矿安全规程》的要求，而且在一定程度上缓解了因制动闸瓦的磨损而导致运输工况下闸瓦间隙较大，导致制动盘与闸瓦在制动时无法有效接触，进而影响制动性能的问题。通过温度传感器的设置，能实时采集闸瓦表面的温度信号，进而能获得温度数值，并能在温度数值超过设定温度阈值时通过控制对应高速开关数字阀得电电流的占空比和频率进行改变的方式，来降低闸瓦表面与制动盘表面接触的程度，从而减少制动力，以在有效保护闸瓦和制动盘的情况下实现带式输送机高效、安全的制动作业。该系统智能化程度高、灵活性能好，其能根据不同工况对制动过程进行灵活的控制，同时，其制动性能好，能实现安全可靠的制动过程，有助于保障带式输送机的安全运输作业。
18、本发明还提供了一种含多数字阀、多传感器的液压制动方法，采用一种含多数字阀、多传感器的液压制动系统，包括以下步骤：
19、步骤一：使控制器与带式输送机连接，用于实时接收带式输送机的启动信号和停机信号；
20、步骤二：在带式输送机不工作时，使第二高速数字开关阀、第三高速数字开关阀、第五高速数字开关阀和第八高速数字开关阀均不得电，其各自的a口和b口之间的油路处于断开状态，使第一高速数字开关阀、第四高速数字开关阀、第六高速数字开关阀和第七高速数字开关阀均得电，其各自的a口和b口之间的油路均处于连通状态，第一制动液压缸、第二制动液压缸、第三制动液压缸和第四制动液压缸有杆腔中的油液分别通过第四高速数字开关阀、第一高速数字开关阀、第七高速数字开关阀和第六高速数字开关阀直接回流进入油箱，在蝶形弹簧的作用下，第一制动液压缸、第二制动液压缸、第三制动液压缸和第四制动液压缸的连接轴均完全伸出，并推动第一闸瓦、第二闸瓦、第三闸瓦和第四闸瓦贴紧于制动盘的表面，使制动盘处于抱闸状态；
21、步骤三：在带式输送机启动工作时，控制器接收到来自于带式输送机的启动信号，控制器控制电动机启动工作，控制第一高速数字开关阀、第四高速数字开关阀、第六高速数字开关阀和第七高速数字开关阀均不得电，控制第二高速数字开关阀、第三高速数字开关阀、第五高速数字开关阀和第八高速数字开关阀均得电，利用转动的液压泵输出高压油，并经单向阀分别输入蓄能器的工作油口、第二高速数字开关阀的a口、第三高速数字开关阀的a口、第五高速数字开关阀的a口和第八高速数字开关阀的a口，通过蓄能器进行储能，并分别通过第二高速数字开关阀、第三高速数字开关阀、第五高速数字开关阀和第八高速数字开关阀将高压油供入第二制动液压缸、第一制动液压缸、第四制动液压缸和第三制动液压缸的有杆腔，利用有杆腔内逐渐增加的油压克服碟形弹簧的弹力，并推动活塞及连接轴向远离制动盘的方向移动，使第一闸瓦、第二闸瓦、第三闸瓦、第四闸瓦均脱离制动盘，确保带式输送机的正常输送作业；
22、该过程中，利用第一压力传感器实时采集第一制动液压缸有杆腔内的压力信号一，并发送给控制器；利用第二压力传感器实时采集第二制动液压缸有杆腔的压力信号二，并发送给控制器；利用第三压力传感器实时采集第三制动液压缸有杆腔的压力信号三，并发送给控制器；利用第四压力传感器实时采集第四制动液压缸有杆腔的压力信号四，并发送给控制器；利用第一红外测距传感器实时采集第一闸瓦表面与制动盘表面之间的距离信号一，并发送给控制器；利用第二红外测距传感器实时采集第二闸瓦表面与制动盘表面之间的距离信号二，并发送给控制器；利用第三红外测距传感器实时采集第三闸瓦表面与制动盘表面之间的距离信号三，并发送给控制器；利用第四红外测距传感器实时采集第四闸瓦表面与制动盘表面之间的距离信号四，并发送给控制器；控制器根据压力信号一、压力信号二、压力信号三、压力信号四、距离信号一、距离信号二、距离信号三、距离信号四分别获得压力数值一、压力数值二、压力数值三、压力数值四、距离数值一、距离数值二、距离数值三、距离数值四，控制器基于压力数值一、压力数值二、压力数值三、压力数值四、距离数值一、距离数值二、距离数值三、距离数值四，分别对第二高速数字开关阀、第三高速数字开关阀、第五高速数字开关阀和第八高速数字开关阀得电电流的占空比与频率进行控制，以调节进入第一制动液压缸、第二制动液压缸、第三制动液压缸、第四制动液压缸有杆腔内的油液压力，确保第一闸瓦表面与制动盘表面之间的距离、第二闸瓦表面与制动盘表面之间的距离、第三闸瓦表面与制动盘表面之间的距离、第四闸瓦表面与制动盘表面之间的距离均为设定距离值；
23、步骤四：在带式输送机制动时，控制器接收到来自于带式输送机的停机信号，控制器控制第二高速数字开关阀、第三高速数字开关阀、第五高速数字开关阀和第八高速数字开关阀均不得电，断开第一制动液压缸、第二制动液压缸、第三制动液压缸、第四制动液压缸与液压油源的连接，同时，控制第一高速数字开关阀、第四高速数字开关阀、第六高速数字开关阀和第七高速数字开关阀均得电，使其各自的a口和b口之间的油路均处于连通状态，使第一制动液压缸、第二制动液压缸、第三制动液压缸、第四制动液压缸有杆腔中的油液分别通过第四高速数字开关阀、第一高速数字开关阀、第七高速数字开关阀和第六高速数字开关阀流入至油箱中，在蝶形弹簧的弹力作用下，活塞及连接轴向靠近制动盘的方向移动，使第一闸瓦、第二闸瓦、第三闸瓦、第四闸瓦均贴紧在制动盘的表面，利用摩擦的方式实现地制动盘的制动作业；
24、该过程中，利用温度传感器实时采集制动盘表面的温度信号，并发送给控制器，控制器根据温度信号获得制动盘表面的温度数值，同时，控制器将温度数值与设定温度阈值进行实时比较，当温度数值大于等于设定温度阈值时，控制报警模块进行示警动作，同时，控制第二高速数字开关阀、第三高速数字开关阀、第五高速数字开关阀和第八高速数字开关阀均得电，并基于压力数值一、压力数值二、压力数值三、压力数值四、距离数值一、距离数值二、距离数值三、距离数值四，分别对第二高速数字开关阀、第三高速数字开关阀、第五高速数字开关阀和第八高速数字开关阀得电电流的占空比与频率进行控制，以调节进入第二制动液压缸、第一制动液压缸、第四制动液压缸有杆腔和第三制动液压缸内的油液压力，以减小第二闸瓦、第一闸瓦、第四闸瓦和第三闸瓦表面对制动盘表面的制动力，在避免因温度过高使第一闸瓦、第二闸瓦、第三闸瓦、第四闸瓦和制动盘发生损伤的同时，实现带式输送机高效、安全的制动过程。
25、作为一种优选，在步骤三中，设定距离值为2mm。
26、作为一种优选，在步骤三中，设定温度阈值为150℃。
27、本发明实施过程简单、自动化程度高，其能通过对多个高速数字开关阀输出合适的频率与占空比的方式，来实时调节各个制动液压缸有杆腔内的油液压力，进而能控制松闸状态时闸瓦的间隙，避免间隙太小导致闸瓦与制动盘持续接触，造成不必要的摩擦和磨损的情况发生，同时，避免了间隙太大导致制动盘与闸瓦在制动时无法及时有效地进行接触，影响制动性能的问题。另外，该方法能对制动盘表面高温的工况进行及时有效预警，并能通过降低制动力的方式来避免闸瓦及制动盘因高温而产生损伤的问题，实现了带式输送机高效、安全的制动过程。
1.一种含多数字阀、多传感器的液压制动系统，包括液压源；其特征在于，还包括微型高速数字阀组、机械制动装置以及控制模块；
2.根据权利要求1所述的一种含多数字阀、多传感器的液压制动系统，其特征在于，所述液压源还包括蓄能器(9)，所述蓄能器(9)的工作油口与单向阀(6)的出油口连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种含多数字阀、多传感器的液压制动系统，其特征在于，所述液压源还包括过滤器(4)，所述过滤器(4)串接在液压泵(2)的排油口和单向阀(6)的进油口之间。
4.根据权利要求3所述的一种含多数字阀、多传感器的液压制动系统，其特征在于，所述第一高速数字开关阀(7)、第二高速数字开关阀(8)、第三高速数字开关阀(10)、第四高速数字开关阀(11)、第五高速数字开关阀(27)、第六高速数字开关阀(28)、第七高速数字开关阀(30)、第八高速数字开关阀(31)均为二位二通常闭式电磁换向阀；
5.根据权利要求4所述的一种含多数字阀、多传感器的液压制动系统，其特征在于，所述第一制动液压缸(12)、第二制动液压缸(26)、第三制动液压缸(32)和第四制动液压缸(14)均为弹簧复位式液压缸，其均由缸筒、活塞、连接轴和碟形弹簧组成，所述活塞滑动密封配合地装配于缸筒的内部，所述连接轴滑动密封地插装于缸筒一端上的导向孔中，且其里端与活塞一端的中心固定连接；所述碟形弹簧装配在缸筒的内部，并位于活塞远离连接轴的一侧，其一端与缸筒的另一端连接，其另一端与活塞的另一端连接。
6.根据权利要求5所述的一种含多数字阀、多传感器的液压制动系统，其特征在于，所述控制器为plc控制器。
7.根据权利要求6所述的一种含多数字阀、多传感器的液压制动系统，其特征在于，所述控制模块还包括报警模块，所述报警模块与控制器连接。
8.一种含多数字阀、多传感器的液压制动方法，采用如权利要求1至7任一项所述的一种含多数字阀、多传感器的液压制动系统，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种含多数字阀、多传感器的液压制动方法，其特征在于，在步骤三中，设定距离值为2mm。
10.根据权利要求8所述的一种含多数字阀、多传感器的液压制动方法，其特征在于，在步骤三中，设定温度阈值为150℃。
