專(zhuān)利名稱(chēng)：一種多級(jí)控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了 一種多級(jí)控制鬧，特別是涉及了煤礦綜采支護(hù)設(shè)備中液壓支 架用的一種多級(jí)控制閥。
背景技術(shù)：
液壓支架是實(shí)現(xiàn)綜采工作面生產(chǎn)自動(dòng)化的主要設(shè)備之一。利用液壓支架可 實(shí)現(xiàn)綜采工作面生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)控制，提高工作面生產(chǎn)效率，改善工作面生產(chǎn) 條件，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。
目前，通常的液壓支架，在升柱將要到頂?shù)臅r(shí)候，平衡油缸即停止供液， 由立柱油缸將支架頂板頂?shù)綆r層，此過(guò)程中平衡油缸內(nèi)液體壓力升高，平衡安 全閥長(zhǎng)時(shí)間處于打開(kāi)狀態(tài)，使平衡油缸長(zhǎng)期處于高壓狀態(tài)，影響其工作壽命， 對(duì)液壓支架姿態(tài)調(diào)整的平穩(wěn)性產(chǎn)生不良影響。如果改變電控模式，可實(shí)現(xiàn)平衡 油缸在升降柱時(shí)隨動(dòng)，此方法由于無(wú)法控制平衡油缸的承載壓力且支架的平衡 動(dòng)作為開(kāi)環(huán)控制，負(fù)載很小，有支架姿態(tài)傾斜的隱患，所以很少使用。
液壓支架用多級(jí)控制閥的作用是在液壓支架使用過(guò)程中，液壓支架降柱-移架-升柱時(shí)，保護(hù)平衡缸，增加支架使用壽命，還以實(shí)現(xiàn)液壓支架姿態(tài)調(diào)整 的平穩(wěn)性，確保支架安全運(yùn)行。
在現(xiàn)有技術(shù)中，目前國(guó)內(nèi)還很少見(jiàn)煤礦用多級(jí)控制閥的研究。在國(guó)外，德
國(guó)DBT公司進(jìn)行過(guò)多級(jí)控制閥的研究，但DBT公司的產(chǎn)品加工難度大，平衡
性不容易控制，并且必須與專(zhuān)門(mén)的立柱液控單向閥配合使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)筒單，加工 容易，便于拆卸和維修，連接于液壓支架平衡油缸和立柱油缸的多級(jí)控制閥， 以實(shí)現(xiàn)液壓支架姿態(tài)調(diào)整的平穩(wěn)性，確保支架安全運(yùn)行。并且與立柱液控單向
閥單獨(dú)成閥，互不影響，有利于現(xiàn)有液壓支架的改造。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案 一種多級(jí)控制閥，其特征在于主要包括換向闊 組件、安全閥組件和閥體，換向閥組件和安全閥組件均安裝在閥體上，所述的 閥體上設(shè)有換向閥進(jìn)液腔P和換向閥控制腔K,所述的換向閥組件主要包括換 向閥閥芯、換向閥閥套、換向接頭、換向頂桿、換向閥彈簧座、換向彈簧，換 向閥閥套上開(kāi)有環(huán)形槽和徑相通孔，作為換向閥回液腔，換向閥回液腔與換向 閥進(jìn)液腔P相通，換向閥閥芯位于換向閥閥套內(nèi)，與換向閥組件配合起到換向 功能，換向閥閥芯與換向閥控制腔K相通，換向接頭安裝在閥體上，控制換向 閥閥芯的行程，換向頂桿與換向閥閥芯相連傳遞彈簧力；換向彈簧安裝在換向 彈簧座上，并共同裝在換向接頭內(nèi)，換向頂桿在換向彈簧預(yù)定載荷的作用下對(duì) 換向閥芯施加預(yù)定壓力；所述的安全閥組件主要包括安全閥閥芯、安全閥閥套、 安全閥接頭、安全閥彈簧座、安全閥彈簧，安全閥進(jìn)液腔與換向閥出液腔相通， 安全閥出液腔與外界連通，安全閥閥芯與安全閥進(jìn)液腔相通，并位于安全閥閥 套內(nèi)，安全閥接頭安裝在閥體上；安全閥彈簧安裝在安全閥彈簧座上，并共同 置于安全閥外殼內(nèi)，安全閥外殼與安全閥接頭連接在一起，在安全閥彈簧預(yù)定 栽荷的作用下通過(guò)安全閥彈簧座向安全閥閥芯施加預(yù)定壓力從而控制安全閱組 件的開(kāi)啟壓力。
在所述的換向接頭中有換向堵頭，換向堵頭與換向彈簧相接觸，通過(guò)換向 堵頭的調(diào)節(jié)距離對(duì)換向彈簧施加預(yù)定載荷，從而調(diào)整換向閥組件的換向壓力。 本發(fā)明的工作原理
第一級(jí)，保證當(dāng)前壓力容器正常工作。當(dāng)連接于換向閥控制腔的壓力容器 的流體壓力降低到低于預(yù)定值，此時(shí)壓力差低于換向閥彈簧上施加的預(yù)定載荷， 換向閥閥芯就從與其配合的換向閥閥套的位置被移動(dòng)或舉起至打開(kāi)位置，將換 向閥進(jìn)液腔P腔(接平衡油缸)的流體接到換向閥回液腔，同時(shí)接到安全閥進(jìn) 液腔，此時(shí)，當(dāng)連接于換向閥進(jìn)液腔的壓力容器內(nèi)的流體壓力升高，作用在安 全閥閥芯上的壓力差大于安全閥彈簧上施加的預(yù)定載荷時(shí)，安全閥闊芯就vt人與
安全閥閥套配合的位置被移動(dòng)或舉起至打開(kāi)位置，打開(kāi)從連接到換向閥進(jìn)液腔 的壓力容器的流體經(jīng)換向閥回液腔流至安全閥進(jìn)液腔并通過(guò)安全閥組件進(jìn)入安 全閥回液腔。因此，連接到換向閥進(jìn)液腔的壓力容器中的流體壓力從預(yù)定值被 降低到安全閥彈簧施加的預(yù)定載荷，此壓力值應(yīng)大于能保證壓力容器正常工作 的最低壓力值。
第二級(jí)，遠(yuǎn)控保壓實(shí)現(xiàn)壓力容器正常工作。當(dāng)連接于換向閥控制腔的壓力 容器的流體壓力升高到大于預(yù)定值，此時(shí)壓力差大于換向閥彈簧上施加的預(yù)定 載荷，換向閥閥芯就從其配合的換向閥岡套的位置被移動(dòng)或返回到關(guān)閉位置， 隔斷從換向閥進(jìn)液腔來(lái)的流體到換向閥回液腔再經(jīng)安全閥回液腔流體的流動(dòng)， 此時(shí)，當(dāng)連接于換向閥進(jìn)液腔的壓力容器內(nèi)的流體壓力升高，同時(shí)由于換向?qū)?接頭對(duì)換向閥閥芯的限位，因此，連接到換向閥進(jìn)液腔壓力容器中的流體壓力 持續(xù)保壓。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于
(1 )本發(fā)明由于在閥體上集成了換向閥組件和安全閥組件，通過(guò)來(lái)自另一 壓力容器的壓力控制當(dāng)前壓力容器的工作壓力，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前壓力容器壓力分級(jí)控 制，實(shí)現(xiàn)液壓支架姿態(tài)調(diào)整的平穩(wěn)性，確保支架安全運(yùn)行，延長(zhǎng)了壓力容器壽 命；并且與立柱液控單向閥單獨(dú)成閥，互不影響，有利于現(xiàn)有液壓支架的改造。
(2)本發(fā)明的多級(jí)控制閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，便于拆卸和維修。
(3 )本發(fā)明由于在換向閥組件和安全閥組件上均采用密封圏過(guò)孔的密封結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)，保證了密封可靠性，確保閥體工作平穩(wěn)；彈性元件采用可調(diào)式結(jié)構(gòu)， 增加了該閥的工作壓力范圍。
(4)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了平衡油缸與立柱油缸的帶壓隨動(dòng)，同時(shí)在液壓支架支撐 狀態(tài)，確保了支架在支撐狀態(tài)的承載能力，本發(fā)明可廣泛用于類(lèi)似工況的液壓 機(jī)械和液壓設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多油缸帶壓隨動(dòng)。


圖1為本發(fā)明的多級(jí)控制閥結(jié)構(gòu)剖^L圖2為換向閥組件換向前結(jié)構(gòu)圖； 圖3為換向閥組件換向后的結(jié)構(gòu)圖； 圖4為換向閥閥套的結(jié)構(gòu)示意圖5為一種可用于本發(fā)明多級(jí)控制閥的安全閥組件示意圖； 圖6為一種可用于本發(fā)明多級(jí)控制閥的安全閥組件示意圖； 圖7為一種可用于本發(fā)明多級(jí)控制閥的安全閥組件示意圖； 其中1、換向閥控制腔(接一壓力容器)，2、換向閥閥芯，3、換向閥組 件墊片，4、換向閥岡套，5、換向閥接頭，6、換向閥頂桿，7、換向閥彈簧座， 8、換向?qū)鶑椈桑?、換向閥堵頭，10、閥體，11、換向?qū)鶆?dòng)密封圏，12、換向 閥回液腔13、安全閥進(jìn)液腔，14、換向閥進(jìn)液腔(接另一壓力容器)，15、安 全閥閥芯，16、安全閥閥套，17、安全閥回液腔，18、安全閥彈簧座，19、安 全閥彈簧，20、安全閥外殼，21、安全閥堵頭，22、安全閥絲桿，23、安全閥 接頭。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的多級(jí)控制閥，包含第一級(jí)換向閥組件和第二級(jí)安全閥組件。換向 閥組件包括有連通至液壓支架平衡油缸的換向閥進(jìn)液腔、連通至液壓支架立柱 油缸的換向閥控制腔以及連通至安全閥組件的換向閥回液腔，位于換向閥組件 中的換向閥閥芯、閥套，安裝在換向閥組件中換向接頭內(nèi)通過(guò)彈簧座及換向頂 桿為換向閥芯施加預(yù)定載荷的換向閥組件調(diào)整彈簧、在換向閥組件調(diào)整彈簧預(yù) 定載荷的作用下與換向閥組件換向頂桿配合的換向接頭。安全閥組件包括有與 換向閥組件出液腔連接的安全閥組件進(jìn)液腔、直接排空的安全閥組件回液腔， 還包括安全閥閥芯、閥套和安全閥彈簧，在安全閥彈簧預(yù)定載荷的作用下與安 全閥閥芯配合的安全閥組件導(dǎo)向活塞。本發(fā)明結(jié)構(gòu)筒單，加工容易，便于拆卸 和維修，實(shí)現(xiàn)提高液壓支架平衡油缸壽命，并改善液壓支架姿態(tài)調(diào)整的平穩(wěn)性， 確保液壓支架安全運(yùn)行。
如圖1所示，為本發(fā)明多級(jí)控制閥的一種結(jié)構(gòu)剖視圖，換向呵組件和安全 閥組件均安裝在閥體10上，閥體10和換向閥組件之間設(shè)置換向閥組件墊片3, 方便換向閥組件拆卸。其中換向閥組件的換向閥進(jìn)液腔14的一端與壓力容器 連接，另一端連接換向閥回液腔12,在換向閥回液腔12中有換向閥組件閥芯 2及換向閥組件閥套4，換向閥閥芯2通過(guò)三個(gè)動(dòng)密封圏11與換向閥閥套4配 合，同時(shí)換向閥閥芯2的一端與換向閥頂桿6相抵，通過(guò)調(diào)整換向堵頭9的位 置調(diào)整換向彈簧8的預(yù)壓力經(jīng)過(guò)換向頂桿6傳遞給換向閥芯2從而調(diào)整換向閥 組件的換向壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)連接于換向閥組件控制腔1 (接另一壓力容器)的壓 力容器的控制。換向閥閥芯2的周向設(shè)有兩排孔， 一排或多排也可以。所述的 孔各自經(jīng)過(guò)換向閥閥套4上的密封圏后實(shí)現(xiàn)換向，密封可靠。安全閥組件中的 安全閥進(jìn)液腔13與換向閥回液腔12連接，安全閥進(jìn)液腔13中有安全閥閥芯 15及安全閥閥座16,安全閥閥芯15上設(shè)有一排小孔，安全閥閥芯15通過(guò)一 個(gè)動(dòng)密封圏與安全閥閥座16配合，在經(jīng)過(guò)安全閥閥套16上的動(dòng)密封圈后實(shí)現(xiàn) 安全閥的開(kāi)啟，密封可靠。安全閥彈簧19安裝在安全閥彈簧座18上，并共同 置于安全閥外殼20內(nèi)，安全閥外殼20與安全閥接頭23連接在一起，在安全 閥外殼20中安裝有安全閥堵頭21,它與安全閥彈簧19相接觸，安全閥堵頭 21上設(shè)置用于鎖緊安全閥堵頭21的安全閥絲桿22。安全閥堵頭21通過(guò)調(diào)整 位置實(shí)現(xiàn)調(diào)整安全岡彈簧19的預(yù)壓力，并經(jīng)過(guò)安全閥彈簧座18將該預(yù)壓力傳 遞給安全閥閥芯15,實(shí)現(xiàn)在換向閥閥芯2換向前對(duì)連接于換向閥進(jìn)液腔14的 壓力容器壓力的控制。安全閥閥芯15呈球面，與安全閥彈簧座18配合。換向 閥頂桿6呈球面，與換向閥彈簧座7配合。
如圖4所示，為本發(fā)明的換向閥閥套的結(jié)構(gòu)示意圖，從閥體10上的換向 閥進(jìn)液腔14進(jìn)入的液體，從換向閥閥套4上的進(jìn)液孔進(jìn)入換向閥芯2，液體通 過(guò)換向閥閥芯2后從換向閥閥套4的出液孔出來(lái)，進(jìn)入換向閥組件的回液腔12。
本發(fā)明的工作過(guò)程，如圖2和圖3所示，為換向閥換向前和換向閥的結(jié)構(gòu) 示意圖。本發(fā)明多級(jí)控制閥的工作原理如下
當(dāng)連接于換向閥組件控制腔1的壓力容器的流體壓力降低到低于預(yù)定值，
此時(shí)壓力差低于換向閥調(diào)整彈簧8上施加的預(yù)定載荷，換向閥閥芯2就從與其 配合的換向閥閥套4的位置被移動(dòng)或舉起至打開(kāi)位置，將換向閥進(jìn)液腔14 (接 平衡油缸)的流體接到換向閥回液腔12,同時(shí)接到安全岡進(jìn)液腔13，此時(shí)， 當(dāng)連接于換向閥進(jìn)液腔14的壓力容器內(nèi)的流體壓力升高，作用在安全閥閥芯 15上的壓力差大于安全閥彈簧19上施加的預(yù)定載荷時(shí)，安全閥閥芯15就從與 安全閥閥套16配合的位置被移動(dòng)或舉起至安全閥閥芯15上的一排小孔越過(guò)安 全閥閥套16上的密封圏到達(dá)打開(kāi)位置，打開(kāi)從連接到換向閥進(jìn)液腔14的壓力 容器的流體經(jīng)換向閥回液腔12流至安全閥進(jìn)液腔13并通過(guò)安全閥組件進(jìn)入安 全閥回液腔17,安全岡回液腔17位于外殼的側(cè)壁上，液體從安全閥外殼直接 排空。連接到換向閥進(jìn)液腔14的壓力容器中的流體壓力從預(yù)定值被降低到安 全閥彈簧施加的預(yù)定栽荷，此壓力值應(yīng)大于能保證壓力容器正常工作的最低壓 力值。
當(dāng)連接于換向閥控制腔1的壓力容器的流體壓力升高到大于預(yù)定值，此時(shí) 壓力差大于換向閥彈簧8上施加的預(yù)定載荷，換向閥閥芯2就從其配合的換向 閥閥套4的位置被移動(dòng)或返回到關(guān)閉位置，隔斷從換向閥進(jìn)液腔14來(lái)的流體 到換向閥回液腔12再經(jīng)安全閥組件至安全閥回液腔17流體的流動(dòng)，此時(shí)，當(dāng) 連接于換向閥進(jìn)液腔14的壓力容器內(nèi)的流體壓力升高，同時(shí)由于換向閥接頭5 對(duì)換向閥閥芯2的限位，因此，連接到換向閥進(jìn)液腔14壓力容器中的流體壓 力持續(xù)保壓。
本發(fā)明多級(jí)控制閥中的安全閥組件的結(jié)構(gòu)可以有多種，圖5、圖6、圖7 所示的安全閥為公知的安全閥組件結(jié)構(gòu)，均可用于多級(jí)控制閥上，只要稍作修 改，使安全閥組件結(jié)構(gòu)能與閥體配合即可。以上所述的只是本發(fā)明的實(shí)施例， 本領(lǐng)域人員可以對(duì)多級(jí)控制閥的零部件作相應(yīng)的修改、改進(jìn)和更換，在不脫離 本發(fā)明原理和權(quán)利要求書(shū)所述的范圍的情況下，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，因 此，本發(fā)明是廣泛的。
權(quán)利要求
1、一種多級(jí)控制閥，其特征在于主要包括換向閥組件、安全閥組件和閥體(10)，換向閥組件和安全閥組件均安裝在閥體(10)上，所述的閥體(10)上設(shè)有換向閥進(jìn)液腔P(14)和換向閥控制腔K(1)，所述的換向閥組件主要包括換向閥閥芯(2)、換向閥閥套(4)、換向接頭(5)、換向頂桿(6)、換向閥彈簧座(7)、換向彈簧(8)，換向閥閥套(4)上開(kāi)有環(huán)形槽和徑相通孔，作為換向閥回液腔(12)，換向閥回液腔(12)與換向閥進(jìn)液腔P(14)相通，換向閥閥芯(2)位于換向閥閥套(4)內(nèi)，與換向閥組件(4)配合起到換向功能，換向閥閥芯(2)與換向閥控制腔K(1)相通，換向接頭(5)安裝在閥體上，控制換向閥閥芯(2)的行程，換向頂桿(6)與換向閥閥芯(2)相連傳遞彈簧力；換向彈簧(8)安裝在換向彈簧座(7)上，并共同裝在換向接頭(5)內(nèi)，換向頂桿(6)在換向彈簧(8)預(yù)定載荷的作用下對(duì)換向閥芯(2)施加預(yù)定壓力；所述的安全閥組件主要包括安全閥閥芯(15)、安全閥閥套(16)、安全閥接頭(23)、安全閥彈簧座(18)、安全閥彈簧(19)，安全閥進(jìn)液腔(13)與換向閥出液腔(12)相通，安全閥出液腔(17)與外界連通，安全閥閥芯(15)與安全閥進(jìn)液腔(13)相通，并位于安全閥閥套(16)內(nèi)，安全閥接頭(23)安裝在閥體(10)上；安全閥彈簧(19)安裝在安全閥彈簧座(18)上，并共同置于安全閥外殼(20)內(nèi)，安全閥外殼(20)與安全閥接頭(23)連接在一起，在安全閥彈簧(19)預(yù)定載荷的作用下通過(guò)安全閥彈簧座(18)向安全閥閥芯(15)施加預(yù)定壓力從而控制安全閥組件的開(kāi)啟壓力。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)控制閥，其特征在于在所述的換向接頭 (5)中有換向堵頭(9),換向堵頭(9)與換向彈簧(8)相接觸，通過(guò)換向堵頭(9)的調(diào)節(jié)距離對(duì)換向彈簧(8)施加預(yù)定載荷，從而調(diào)整換向閥組件的 換向壓力。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)控制閥，其特征在于在所述的安全閥外 殼(20)中安裝有安全閥堵頭(21)，它與安全閥彈簧(19)相接觸，通過(guò)安 全閥堵頭(21)的調(diào)節(jié)距離對(duì)安全閥彈簧(19)施加預(yù)定載荷，從而控制安全 閥組件的開(kāi)啟壓力。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)控制閥，其特征在于在所述的換向閥閥 芯(2)的周向設(shè)有一排或一排以上的孔，所述的孔各自經(jīng)過(guò)換向閥閥套(4) 上的密封圈后實(shí)現(xiàn)換向，密封可靠。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)控制閥，其特征在于在所述的閥體(10) 和換向閥組件之間設(shè)置換向閥組件墊片(3)，方^f更換向?qū)M件拆卸。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)控制閥，其特征在于在所述的安全閥閥 芯(15)上設(shè)有一排或一排以上的小孔，在經(jīng)過(guò)安全閥間套(16)上的動(dòng)密封 圈后實(shí)現(xiàn)安全閥的開(kāi)啟，密封可靠。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)控制閥，其特征在于所述的安全閥閥芯 (15)呈球面，與安全閥彈簧座(18)配合。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)控制閥，其特征在于所述的換向閥頂桿 (6)呈球面，與換向閥彈簧座(7)配合。
全文摘要
一種多級(jí)控制閥，包括換向閥組件、安全閥組件和閥體，換向閥組件中有連通至液壓支架平衡油缸的換向閥進(jìn)液腔、連通至液壓支架立柱油缸的換向閥控制腔以及連通至安全閥組件的換向閥回液腔，位于換向閥組件中的換向閥閥芯、閥套，安裝在換向閥組件中換向接頭內(nèi)通過(guò)彈簧座及換向頂桿為換向閥芯施加預(yù)定載荷的換向閥組件調(diào)整彈簧、在換向閥組件調(diào)整彈簧預(yù)定載荷的作用下與換向頂桿配合的換向接頭。安全閥組件包括與換向閥出液腔連接的安全閥進(jìn)液腔，直接排空的安全閥回液腔，還包括安全閥閥芯、安全閥彈簧、在安全閥彈簧預(yù)定載荷的作用下與安全閥閥芯配合的安全閥導(dǎo)向活塞。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)提高液壓支架平衡油缸壽命，并改善液壓支架姿態(tài)調(diào)整的平穩(wěn)性，確保液壓支架安全運(yùn)行。
文檔編號(hào)E21D15/00GK101173609SQ20071017626
公開(kāi)日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月24日
發(fā)明者劉雪垠, 超 孫, 肖蘭芳 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司烽火機(jī)械廠(chǎng)