專利名稱：一種坑道鉆機集成閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及液壓控制元件，具體涉及一種坑道鉆機集成閥。它是應(yīng)用液壓技 術(shù)控制對油液運動方向的轉(zhuǎn)換，采用穩(wěn)定分流、合流技術(shù)滿足執(zhí)行元件的多種速度選擇，通 過旁路節(jié)流實現(xiàn)對工進速度的控制，分流壓力和系統(tǒng)壓力可分別調(diào)節(jié)的組合式集成液壓 閥，適用于單油源雙回路控制方式的煤礦井下鉆機和隧道鉆機或功能類似的液壓機械使用。
技術(shù)背景 坑道鉆機是煤礦井下掘進、隧道工程普遍采用的專用機械，為其配套的專用多路 閥是該液壓系統(tǒng)的主要控制元件。目前采用以下控制方式(1)采用ZL15專用多路閥作為單油源液壓系統(tǒng)控制部件已有近10多年的歷史， 雖幾經(jīng)改進，仍存在以下固有缺陷一是外觀粗糙、因系改良產(chǎn)品為滿足功能要求單獨加裝 分流閥組，造成體積大安裝不便；二是因高壓區(qū)閥體變形量大造成換向操縱困難，一般要求 降低壓力使用，許用工作壓力彡20Mpa，額定流量63L/min，功率密度相對較低，適用范圍受 限，造成系統(tǒng)設(shè)計不盡合理；三是閥體片間高低壓腔之間采用金屬密封型式，造成片間內(nèi)泄 漏大，無功損耗嚴重。(2)部分主機采用雙定量泵油源液壓系統(tǒng)控制方式尚有以下缺陷一是雙泵系統(tǒng) 控制油路相對復雜，采用多路閥與外接卸荷溢流閥、合流閥、節(jié)流閥、單向閥組合的控制方 式，元件增加較多，帶來安裝困難，故障率增加，維護成本加大；二是雙泵系統(tǒng)功率配置較 大，當小泵工作，大泵卸荷時無功消耗較大；三是雙泵系統(tǒng)工作壓力< 20Mpa，功率密度相 對較低，適用范圍受限；四是采購成本增加較多，降低了主機的競爭力。鑒于上述原因，迫切需要為坑道鉆機研制一種使用壓力高、流量大、結(jié)構(gòu)精巧、維 護便捷的新型坑道鉆機集成閥。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種坑道鉆機集成閥，它結(jié)構(gòu)緊湊、工藝性好、壓力高、 流量大、維護便捷，具有切換液流方向，實現(xiàn)工進、正常、快進速度轉(zhuǎn)換，過載保護，可調(diào)節(jié)控 制系統(tǒng)壓力和分流壓力，防止換向干擾的功能，能滿足坑道鉆機的多種控制功能要求。本實用新型所述的一種坑道鉆機集成閥，包括設(shè)在一端的分流進油閥組、設(shè)在另 一端的回油閥組，其特征是在分流進油閥組和回油閥組之間從左至右依次設(shè)有串聯(lián)型的 過載換向閥組、普通換向閥組和合流換向閥組；在分流進油閥組、串聯(lián)型過載換向閥組、普通換向閥組、合流換向閥組和回油閥組 的閥體上均設(shè)置有四個對應(yīng)的連接孔，采用四根雙頭螺桿分別穿過各閥體上對應(yīng)的連接孔 及安裝角鐵與螺母配合緊固，將上述各閥組連接為一體；上述各閥組之間通過設(shè)在側(cè)面的并聯(lián)通道、中位通道和低壓通道、外部管路相互 連通；普通換向閥組的油口 A2與合流換向閥組的油口 A3，普通換向閥組的油口 B2與合流換向閥組的油口 B3通過閥內(nèi)流道相互溝通，形成完整的液壓控制油路。所述的一種坑道鉆機集成閥，在所述的分流進油閥組內(nèi)插裝有控制系統(tǒng)壓力的過 載閥和控制分流壓力的安全閥，并在閥體內(nèi)集成有分流閥組件。本實用新型的分流進油閥體、各換向閥體、回油閥體采用公共進油孔、公共回油 孔、公共連接孔等尺寸完全一致的閥體結(jié)構(gòu)，并采用了以下技術(shù)措施(1)在進油閥體中集成了插裝式過載閥、安全閥、單路穩(wěn)定分流閥； (2)將穩(wěn)定分流油液通過外接管路輸入到合流換向閥組中，簡便實用；(3)采用壓力平衡和高低壓區(qū)分離密封設(shè)計，減小雙頭螺桿拉伸受力變形，消除閥 體中立位置片間竄腔和外泄漏；(4)在保證通油面積足夠的情況下，盡量減小閥體側(cè)面高壓區(qū)受力面積，使閥孔受 壓變形量小，減小液壓卡緊力，使滑閥換向操縱力顯著降低，改變了原有ZL15高壓多路閥 在25 31. 5Mpa高壓區(qū)閥體變形量大，片間泄漏量大，升高壓困難，操縱力大的缺陷；(5)閥體兩端孔口部位設(shè)計為低壓回油區(qū)，采用雙唇邊密封件和聚四氟密封圈的 多重密封結(jié)構(gòu)實現(xiàn)零外泄漏設(shè)計，根除常見的滑閥處外泄漏現(xiàn)象；(6)閥體片間采用平面與錐面組合的密封槽幾何結(jié)構(gòu)，線性增大密封預壓力使密 封可靠度顯著提高，并根除0形密封圈被吸入油道的隱患；(7)換向閥體采用雙回油道結(jié)構(gòu)并與進油閥體、回油閥體構(gòu)成回油環(huán)路，使流道通 暢、回油壓力損失顯著降低。本實用新型采用串并聯(lián)油路型式和手動操縱方式，具有使用壓力高，流量大，無功 損耗小，操縱輕便，可靠性高的突出特點，適用于單油源雙回路控制方式的煤礦井下鉆機和 隧道鉆機或其它液壓機械使用。本實用新型與目前大量使用的ZL15專用多路閥同規(guī)格比較，重量減輕40%，實際 使用工作壓力提高50%，許用流量增大58%，顯著提升了坑道鉆機閥的各項性能。并由于擴 展了規(guī)格，適用范圍更廣，為各類坑道鉆機整體性能的提升提供了更好的選擇。

圖1是本實用新型的外形結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖1的K向視圖。圖3是圖1的D-D剖面圖。圖4是圖1的液壓原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。參見圖1和圖2所示的一種坑道鉆機集成閥，包括設(shè)在一端的分流進油閥組1、設(shè) 在另一端的回油閥組5，在分流進油閥組1和回油閥組5之間從右至左依次設(shè)有串聯(lián)型的 過載換向閥組2、普通換向閥組3和合流換向閥組4 ；在分流進油閥組、串聯(lián)型的過載換向閥 組、普通換向閥組、合流換向閥組和回油閥組的閥體上均設(shè)置有四個對應(yīng)的連接孔，采用四 根雙頭螺桿6分別穿過各閥體上對應(yīng)的連接孔及安裝角鐵7與螺母8配合緊固，將上述各 閥組連接為一體；上述各閥組之間通過設(shè)在側(cè)面的并聯(lián)通道9、中位通道10和低壓通道11、外部管路12相互連通；普通換向閥組3的油口 A2與合流換向閥組4的油口 A3，普通換向 閥組3的油口 B2與合流換向閥組4的油口 B3通過閥內(nèi)流道相互溝通，形成完整的液壓控 制油路。 在所述的分流進油閥組1內(nèi)插裝有控制系統(tǒng)壓力的過載閥12和控制分流壓力的 安全閥13，并在閥體內(nèi)集成有分流閥組件。本實用新型的坑道鉆機集成閥按公稱通徑有15mm、22mm，公稱流量分別為 100L/min, 180L/min,公稱壓力:31. 5MPa。本實用新型的原理參見圖3，為本例處于中立位置時，壓力油經(jīng)分流進油閥組1的 油口 P進入，連通過載閥12以控制系統(tǒng)壓力，一路經(jīng)穩(wěn)定分流后的油液經(jīng)分流出口通過外 接管路12進入合流換向閥組4的中位進油口，經(jīng)閥內(nèi)通道溝通回油通道從分流進油閥組1 的回油口 T返回油箱，其輸出壓力受安全閥13控制；另一路經(jīng)分流后的主油液經(jīng)順序控制 閥進入串聯(lián)型油路的過載換向閥組2、普通換向閥組3、合流換向閥組4的中位通道10，經(jīng)回 油閥組5與分流進油閥組1的回油道從回油口 T返回油箱。換向閥組工作原理(參見圖4)(1)當O型滑閥機能的過載換向閥組2向左換向時，中立通道10的卸荷油路被切 斷，壓力油開啟內(nèi)置單向閥經(jīng)閥內(nèi)通道從油口 Al進入液壓馬達一端工作腔；同時從油口 Bl 返回的液壓馬達另一端工作腔的回油經(jīng)閥內(nèi)通道從低壓通道11經(jīng)回油口 T返回油箱，液壓 馬達產(chǎn)生正向旋轉(zhuǎn)運動；當液壓馬達在工況過程中負荷陡然增大時插裝在油口 Al處的過 載閥將瞬間開啟卸荷，消除液壓沖擊；當液壓馬達因高速旋轉(zhuǎn)的慣性超過壓力油的輸入量 產(chǎn)生負壓狀態(tài)時將發(fā)生振動，過載閥將瞬間開啟通過回油道向壓力油道補油以消除真空狀 態(tài)；當0型滑閥機能的過載換向閥組2向右換向時，中立通道10的卸荷油路被切斷， 壓力油開啟內(nèi)置單向閥經(jīng)閥內(nèi)通道從油口 Bl進入液壓馬達另一端工作腔；同時從油口 Al 返回的液壓馬達一端工作腔的回油經(jīng)閥內(nèi)通道從低壓通道11經(jīng)回油口 T返回油箱，液壓馬 達產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)運動；當0型滑閥機能的過載換向閥組2處于圖3中立位置時，中立通道10的油路處于 通路狀態(tài)，閥內(nèi)的進油通道、回油通道、工作油口 Al、Bl之間的通道均被關(guān)閉，液壓馬達的 兩端工作腔被封閉處于靜止狀態(tài)。說明；0型滑閥機能指當換向閥組處于中立位置時，壓力油口 P、回油口 T與工作油 口 Al、B1之間的通道被關(guān)閉，執(zhí)行元件處于靜止狀態(tài)。(2)當前端0型滑閥機能的過載換向閥組2處于中立位置時，壓力油通過串聯(lián)通 道9進入0型滑閥機能的普通換向閥組3，操縱滑閥向左換向時，中立通道10的卸荷油路被 切斷，壓力油開啟內(nèi)置單向閥一路經(jīng)閥內(nèi)通道從合流換向閥組4的油口 A3進入推進油缸的 無桿腔作功，有桿腔的回油經(jīng)合流換向閥組4的油口 B3經(jīng)低壓通道11從回油口 T返回油 箱；同時另一路壓力油經(jīng)油口 A2進入外置節(jié)流閥對推進油缸運動速度進行旁路節(jié)流，節(jié)流 回油從油口 B2經(jīng)低壓通道11從回油口 T返回油箱；當操縱滑閥向右換向時，中立通道10 的卸荷油路被切斷，壓力油開啟內(nèi)置單向閥一路經(jīng)閥內(nèi)通道從合流換向閥組4的油口 B3進 入推進油缸的有桿腔作功，無桿腔的回油經(jīng)合流換向閥組4的油口 A3經(jīng)低壓通道11從回 油口 T返回油箱；同時壓力油的另一路經(jīng)油口 B2進入外置節(jié)流閥對推進油缸反向運動進行旁路節(jié)流，節(jié)流回油經(jīng)油口 A2經(jīng)低壓通道11從回油口 T返回油箱；本工況時，推進油缸是 在分流后的主流量作用下做正常運行。通過調(diào)節(jié)外置節(jié)流閥可以改變推進油缸的雙向運動 速度；當0型滑閥機能普通換向閥組3處于圖3中立位置時，中立通道10的油路處于通 路狀態(tài)，閥內(nèi)的進油通道、回油通道、工作油口 A2、B2之間的通道均被關(guān)閉，推進油缸的兩 端工作腔被封閉處于靜止狀態(tài)。(3)當前端0型滑閥機能普通換向閥組3處于中立位置，操縱合流換向閥組4向左 換向時，分流主流量油液經(jīng)閥內(nèi)通道從低壓通道11經(jīng)回油口 T返回油箱，經(jīng)外接管路12輸 入中位進油口的穩(wěn)定分流油液經(jīng)油口 A3進入推進油缸的無桿腔作工進運動，有桿腔的回 油經(jīng)油口 B3從低壓通道11經(jīng)回油口 T返回油箱。操縱合流換向閥組4向右換向時，經(jīng)外 接管路12輸入中位進油口的穩(wěn)定分流油液經(jīng)油口 B3進入推進油缸的有桿腔作反向運動， 無桿腔的回油經(jīng)油口 B3從低壓通道11經(jīng)回油口 T返回油箱，通過調(diào)節(jié)外置節(jié)流閥可以改 變推進油缸的雙向運動速度；當0型滑閥機能普通換向閥組3處于左端換向位置時，操縱合流換向閥組4向左 換向時，穩(wěn)定分流油液與進入普通換向閥組3的分流主油液在合流換向閥組4的內(nèi)流道中 合流在一起，經(jīng)油口 A3進入推進油缸的無桿腔作快速運動，有桿腔的 回油經(jīng)合流換向閥組 4的油口 B3經(jīng)低壓通道11從回油口 T返回油箱；由于A2與A3，B2與B3油口通過閥內(nèi)流 道已相互溝通，操縱合流換向閥組4向右換向時，穩(wěn)定分流油液經(jīng)普通換向閥組3的閥內(nèi)流 道從低壓通道11經(jīng)回油口 T返回油箱；進入普通換向閥組3的分流主油液經(jīng)合流換向閥組 4的閥內(nèi)流道從低壓通道11經(jīng)回油口 T返回油箱；當0型滑閥機能普通換向閥組3處于右端換向位置時，操縱合流換向閥組4向左 換向時，由于A2與A3，B2與B3油口通過閥內(nèi)流道已相互溝通，穩(wěn)定分流油液經(jīng)普通換向閥 組3的閥內(nèi)流道從低壓通道11經(jīng)回油口 T返回油箱；進入普通換向閥組3的分流主油液經(jīng) 合流換向閥組4的閥內(nèi)流道經(jīng)低壓通道11從回油口 T返回油箱；操縱合流換向閥組4向右 換向時，穩(wěn)定分流油液與進入普通換向閥組3的分流主油液在合流換向閥組4的內(nèi)流道中 合流在一起，經(jīng)油口 B3進入推進油缸的有桿腔作快速運動，有桿腔的回油經(jīng)合流換向閥組 4的油口 B3經(jīng)低壓通道11從回油口 T返回油箱，調(diào)節(jié)外置節(jié)流閥可以控制推進油缸的運動 速度。當合流換向閥組4處于中立位置時，穩(wěn)定分流油液經(jīng)換向滑閥的內(nèi)流道與回油道 T連通卸荷，分流主油液經(jīng)中立通道與回油道T連通卸荷。本實用新型采用串聯(lián)型油路控制形式，當操縱過載換向閥組2換向時，其后端連 接的普通換向閥組3不能換向工作。本實用新型具有以下優(yōu)點(1)簡化了原ZL15專用多路閥和雙定量泵液壓系統(tǒng)的配置型式，將進油閥組與穩(wěn) 定分流閥組、調(diào)壓過載閥、分流安全閥集成為一體。(2)優(yōu)化高低壓區(qū)的分布，減小閥孔受高壓變形量，消除了 ZL15專用多路閥高壓 區(qū)間操縱力陡增，內(nèi)泄漏大的，無功損耗大的缺陷。(3)采用零外泄漏設(shè)計，根除了多路閥滑閥外泄漏現(xiàn)象。(4)閥體片間采用特殊密封槽結(jié)構(gòu)形式，增大了密封預壓力并根除了密封件被吸入油道的隱患。(5)采用雙回油道環(huán)行結(jié)構(gòu)，使回油背壓顯著降低。(6)采用閥體球鐵鑄件強度顯著提高，殼型鑄造外形美觀；采用覆膜砂鑄造工藝閥體流道光滑，壓力損失降低。(7)滑閥采用鍍硬鉻工藝使光滑度、耐用度、抗腐蝕性能顯著提高，并減輕了與密 封件之間的摩擦力，延長了密封件的使用壽命。(8)主要性能指標達國內(nèi)外先進水平，許用工作壓力31. 5Mpa。許用流量15mm通 徑，IOOL/ min ;22mm 通徑，180L/ min。
權(quán)利要求一種坑道鉆機集成閥，包括設(shè)在一端的分流進油閥組(1)、設(shè)在另一端的回油閥組(5)，其特征是在分流進油閥組(1)和回油閥組(5)之間從右至左依次設(shè)有過載換向閥組(2)、普通換向閥組(3)和合流換向閥組(4)；在分流進油閥組(1)、過載換向閥組(2)、普通換向閥組(3)、合流換向閥組(4)和回油閥組(5)的閥體上均設(shè)置有四個對應(yīng)的連接孔，采用四根雙頭螺桿(6)分別穿過各閥體上對應(yīng)的連接孔及安裝角鐵(7)與螺母(8)配合緊固，將上述各閥組連接為一體；上述各閥組之間通過設(shè)在側(cè)面的并聯(lián)通道(9)、中位通道(10)和低壓通道(11)、外部管路(12)相互連通；普通換向閥組(3)的油口A2與合流換向閥組(4)的油口A3，普通換向閥組(3)的油口B2與合流換向閥組(4)的油口B3通過閥內(nèi)流道相互溝通，形成完整的液壓控制油路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種坑道鉆機集成閥，其特征是在所述的分流進油閥組(1) 內(nèi)插裝有控制系統(tǒng)壓力的過載閥(12)和控制分流壓力的安全閥(13)，并在閥體內(nèi)集成有 分流閥組件。
專利摘要本實用新型公開一種坑道鉆機集成閥，包括設(shè)在一端的分流進油閥組、設(shè)在另一端的回油閥組，在分流進油閥組和回油閥組之間從左至右依次設(shè)有串聯(lián)型的過載換向閥組、普通換向閥組和合流換向閥組；在上述各閥體上均設(shè)置有四個對應(yīng)的連接孔，采用四根雙頭螺桿分別穿過各閥體上對應(yīng)的連接孔及安裝角鐵與螺母配合緊固，將上述各閥組連接為一體；在各閥組之間通過設(shè)在側(cè)面的并聯(lián)通道、中位通道和低壓通道、外部管路相互連通，形成完整的液壓控制油路。本實用新型的重量減輕40%，工作壓力提高50%，許用流量增大58%，顯著提升了坑道鉆機閥的各項性能，且適用范圍廣。
文檔編號F15B13/02GK201763715SQ20102053149
公開日2011年3月16日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者徐光德, 陳啟松 申請人:瀘州眾大科技液壓件有限公司