專利名稱：本質(zhì)安全型高壓三用閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本質(zhì)安全型高壓三用閥屬于液壓機(jī)械控制用多功能集成閥，由單向閥、卸載閥和安全閥組成。主要用于礦井支護(hù)設(shè)備——單體液壓支柱的操縱與控制。
目前國內(nèi)大量使用的三用閥，由左閥筒、右閥筒、注油閥體、閥座、連接螺桿、閥套、卸載彈簧、六角導(dǎo)向套、閥針、安全閥彈簧、調(diào)壓螺絲和若干標(biāo)準(zhǔn)件、密封件等組成，當(dāng)工作在高壓介質(zhì)條件下，有斷裂飛出造成人身傷亡事故的可能。此外它采用平面式卸載閥，其閥墊安裝在注油閥體環(huán)形槽內(nèi)，由于環(huán)型槽槽邊較薄，載荷高時(shí)易變形，從而導(dǎo)致卸載閥墊破壞，三用閥失效。這種平面式卸載閥的密封墊接觸部位在左閥筒內(nèi)孔底部，鍍銅層最薄，容易被液汽沖刷出現(xiàn)銹蝕，導(dǎo)致卸載閥滲漏。連接螺桿的螺紋和螺紋退刀槽部位，左右閥筒Φ42密封槽部位都是容易斷裂飛出導(dǎo)致人身傷亡的薄弱環(huán)節(jié)。
本質(zhì)安全型高壓三用閥的設(shè)計(jì)目的是，在不改變與單體液壓支柱配套性前提下，提高零件和整體結(jié)構(gòu)本身的機(jī)械強(qiáng)度和技術(shù)性能，而不是靠被動遮擋薄弱零件斷裂飛出，來提高安全性，并同時(shí)簡化結(jié)構(gòu)降低成本。本質(zhì)安全型高壓三用閥是對高壓三用閥(專利號87216003)的改進(jìn)。
本設(shè)計(jì)新型的目的是通過以下設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的，如圖1所示將芯部主要零件均組裝在整體結(jié)構(gòu)的閥體(3)內(nèi)，它取代了老三用閥注油閥體、連接螺桿和閥套的作用，是將這三個(gè)零件合成為一體的結(jié)構(gòu)，同時(shí)取消了連接三個(gè)零件的兩組螺紋副。由此簡化了結(jié)構(gòu)并大幅度提高原薄弱環(huán)節(jié)零件的機(jī)械強(qiáng)度和安全系數(shù)。
閥體內(nèi)的左側(cè)為球形單向閥，具有單向進(jìn)液功能；中部和右側(cè)為柱塞式安全閥，具有超載溢流保護(hù)功能。
卸載采用閥體外圓上的齒狀通液導(dǎo)槽滑閥結(jié)構(gòu)，密封圈(F)與滑閥的外圓表面形成密封副，其右為通液導(dǎo)槽(E)。當(dāng)閥體(3)受外力向左滑移，通過密封圈(F)時(shí)，齒狀導(dǎo)槽中的高壓液體即被排出閥外，而密封圈(F)在卸載滑閥往復(fù)運(yùn)動時(shí)，由于液壓力的作用，以及齒狀導(dǎo)槽外齒面的限制，被局限在密封槽內(nèi)，繼續(xù)正常工作而不被損壞。閥體依靠卸載彈簧(5)復(fù)位。
安全閥由閥座(4)、閥芯(6)、安全閥彈簧(7)、調(diào)壓螺絲(8)、密封圈(G)等組成。當(dāng)閥內(nèi)液壓升高時(shí)，閥芯(6)克服安全閥彈簧(7)的作用力向右滑移。并在壓力達(dá)到調(diào)定值時(shí)，柱塞式閥芯(6)上的徑向通液小孔越過密封圈(G)而溢流，使閥內(nèi)液壓迅速下降，閥芯(6)在安全閥彈簧(7)作用下向左滑移，直至關(guān)閉通液小孔，恢復(fù)密封，仃止溢流。如此反復(fù)，使閥內(nèi)液壓始終保持恒定值。由于通液小孔溢流能力較大，閥芯(6)的反應(yīng)靈敏，因而這種柱塞式安全閥性能優(yōu)良，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。
將閥體(3)中部密封圈(H)部位的橫斷面和閥座(4)右端部結(jié)構(gòu)的耐壓強(qiáng)度及安全系數(shù)設(shè)計(jì)成三用閥所有承受液壓零件的最低者，使之在液壓超過額定爆破壓力時(shí)首先破壞，瞬間排出高壓液體，保護(hù)三用閥的其它零件及配套單體液壓支柱安全無損，而且不飛出任何斷裂零部件。
采用新國家標(biāo)準(zhǔn)GB3452.1-82中較老三用閥O型密封圈斷面直徑規(guī)格小的密封件和密封溝槽，提高該部位零件的斷面尺寸和承載耐壓安全系數(shù)。
采用使左閥筒(1)右閥筒(2)間連接螺紋的螺距大于1.5mm和螺紋長度大于16mm的結(jié)構(gòu)。
采用在閥體(3)左端孔口部位裝置一個(gè)便于拆裝的過濾器(I)，防止乳化液內(nèi)較大顆粒的粉塵進(jìn)入閥內(nèi)。其特點(diǎn)是易于清洗、更換。(注液干凈也可不用過濾器)。
所有專用金屬加工件采用不銹鋼或較原用45鋼強(qiáng)度更高的材料，全面提高三用閥安全系數(shù)，提高耐銹蝕能力。當(dāng)選用碳素鋼時(shí)，優(yōu)先采用QPQ或非晶鍍等表面處理工藝，取代原鍍銅工藝。
閥座(4)與閥體(3)的連接，可分別采用螺紋連接(見圖2)也可采用通過銷釘(9)連接的結(jié)構(gòu)形式(見圖1)。
本質(zhì)安全型高壓三用閥的另一實(shí)施例，如圖2所示主要由左閥筒(1)、右閥筒(2)、閥體(3)、閥座(4)、卸載彈簧(5)、閥芯(6)、安全閥彈簧(7)、調(diào)壓螺絲(8)、壓套(10)、擋環(huán)(11)、連接環(huán)(12)等，和若干彈簧、密封件組成。其單向閥、卸載閥、安全閥的結(jié)構(gòu)功能與上述左右閥筒在中部分體連接的三用閥(圖1)相同。主要區(qū)別在于圖1兩個(gè)閥筒的連接螺紋在三用閥中部，連接螺紋承受液壓力；圖2兩個(gè)閥筒的連接螺紋在三用閥的左端，且連接螺紋不承受液壓力，從而提高閥筒受力狀況，簡化制造工藝。其卸載閥彈簧(5)移至閥體(3)的右端，通過壓套(10)限定卸載彈簧(5)的位置，并且可以阻擋閥筒萬一斷裂向右飛出。閥體(3)的最大直徑是環(huán)形臺階(J)，它有兩個(gè)作用限定閥體(3)在三用閥中的軸向位置并阻擋閥筒萬一斷裂向左飛出。擋環(huán)(11)和右閥筒(2)通過連接環(huán)(12)卡在它們相配間隙的槽內(nèi)進(jìn)行連接。
本質(zhì)安全型高壓三用閥的實(shí)施指標(biāo)為額定工作壓力最高60MPa，爆破壓力超過20MPa；安全閥溢流量16-32L/min；采用結(jié)構(gòu)鋼或不銹鋼制造；使用靈敏，可靠；壽命超過5年；安裝、維修方便，拆裝時(shí)零件不易散亂丟失。


圖1是左閥筒和右閥筒之間的連接螺紋在三用閥中部的結(jié)構(gòu)圖，圖2是左閥筒和右閥筒之間的連接螺紋在三用閥左端的結(jié)構(gòu)圖。
圖中(1)左閥筒、(2)右閥筒、(3)閥體、(4)閥座、(5)卸載彈簧、(6)閥芯、(7)安全閥彈簧、(8)調(diào)壓螺絲、(9)銷釘、(10)壓套、(11)擋環(huán)、(12)連接環(huán)、(E)通液導(dǎo)槽、(F)密封圈、(G)密封圈、(H)密封圈、(I)過濾器、(J)環(huán)形臺階。
權(quán)利要求1.一種本質(zhì)安全型高壓三用閥，由左閥筒(1)、右閥筒(2)、閥體(3)、閥座(4)、卸載彈簧(5)、閥芯(6)、安全閥彈簧(7)、調(diào)壓螺絲(8)和若干彈簧、密封件等組成，其特征在于，三用閥芯部主要零件均組裝在整體結(jié)構(gòu)的閥體(3)內(nèi)，閥體外圓上的齒狀通液導(dǎo)槽(E)和密封圈(F)等組成卸載閥結(jié)構(gòu)；閥座固定在閥體內(nèi)，其一端與具有多個(gè)徑向通液小孔的柱塞式閥芯(6)及密封圈(G)、安全閥彈簧(7)調(diào)壓螺絲(8)等組成安全閥結(jié)構(gòu)；三用閥左閥筒和右閥筒連接螺紋采用螺距大于1.5mm和螺紋長度大于16mm的結(jié)構(gòu)；采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB3452.1-82中較老三用閥的O型密封圈斷面直徑規(guī)格小的密封件和密封溝槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三用閥，其特征是，閥體中部密封圈(H)部位的橫斷面和閥座右端部的耐壓結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，設(shè)計(jì)成較三用閥其它承受液壓零件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低的結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三用閥，其特征是，閥體(3)左端孔口部位裝置一個(gè)過濾器(I)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三用閥，其特征是，閥座(4)與閥體(3)的連接可分別采用螺紋或銷釘(9)連接的結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三用閥，其特征是，左閥筒和右閥筒之間的連接螺紋在三用閥的左端，連接螺紋不承受液壓力的結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三用閥，其特征是，卸載彈簧(5)設(shè)在閥體(3)的右端，并通過壓套(9)和環(huán)形臺階(J)限定閥體(3)在三用閥內(nèi)位置的結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三用閥，其特征是，所有專用金屬加工件采用不銹鋼或較45鋼強(qiáng)度高的材料，并采用QPQ或非晶鍍表面處理工藝。
專利摘要一種本質(zhì)安全型高壓三用閥，適用于礦井液壓支護(hù)和通用液壓機(jī)械的操縱、控制。具有在60MPa高壓介質(zhì)下長期安全工作的特點(diǎn)，其芯部閥體設(shè)計(jì)成整體結(jié)構(gòu)，并具有導(dǎo)槽滑閥卸載功能和大流量柱塞式安全閥功能。各加工零件采用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)和表面處理工藝，使耐腐蝕性能大幅度提高。新穎、合理的設(shè)計(jì)和先進(jìn)的工藝使三用閥的綜合性能及技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國內(nèi)外領(lǐng)先水平。本產(chǎn)品的安全可靠性成倍提高，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作維修方便、壽命長、成本低，便于制造和推廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F15B13/00GK2245687SQ9520994
公開日1997年1月22日 申請日期1995年4月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月27日
發(fā)明者吳昆 申請人:吳昆