專利名稱：帶乾式彈簧腔的限壓閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種限壓閥，具體的是用于地下采礦的液壓支架的限壓閥，該閥門有一閥門殼體，殼體的入口側(cè)和出口側(cè)通過一個彈簧加載的、配置在入口側(cè)的柱塞孔內(nèi)的活動閥門柱塞被分開，或者當(dāng)出現(xiàn)超載時被連接起來;閥門柱塞由一個閥門彈簧加載，該彈簧的一側(cè)支撐在坐在閥門柱塞上的閥門座圈上，另一側(cè)則支撐在構(gòu)成閥門殼體頂部的彈簧止推支承上，在關(guān)閉狀態(tài)下所需的密封通過裝在柱塞孔內(nèi)的凹槽里的、并在閥門柱塞上越過從其軸向孔穿出的徑向孔的O型環(huán)來實(shí)現(xiàn)。
使用限壓閥，為的是防止液壓系統(tǒng)出現(xiàn)超載。特別在地下采礦中，在全面開采及其它場合，為要保持礦工開辟出的空腔，采用了液壓的單體支柱和節(jié)式支架，它們會受到?jīng)_壓地壓及其它突如其來的負(fù)荷的危害。為了能夠承受這類突然的沖擊，相應(yīng)裝設(shè)的限壓閥把受壓空間與大氣相連，這樣，就使得加壓液體能迅速地、并以相應(yīng)的量排出，直至突然的沖擊被平衡掉為止。
已知的限壓閥工作情況并不盡如人意。在德國專利OS3314837.6中公開的限壓閥的殼體裝設(shè)了一種帶有所謂平坦的特性曲線的彈簧。至于如何理解平坦的彈簧特性曲線，在上述文件中并沒有公開。在閥門動作時，加壓液體穿過閥門柱塞，在彈簧座圈提起后被導(dǎo)入彈簧腔。雖然閥門殼體上設(shè)有側(cè)孔，但這樣會使一部分壓力介質(zhì)逸出，而另一部分壓力介質(zhì)會穿過彈簧腔和在調(diào)整螺絲的孔排出。除閥門彈簧或閥門座圈的高升程效果不足外，這里可能會一方面由于壓力介質(zhì)，另一方面由于滲入調(diào)整螺絲的污垢而對彈簧腔產(chǎn)生污染。這樣就會使得閥門長期功能不佳。這情況也同樣適用于德國專利-實(shí)用新型8216072.4的限壓閥。這里還可指出一大缺陷，即在彈簧座圈下部只設(shè)有一個側(cè)面開口，因此自然僅有少量加壓液體能通過這一途徑逸入大氣。此外，閥門柱塞里的孔的直徑要比引導(dǎo)裝置中的孔徑小得多也是不好的。
本發(fā)明的基本任務(wù)是，在保持閥門座圈范圍最佳高升程效果的情況下，使閥門彈簧和閥門殼體內(nèi)部沒有壓力介質(zhì)進(jìn)入。
按本發(fā)明，此任務(wù)通過以下途徑解決，即在彈簧座圈和構(gòu)成入口側(cè)的、帶有柱塞孔和閥門柱塞的引導(dǎo)裝置之間，裝上一個旎緊在閥門殼體上的中間件，它有一個相應(yīng)的軸向孔和一個在孔內(nèi)可移動的密封柱塞，該密封柱塞通過一個O型環(huán)將孔密封，一面支撐在彈簧座圈上，另一面支撐在閥門柱塞上;在中間件內(nèi)、在閥門柱塞/密封柱塞的過渡區(qū)域內(nèi)，設(shè)計(jì)有從柱塞孔或軸向孔引出的、穿過中間件和閥門殼體的大的徑向出口孔。
由此有效地防止了污垢進(jìn)入彈簧腔以及因此可能造成的動作準(zhǔn)確度的影響，因?yàn)榧訅阂后w不需再通過彈簧止推支承或調(diào)整螺絲流出，而且因?yàn)榧訅阂后w根本不能進(jìn)入閥門殼體或彈簧腔。壓力介質(zhì)由側(cè)面排出孔導(dǎo)出，根本不進(jìn)入彈簧區(qū)域，對彈簧不產(chǎn)生影響。中間柱塞便于生產(chǎn)及達(dá)到高度匹配準(zhǔn)確性，此外，它還具有下列優(yōu)點(diǎn)，即只須簡便地裝入帶有中間柱塞和密封柱塞的中間件，限壓閥迄今使用的各個零部件可保持不變?？偟恼f來，這是一種組件裝配式結(jié)構(gòu)，根據(jù)所選擇的配合關(guān)系，完全有利于地下應(yīng)用。
本發(fā)明的一種實(shí)用的結(jié)構(gòu)，其密封柱塞由一個具有有利的摩擦系數(shù)的塑料套管環(huán)繞著。由于這樣一種摩擦降低的塑料套，例如聚四氟乙烯復(fù)蓋層或聚四氟乙烯套管，高升程效果不受附加構(gòu)件的影響。確切地講，這樣就確保了在閥門柱塞動作的同時，密封柱塞也一同動作，而無需使用外加的力。通過限壓閥開放讓壓力介質(zhì)流出的方法，用裝在閥門殼體或彈簧腔內(nèi)的閥門彈簧可準(zhǔn)確地確定動作點(diǎn)。
經(jīng)由柱塞孔和柱塞流出的大量壓力介質(zhì)，可可靠地、沒有缺點(diǎn)地被導(dǎo)出，因?yàn)榘幢景l(fā)明的另一設(shè)計(jì)，在圓周上分布有8個徑向出口孔。借助這些孔，所有的壓力介質(zhì)在經(jīng)過相應(yīng)的轉(zhuǎn)向后，可迅速地、沒有問題地從限壓閥中流出。
為了便于裝配，中間件設(shè)有一螺紋，它與引導(dǎo)裝置和閥門殼體的螺絲相對應(yīng)。如上所述，由此已預(yù)定了一種組件裝配式結(jié)構(gòu)，采用該結(jié)構(gòu)，可用同一閥門基體做成壓力介質(zhì)打開和關(guān)閉的彈簧腔。
兩活塞彼此歪斜可通過下列途徑可靠地加以防止，即密封柱塞有一凸緣，閥門柱塞在與凸緣毗鄰的一側(cè)有一平滑面。從閥門柱塞發(fā)出的力完全無誤地被傳送到密封柱塞，該柱塞推動彈簧座圈和彈簧，并在相應(yīng)的壓力負(fù)荷下把它們擠壓在一起。
公知的限壓閥排放容量為大約40-60立升/分，按本發(fā)明的限壓閥每分鐘的流量為100立升以上。當(dāng)閥門柱塞的徑向孔與軸向孔和徑向出口孔的液流有效截面積相等或大于輸入管道的液流有效截面積時，按本發(fā)明的流量還可以提高到400立升/分。通過這種方式，經(jīng)由輸入管道引入的全部壓力介質(zhì)在限壓閥動作時，迅速而可靠地被導(dǎo)引通過限壓閥，而不致因橫截面的改變出現(xiàn)類似問題或損失。這種類型的限壓閥的準(zhǔn)確度是很高的，它既可用作單體支柱閥門，也可用于掩護(hù)支架或邁步支架的控制閥組。這類限壓閥的應(yīng)用范圍因而顯著擴(kuò)大，而十分有利的是，這都是源自相同的結(jié)構(gòu)原理。因?yàn)橛糜诓煌瑘龊系拈y門的制造工藝相同，這就確保所有的限壓閥，特別在安全性方面，都具有同樣的數(shù)值。
為了能以較少零部件達(dá)到目的，本發(fā)明又提出，把閥門柱塞和密封柱塞設(shè)計(jì)成單體柱塞，而柱塞孔擴(kuò)大了，并設(shè)計(jì)為能容納相當(dāng)于塑料套管的套管，同時，閥門柱塞的軸向孔和徑向孔在緊挨徑向出口孔下面終止與設(shè)置。特別是如果擴(kuò)大了的柱塞孔達(dá)到O型環(huán)或容納該O型環(huán)的槽的話，導(dǎo)入O型環(huán)就容易了，同時要仔細(xì)檢查其位置，同時，塑料套管使得摩擦明顯減小?？偟恼f來，這樣就能達(dá)到有利的關(guān)閉值。此外，與使用軟管相聯(lián)系的小磨損也是個優(yōu)點(diǎn)。這里也有針對性地使用聚四氟乙烯來制造套管，因?yàn)檫@種材料的摩擦系數(shù)特別有利。
如果相應(yīng)部件全部與引導(dǎo)裝置結(jié)合，則可能在閥門柱塞范圍內(nèi)富有優(yōu)點(diǎn)地采用一個加大的閥門柱塞，因而具有更為有利的液流有效截面積。本發(fā)明在此處提出，引導(dǎo)裝置應(yīng)設(shè)計(jì)得能容納密封柱塞、閥門柱塞及徑向出口孔，并通過帶有內(nèi)、外螺紋的定心盤與閥門殼體連接。這樣引導(dǎo)裝置就裝了兩個閥門柱塞或一個復(fù)合的閥門柱塞，閥門殼體連同裝置其內(nèi)的閥門彈簧成為一個封閉的整體，在它的上部范圍內(nèi)通過調(diào)整螺絲與彈簧止推支承封閉，而在與之相對的一面通過定心盤封閉。在定心盤上設(shè)有帶有相應(yīng)螺紋的孔，帶有密封柱塞、閥門柱塞及徑向出口孔的引導(dǎo)裝置可以旋入其內(nèi)。在這種類型的裝置上，徑向孔的直徑可富有優(yōu)點(diǎn)地減小至2.2至2.5mm，O型環(huán)的線徑可降低到1.8至2mm，這有助于降低O型環(huán)的應(yīng)力，因而也有助于改進(jìn)這類閥門的動作準(zhǔn)確度。此外，O型環(huán)被較快地越過，限壓閥因而也較快地動作。最后有目的地提高了高升程效果，這意味著，加壓液體被有目的地用于推動閥門柱塞、從而推動彈簧座圈，又最后相應(yīng)推動彈簧，從而打開開口讓壓力介質(zhì)流入大氣。
彈簧腔的內(nèi)部可簡單地通過彈簧止推支承具有的可封閉的出口孔進(jìn)行檢查。在這種情況下，特別可能通過簡單取出出口孔中的閉鎖裝置及相應(yīng)改裝中間件，而把這種限壓閥再改變成把加壓液體或壓力介質(zhì)經(jīng)由彈簧腔向外導(dǎo)引的那種限壓閥。如果彈簧止推支承相應(yīng)地配備，改裝也是相應(yīng)簡單的。
如果不打算采用組件裝配式結(jié)構(gòu)，則讓中間件和引導(dǎo)裝置構(gòu)成一個結(jié)構(gòu)單元是有利的。那樣在閥門殼體或彈簧腔內(nèi)只需設(shè)一個螺紋用來旎緊組合的中間件和引導(dǎo)裝置就行。
本發(fā)明的特征特別在于提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、作用絕對可靠的限壓閥，它在彈簧座圈范圍內(nèi)，具有可靠的高升程效果，可是殼體的內(nèi)部是沒有壓力介質(zhì)和污染的。另外的優(yōu)點(diǎn)是，提供了一種結(jié)構(gòu)單元，它允許在需要時把帶有干式彈簧腔的限壓閥設(shè)計(jì)成或改裝成帶有常規(guī)的排出壓力介質(zhì)的限壓閥。總的來看，組合制造是可能的，這樣不僅可降低生產(chǎn)成本，也可能限制必要的庫存。
本發(fā)明的進(jìn)一步細(xì)節(jié)及優(yōu)點(diǎn)，可從下面附圖的描述得出，圖中給出了附有必要細(xì)節(jié)和零件的最佳實(shí)施例。其中

圖1為帶有封閉的彈簧腔的限壓閥的剖面圖;
圖2為容量是每分鐘400立升的限壓閥的剖面圖;
圖3為按圖1的帶單體閥門柱塞的閥門;
圖4為通過閥門殼體的、在彈簧座圈范圍內(nèi)的斷面圖。
圖1至圖4描述的限壓閥(1)有一管狀閥門殼體(2)，在它里面的彈簧腔(3)內(nèi)裝有閥門彈簧(4)。閥門彈簧靠在側(cè)面有一斜緣(6)、中間有一個凹槽(7)的彈簧座圈(5)上。彈簧座圈(5)用于在相向推移時引導(dǎo)彈簧，并保證力的均勻傳遞。彈簧座圈(5)的行程受限于設(shè)置在彈簧腔(3)或閥門殼體(2)的內(nèi)壁上的止擋(8)。圖4示出了進(jìn)一步細(xì)節(jié)，借助圖4給出進(jìn)一步說明。
閥門彈簧(4)一方面支撐在彈簧座圈(5)上，同時也支撐在彈簧止推支承(9)上。該彈簧止推支承設(shè)計(jì)成調(diào)整螺絲的形式，閥門彈簧(4)通過它或多或少都被施加應(yīng)力。然后閥門彈簧以同樣的力通過彈簧座圈(5)壓向閥門柱塞(10)或密封柱塞(11)。
密封柱塞(11)位于旋緊在閥門殼體(2)里的中間件(12)內(nèi)，該中間件有螺紋(15)。在中間件(12)內(nèi)部設(shè)有一軸向的孔(16)，密封柱塞(11)可在孔內(nèi)移動。通過設(shè)在槽(14)內(nèi)的O型環(huán)，可確保沒有壓力介質(zhì)能沿密封柱塞(11)滲入彈簧腔(3)內(nèi)。
在從密封柱塞(11)向閥門柱塞(10)過渡的區(qū)域內(nèi)，徑向出口孔(17、18)直徑甚大，以確保壓力介質(zhì)從這里不受阻礙地被導(dǎo)出到大氣中。
在過荷的情況下，也即當(dāng)限壓閥(1)動作時，這種壓力介質(zhì)通過穿過整個引導(dǎo)裝置(21)的柱塞孔(20)進(jìn)入閥門柱塞(10)部位。在柱塞孔(20)中可移動的閥門柱塞(10)位于引導(dǎo)裝置(21)的中間，該裝置有一螺紋(22)，并能以這種方式旋緊在閥門殼體(2)上。壓力介質(zhì)從柱塞孔(20)經(jīng)過閥門柱塞(10)里的軸向孔(25)到達(dá)柱塞孔(20)的孔壁，流過形成在軸向孔成盲孔的末端的徑向孔(23、24)。因?yàn)閴毫橘|(zhì)不能向上通過設(shè)在槽(27)內(nèi)的O型環(huán)(26)到達(dá)徑向出口孔(17，18)部位，所以閥門依然是密封的。只有當(dāng)通過壓力介質(zhì)對閥門柱塞(10)施加的壓力超過了閥門彈簧(4)的彈簧力時，閥門柱塞(10)和密封柱塞(11)才向上走，使徑向孔(23，24)越過O型環(huán)，隨后壓力介質(zhì)就能通過徑向出口孔(17，18)排出，直到需保護(hù)的物體例如活塞內(nèi)的壓力下降到不致再危及整個系統(tǒng)時為止。然后彈簧力又占優(yōu)勢，閥門彈簧(4)通過彈簧座圈(5)向密封柱塞(11)施壓，隨后把閥門柱塞(10)又送回其起始位置，這樣，在徑向孔(23，24)又越過O型環(huán)(26)后，閥門就又密封住。
為了減少磨擦，密封柱塞(11)用塑料套管(28)環(huán)繞著。同時這塑料套管的功能首先在于不讓一點(diǎn)點(diǎn)壓力介質(zhì)帶進(jìn)O型環(huán)(13)的范圍內(nèi)。O型環(huán)(13)就只有補(bǔ)充的安全功能。通過把密封柱塞(11)的下端設(shè)計(jì)成凸緣(30)，把閥門柱塞(10)的上端設(shè)計(jì)成一個相應(yīng)的平滑面(31)，就可更加有利于閥門柱塞(10)持續(xù)無誤地運(yùn)動。
圖1所示的限壓閥(1)可以每分鐘排出約100立升壓力介質(zhì)，而圖2所示的限壓閥則可每分鐘排出直至400立升的壓力介質(zhì)，為此一方面設(shè)置了一個相應(yīng)的閥門彈簧(4)，另一方面，在各孔內(nèi)具有相應(yīng)的液流有效截面。這些孔的液流有效截面的尺寸與輸入管道的液流有效截面相當(dāng)，這樣，所有被導(dǎo)入的壓力介質(zhì)確實(shí)可以通過限壓閥排出。在圖2的限壓閥上，閥門殼體設(shè)計(jì)成管狀。頂部實(shí)際上由旋在閥門殼體上的彈簧止推支承(9)構(gòu)成，而底部由一個既有外螺紋(34)又有內(nèi)螺紋(35)的定心盤(33)構(gòu)成。因此定心盤(33)也旋在閥門殼體(2)上，而在此處設(shè)計(jì)成相應(yīng)延長的引導(dǎo)裝置(21)通過內(nèi)螺紋(35)或設(shè)置在上面的一個螺紋旋緊在定心盤(33)上。
在引導(dǎo)裝置(21)中的相應(yīng)柱塞孔(20′)中，既設(shè)有閥門柱塞(10)，也設(shè)有密封柱塞(11)。在兩個柱塞(10，11)的連接區(qū)域裝有徑向出口孔(17，18)，當(dāng)閥門柱塞(10)被壓入超過O型環(huán)(26)足夠遠(yuǎn)時，壓力介質(zhì)就可通過這兩個徑向出口孔被排出。
這里很清楚，徑向孔(23，24)的直徑比O型環(huán)(26)的直徑為大，這樣就保證了能迅速、可靠地越過O型環(huán)(26)。
圖3的實(shí)施例中，在中間件(12)的軸向孔和引導(dǎo)裝置(21)中，可移動的活塞設(shè)計(jì)成單體活塞(36)。在軸向孔(16)以及在活塞孔(20)中都設(shè)有套管(37)與塑料套管(28)，單體柱塞(36)在其中活動。其結(jié)果是摩擦系數(shù)低、動作準(zhǔn)確度高。此外，在這種實(shí)施例中，閥門柱塞(10)和密封柱塞(11)的連接區(qū)域不會出現(xiàn)損耗，軸向孔(25)設(shè)計(jì)成盲孔，深度只剛及單體活塞(36)總長度的一半，并越過徑向孔(23，24)。在閥門柱塞(10)上升時，壓力液體也從這里通過徑向出口孔(17，18)被導(dǎo)向大氣中。
圖3的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是便于改裝成讓壓力介質(zhì)能通過彈簧腔(3)排入大氣。為了在彈簧座圈(5)的范圍內(nèi)產(chǎn)生最佳高升程效果，設(shè)置了導(dǎo)槽(38，39)，此外，還設(shè)置了彈簧座圈(5)的在上面已提到過的斜緣(6)以及彈簧止推支承(9)內(nèi)的出口孔(40)。
圖4清楚表示了彈簧腔(3)壁上導(dǎo)槽(38)的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)槽(38，39)越過止擋(8)，最高達(dá)到彈簧止推支承(9)的高度，同時需要中斷以構(gòu)成止擋(8)，彈簧座圈(5)在運(yùn)動時被止擋阻擋住，以便確保防止閥門彈簧(4)離位。
權(quán)利要求
1.一種限壓閥，具體的是用于地下采礦的液壓支架的限壓閥，它有一閥門殼體，其入口側(cè)和出口側(cè)通過一個彈簧加載的、配置在入口側(cè)的柱塞孔內(nèi)的活動閥門柱塞被分開，或當(dāng)出現(xiàn)超載時被連接起來，閥門柱塞由一閥門彈簧加載，該彈簧的一側(cè)支撐在坐在閥門柱塞上的閥門座圈上，另一側(cè)則支撐在構(gòu)成閥門殼體頂部的彈簧止推支承上，在關(guān)閉狀態(tài)下所需的密封通過裝在柱塞孔內(nèi)凹槽里的、并在閥門柱塞越過從其軸向孔穿出的徑向孔的O型環(huán)來實(shí)現(xiàn)，其特征在于，在彈簧座圈和構(gòu)成入口側(cè)的、帶有柱塞孔(20)和閥門柱塞(10)的引導(dǎo)裝置(21)之間，裝上一個旋緊在閥門殼體(2)上的中間件(12)，它有一個相應(yīng)的軸向孔(16)和一個在孔內(nèi)可移動的密封柱塞，該密封柱塞通過一個O型環(huán)將孔密封，一面支撐在彈簧座圈(5)上，另一面支撐在閥門柱塞(10)上，在中間件內(nèi)，在閥門柱塞/密封柱塞的過渡區(qū)域內(nèi)，有從柱塞孔(20)或軸向孔(16)引出的，穿過中間件和閥門殼體的大的徑向出口孔(17，18)。
2.按權(quán)利要求1的限壓閥，其特征在于密封柱塞(11)由一具有有利摩擦系數(shù)的塑料套管(28)環(huán)繞。
3.按權(quán)利要求1的限壓閥，其特征在于在圓周上均勻分布著8個徑向出口孔(17，18)。
4.按權(quán)利要求1的限壓閥，其特征在于中間件(12)有一與引導(dǎo)裝置(21)和閥門殼體(2)的螺紋相匹配的螺紋(15)。
5.按權(quán)利要求1的限壓閥，其特征在于密封柱塞(11)有一凸緣(30)，閥門柱塞(10)在與凸緣毗鄰的一側(cè)有一平滑面。
6.按權(quán)利要求1的限壓閥，其特征在于閥門柱塞(10)的軸向孔(25)和徑向孔(23，24)、以及徑向出口孔(17，18)的液流有效截面積等于或大于輸入管道的液流有效截面積。
7.按權(quán)利要求1和2的限壓閥，其特征在于閥門柱塞(10)和密封柱塞(11)設(shè)計(jì)成單體柱塞，柱塞孔(20)擴(kuò)大了，并能容納相當(dāng)于塑料套管(28)的套管(37)，閥門柱塞的縱向孔(25)和徑向孔(23，24)緊挨在徑向出口孔(17，18)下面終止與設(shè)置。
8.按權(quán)利要求1的限壓閥，其特征在于引導(dǎo)裝置(21)能容納密封柱塞(11)，閥門柱塞(10)以及徑向出口孔(17，18)，并通過帶有內(nèi)、外螺紋(34，35)的定心盤(33)與閥門殼體(2)連接。
9.按權(quán)利要求1的限壓閥，其特征在于彈簧止推支承(9)有可封閉的出口孔。
10.按權(quán)利要求1或權(quán)利要求7的限壓閥，其特征在于中間件(12)和引導(dǎo)裝置(21)做成一個結(jié)構(gòu)單元。
全文摘要
主要用于地下液壓支架的限壓閥，通過在彈簧座圈與構(gòu)成入口側(cè)的引導(dǎo)裝置間裝入旋在閥門殼體內(nèi)的中間件使壓力介質(zhì)及污垢不進(jìn)入彈簧腔。在帶有相當(dāng)于柱塞孔的軸向孔的中間件設(shè)有一活動密封柱塞，一側(cè)靠著彈簧座圈，另一側(cè)靠著閥門柱塞，并通過O型環(huán)密封。閥門柱塞與密封柱塞間的過渡區(qū)設(shè)有側(cè)面向外徑向出口孔，使壓力介質(zhì)通過閥門柱塞越過O型環(huán)后迅速而可靠地通過閥門柱塞被導(dǎo)出，根本不進(jìn)入限壓閥本體的內(nèi)部。
文檔編號F16K17/04GK1034781SQ8810047
公開日1989年8月16日 申請日期1988年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月1日
發(fā)明者理查德·福斯 申請人:理查德福斯古魯賓勞斯包股份有限公司