一種坑道鑽機集成閥的製作方法

2023-07-21 07:33:41

專利名稱：一種坑道鑽機集成閥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及液壓控制元件，具體涉及一種坑道鑽機集成閥。它是應用液壓技 術控制對油液運動方向的轉換，採用穩定分流、合流技術滿足執行元件的多種速度選擇，通 過旁路節流實現對工進速度的控制，分流壓力和系統壓力可分別調節的組合式集成液壓 閥，適用於單油源雙迴路控制方式的煤礦井下鑽機和隧道鑽機或功能類似的液壓機械使用。
技術背景 坑道鑽機是煤礦井下掘進、隧道工程普遍採用的專用機械，為其配套的專用多路 閥是該液壓系統的主要控制元件。目前採用以下控制方式(1)採用ZL15專用多路閥作為單油源液壓系統控制部件已有近10多年的歷史， 雖幾經改進，仍存在以下固有缺陷一是外觀粗糙、因系改良產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，適用範圍受 限，造成系統設計不盡合理；三是閥體片間高低壓腔之間採用金屬密封型式，造成片間內洩 漏大，無功損耗嚴重。(2)部分主機採用雙定量泵油源液壓系統控制方式尚有以下缺陷一是雙泵系統 控制油路相對複雜，採用多路閥與外接卸荷溢流閥、合流閥、節流閥、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；三是雙泵系統工作壓力< 20Mpa，功率密度相 對較低，適用範圍受限；四是採購成本增加較多，降低了主機的競爭力。鑑於上述原因，迫切需要為坑道鑽機研製一種使用壓力高、流量大、結構精巧、維 護便捷的新型坑道鑽機集成閥。
發明內容本實用新型的目的是提供一種坑道鑽機集成閥，它結構緊湊、工藝性好、壓力高、 流量大、維護便捷，具有切換液流方向，實現工進、正常、快進速度轉換，過載保護，可調節控 制系統壓力和分流壓力，防止換向幹擾的功能，能滿足坑道鑽機的多種控制功能要求。本實用新型所述的一種坑道鑽機集成閥，包括設在一端的分流進油閥組、設在另 一端的回油閥組，其特徵是在分流進油閥組和回油閥組之間從左至右依次設有串聯型的 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 的閥體上均設置有四個對應的連接孔，採用四根雙頭螺杆分別穿過各閥體上對應的連接孔 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在側面的並聯通道、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通過閥內流道相互溝通，形成完整的液壓控制油路。所述的一種坑道鑽機集成閥，在所述的分流進油閥組內插裝有控制系統壓力的過 載閥和控制分流壓力的安全閥，並在閥體內集成有分流閥組件。本實用新型的分流進油閥體、各換向閥體、回油閥體採用公共進油孔、公共回油 孔、公共連接孔等尺寸完全一致的閥體結構，並採用了以下技術措施(1)在進油閥體中集成了插裝式過載閥、安全閥、單路穩定分流閥； (2)將穩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)採用壓力平衡和高低壓區分離密封設計，減小雙頭螺杆拉伸受力變形，消除閥 體中立位置片間竄腔和外洩漏；(4)在保證通油麵積足夠的情況下，儘量減小閥體側面高壓區受力面積，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高壓區閥體變形量大，片間洩漏量大，升高壓困難，操縱力大的缺陷；(5)閥體兩端孔口部位設計為低壓回油區，採用雙唇邊密封件和聚四氟密封圈的 多重密封結構實現零外洩漏設計，根除常見的滑閥處外洩漏現象；(6)閥體片間採用平面與錐面組合的密封槽幾何結構，線性增大密封預壓力使密 封可靠度顯著提高，並根除0形密封圈被吸入油道的隱患；(7)換向閥體採用雙回油道結構並與進油閥體、回油閥體構成回油環路，使流道通 暢、回油壓力損失顯著降低。本實用新型採用串並聯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，適用於單油源雙迴路控制方式的煤礦井下鑽機和 隧道鑽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%，顯著提升了坑道鑽機閥的各項性能。並由於擴 展了規格，適用範圍更廣，為各類坑道鑽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構圖。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所示的一種坑道鑽機集成閥，包括設在一端的分流進油閥組1、設 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有串聯型的 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置有四個對應的連接孔，採用四 根雙頭螺杆6分別穿過各閥體上對應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在側面的並聯通道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內插裝有控制系統壓力的過載閥12和控制分流壓力的 安全閥13，並在閥體內集成有分流閥組件。本實用新型的坑道鑽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，為本例處於中立位置時，壓力油經分流進油閥組1的 油口 P進入，連通過載閥12以控制系統壓力，一路經穩定分流後的油液經分流出口通過外 接管路12進入合流換向閥組4的中位進油口，經閥內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；另一路經分流後的主油液經順序控制 閥進入串聯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，壓力油開啟內置單向閥經閥內通道從油口 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閥內通道從低壓通道11經回油口 T返回油箱，液壓 馬達產生正向旋轉運動；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，消除液壓衝擊；當液壓馬達因高速旋轉的慣性超過壓力油的輸入量 產生負壓狀態時將發生振動，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；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， 壓力油開啟內置單向閥經閥內通道從油口 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閥內通道從低壓通道11經回油口 T返回油箱，液壓馬 達產生反向旋轉運動；當0型滑閥機能的過載換向閥組2處於圖3中立位置時，中立通道10的油路處於 通路狀態，閥內的進油通道、回油通道、工作油口 Al、Bl之間的通道均被關閉，液壓馬達的 兩端工作腔被封閉處於靜止狀態。說明；0型滑閥機能指當換向閥組處於中立位置時，壓力油口 P、回油口 T與工作油 口 Al、B1之間的通道被關閉，執行元件處於靜止狀態。(2)當前端0型滑閥機能的過載換向閥組2處於中立位置時，壓力油通過串聯通 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，壓力油開啟內置單向閥一路經閥內通道從合流換向閥組4的油口 A3進入推進油缸的 無杆腔作功，有杆腔的回油經合流換向閥組4的油口 B3經低壓通道11從回油口 T返回油 箱；同時另一路壓力油經油口 A2進入外置節流閥對推進油缸運動速度進行旁路節流，節流 回油從油口 B2經低壓通道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，壓力油開啟內置單向閥一路經閥內通道從合流換向閥組4的油口 B3進 入推進油缸的有杆腔作功，無杆腔的回油經合流換向閥組4的油口 A3經低壓通道11從回 油口 T返回油箱；同時壓力油的另一路經油口 B2進入外置節流閥對推進油缸反向運動進行旁路節流，節流回油經油口 A2經低壓通道11從回油口 T返回油箱；本工況時，推進油缸是 在分流後的主流量作用下做正常運行。通過調節外置節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處於圖3中立位置時，中立通道10的油路處於通 路狀態，閥內的進油通道、回油通道、工作油口 A2、B2之間的通道均被關閉，推進油缸的兩 端工作腔被封閉處於靜止狀態。(3)當前端0型滑閥機能普通換向閥組3處於中立位置，操縱合流換向閥組4向左 換向時，分流主流量油液經閥內通道從低壓通道11經回油口 T返回油箱，經外接管路12輸 入中位進油口的穩定分流油液經油口 A3進入推進油缸的無杆腔作工進運動，有杆腔的回 油經油口 B3從低壓通道11經回油口 T返回油箱。操縱合流換向閥組4向右換向時，經外 接管路12輸入中位進油口的穩定分流油液經油口 B3進入推進油缸的有杆腔作反向運動， 無杆腔的回油經油口 B3從低壓通道11經回油口 T返回油箱，通過調節外置節流閥可以改 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處於左端換向位置時，操縱合流換向閥組4向左 換向時，穩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的內流道中 合流在一起，經油口 A3進入推進油缸的無杆腔作快速運動，有杆腔的 回油經合流換向閥組 4的油口 B3經低壓通道11從回油口 T返回油箱；由於A2與A3，B2與B3油口通過閥內流 道已相互溝通，操縱合流換向閥組4向右換向時，穩定分流油液經普通換向閥組3的閥內流 道從低壓通道11經回油口 T返回油箱；進入普通換向閥組3的分流主油液經合流換向閥組 4的閥內流道從低壓通道11經回油口 T返回油箱；當0型滑閥機能普通換向閥組3處於右端換向位置時，操縱合流換向閥組4向左 換向時，由於A2與A3，B2與B3油口通過閥內流道已相互溝通，穩定分流油液經普通換向閥 組3的閥內流道從低壓通道11經回油口 T返回油箱；進入普通換向閥組3的分流主油液經 合流換向閥組4的閥內流道經低壓通道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的內流道中 合流在一起，經油口 B3進入推進油缸的有杆腔作快速運動，有杆腔的回油經合流換向閥組 4的油口 B3經低壓通道11從回油口 T返回油箱，調節外置節流閥可以控制推進油缸的運動 速度。當合流換向閥組4處於中立位置時，穩定分流油液經換向滑閥的內流道與回油道 T連通卸荷，分流主油液經中立通道與回油道T連通卸荷。本實用新型採用串聯型油路控制形式，當操縱過載換向閥組2換向時，其後端連 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點(1)簡化了原ZL15專用多路閥和雙定量泵液壓系統的配置型式，將進油閥組與穩 定分流閥組、調壓過載閥、分流安全閥集成為一體。(2)優化高低壓區的分布，減小閥孔受高壓變形量，消除了 ZL15專用多路閥高壓 區間操縱力陡增，內洩漏大的，無功損耗大的缺陷。(3)採用零外洩漏設計，根除了多路閥滑閥外洩漏現象。(4)閥體片間採用特殊密封槽結構形式，增大了密封預壓力並根除了密封件被吸入油道的隱患。(5)採用雙回油道環行結構，使回油背壓顯著降低。(6)採用閥體球鐵鑄件強度顯著提高，殼型鑄造外形美觀；採用覆膜砂鑄造工藝閥體流道光滑，壓力損失降低。(7)滑閥採用鍍硬鉻工藝使光滑度、耐用度、抗腐蝕性能顯著提高，並減輕了與密 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。
權利要求一種坑道鑽機集成閥，包括設在一端的分流進油閥組(1)、設在另一端的回油閥組(5)，其特徵是在分流進油閥組(1)和回油閥組(5)之間從右至左依次設有過載換向閥組(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)的閥體上均設置有四個對應的連接孔，採用四根雙頭螺杆(6)分別穿過各閥體上對應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在側面的並聯通道(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通過閥內流道相互溝通，形成完整的液壓控制油路。
2.根據權利要求1所述的一種坑道鑽機集成閥，其特徵是在所述的分流進油閥組(1) 內插裝有控制系統壓力的過載閥(12)和控制分流壓力的安全閥(13)，並在閥體內集成有 分流閥組件。
專利摘要本實用新型公開一種坑道鑽機集成閥，包括設在一端的分流進油閥組、設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有串聯型的過載換向閥組、普通換向閥組和合流換向閥組；在上述各閥體上均設置有四個對應的連接孔，採用四根雙頭螺杆分別穿過各閥體上對應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在側面的並聯通道、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%，顯著提升了坑道鑽機閥的各項性能，且適用範圍廣。
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 優先權日2010年9月16日
發明者徐光德, 陳啟松 申請人:瀘州眾大科技液壓件有限公司