集成型救援用液壓工具的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種集成型救援用液壓工具，采用平板式換向閥，其閥芯與閥芯孔之間留有能使閥芯軸心線能相對閥芯孔軸心線發(fā)生偏移的間隙，且在閥芯孔內的閥芯末端設有環(huán)形槽，環(huán)形槽中相對彈簧依次套有O型密封圈和帶自動補償功能的非金屬擋圈。閥板在其與閥芯的接觸面上布設有多條交叉呈網(wǎng)狀的凹槽。本實用新型在同等破拆能力下，它的軸向、徑向尺寸減小，質量減輕、體積縮小，適應性更強，非常有利于破拆救援作業(yè)的順利完成?？刮廴灸芰姡瑑刃孤┝啃?，可靠性高。手柄具有雙功能，由于液壓油管從手柄內輸出，故手柄增加了平面閥換向驅動功能，方便操作者使用。工作頭可根據(jù)作業(yè)要求沿軸向旋轉360度，更方便操作者在狹小空間內的使用。
【專利說明】集成型救援用液壓工具
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及液壓類救援設備，在危險狀況發(fā)生時利用液壓進行破拆金屬或非金屬結構的救援工具。
【背景技術】
[0002]隨著社會的不斷進步，對生命的緊急救援問題已愈來愈被大眾所重視。在危機發(fā)生時(地震等自然災害、交通意外、火災、恐怖事件、戰(zhàn)爭等)受害者(的肢體)往往被困在狹小空間內不能移動，通常還會伴隨著傷者的出血、骨折等更為嚴重的傷情。傳統(tǒng)的救援破拆工具要完成上述作業(yè)，受到體積較大、質量較重的限制不能施展，嚴重影響了救援效率。
[0003]在狹小空間救援時，工具的尺寸、質量都或許成為嚴重影響救援作業(yè)順利程度的指標(可能是致命的指標)。
[0004]一般的超高壓(63MPa以上)救援工具是由4部分組成(如圖1a所示):工作頭總成
11、液壓油缸鎖體總成12、滑閥式換向閥總成13、手柄-液壓管接口總成14。液壓油缸鎖體總成12與滑閥式換向閥總成13之間由螺栓連接。
[0005]在液壓超高壓(63MPa)救援工具【技術領域】上，滑閥式換向閥技術相對成熟，可以滿足救援工具所要求的:較低的內泄漏量和彈簧復位功能，同時液壓管可以通過手柄后端輸出，方便操作，故國內外生產(chǎn)廠家一般都采用這一技術。但是它的缺點是:抗污染能力差，安全鎖容易被液壓卡死而失效?；y體一般由黑色金屬硬化后精加工制造而成，所以換向閥體質量較重，由于他與油缸的材料(一般都采用鋁合金)不同，所以必須單獨制造，再由螺栓緊固在油缸蓋上，這就使得工具不僅質量難以降低，整體尺寸也會加長。所以采用滑閥式換向閥的救援工具，在技術上不能實現(xiàn)“液壓油缸、鎖體總成、滑閥式換向閥一體化設計成型”(如圖2所示，其中31為滑閥體，32為油缸，33為安全鎖，34為螺栓)。
[0006]在液壓【技術領域】中還有一種平板式換向閥，如圖3所示，平板式換向閥3的主要組成部件包括閥板301、閥芯302、閥桿303、彈簧304和閥芯孔305。平板式換向閥目前僅應用于壓力在35MPa以下的救援工具上，這是因為:其一，隨著壓力升高，理論上的加工精度不能保證平板式換向閥的閥板301與閥芯302的接觸面在裝配后正好平行的緊密接觸，會有縫隙存在從而導致內泄漏量超標；其二，由于壓力越高，液壓壓力施加在閥板301上的力也越大，閥板301與閥芯302的接觸面間的摩擦力也越大，這種結構上的限制，使得僅靠有限的空間尺寸上布置的彈簧304，其復位力不能驅動平板閥復位；另外，由于傳統(tǒng)的平面閥徑向結構較大，很難采用將液壓油管從手柄內輸出的方便使用的布置結構。
【發(fā)明內容】
[0007]本實用新型首要解決的技術問題是:采用傳統(tǒng)平板式換向閥結構的液壓救援工具，其閥板301與閥芯302的接觸面在裝配后不能保證兩者正好平行的緊密接觸，導致在液壓超高壓狀態(tài)工作中，因閥板301與閥芯302兩者接觸面存在縫隙從而導致內泄漏量超標的問題。[0008]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:集成型救援用液壓工具，包括工作頭、油缸、主要由閥板301、閥芯302、彈簧304和閥芯孔305組成的平板式換向閥、油管和手柄，其特征在于，閥芯與閥芯孔之間留有能使閥芯軸心線能相對閥芯孔軸心線發(fā)生偏移的間隙，且在閥芯孔內的閥芯末端設有環(huán)形槽，環(huán)形槽中相對彈簧304依次套有O型密封圈和帶自動補償功能的非金屬擋圈。
[0009]進一步，所述帶自動補償功能的非金屬擋圈采用聚四氟乙烯(PTFE)復合材料。
[0010]進一步，閥板在其與閥芯的接觸面上布設有多條交叉呈網(wǎng)狀的凹槽。
[0011]另外，本實用新型還提供了能使工作頭具有360度旋轉功能的結構改進，即支撐工作頭的支撐體與油缸I前端相抵接，且支撐體和油缸缸體上對應各設有一環(huán)形槽，還包括一環(huán)形的連接環(huán)，連接環(huán)內壁兩端各設有一環(huán)形凸起，連接環(huán)套設于支撐體和油缸缸體之間，環(huán)形凸起嵌入至對應環(huán)形槽內，支撐體可在連接環(huán)的限位支撐下可沿軸線360度旋轉，進而實現(xiàn)其所支撐的工作頭工可根據(jù)作業(yè)要求沿軸向旋轉360度，更方便操作者在狹小空間內的使用。
[0012]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:本實用新型是液壓油缸、鎖體總成、平板式換向閥一體化設計的集成型救援用液壓工具，在同等破拆能力下，它的軸向、徑向尺寸減小，質量減輕、體積縮小，適應性更強，非常有利于破拆救援作業(yè)的順利完成。
[0013]抗污染能力強，內泄漏量小，可靠性高。
[0014]手柄具有雙功能，由于液壓油管從手柄內輸出，故手柄增加了平面閥換向驅動功能，方便操作者使用。
[0015]工作頭可根據(jù)作業(yè)要求沿軸向旋轉360度，更方便操作者在狹小空間內的使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1a是傳統(tǒng)型液壓救援工具結構示意圖
[0017]圖1b是本實用新型的集成型救援用液壓工具的結構示意圖
[0018]圖2是滑閥式換向閥的結構示意圖，其中31為滑閥體，32為油缸，33為安全鎖，34為螺栓
[0019]圖3是包括35MPa傳統(tǒng)平板式換向閥總成的液壓工具結構局部示意圖，其中I為油缸，2為換向閥體,4為手柄,5為油管,3為平板式換向閥,其中301為閥板,302為閥芯，303為閥桿，304為彈簧，305為閥芯孔
[0020]圖4是對圖3所示中平板式換向閥總成部分進行改進的放大結構示意圖
[0021]圖5是平板式換向閥的閥板接觸面帶有網(wǎng)狀凹槽的示意圖
[0022]圖6是帶有改進后的平板式換向閥總成的集成性救援用液壓工具的結構剖視示意圖，主要顯示的是液壓油缸鎖體與平面式換向閥一體化總成，圖中未顯示工作頭總成部分
[0023]圖7是工作頭旋轉機構位置示意圖
[0024]圖8是圖7中虛框部分的放大示意圖
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本實用新型的具體實施例做詳細說明。[0026]本實用新型的集成型救援用液壓工具主要由3大部分組成(如圖1b所示):工作頭總成21、液壓油缸鎖體與平面式換向閥一體化總成22、手柄-液壓管接口總成23。
[0027]本實用新型首要解決的技術問題是:采用傳統(tǒng)平板式換向閥結構的液壓救援工具，如圖3所示，包括工作頭、油缸、主要由閥板301、閥芯302、彈簧304和閥芯孔305組成的平板式換向閥、油管和手柄，其閥板301與閥芯302的接觸面在裝配后不能保證兩者正好平行的緊密接觸，導致在液壓超高壓狀態(tài)工作中，因閥板301與閥芯302兩者接觸面存在縫隙從而導致內泄漏量超標的問題。
[0028]為解決此問題，本實用新型的集成型救援用液壓工具提供了一種解決方案的實施例，主要改進思路為:在平板式換向閥的結構上創(chuàng)新性的設計了在液壓和彈簧力作用下，可自動貼合的平面平行結構，即在閥芯和閥孔之間保持一定的間隙，且還要保證超高壓不泄露，具體為:如圖4所示，閥芯302與閥芯孔之間留有能使閥芯軸心線能相對閥芯孔軸心線發(fā)生偏移的間隙，在彈簧力和壓力的作用下強迫閥芯和閥板兩者接觸面緊密貼合，閥芯沿軸向的偏移由閥孔與閥芯的間隙補償，保證了兩個閥面的裝配平行，消除了兩者的裝配縫隙，從而解決了內泄漏量超標的問題；
[0029]同時，在閥芯孔內的閥芯末端設有環(huán)形槽306，環(huán)形槽中相對彈簧304依次套有O型密封圈307和帶自動補償功能的非金屬擋圈308 ；
[0030]帶自動補償功能的非金屬擋圈在現(xiàn)有技術中有很多種材質可實現(xiàn)自動補償功能，比較常見的是聚四氟乙烯(PTFE)復合材料，復合有青銅等材料的，以保證密封件能產(chǎn)生高度的彈性和磨損自動補償作用，從而形成優(yōu)異的動密封，保證O型圈可靠密封。
[0031 ] 另外，如圖5所示，閥板301在其與閥芯的接觸面上布設有多條交叉呈網(wǎng)狀的凹槽309。在這些凹槽內可存有少量的油，在液壓力的作用下，閥芯和閥桿貼合面之間產(chǎn)生油膜懸浮效應，降低了兩個閥接觸面的摩擦系數(shù)，從而降低了平面閥滑動時的摩擦力，即工作時的換向驅動力和復位力。
[0032]如圖6所示，本實用新型還取消了后油缸蓋結構，將閥芯孔直接開設在鋁合金油缸的底部，再在閥芯孔中裝配閥芯，閥桿303即閥的換向部分連接換向撥叉并旋裝于手柄232中，液壓油管238從手柄直接穿出，同時手柄的另一個功能即成為了平板閥的換向驅動手柄，這就更方便了操作者的使用。
[0033]另外，如圖7和圖8所示，本實用新型還提供了能使工作頭具有360度旋轉功能的結構改進，即支撐工作頭的支撐體103與油缸I前端(開口處)相抵接，且支撐體103和油缸I缸體上對應各設有一環(huán)形槽，還包括一環(huán)形的連接環(huán)104，連接環(huán)104內壁兩端各設有一環(huán)形凸起106，連接環(huán)套設于支撐體103和油缸I缸體之間，環(huán)形凸起106嵌入至對應環(huán)形槽內，支撐體可在連接環(huán)的限位支撐下可沿軸線360度旋轉，進而實現(xiàn)其所支撐的工作頭工可根據(jù)作業(yè)要求沿軸向旋轉360度，更方便操作者在狹小空間內的使用。
[0034]上述創(chuàng)新性的設計，將平板式換向閥結構應用到了超高壓救援工具系統(tǒng)上，還可實現(xiàn)雙功能手柄內輸出油管、“液壓油缸、鎖體總成、平板式換向閥一體化設計”，在不降低工作能力的前提下，將救援工具的質量、軸向、徑向尺寸，體積較大幅度消減。
[0035]救援工具的出現(xiàn)至今已有40多年的歷史了，幾乎兩代技術人員為之不懈地創(chuàng)新和努力，最早的救援工具質量達到30kg以上，長度尺寸超過900mm，剪切能力在直徑25mm以下。在長期的救援實踐中，救援人員深刻地認識到，救援工具的工作能力、質量、外廓尺寸這三個參數(shù)是評價救援工具先進性的重要指標。在救援作業(yè)中，救援人員要在空間任何角度(甚至在地下窄小空間)、救援人員身體各種姿態(tài)下靈活操作救援工具進行剪切、擴張、分離、撐頂作業(yè)，為此這三個指標在某種意義上決定了救援作業(yè)的成??！在救援領域內為了評價救援工具的先進性，引入了能力系數(shù):工具的能力/工具的質量，對于救援用剪切器國際上最先進的能力系數(shù)是:3.0,國內先進水平是2.2，經(jīng)過我們的創(chuàng)新設計能力系數(shù)提升到了 3.3。
[0036]本實用新型是液壓油缸、鎖體總成、平板式換向閥一體化設計的集成型救援用液壓工具，在同等破拆能力下，它的軸向、徑向尺寸減小，質量減輕、體積縮小，適應性更強，非常有利于破拆救援作業(yè)的順利完成?？刮廴灸芰姡瑑刃孤┝啃?，可靠性高。手柄具有雙功能，由于液壓油管從手柄內輸出，故手柄增加了平面閥換向驅動功能，方便操作者使用。工作頭可根據(jù)作業(yè)要求沿軸向旋轉360度，更方便操作者在狹小空間內的使用。
[0037]以上對本實用新型的實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本實用新型范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內。
【權利要求】
1.集成型救援用液壓工具，包括工作頭、油缸、主要由閥板、閥芯、彈簧和閥芯孔組成的平板式換向閥、油管和手柄，其特征在于:閥芯與閥芯孔之間留有能使閥芯軸心線能相對閥芯孔軸心線發(fā)生偏移的間隙，且在閥芯孔內的閥芯末端設有環(huán)形槽，環(huán)形槽中相對彈簧依次套有O型密封圈和帶自動補償功能的非金屬擋圈。
2.根據(jù)權利要求1所述的液壓工具，其特征在于:所述非金屬擋圈采用聚四氟乙烯復合材料。
3.根據(jù)權利要求1所述的液壓工具，其特征在于:閥板在其與閥芯的接觸面上布設有多條交叉呈網(wǎng)狀的凹槽。
4.根據(jù)權利要求1所述的液壓工具，其特征在于:支撐工作頭的支撐體與油缸前端相抵接，且支撐體和油缸缸體上對應各設有一環(huán)形槽，還包括一環(huán)形的連接環(huán)，連接環(huán)內壁兩端各設有一環(huán)形凸起，連接環(huán)套設于支撐體和油缸缸體之間，環(huán)形凸起嵌入至對應環(huán)形槽內，支撐體可在連接環(huán)的限位支撐下可沿軸線360度旋轉。
5.根據(jù)權利要求1所述的液壓工具，其特征在于:閥芯孔開設在油缸的底部，閥桿連接換向撥叉并旋裝于手柄中，液壓油管經(jīng)手柄穿出。
【文檔編號】A62B99/00GK203507354SQ201320643457
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權日:2013年10月17日
【發(fā)明者】馬其誠, 趙艾, 李曄, 臧秀明 申請人:天津泰瑞救援裝備有限公司