專(zhuān)利名稱(chēng)：一種坑道鉆機(jī)集成閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及液壓控制元件，具體涉及一種坑道鉆機(jī)集成閥。它是應(yīng)用液壓技 術(shù)控制對(duì)油液運(yùn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)換，采用穩(wěn)定分流、合流技術(shù)滿(mǎn)足執(zhí)行元件的多種速度選擇，通 過(guò)旁路節(jié)流實(shí)現(xiàn)對(duì)工進(jìn)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(jī)和隧道鉆機(jī)或功能類(lèi)似的液壓機(jī)械使用。
技術(shù)背景 坑道鉆機(jī)是煤礦井下掘進(jìn)、隧道工程普遍采用的專(zhuān)用機(jī)械，為其配套的專(zhuān)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(zhuān)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(jìn)，仍存在以下固有缺陷一是外觀粗糙、因系改良產(chǎn)品為滿(mǎn)足功能要求單獨(dú)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(duì)較低，適用范圍受 限，造成系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(wú)功損耗嚴(yán)重。(2)部分主機(jī)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(duì)復(fù)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(lái)安裝困難，故障率增加，維護(hù)成本加大；二是雙泵系統(tǒng)功率配置較 大，當(dāng)小泵工作，大泵卸荷時(shí)無(wú)功消耗較大；三是雙泵系統(tǒng)工作壓力< 20Mpa，功率密度相 對(duì)較低，適用范圍受限；四是采購(gòu)成本增加較多，降低了主機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)力。鑒于上述原因，迫切需要為坑道鉆機(jī)研制一種使用壓力高、流量大、結(jié)構(gòu)精巧、維 護(hù)便捷的新型坑道鉆機(jī)集成閥。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種坑道鉆機(jī)集成閥，它結(jié)構(gòu)緊湊、工藝性好、壓力高、 流量大、維護(hù)便捷，具有切換液流方向，實(shí)現(xiàn)工進(jìn)、正常、快進(jìn)速度轉(zhuǎn)換，過(guò)載保護(hù)，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(mǎn)足坑道鉆機(jī)的多種控制功能要求。本實(shí)用新型所述的一種坑道鉆機(jī)集成閥，包括設(shè)在一端的分流進(jìn)油閥組、設(shè)在另 一端的回油閥組，其特征是在分流進(jìn)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(guò)載換向閥組、普通換向閥組和合流換向閥組；在分流進(jìn)油閥組、串聯(lián)型過(guò)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(gè)對(duì)應(yīng)的連接孔，采用四根雙頭螺桿分別穿過(guò)各閥體上對(duì)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(guò)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(guò)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(jī)集成閥，在所述的分流進(jìn)油閥組內(nèi)插裝有控制系統(tǒng)壓力的過(guò) 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(shí)用新型的分流進(jìn)油閥體、各換向閥體、回油閥體采用公共進(jìn)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(jìn)油閥體中集成了插裝式過(guò)載閥、安全閥、單路穩(wěn)定分流閥； (2)將穩(wěn)定分流油液通過(guò)外接管路輸入到合流換向閥組中，簡(jiǎn)便實(shí)用；(3)采用壓力平衡和高低壓區(qū)分離密封設(shè)計(jì)，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(jì)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(shí)現(xiàn)零外泄漏設(shè)計(jì)，根除常見(jiàn)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(xiàn)性增大密封預(yù)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(jìn)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(shí)用新型采用串并聯(lián)油路型式和手動(dòng)操縱方式，具有使用壓力高，流量大，無(wú)功 損耗小，操縱輕便，可靠性高的突出特點(diǎn)，適用于單油源雙回路控制方式的煤礦井下鉆機(jī)和 隧道鉆機(jī)或其它液壓機(jī)械使用。本實(shí)用新型與目前大量使用的ZL15專(zhuān)用多路閥同規(guī)格比較，重量減輕40%，實(shí)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(jī)閥的各項(xiàng)性能。并由于擴(kuò) 展了規(guī)格，適用范圍更廣，為各類(lèi)坑道鉆機(jī)整體性能的提升提供了更好的選擇。
圖1是本實(shí)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(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。參見(jiàn)圖1和圖2所示的一種坑道鉆機(jī)集成閥，包括設(shè)在一端的分流進(jìn)油閥組1、設(shè) 在另一端的回油閥組5，在分流進(jìn)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(guò)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(jìn)油閥組、串聯(lián)型的過(guò)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(gè)對(duì)應(yīng)的連接孔，采用四 根雙頭螺桿6分別穿過(guò)各閥體上對(duì)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(guò)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(guò)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(jìn)油閥組1內(nèi)插裝有控制系統(tǒng)壓力的過(guò)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(shí)用新型的坑道鉆機(jī)集成閥按公稱(chēng)通徑有15mm、22mm，公稱(chēng)流量分別為 100L/min, 180L/min,公稱(chēng)壓力:31. 5MPa。本實(shí)用新型的原理參見(jiàn)圖3，為本例處于中立位置時(shí)，壓力油經(jīng)分流進(jìn)油閥組1的 油口 P進(jìn)入，連通過(guò)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(guò)外 接管路12進(jìn)入合流換向閥組4的中位進(jìn)油口，經(jīng)閥內(nèi)通道溝通回油通道從分流進(jìn)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(jìn)入串聯(lián)型油路的過(guò)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(jìn)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(jiàn)圖4)(1)當(dāng)O型滑閥機(jī)能的過(guò)載換向閥組2向左換向時(shí)，中立通道10的卸荷油路被切 斷，壓力油開(kāi)啟內(nèi)置單向閥經(jīng)閥內(nèi)通道從油口 Al進(jìn)入液壓馬達(dá)一端工作腔；同時(shí)從油口 Bl 返回的液壓馬達(dá)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(dá)產(chǎn)生正向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)液壓馬達(dá)在工況過(guò)程中負(fù)荷陡然增大時(shí)插裝在油口 Al處的過(guò) 載閥將瞬間開(kāi)啟卸荷，消除液壓沖擊；當(dāng)液壓馬達(dá)因高速旋轉(zhuǎn)的慣性超過(guò)壓力油的輸入量 產(chǎn)生負(fù)壓狀態(tài)時(shí)將發(fā)生振動(dòng)，過(guò)載閥將瞬間開(kāi)啟通過(guò)回油道向壓力油道補(bǔ)油以消除真空狀 態(tài)；當(dāng)0型滑閥機(jī)能的過(guò)載換向閥組2向右換向時(shí)，中立通道10的卸荷油路被切斷， 壓力油開(kāi)啟內(nèi)置單向閥經(jīng)閥內(nèi)通道從油口 Bl進(jìn)入液壓馬達(dá)另一端工作腔；同時(shí)從油口 Al 返回的液壓馬達(dá)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(dá)產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)0型滑閥機(jī)能的過(guò)載換向閥組2處于圖3中立位置時(shí)，中立通道10的油路處于 通路狀態(tài)，閥內(nèi)的進(jìn)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(dá)的 兩端工作腔被封閉處于靜止?fàn)顟B(tài)。說(shuō)明；0型滑閥機(jī)能指當(dāng)換向閥組處于中立位置時(shí)，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?fàn)顟B(tài)。(2)當(dāng)前端0型滑閥機(jī)能的過(guò)載換向閥組2處于中立位置時(shí)，壓力油通過(guò)串聯(lián)通 道9進(jìn)入0型滑閥機(jī)能的普通換向閥組3，操縱滑閥向左換向時(shí)，中立通道10的卸荷油路被 切斷，壓力油開(kāi)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(jìn)入推進(jìn)油缸的 無(wú)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(shí)另一路壓力油經(jīng)油口 A2進(jìn)入外置節(jié)流閥對(duì)推進(jìn)油缸運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)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(dāng)操縱滑閥向右換向時(shí)，中立通道10 的卸荷油路被切斷，壓力油開(kāi)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(jìn) 入推進(jìn)油缸的有桿腔作功，無(wú)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(shí)壓力油的另一路經(jīng)油口 B2進(jìn)入外置節(jié)流閥對(duì)推進(jìn)油缸反向運(yùn)動(dòng)進(jìn)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(shí)，推進(jìn)油缸是 在分流后的主流量作用下做正常運(yùn)行。通過(guò)調(diào)節(jié)外置節(jié)流閥可以改變推進(jìn)油缸的雙向運(yùn)動(dòng) 速度；當(dāng)0型滑閥機(jī)能普通換向閥組3處于圖3中立位置時(shí)，中立通道10的油路處于通 路狀態(tài)，閥內(nèi)的進(jìn)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(jìn)油缸的兩 端工作腔被封閉處于靜止?fàn)顟B(tài)。(3)當(dāng)前端0型滑閥機(jī)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(shí)，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(jìn)油口的穩(wěn)定分流油液經(jīng)油口 A3進(jìn)入推進(jìn)油缸的無(wú)桿腔作工進(jìn)運(yùn)動(dòng)，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(shí)，經(jīng)外 接管路12輸入中位進(jìn)油口的穩(wěn)定分流油液經(jīng)油口 B3進(jìn)入推進(jìn)油缸的有桿腔作反向運(yùn)動(dòng)， 無(wú)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(guò)調(diào)節(jié)外置節(jié)流閥可以改 變推進(jìn)油缸的雙向運(yùn)動(dòng)速度；當(dāng)0型滑閥機(jī)能普通換向閥組3處于左端換向位置時(shí)，操縱合流換向閥組4向左 換向時(shí)，穩(wěn)定分流油液與進(jìn)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(jìn)入推進(jìn)油缸的無(wú)桿腔作快速運(yùn)動(dòng)，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(guò)閥內(nèi)流 道已相互溝通，操縱合流換向閥組4向右換向時(shí)，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(jìn)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(dāng)0型滑閥機(jī)能普通換向閥組3處于右端換向位置時(shí)，操縱合流換向閥組4向左 換向時(shí)，由于A2與A3，B2與B3油口通過(guò)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(jìn)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(shí)，穩(wěn)定分流油液與進(jìn)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(jìn)入推進(jìn)油缸的有桿腔作快速運(yùn)動(dòng)，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(jìn)油缸的運(yùn)動(dòng) 速度。當(dāng)合流換向閥組4處于中立位置時(shí)，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(shí)用新型采用串聯(lián)型油路控制形式，當(dāng)操縱過(guò)載換向閥組2換向時(shí)，其后端連 接的普通換向閥組3不能換向工作。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)簡(jiǎn)化了原ZL15專(zhuān)用多路閥和雙定量泵液壓系統(tǒng)的配置型式，將進(jìn)油閥組與穩(wěn) 定分流閥組、調(diào)壓過(guò)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(zhuān)用多路閥高壓 區(qū)間操縱力陡增，內(nèi)泄漏大的，無(wú)功損耗大的缺陷。(3)采用零外泄漏設(shè)計(jì)，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(yù)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(qiáng)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(zhǎng)了密封件的使用壽命。(8)主要性能指標(biāo)達(dá)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)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(jī)集成閥，包括設(shè)在一端的分流進(jìn)油閥組(1)、設(shè)在另一端的回油閥組(5)，其特征是在分流進(jìn)油閥組(1)和回油閥組(5)之間從右至左依次設(shè)有過(guò)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(jìn)油閥組(1)、過(guò)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(gè)對(duì)應(yīng)的連接孔，采用四根雙頭螺桿(6)分別穿過(guò)各閥體上對(duì)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(guò)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(guò)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(jī)集成閥，其特征是在所述的分流進(jìn)油閥組(1) 內(nèi)插裝有控制系統(tǒng)壓力的過(guò)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(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種坑道鉆機(jī)集成閥，包括設(shè)在一端的分流進(jìn)油閥組、設(shè)在另一端的回油閥組，在分流進(jìn)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(guò)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(gè)對(duì)應(yīng)的連接孔，采用四根雙頭螺桿分別穿過(guò)各閥體上對(duì)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(guò)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(shí)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(jī)閥的各項(xiàng)性能，且適用范圍廣。
文檔編號(hào)F15B13/02GK201763715SQ20102053149
公開(kāi)日2011年3月16日 申請(qǐng)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(qǐng)人:瀘州眾大科技液壓件有限公司