開采器填充閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了開采器填充閥，包括：填充閥體、閥芯；填充閥體包括：閥芯孔、填充孔及填充腔；填充腔設置于閥芯孔的底端，填充孔與填充腔連通；閥芯與閥芯孔相應，與閥芯孔活動連接，閥芯沿閥芯孔軸向運動，使閥芯的密封端與填充腔形成連通或封閉。從而解決了二氧化碳開采器在爆破過程中不以密封，易泄露的問題。從而提高了二氧化碳開采的安全性及可靠性。
【專利說明】開采器填充閥
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及礦石勘探及開采領域，特別涉及開采器填充閥。
【背景技術】
[0002]煤礦在開采中，普遍采用井下爆破的開采方法。由于，傳統的炸藥在爆破過程中產生大量的高溫和火焰，因此，給煤礦開采帶來了安全隱患，尤其是在高瓦斯和突出礦井中進行爆燃時，煤塵極有可能與瓦斯爆炸。近年來，為了提高煤礦開采的安全性，二氧化碳氣體開采應運而生。二氧化碳氣體開采是以二氧化碳氣體為爆炸源，二氧化碳開采器為主要的實施器件進行的氣體開采方式。其中，二氧化碳開采器包括高強度充裝液態二氧化碳金屬管、加熱器、定壓泄能裝置等部分。在進行開采過程中，將二氧化碳開采器的一端放置于煤體鉆孔內，通過發爆器激活加熱器，加熱內部的液態二氧化碳成為氣體，使體積擴大600倍、壓力達到百兆帕的二氧化碳氣體瞬間釋放，從而達到了爆破落煤的要求。因此，需要事先將液態二氧化碳填充到二氧化碳開采器中，并二氧化碳開采器進行二氧化碳充填后，需要保證8MPa左右的液態二氧化碳的可靠密封；發爆器點火后，二氧化碳開采器管體內瞬間壓力達到百兆帕級，溫度可達400度以上。因此現有的充填閥無法在高壓、高溫條件下扔具備較好的密封性，從而限制了 二氧化碳開采器的實施使用。
實用新型內容
[0003]針對現有技術中的缺陷，本實用新型提供了開采器填充閥，該填充閥采用面密封結構，在液態二氧化碳填充入二氧化碳開采器的過程中，及填充后的爆炸過程中，在高壓、高溫條件下均可保證較好的密封效果。從而解決了上述現有技術中，液態二氧化碳在充填及爆破過程中易泄露的問題。
[0004]本實用新型一實施方式中提供了開采器填充閥，其中，包括:填充閥體、閥芯；所述填充閥體中包括:閥芯孔、填充孔及填充腔；所述閥芯孔同軸開設于所述填充閥體的一端；所述填充孔沿所述閥芯孔的徑向開設，與所述閥芯孔連通；所述填充腔設置于所述閥芯孔的底端；所述閥芯與所述閥芯孔相應，與所述閥芯孔活動連接，所述閥芯沿所述閥芯孔軸向運動，使所述閥芯的密封端與所述填充腔形成連通或封閉。
[0005]在一些實施方式中，所述填充腔的進氣口為環形凸起形狀。
[0006]在一些實施方式中，所述閥芯的旋入端還包括，密封環；所述閥芯孔中包括與所述密封環相應的密封孔。
[0007]在一些實施方式中，還包括:密封圈，所述密封環上還包括:密封圈槽，所述密封圈裝配于所述密封圈槽中。
[0008]在一些實施方式中，所述閥芯的密封端包括:密封孔及密封墊，所述密封墊與所述密封孔相應，裝配于所述密封孔中。
[0009]在一些實施方式中，所述密封墊為，維氏硬度值在55?85HV的銅合金或鋁合金材料。[0010]在一些實施方式中，所述閥芯的密封端包括:同心密封圈槽及與其匹配的同心密封圈，所述同心密封圈槽的間距與所述的環形凸起的寬度相應，當所述閥芯的密封端與所述填充腔的進氣口形成封閉時，使所述同心密封圈擠壓于所述環形凸起的兩側。
[0011]在一些實施方式中，所述閥芯的密封端包括:彈性密封孔、彈簧及密封浮墊，所述彈簧及所述密封浮墊外徑與所述彈性密封孔的相應，所述密封浮墊通過所述彈簧裝配于所述彈性密封孔內部。
[0012]在一些實施方式中，所述閥芯與所述閥芯孔為螺紋連接。
[0013]在一些實施方式中，還包括:限位螺母，所述限位螺母與所述閥芯的旋入端活動連接，使所述旋入端與所述填充閥體固定連接。
[0014]與現有技術相比，根據本實用新型具有以下優點:本實用新型中的開采器填充閥，通過面密封方式，使液態二氧化碳在填充劑爆破過程中，都可爆炸有效密封。因此有效解決了，二氧化碳開采器在實施碳爆破過程中，液態二氧化碳易泄露的問題。從而提高了二氧化碳開采的安全性及可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的填充閥在一種實施方式中的初始狀態結構示意圖；
[0016]圖2為本實用新型的填充閥在一種實施方式中的工作狀態結構示意圖；
[0017]圖3為本實用新型的填充閥在一種實施方式中，一種填充腔密封方式的示意圖；
[0018]圖4為本實用新型的填充閥在一種實施方式中，另一種填充腔密封方式的局部示意圖；
[0019]圖5為本實用新型的填充閥在另一種實施方式中的初始狀態結構示意圖；
[0020]圖6為本實用新型的填充閥在一種實施方式中的一種閥芯的密封端的結構示意圖；
[0021]圖7為本實用新型的填充閥在一種實施方式中的包括限位螺母的結構示意圖。【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖，圖1?圖7所示對實用新型作進一步詳細的說明。
[0023]圖1是本實用新型的開采器填充閥在一種實施方式中的初始狀態結構示意圖。填充閥體10的一端，沿軸向開設閥芯孔11，在閥芯孔11的底部同軸開設填充腔12，填充孔13(即填充液態二氧化碳的填充輸進氣口)沿填充閥體10的軸向開設，與閥芯孔11及填充腔12連通。在閥芯孔11的中部為內螺紋孔(上下部分均無螺紋)。閥芯20外圓上開設有與該內螺紋孔相應的外螺紋，因此，閥芯20可與閥芯孔11形成螺紋連接，連接于閥芯孔11中，并可沿閥芯孔11的軸向移動。當閥芯20與閥芯孔11螺紋連接，位于圖1中所示位置時，閥芯20的密封端21位于閥芯孔11的下部Ila區域中，填充孔13與填充腔12連通，即密封端21對填充腔12的進氣不形成密封。當閥芯20與閥芯孔11螺紋連接，位于圖2中所示位置時，閥芯20的密封端21與填充腔12的進氣口 12a形成密封，阻斷了填充孔13與填充腔12連通。需要說明的是，上述填充閥體10即可單獨設立，在使用時與二氧化碳開采器的容納腔連通，同時，也可與二氧化碳開采器加工為一體化結構，同時使二氧化碳開采器的結構更為緊湊，使用更為方便。[0024]本實用新型開采器填充閥的工作過程。將開采器填充閥的閥芯20，旋轉至圖1中所示位置，將填充孔13與液體二氧化碳供給裝置相連，由于填充孔13與填充腔12連通，因此液體二氧化碳被注入填充腔12中。填充腔12與二氧化碳開采器的容納腔連通，從而實現了二氧化碳開采器的液體二氧化碳填充。當填充滿后，向填充閥體10內部旋轉閥芯20，旋轉至圖2中所示位置，閥芯20的密封端21與填充腔12的進氣口 12a形成密封，關閉液體二氧化碳供給裝置，填充液體二氧化碳作業完成。在爆破過程中，二氧化碳開采器中液體二氧化碳爆燃，閥芯20的密封端21，始終與填充腔12的進氣口 12a保持密封，因此，本實用新型開采器填充閥可有效保障二氧化碳開采器中，液體二氧化碳的正常使用。
[0025]為使本實用新型開采器填充閥可工作在高壓、高溫的環境中，加強填充腔12與填充孔13之間的密封效果，因此，一方面，填充腔12進氣口 12a可采用環形凸起形狀。另一方面，還可對閥芯20的密封端21的結構給予改進，因此，如圖3所示，在本實用新型的一種實施方式中，對閥芯20密封端21的端面，同軸開設密封孔21a，在密封孔21a中裝配軟金屬材質密封墊21b，密封墊21b的直徑與密封孔21a的內徑相應，高度可大于密封孔21a深度(圖示結構)，也可等于或略小于密封孔21a深度。軟金屬材質可優選，維氏硬度值在55?85HV的銅合金或鋁合金材料。因此，當密封端21中的密封墊21b與環形凸起進氣口 12a之間，產生一定施加力時，密封墊21b，將產生變形(在密封墊21b上產生環狀壓痕)，與進氣口12a之間形成弧面密封。因此獲得了更好的密封效果。
[0026]同時，如圖4所示，在本實用新型的另一種實施方式中，還提供了另一種填充腔12與填充孔13之間的密封形式。在閥芯20的密封端21上，開設
[0027]同心密封圈槽21c、21d，并在該同心密封圈槽21c、21d中裝配有相應的“O”型密封圈，其同心密封圈槽21c、21d的位置與環形凸起的位置相應，同心密封圈槽21c、21d之間的間距與環形凸起(填充腔12的進氣口 12a處的環形凸起)的寬度相應，其寬度要保證，當閥芯20的密封端21與填充腔12的進氣口 12a形成封閉時，使同心密封圈21c、21d，分別擠壓于環形凸起的兩側(如圖中虛線所表示內容)。需要說明的是，為保證密封效果，上述密封圈還可以采用軟金屬合金材料,或可與同心密封圈槽21c、21d —體成型。從而在進氣口12a內外兩側形成多面密封，從而進一步提高了密封效果。同時需要指出的是，在一些對密封效果要求不高的場合下，閥芯20的密封端21也可采用錐形，其優勢在于，密封面可根據進氣口 12a的實際加工情況確定，結構的實施更為靈活。
[0028]考慮到液體二氧化碳為氣液態混合物質，因此為使液體二氧化碳在填充過程中，不易從填充閥體10與閥芯20的螺紋連接處泄露。如圖5所示，在本實用新型的一種實施方式中，在閥芯20的旋入端22還固定有密封環23，該密封環23可與閥芯20 —體加工成型(圖示結構)，同時也可以分別加工后進行裝配。在閥芯孔11上部Ilb的孔徑與密封環23的的外徑相應，優選為過渡配合關系。在密封環23的外圓上還開設密封圈槽23a，密封圈槽23a中裝配與其相應的“O”型密封圈24。從而在液體二氧化碳注入過程中，在閥芯20于填充閥體10之間形成防泄露密封，并且不影響閥芯20在閥體10中的相對直線運動，因此，獲得了更好的密封效果。
[0029]為防止二氧化碳采集器在爆炸后，內部仍有殘留二氧化碳沒有排出。因此，如圖6所述，在本實用新型的一種實施方式中，閥芯20的密封端21開設有彈性密封孔25，在該彈性密封孔25的底部裝配彈簧26，彈簧26的另一端與密封浮墊27固定連接。其彈簧26及密封浮墊27的外徑與彈性密封孔25的孔徑相應。因此，當二氧化碳采集器的爆炸完成后，向上旋轉閥芯20，彈簧26逐步減少對填充腔12的進氣口 12a的施加力，此時若在填充腔
12中仍有氣體殘留，并保有一定壓力，彈簧26會與其逐漸與其平衡(彈簧26的壓縮力設定為安全泄壓力)，而不會突然間向外釋放處較大的壓力，從而更利于人員的安全操作，提高了裝置的可用性。
[0030]為使閥芯20在密封時更為穩定，不易受到填充閥體10與閥芯20之間螺紋連接的影響，因此，如圖7所述，在本實用新型的一種實施方式中，在閥芯20的旋入端22還固定有限位螺母30，從而使旋入端22與填充閥體10固定連接。因此，在二氧化碳氣體采集器爆炸過程中，不會由于震動而使閥芯20與填充腔12的進氣口 12a之間的密封產生松動，提高了裝置整體的穩定性。
[0031]以上所述的僅是本實用新型的一些實施方式。對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.開采器填充閥，其特征在于，包括:填充閥體、閥芯；所述填充閥體中包括:閥芯孔、填充孔及填充腔；所述閥芯孔同軸開設于所述填充閥體的一端；所述填充孔沿所述閥芯孔的徑向開設，與所述閥芯孔連通；所述填充腔設置于所述閥芯孔的底端；所述閥芯與所述閥芯孔相應，與所述閥芯孔活動連接，所述閥芯沿所述閥芯孔軸向運動，使所述閥芯的密封端與所述填充腔形成連通或封閉。
2.根據權利要求1所述的開采器填充閥，其特征在于，所述填充腔的進氣口為環形凸起形狀。
3.根據權利要求1或2所述的開采器填充閥，其特征在于，所述閥芯的旋入端還包括，密封環；所述閥芯孔中包括與所述密封環相應的密封孔。
4.根據權利要求3所述的開采器填充閥，其特征在于，還包括:密封圈，所述密封環上還包括:密封圈槽，所述密封圈裝配于所述密封圈槽中。
5.根據權利要求1所述的開采器填充閥，其特征在于，所述閥芯的密封端包括:密封孔及密封墊，所述密封墊與所述密封孔相應，裝配于所述密封孔中。
6.根據權利要求5所述的開采器填充閥，其特征在于，所述密封墊為，維氏硬度值在55?85HV的銅合金或鋁合金材料。
7.根據權利要2所述的開采器填充閥，其特征在于，所述閥芯的密封端包括:同心密封圈槽及與其匹配的同心密封圈，所述同心密封圈槽的間距與所述的環形凸起的寬度相應，當所述閥芯的密封端與所述填充腔的進氣口形成封閉時，使所述同心密封圈擠壓于所述環形凸起的兩側。
8.根據權利要求1所述的開采器填充閥，其特征在于，所述閥芯的密封端包括:彈性密封孔、彈簧及密封浮墊，所述彈簧及所述密封浮墊外徑與所述彈性密封孔的相應，所述密封浮墊通過所述彈簧裝配于所述彈性密封孔內部。
9.根據權利要求1所述的開采器填充閥，其特征在于，所述閥芯與所述閥芯孔為螺紋連接。
10.根據權利要求1所述的開采器填充閥，其特征在于，還包括:限位螺母，所述限位螺母與所述閥芯的旋入端活動連接，使所述旋入端與所述填充閥體固定連接。
【文檔編號】F16K1/00GK203560457SQ201320705541
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2013年11月8日
【發明者】韋貫舉, 李振將, 胡麗國, 王志峰 申請人:北京天高智機技術開發公司