CN101092956A - 矿用乳化液泵站节能卸载装置 - Google Patents

Abstract

一种矿用乳化液泵节能卸载装置，由控制阀、执行阀构成，阀体中具有两个阀腔，一通液道将两腔连通，第一阀芯的位置变化可使通液道分别与进液口、泄液口相通，第二阀芯的位置变化可使控制阀向执行阀输出一个控制压。执行阀与控制阀为两个独立阀件，两者由外置管道相连，由阀体和阀芯两部分构成，阀芯的一端位于阀体腔内，另一端伸出阀体外部，该阀芯在上述控制压作用下可进一步伸出阀体外部；第一阀芯、第二阀芯和阀芯都设有相应的复位弹簧。该装置具有手控卸载、自控卸载，卸载状态实现空车运行，维持“蓄能器”液压，和加载运行恢复及时、供液快，且结构简单，生产成本低的特点。

Description

矿用乳化液泵站节能卸载装置

技术领域

本发明属于一种液压卸载装置，尤其是涉及一种矿用乳化液泵站的卸载装置。

技术背景

乳化液泵站是一种设置在煤矿井下，为液压支护支柱、液压工作机械等提供液压动力源的设备，它由乳化液泵及液箱两部分构成。卸载装置设在乳化液泵上，是一种确保乳化液泵正常供液和适应工作机械需要间隙式供液的一种控制阀件，即：是解决乳化液泵连续供液而工作机械又存在间隙受液这一对矛盾的控制部件。这种卸载装置的工作原理如图1所示(以柱塞泵为例)：柱塞泵通过曲柄连杆带动滑块1作往复直线运动，利用缸内压力变化使吸液阀、排液阀作交替开合完成吸液与供液过程。吸液口6经管路与液箱相通，当滑块1左移时，柱塞泵腔1a体积增大、压力减小，致使吸液阀的阀芯5打开，使液箱来的无压工作液从吸液阀进入完成吸液。当滑块1右行，柱塞泵腔1a体积缩小、压力增加，致使吸液阀关闭，排液阀的阀芯2打开，压力液经排液阀进入供液系统，排液口4为工作机械提供压力液。

该卸载装置串接在排液口4与工作机械之间的输液管路上。正常状态下，卸载装置确保高压乳化液向输出管道7输出，为相应的工作机械提供高压乳化液动力，当工作机械停用或用液量减少，致使供液系统内液压升至设定值以上时，卸载装置8通过卸载，使供液系统内的液压降至设定值，确保设备正常运行。

该卸载装置的结构如图1中虚线框8所示：由单向阀8a、先导阀8b、手卸载阀8d及卸载主阀8c四阀组合而成，当用液量减少或停用，供液系统内液压升至设定值以上后，先导式卸载阀8b会自动打开控制卸载主阀8c，使卸载主阀8c打开卸载，保证设备安全。但是，该组合阀即卸载装置在实际应用中存在如下问题：一是在卸载状态下，由于乳化液泵仍在运行，继续向外供液，当卸载装置的排液量小于泵的供液量时，泵和供液系统内仍然会维持一个液压(一般为1MPa左右)，泵并未处于零负载运行状态，仍然具有一定的液压功耗。二是这种高压卸载方式，包括原先维持液压系统平衡的“蓄能器”内的液压也被卸掉了，因此，一旦要加载运行又要重新建立蓄能器内的液压而延迟了供液速度。三是该阀结构复杂，加工要求和生产成本高。

发明内容

为解决现有技术的上述问题，本发明旨在提供一种具有新型结构的矿用乳化液泵站节能卸载装置，该装置与现有乳化液泵站匹配使用，不但能做到手控卸载、自控卸载，还能在卸载状态下实现空车运行，维持“蓄能器”液压，具有加载运行压力恢复及时、供液速度快的特点，且结构简单，生产成本低。

为达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：这种矿用乳化液泵节能卸载装置，其特征是：它由一控制阀和一执行阀两部分构成；控制阀包括一个阀体和二个阀芯，阀体中具有两个阀腔，一通液道将两个阀腔相互连通，第一阀芯设在第一阀腔内的通液道端口上，第一阀芯的位置变化可使通液道分别与进液口、泄液口相通，第二阀芯设在第二阀腔内的通液道端口下侧，第二阀芯的位置变化可使控制阀向执行阀输出一个控制压；执行阀与控制阀为两个独立阀件，两者由外置管道相连，由阀体和阀芯两部分构成，阀芯的一端位于阀体腔内，另一端伸出阀体外部，该阀芯在上述控制压作用下可进一步伸出阀体外部；第一阀芯、第二阀芯和阀芯都设有相应的复位弹簧。

具体实施时，第二阀芯的位置变化分别受控于两力，一是压力液所形成的作用力，二是手控顶柱的顶推力。

有益效果：本发明根据乳化液泵如何适应工作机械需要间隙式供液的现状，但又需要兼顾手控卸载、自控卸载，以及空车运行等要求，采取了新的卸载方式：针对吸液阀阀芯设置一根可伸缩式阀芯，并且使阀芯的伸出受控于乳化液泵自身泵压，从而形成一个十分完美的自控式卸载结构。当作业机械停用或用量减少时，导致泵压升至设定值以上后，压力液进入卸载装置控制阀的第一阀腔内，推动第一阀芯移动致使压力液进入第二阀腔内，使控制阀输出控制压至执行阀，执行阀的阀芯进一步伸出阀体外部去顶开乳化液泵的吸液阀阀芯，致使乳化液泵的压缩腔失去泵压，无法产生高压去顶开排液阀阀芯，从而实现自控式卸载。乳化液泵压缩腔与进液口相通以后，也就导致柱塞泵处于空载运转状态，这样有利于节能降耗，实践证明可节约功耗5％以上。而此时，泵的排液阀实际上已变成了供液系统的逆止阀(单向阀)，使高压供液系统管路和蓄能器中的原有液压稳定不变，因此，一旦用液设备重新用液后，供液系统中的液压一降低，第一阀芯会立即复位，导致卸载执行阀阀芯立刻缩回、吸液阀阀芯关闭、柱塞泵恢复泵液，实现了加载运行压力恢复及时、供液速度快的目的。从结构上讲，它与现有技术四阀合一的组合阀相比，结构显然更为简单。

为加深理解，下面将通过优选的实施例并结合附图作进一步详述。

附图说明

图1为现有技术中乳化液泵及其卸载装置的工作原理示意图，图中仅以一个柱塞为例；

图2为本发明中乳化液泵及其卸载装置的工作原理示意图，图中仅以一个柱塞为例；

图3为图2中控制阀10的实际结构图；

图4为图2中执行阀103的实际结构图。

具体实施方式

图中序号分别表示：滑块1，柱塞泵腔1a，排液阀芯2，安全阀3，排液口4，吸液阀芯5，吸液口6，输出管道7，虚线框8，单向阀8a，先导阀8b，手卸载阀8d，卸载主阀8c。控制阀10，球形管接101，过油螺钉101a，密封垫101b，手轮102，垫片102a，执行阀103，阀芯1031，阀体1032，密封圈1033、1035、1039，复位弹簧1034，放气螺钉座1036，放气螺钉1037，钢球1038，接头座103a，密封垫103b，球管接103c，过油螺钉103d，外置管道104，管接头104a，弹簧座104b，复位弹簧104c，第二阀芯105，密封圈105a，顶柱106，顶柱座106a，密封圈106b，螺杆107，螺母107a，进液接头108，第一阀座109，放气螺钉109a，第一阀芯1010，复位弹簧1011，球形管接104a，调节螺钉1012，上弹簧座1012a，下弹簧座1012b，锁紧螺母1012c，泄液通孔1012d，固定座1013，通液道1014。

参见图2，与图1相比本图中的乳化液泵工作过程完全相一致。连接时，将控制阀10的进液口与泵的供液系统相连通，控制阀10的出液口经外置管道104与执行阀103相连通。当作业机械停用或用液量减少时，导致供液系统内液压升至设定值以上后，压力液经控制阀10的进液口进入控制阀阀体10a内，使控制阀10产生一个控制压，控制压经外置管道104输送给执行阀103，执行阀阀芯1031在该控制压作用下进一步伸出，去顶开吸液阀芯5，致使乳化液泵的柱塞泵腔1a失去泵压，即使滑块1(结合图1)向右移动也无法产生高压去顶开排液阀阀芯，从而实现了自控式卸载。

柱塞泵腔1a与吸液口6保持相通后，也就导致柱塞泵处于空载运转状态，这样有利于节能降耗，实践证明可节约功耗5％以上。而此时，泵的排液阀实际上已变成了供液系统的逆止阀(单向阀)，使高压供液系统管路和蓄能器中的原有液压稳定不变，因此，一旦用液设备重新用液后，供液系统中的液压一降低，第一阀芯1010会立即复位，导致卸载执行阀阀芯1031立刻缩回、吸液阀芯5关闭、柱塞泵恢复泵压，实现了加载运行压力恢复及时、供液速度快的目的。

参见图3，并结合图4。图3、图4分别为图2中控制阀10和执行阀103的实际结构图。这种卸载装置由控制阀10和执行阀103两部分分体构成，两者之间由外置管道104相互连通。

控制阀10包括一个整体状的阀体10a和二个阀芯。阀体10a内部具有两个呈竖向平行状排列的阀腔，右侧称为第一阀腔，左侧称为第二阀腔，两个阀腔间的阀体10a壁上设置一个横向的通液道1014，贯通两腔。

第一阀腔内设有第一阀座109，第一阀芯1010等组件。第一阀座109固置在通液道1014该侧的端口位置，它是一个筒状结构件，筒壁上设有径向通孔，筒的轴向孔用于接纳柱状的第一阀芯1010。第一阀芯1010两端柱体上分别独立的设有“T”字形的通液孔，当第一阀芯1010在第一阀座109的轴向孔内作上、下移位时，“T”字形的上下通液孔可分别与通液道1014相通。

第一阀芯1010将第一阀腔分隔成上下两腔，两腔内分别设有相应的组件。

上腔中，设有进液接头108，进液接头108中部开有进液孔，进液孔上端与球形管接101相通，下端与第一阀芯1010的上通液孔连通。

下腔中，依次设有上弹簧座1012a、下弹簧座1012b、调节螺钉1012，下弹簧座1012b由固定套旋置固定在阀体10a上，与第一阀腔密封对接。下弹簧座1012b内置在固定套内孔中，其外围嵌设有复位弹簧1011，复位弹簧1011前端与上弹簧座1012a后部相抵，上弹簧座1012a前端与第一阀芯1010下端相抵。调节螺钉1012上部伸入固定套内孔中，下部伸出在外，经锁紧螺母1012c旋置在固定套上，通过锁紧螺母1012c可调节复位弹簧1011的弹力。上弹簧座1012a、下弹簧座1012b、调节螺钉1012的中轴线上分别开有泄液通孔1012d，并与第一阀芯1010的下通液孔对接。

第二阀腔内设有第二阀芯105等组件，第二阀芯105上端面的正常位置处于通液道1014该侧端口的下方，它将第二阀腔分成上下两腔，两腔中设有控制第二阀芯105轴向移动的阀件。

上腔中，设有顶柱座106a、顶柱106、螺杆107，螺母107a，顶柱106设在顶柱座106a中孔内，下端与第二阀芯105上端面相顶，上部伸入螺杆107底端面的导向孔内，经手轮102下旋螺杆107，可使第二阀芯105下行。

下腔中，兼作出液接头的弹簧座104b螺纹旋置在该阀腔的下端口壁上，复位弹簧104c设在弹簧座104b内孔中，管接头104a从弹簧座104b引出。该腔中充有液压油，控制压由液压油传递。对吗？

参见图4，执行阀103的阀体1032经接头座103a上的球管接103c、外置管道104与图3中的管接头104a连通。放气螺钉1037的作用主要起到排除执行阀阀腔内空气，以便充满液压油，提高灵敏度。在球管接103c上采用两个外置管道104的目的，主要是用来适合多柱塞泵的要求，连接时，通过多根外置管道104将设置在各个柱塞上的执行阀103串联起来，实现一阀控制多柱塞目的。

下面分别描述自控卸载、自控加载和手控卸载的工作过程，并理解相应的结构：

自控卸载工作时，从泵供液系统来的高压乳化液经控制阀10的进液口，通过进液接头108的中孔到达第一阀腔内，液压克服复位弹簧1011的弹力，推动第一阀芯1010向下移动，直至第一阀芯1010的上通道将通液道1014和第一阀腔连通，使高压乳化液进入第二阀腔。高压乳化液作用在第二阀芯105上顶面，第二阀芯105克服复位弹簧104c的弹力向下移动，压缩第二阀芯105下腔内的液压油，液压油经外置管路104到达执行阀103的阀腔内，推动执行阀阀芯1031，执行阀阀芯1031进一步伸出执行阀阀体1032，去顶开柱塞泵的吸液阀芯5，使其不能关闭，使泵处于空载运行状态。

自控加载工作时，当供液系统内压力降低到设定值时，第一阀芯在复位弹簧1011的作用下向上移动，回到原位，关闭第一阀腔与通液道1014。同时，通液道1014经第一阀芯的下通道与泄液通道连通，第二阀腔内的高压乳化液经通液道1014、第一阀芯的下通道、上弹簧座1012a的中孔、下弹簧座1012b的中孔，经泄液通孔1012d从泄液口卸掉，使第二阀芯105在复位弹簧104c弹力作用下上移，从而达到卸掉第二阀芯105下腔内油压，使得执行阀阀芯1031在复位弹簧1034弹力的作用下复位，使泵的吸液阀芯5重新关闭，使柱塞泵加载运行。

手控卸载工作时，泵启动前，旋转控制阀10上的手轮102，使螺杆107下旋，使顶杆106下行，推动第二阀芯105下行，使第二阀芯下腔产生油压，以此到达与高压乳化液推动第二阀芯下行后相同目的，在此不再重复叙述。完成手控卸载、空载运行目的。当泵正常启动运行后，将手轮102上旋，使第二阀芯105在复位弹簧104c弹力作用下复位，使泵进入加载运行状态。

Claims (2)

1、一种矿用乳化液泵节能卸载装置，其特征是：它由一控制阀(10)和一执行阀(103)两部分构成；控制阀(10)包括一个阀体(10a)和二个阀芯，阀体(10a)中具有两个阀腔，一通液道(1014)将两个阀腔相互连通，第一阀芯(1010)设在第一阀腔内的通液道(1014)端口上，第一阀芯(1010)的位置变化可使通液道(1014)分别与进液口、泄液口相通，第二阀芯(105)设在第二阀腔内的通液道(1014)端口下侧，第二阀芯(105)的位置变化可使控制阀(10)向执行阀(103)输出一个控制压；执行阀(103)与控制阀(10)为两个独立阀件，两者由外置管道(104)相连，由阀体(1032)和阀芯(1031)两部分构成，阀芯(1031)的一端位于阀体腔内，另一端伸出阀体(1032)外部，该阀芯(1031)在上述控制压作用下可进一步伸出阀体(1032)外部；第一阀芯(1010)、第二阀芯(105)和阀芯(1031)都设有相应的复位弹簧。

2、如权利要求1所述的一种矿用乳化液泵节能卸载装置，其特征是：第二阀芯(105)的位置变化分别受控于两力，一是压力液所形成的作用力，二是手控顶柱(106)的顶推力。

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