CN101785939B - 一种压差可调式自动反冲洗过滤器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压差可调式自动反冲洗过滤器，涉及一种反冲洗过滤器，目的是解决现有反冲洗过滤器因手动操作存在的过滤效果不好、易损坏滤芯或滤网的问题，包括设置在阀体内的滤芯组件和换向阀组件，滤芯组件设置在滤芯腔内，滤芯腔分别连通有滤芯组件进液腔和出液腔，所述阀体还安装有压差传感器，其一个输入腔与滤芯腔连通，另一个输入腔与出液腔连通；所述过滤器还包括与压差传感器电连接的主控制器；换向阀组件的一端连通有控制腔，与控制腔连通的液压阀电控部件与主控制器电连接，换向阀组件的另一端连通有换向阀进液腔，换向阀组件的侧壁分别与滤芯腔和开设在阀体上的回液腔连通。
Description
技术领域
本发明涉及一种反冲洗过滤器，特别涉及一种煤矿综采支护设备中液压支架用的一种压差可调式自动反冲洗过滤器。
液压支架是实现综采工作面生产自动化的主要设备之一。利用液压支架可实现综采工作面生产设备的自动控制，提高工作面生产效率，改善工作面生产条件，达到安全生产的目的。
在液压控制系统中，介质的污染严重影响着系统的性能和元件的使用寿命。资料统计，在各类液压机械中，约70％的液压系统故障是由介质污染造成的。煤矿液压支架电液控制系统的故障也多是由介质污染所致。我国煤炭行业的高生产率需求及伴随的高风险向液压支架系统的稳定性提出了高要求。目前进口或国产的高端液压支架系统中均配置了手动反冲洗过滤器，其应用大大降低了电液控制系统故障率，然而其存在如下问题：过滤器滤网的冲洗时机及冲洗持续时间难于把握，在井下使用过程中，当工人发现支架动作异常缓慢或者过滤器出现啸叫时，工人操作反冲洗手柄对滤芯进行反冲洗，这种情况往往造成反冲洗的时机把握不准，使滤网被击穿或者滤芯被损坏，影响了整个支架系统介质的清洁度，严重的将造成整个支架无动作，影响生产。
发明内容
本发明的目的是解决现有反冲洗过滤器因手动操作存在的过滤效果不好、易损坏滤芯或滤网的问题，提供一种结构简单、可调可自动控制、加工容易，能为整个液压系统进行更好过滤保护的可调式自动反冲洗过滤器，以实现液压支架安全性和可靠性，提高液压支架液压系统的寿命。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种压差可调式自动反冲洗过滤器，包括设置在阀体内的滤芯组件和换向阀组件，滤芯组件设置在滤芯腔内，滤芯腔分别连通有滤芯组件进液腔和出液腔，所述阀体还安装有压差传感器，其一个输入腔与滤芯腔连通，另一个输入腔与出液腔连通；所述过滤器还包括与压差传感器电连接的主控制器；换向阀组件的一端连通有控制腔，与控制腔连通的液压阀电控部件与主控制器电连接，换向阀组件的另一端连通有换向阀进液腔，换向阀组件的侧壁分别与滤芯腔和开设在阀体上的回液腔连通。
所述换向阀组件包括嵌装在阀体内的换向阀阀套、设置在该换向阀阀套内的换向活塞、设置在换向活塞一端的换向阀堵头，换向阀阀套位于换向活塞另一端的部分向内设置有限制换向活塞行程的限位凸台；换向阀阀套的侧壁上开设有第一径向通孔、第二径向通孔，分别与滤芯组件进液腔、阀体上的回液腔相通；换向阀堵头的侧壁上开设有第三径向通孔，与开设在阀体上的控制腔连通。
所述换向阀堵头为周壁凸、中部凹的结构，第三径向通孔开设在其周壁上，该周壁在与换向活塞接触时对换向活塞限位；换向阀堵头的中部凹的部位与换向活塞的端头之间形成空腔以使控制腔进入的控制液体对换向活塞产生作用。
所述换向活塞的两端大、中部小，其两端与换向阀阀套内壁液密性配合。
所述换向阀阀套具有限位凸台的一端开设有通口与换向阀进液腔连通。
所述换向阀组件上的第一径向通孔、第二径向通孔的位置以及换向活塞的尺寸满足如下条件：
换向活塞的一个端部与换向阀堵头周壁抵触时，换向阀阀套上的第一径向通孔位于换向活塞的另一个端部的外侧，换向活塞的上述另一个端部与换向阀阀套内壁液密性配合，以使第一径向通孔与第二径向通孔之间不通；
换向活塞的上述另一个端部与换向阀阀套上的限位凸台抵触时，第一径向通孔和第二径向通孔位于换向活塞的两个端部之间，第一径向通孔和第二径向通孔通过换向活塞中部与换向阀阀套内壁之间的空隙连通。
所述换向活塞两个端部的面积不同。
所述与控制腔连通的液压阀为电磁先导阀，该电磁先导阀对控制腔内的液压流体的通断进行控制。
所述滤芯组件主要包括滤网端头、粘结环、滤网外骨架、滤网筒、滤网内骨架、内骨架弹簧、滤网安装头和滤网外接头；通过滤网端头、粘结环、滤网安装头和滤网外接头将滤网外骨架、滤网筒、滤网内骨架、内骨架弹簧固定相连，通过滤网外接头与阀体固定。
所述阀体内设置有两组滤芯组件、两组换向阀组件、两处回液腔、两处控制腔，每组换向阀组件的第二径向通孔分别与一处回液腔连通，每组换向阀组件的换向阀堵头分别与一处 控制腔连通，每组换向阀组件与同一处换向阀进液腔连通，每组滤芯组件与同一处出液腔连通。
本发明采用上述结构，通过压差传感器不断地检测过滤器滤芯的工作状况，反馈给主控制器，主控器根据所设定的压差大小来决定是否应该对过滤器进行反冲洗。这种结构不需要人为去操作，自动运行，能实时反映过滤器的状况，相比现有技术，本发明具有如下优点：
(1)本发明可以实现对液压支架反冲洗时机的定量控制，解决长期以来液压支架反冲洗的时机靠工人经验来判断的难题，提高反冲洗过滤器的使用寿命，从而提高液压支架液控系统的可靠性；
(2)本发明的换向阀组件结构简单，便于制造加工。整个换向阀只由换向阀阀套、换向阀活塞和换向阀堵头构成，通过活塞前后的面积差来设计控制压力的大小，换向性能可靠，零件加工简单；
(3)本发明能够实时检测到滤芯的工作状况，实时反馈给主控制器，通过主控制器的控制，及时清除过滤器上面的杂质，最大限度地保护过滤芯和液压系统的安全，提高了滤芯的使用寿命；
(4)本发明可以实现完全的自动控制，不需要人为去参与，减少了井下的工作量；
(5)本发明可以根据实际工况及不同系统，调节滤芯所允许的压差，更加具有实用性。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中换向活塞移动反冲洗的状态图：
图3是本发明中的换向阀组件换向前的局部结构示意图；
图4是本发明中的换向阀组件换向后的局部结构示意图。
图中标号：1是阀体，2是换向阀阀套，3是换向活塞，4是换向阀堵头，5是滤网端头，6是粘结环，7是滤网外骨架，8是滤网筒，9是滤网内骨架，10是内骨架弹簧，11是滤网安装头，12是滤芯腔，13是滤网外接头，14是压差传感器，15是第一径向通孔，16是第二径向通孔，17是第三径向通孔，18是换向活塞中部与换向阀阀套之间的空隙。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，压差可调式自动反冲洗过滤器包括换向阀组件、滤芯组件、压差传感器、阀体和主控制器(图1中未示出)。换向阀组件、滤芯组件设置在阀体1内，压差传感器14设置阀体1一侧，当然，根据结构或设计需要，压差传感器14也可以设置在阀体1内，但最好是能够便于维修和更换。压差传感器14与主控制器之间具有电连接，并向主控制器传递其感应的压差信号。换向阀组件的一端连通有控制腔，与控制腔连通的液压阀电控部件与主控制器电连接，换向阀组件的另一端连通有换向阀进液腔，换向阀组件的侧壁分别与滤芯腔和开设在阀体上的回液腔连通。
图1中显示的是两组滤芯组件和换向阀组件装配在阀体1内，可分别称之为上滤芯组件、上换向阀组件和下滤芯组件、下换向阀组件。
下面以上换向阀组件和上滤芯组件进一步说明，下滤芯组件、下换向阀组件的结构布局与之相同或相似。
上滤芯组件设置在阀体1内开设的滤芯腔12中。滤芯组件包括设置在一端的滤网端头5、与滤网端头5连接的粘结环6、一端与粘结环6连接的滤网外骨架7、套装于滤网外骨架7内的滤网筒8、套装于滤网筒8内的滤网内骨架9、设置于滤网内骨架9内的内骨架弹簧10，以及设置在滤芯组件另一端的滤网安装头11和滤网外接头13，通过滤网端头5、粘结环6、滤网安装头11和滤网外接头13将滤网外骨架7、滤网筒8、滤网内骨架9、内骨架弹簧10固定相连，通过滤网外接头13与阀体1嵌装固定。滤网筒8的内腔与开设在阀体1上的过滤器的出液腔P2连通，滤网筒8的侧壁网孔与滤芯腔12连通。
上换向阀组件嵌装于阀体1内，包括换向阀阀套2、设置在该换向阀阀套2内的换向活塞3、设置在换向活塞3一端的换向阀堵头4，换向活塞3另一端的换向阀阀套2向内设置有限制换向活塞行程的限位凸台；换向阀阀套2的侧壁上开设有与滤芯组件进液腔B1相通的第一径向通孔15。滤芯组件进液腔B1与滤芯腔12连通。
换向活塞3两端大、中部小，其两端与换向阀阀套2的内壁液密性配合。在换向活塞3的中部移动到与滤芯组件进液腔B1相通时，换向活塞3的中部与换向阀阀套2的内壁之间形成的空隙18构成回液流道，该回液通道并通过换向阀阀套2的侧壁上的第二径向通孔16与阀体1上开设的回液腔T1连通。其中，换向活塞3的两端虽然都比中部大，但两个端部大小并不完全相同，而是一端更大，另一端相对更小，以便于根据两端的面积差来设计控制压力的大小。
如图1所示，换向阀阀套2具有限位凸台的一端开设有通口与换向阀进液腔P1连通。
换向阀堵头4为周边侧壁外凸、中部内凹的结构，外凸部分可限定换向活塞的行程，外凸的侧壁上开设有与控制腔A1相通的第三径向通孔17，换向阀堵头的中部凹的部位与换向活塞的端头之间形成空腔，可以使经由控制腔A1进入的控制液体进入上述空腔部位，以使控制腔进入的控制液体对换向活塞产生作用，控制换向活塞的上下移动。
从图1可以看出，换向阀阀套2的侧壁上开设有两处径向通孔，一处与滤芯组件进液腔B1相通，一处与回液腔T1相通；换向阀堵头4上开设有一处与控制腔A1相通的径向通孔，分别称为第一径向通孔15、第二径向通孔16和第三径向通孔17。
换向阀组件上的第一径向通孔15、第二径向通孔16的位置以及换向活塞3的尺寸满足如下条件：
换向前，换向活塞3的上端部与换向阀堵头4周壁抵触时，该端与换向阀阀套2的内壁液密性密封配合，换向阀阀套2上的第一径向通孔15位于换向活塞3的下端部的外侧，换向活塞3的下端部与换向阀阀套2内壁液密性配合，以使第一径向通孔15与第二径向通孔16之间不通；
换向时，控制腔A1进入的控制液体压力大于换向活塞3下端的压力，推动换向活塞3向下移动(针对图1中上换向阀组件而言，如是对下换向阀组件，则是推动换向活塞3向上移动)，换向活塞3的下端部与换向阀阀套2上的限位凸台抵触时，第一径向通孔15和第二径向通孔16位于换向活塞3的两个端部之间，第一径向通孔15和第二径向通孔16通过换向活塞中部与换向阀阀套2内壁之间的空隙18连通，再通过第二径向通孔16与回液腔T1相通。
如图1可见，压差传感器14的一个输入腔C1与滤芯腔12连通，另一个输入腔C2与出液腔P2连通，其压差传感信号传递给主控制器。
和控制腔A1连通的液压阀(图1中未示出)的电控部件与主控制器之间具有电连接，主控制器可以向上述电控部件发出控制指令。一个实施例中，上述液压阀为电磁先导阀，该电磁先导阀对控制腔A1内的液压流体的通断进行控制，以控制换向活塞3的移动，从而控制换向阀组件。
图1显示了阀体1内具有两组换向阀组件和滤芯组件的过滤器，开设在阀体1上的换向阀进液腔P1与换向阀阀套的一端(对图1的上换向阀组件，则是换向阀阀套的下端)连通，并通过第一径向通孔与滤芯组件进液腔B1连通。两组换向阀组件的换向阀阀套分别通过其第二径向通孔与回液腔T1、T2连通。两组滤芯组件的滤网筒8内腔分别与滤网组件出液腔P2连通 。
本实施例的工作原理如下：
第一，如图1所示为正常过滤时过滤器的状态，对系统油液进行过滤，保证液压系统油液的清洁。当油液从换向阀进液腔P1进液后，液体将推动换向活塞3运动到与换向阀堵头4相接触限位。油液经过换向阀阀套2上面的通孔、第一径向通孔和滤芯组件进液腔B1、B2压力腔流入到滤芯组件，再由外向内流经过滤网外骨架7、滤网筒8、滤网内骨架9和内骨架弹簧10对其进行过滤。最后通过过滤器的出液腔，流入到反冲洗过滤器的出液腔P2，再返回到液压系统。此过程中，换向阀组件的状态如图3所示。
第二，如图2所示为换向反冲洗时过滤器的状态，对滤芯进行反冲洗，净化油液，保护滤芯。压差传感器通过两个输入腔C1、C2对过滤器在过滤前后的压差进行检测，通过通信电缆将压差信号传输给主控制器，主控制器记录下压差传感器所传输进来的信号，对其进行比较分析。若大于其所设定的压差值，则主控制器输出信号给与控制腔连通的电磁先导阀，使控制腔A1、A2进液，控制换向活塞移动换向，压力油从换向阀进液腔P1口进液，通过下侧换向阀组件、下侧滤芯组件后，流向上侧的滤芯组件，由内向外流经滤芯组件的内骨架弹簧10、滤网内骨架9、滤网筒8和滤网外骨架7，对上侧滤芯进行反冲洗，杂质与油液一起，从上侧换向阀的出液腔B1，换向阀阀套2上面的第一径向通孔流入到回液口T1。此过程中，换向阀组件的状态如图4所示。反冲洗达到设定时间后，以相同过程对下侧滤芯组件进行反冲洗。此为一个反冲洗循环，完成一个循环后反冲洗过滤器正常工作。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.一种压差可调式自动反冲洗过滤器，包括设置在阀体内的滤芯组件和换向阀组件,滤芯组件设置在滤芯腔内,滤芯腔分别连通有滤芯组件进液腔和出液腔，其特征在于,所述阀体还安装有压差传感器,其一个输入腔与滤芯腔连通,另一个输入腔与出液腔连通;所述过滤器还包括与压差传感器电连接的主控制器;换向阀组件的一端连通有控制腔,与控制腔连通的液压阀电控部件与主控制器电连接，换向阀组件的另一端连通有换向阀进液腔，换向阀组件的侧壁分别与滤芯腔和开设在阀体上的回液腔连通。
2.如权利要求1所述一种压差可调式自动反冲洗过滤器，其特征在于，所述换向阀组件包括嵌装在阀体内的换向阀阀套、设置在该换向阀阀套内的换向活塞、设置在换向活塞一端的换向阀堵头，换向阀阀套位于换向活塞另一端的部分向内设置有限制换向活塞行程的限位凸台；换向阀阀套的侧壁上开设有第一径向通孔、第二径向通孔，分别与滤芯组件进液腔、阀体上的回液腔相通;换向阀堵头的侧壁上开设有第三径向通孔,与开设在阀体上的控制腔连通。
3.如权利要求2所述一种压差可调式自动反冲洗过滤器，其特征在于，所述换向阀堵头为周壁凸、中部凹的结构，第三径向通孔开设在其周壁上，该周壁在与换向活塞接触时对换向活塞限位；换向阀堵头的中部凹的部位与换向活塞的端头之间形成空腔以使控制腔进入的控制液体对换向活塞产生作用。
4.如权利要求3所述一种压差可调式自动反冲洗过滤器，其特征在于，所述换向活塞的两端大、中部小，其两端与换向阀阀套内壁液密性配合。
5.如权利要求4所述一种压差可调式自动反冲洗过滤器，其特征在于，所述换向阀阀套具有限位凸台的一端开设有通口与换向阀进液腔连通。
6.如权利要求5所述一种压差可调式自动反冲洗过滤器，其特征在于，所述换向阀组件上的第一径向通孔、第二径向通孔的位置以及换向活塞的尺寸满足如下条件：
换向活塞的一个端部与换向阀堵头周壁抵触时，换向阀阀套上的第一径向通孔位于换向活塞的另一个端部的外侧，换向活塞的上述另一个端部与换向阀阀套内壁液密性配合，以使第一径向通孔与第二径向通孔之间不通；
换向活塞的上述另一个端部与换向阀阀套上的限位凸台抵触时，第一径向通孔和第二径向通孔位于换向活塞的两个端部之间，第一径向通孔和第二径向通孔通过换向活塞中部与换向阀阀套内壁之间的空隙连通。
7.如权利要求2或3或4或5或6所述一种压差可调式自动反冲洗过滤器，其特征在于，所述换向活塞两个端部的面积不同。
8.如权利要求7所述一种压差可调式自动反冲洗过滤器，其特征在于，所述与控制腔连通的液压阀为电磁先导阀，该电磁先导阀对控制腔内的液压流体的通断进行控制。
9.如权利要求1或2或3或4或5或6所述一种压差可调式自动反冲洗过滤器，其特征在于，所述滤芯组件主要包括滤网端头、粘结环、滤网外骨架、滤网筒、滤网内骨架、内骨架弹簧、滤网安装头和滤网外接头；通过滤网端头、粘结环、滤网安装头和滤网外接头将滤网外骨架、滤网筒、滤网内骨架、内骨架弹簧固定相连，通过滤网外接头与阀体固定。
10.如权利要求7所述一种压差可调式自动反冲洗过滤器，其特征在于，所述阀体内设置有两组滤芯组件、两组换向阀组件、两处回液腔、两处控制腔，每组换向阀组件的第二径向通孔分别与一处回液腔连通，每组换向阀组件的换向阀堵头分别与一处控制腔连通，每组换向阀组件与同一处换向阀进液腔连通，每组滤芯组件与同一处出液腔连通。
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