CN101869788B - 乳化液反冲洗过滤站及其液控换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种乳化液反冲洗过滤站及其液控换向阀。公开的液控换向阀包括阀体和阀芯，阀体内形成阀腔，阀芯与阀腔可滑动配合，以使阀芯在阀体轴线方向上滑动，还包括控制活塞和推动杆，控制活塞与阀体上的控制液腔可滑动配合，并将控制液腔分成第一控制液腔和第二控制液腔，第一控制液腔与阀体的控制液口相通；位于控制活塞与阀芯之间的推动杆在阀体轴线方向延伸；在控制活塞相对于阀体滑动时，通过推动杆推动阀芯滑动。本发明提供的液控换向阀具有较高的可靠性，能够满足乳化液反冲洗过滤站的使用要求，且结构简单，制造成本低廉，进而可简化乳化液反冲洗过滤站的液路，减少故障点，方便乳化液反冲洗过滤站维护。

Description

乳化液反冲洗过滤站及其液控换向阀

技术领域

本发明涉及一种煤矿液压设备技术，尤其涉及一种煤矿液压设备用的乳化液反冲洗过滤站及其液控换向阀。

背景技术

液压支架是我国煤炭行业的应用非常普遍的煤矿液压设备之一。液压支架一般以乳化液为介质，并通过电液控制系统进行控制。随着煤炭行业的生产率、安全性需求不断提高，对电液控制系统也提出了更高的要求。为了满足对电液控制系统提出的要求，目前通常设置乳化液反冲洗过滤站，利用乳化液反冲洗过滤站对乳化液进行冲洗，以提高乳化液的清洁度，提高电液控制系统的可靠性。

当前，乳化液反冲洗过滤站的结构非常复杂，为满足控制需要，乳化液反冲洗过滤站的控制部分包括组合阀，该组合阀由多个液压控制阀组成。组合阀虽然能够实现控制乳化液反冲洗过滤站液路的目的，但也使乳化液反冲洗过滤站的控制过程非常复杂，这不仅降低了乳化液反冲洗过滤站的可靠性，还增加乳化液反冲洗过滤站的制造、使用和维护成本。因此，如何简化乳化液反冲洗过滤站的液路结构，方便乳化液反冲洗过滤站的控制成为本领域技术人需要解决的一个技术难题。

另外，普通液压系统中，换向阀一般包括阀体与阀芯，阀芯可滑动地安装在阀体内的阀腔中，阀芯能够在阀体的阀腔中滑动，并在不同的位置使相应的主油路液压口连通，实现液压油油路的转换。随着液压系统控制自动化及安全性要求的不断提高，通过先导油路控制的液控换向阀被广泛在应用在各种液压系统中。

液控换向阀的工作原理是：在阀芯端面与阀体之间设置控制液腔，在阀体上设置与控制液腔相连通的控制液口；通过先导控制阀对控制液口的液压油压力进行控制，进而调节控制液腔内液压油的压力，使阀芯在控制液腔的液压油作用下向预定的方向滑动，实现对液控换向阀状态的控制。

当前，液控换向阀虽然能够实现改变液压油路的目的，但却存在以下不足：

第一、控制液口对阀芯的直接作用导致其可靠性降低。

第二、主油路的液压口为径向方向，在换向阀内，主油路的液压口通过阀芯上设置的通路相通；该结构使得液压油阻力增加，不仅导致液压系统响应延迟，还导致液压油温度升高速度加快。

因此，现有液控换向阀存在的不足使得液压系统很难满足控制乳化液反冲洗过滤站的需要。

发明内容

为此，本发明的第一目的在于，提供一种可靠性较高的液控液压阀，该液控换向阀能够应用在乳化液反冲洗过滤站中，以简化乳化液反冲洗过滤站的液路结构，方便乳化液反冲洗过滤站的控制。

在提供上述液控换向阀的基础上，本发明的第二个目的在于，提供一种包括上述液控换向阀的乳化液反冲洗过滤站。

为了实现上述第一个目的，本发明提供的乳化液反冲洗过滤站的液控换向阀包括阀体和阀芯，所述阀体内形成阀腔，所述阀芯与阀腔可滑动配合，以使所述阀芯在阀体轴线方向上滑动，所述阀体上设置有工作液口，还包括控制活塞和推动杆，所述阀体还形成控制液腔；所述控制活塞与控制液腔可滑动配合，并将控制液腔分成第一控制液腔和第二控制液腔，所述第一控制液腔与阀体的控制液口相通；所述推动杆位于控制活塞与阀芯之间，并在所述阀体轴线方向延伸；在控制活塞相对于阀体滑动时，控制活塞通过所述推动杆推动阀芯滑动；

所述阀腔包括工作液腔和位于工作液腔一端的第一通流腔，所述工作液腔与第一通流腔之间设置第一密封座；所述第一通流腔与阀体的第一液压口相通，所述工作液腔与工作液口相通；所述阀芯与工作液腔可滑动配合，所述阀芯的一端与第一密封座相配合时，隔断工作液腔与第一通流腔；

所述阀腔包括位于工作液腔另一端的第二通流腔，所述工作液腔与第二通流腔之间设置第二密封座，所述推动杆穿过第二通流腔推动阀芯滑动；所述第二通流腔与阀体第二液压口相通；所述阀芯的一端与第一密封座相配合时，工作液腔与第二通流腔相通，所述阀芯的另一端与第二密封座相配合时，隔断工作液腔与第二通流腔，工作液腔与第一通流腔相通。

可选的，所述推动杆一端或与控制活塞固定，或与阀芯固定；或者两端分别与控制活塞和阀芯固定。

优选的，所述阀体还具有中间隔板，所述中间隔板位于控制液腔与阀腔之间，所述推动杆与中间隔板上的推动密封孔可滑动配合。

优选的，所述控制活塞与中间隔板之间还支承有控制复位弹簧。

可选的，所述工作液口包括分别与工作液腔两端位置相通的第一孔和第二孔。

优选的，所述阀芯两端为锥面，所述第一密封座和第二密封座与阀芯相配合的面分别为锥面。

为了实现上述第二个目的，本发明提供的乳化液反冲洗过滤站包括主液路和先导控制液路，还包括上述任一种液控换向阀，所述先导控制液路与控制液口相连，所述主液路与工作液口相连。

与现有技术相比，本发明提供的液控换向阀中，除包括阀体与阀芯外，在阀体内还形成了单独的控制液腔，在控制液腔内还设置有控制活塞，控制活塞将控制液腔分成第一控制液腔和第二控制液腔。通过控制活塞及推动杆推动阀芯在阀腔内滑动，实现液控换向阀的状态转换，达到对乳化液流动方向的控制。由于控制液腔内的工作液不直接与阀芯接触，从而能够避免主液路工作液对控制液腔内工作液的不良影响，进而能够提高液控换向阀的可靠性，满足乳化液反冲洗过滤站的控制要求。与现有技术乳化液反冲洗过滤站中的组合阀相比，该液控换向阀还能够简化乳化液反冲洗过滤站的液路结构、方便乳化液反冲洗过滤站的操作、维护，降低乳化液反冲洗过滤站的制造和使用成本；同时，用一个液控换向阀实现对乳化液反冲洗过滤站的控制，可以减少乳化液反冲洗过滤站的故障点，便于对乳化液反冲洗过滤站的维护。

在进一步的技术方案中，所述控制液腔与阀腔之间还具有中间隔板，使推动杆与中间隔板可滑动配合，这样可以隔离阀腔与控制液腔，避免主液路的工作液作用在控制活塞上，进而能够减小驱动控制活塞滑动所需要的作用力，用较低压力的控制工作液就可以驱动活塞滑动，调整阀芯位置，实现对主液路工作液流动方向的控制。

在进一步的技术方案中，所述控制活塞与中间隔板之间还支承有控制复位弹簧。在控制液口与低压管路相连通时，该技术方案提供的液控换向阀中，控制活塞能够在控制复位弹簧作用下，自动回位，从而能够为液控换向阀的控制提供便利。

在进一步的技术方案中，阀腔包括工作液腔和位于工作液腔一端的第一通流腔。第一通流腔位于阀芯一端，第一通流腔产生的压力作用在阀芯的端面上。与现有普通液压系统中的换向阀不同，第一通流腔产生的压力作用在阀芯的端面上，一方面可以减小主液路的流动阻力，提高主液路的通流截面；另一方面，在第一通流腔内工作液压力较高时，可以利用工作液直接推动阀芯滑动，加快液控换向阀的响应速度，满足控制乳化液反冲洗过滤站工作液反冲洗的要求。同样，在工作液腔另一端设置第二通流腔也能够产生相同的效果。

在进一步的技术方案中，在阀芯的一端与第一通流腔的内壁之间设置复位弹性；这样能够使液控换向阀在常态时，保持预定的状态，方便对乳化液反冲洗过滤站的控制。

在提供上述液控换向阀的基础上，提供的包括该液控换向阀的乳化液反冲洗过滤站也能够产生相对应的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的液控换向阀的阀体剖视结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的液控换向阀的剖视结构示意图，该图同时示出了液控换向阀的一种状态；

图3是本发明实施例一提供的液控换向阀的另一种状态的结构示意图。

图中：螺堵1、控制活塞21、推动杆22、控制复位弹簧3、中间套4、中间隔板41、推动密封孔411、第二密封座6、阀套7、阀芯8、第一密封座9、复位弹簧10、压套11；

控制液腔100、第一控制液腔110、第二控制液腔120、阀腔200、第一通流腔210、工作液腔220和第二通流腔230；

控制液口K、工作液口A、第一液压口P、第二液压口T。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明提供的技术方案进一步说明。

请参考图1，图1本发明实施例一提供的液控换向阀的阀体结构示意图。

本例中，阀体在整体上形成一个筒式结构，阀体轴线为O-O；为了便于机加工，阀体包括四部分，并利用顶丝将各部分连接固定。如图所示，阀体包括顺序相连的螺堵1、中间套4、阀套7和压套11。以图1为参照，螺堵1右端与中间套4的左端相连，中间套4的中间隔板41与螺堵1之间形成控制液腔100；螺堵1设置有与控制液腔100相连通的控制液口K，中间隔板41上设置有推动密封孔411。

阀套7两端分别与中间套4的右端和压套11的左端相连，并形成阀腔200。压套11与阀套7的连接处设置有第一密封座9，中间套4与阀套7的连接处设置有第二密封座6，第一密封座9和第二密封座6将阀腔200分成第一通流腔210、工作液腔220和第二通流腔230。中间套4周向设置有与第二通流腔230相通的第二液压口T；压套11上设置有与第一通流腔210相通的第一液压口P，第一液压口P设于压套11右端面；靠近阀套7右端的部分设置有多个第一孔，靠近左端的部分设置多个第二孔，第一孔和第二孔形成工作液口A，为了减小工作液阻力，第一孔和第二孔从外向内径向延伸的同时，向两端方向倾斜。

本领域技术人员可以理解，还可以根据实际加工的需要，通过其他具体结构形成阀体。本例中，螺堵1外周设置有螺纹，且螺纹位于控制液口的右侧，这样可以通过螺堵1外周的螺纹将阀体固定在适当的位置，并使控制液口K与预定的先导工作液路或其他合适的辅助工作液路相通。

请参考图2，该图是本发明实施例一提供的液控换向阀的剖视结构示意图，该图同时示出了液控换向阀的一种状态。

该液控换向阀包括图1中所示的阀体、还包括控制活塞21、推动杆22和阀芯8。

控制活塞21位于控制液腔100内，并与控制液腔100可滑动配合，使控制活塞21能够在阀体轴线O-O方向上滑动；同时，控制活塞21将控制液腔100分成第一控制液腔110和第二控制液腔120，其中，第一控制液腔110保持与控制液口K相通；可选的技术方案中，也可以使第二控制液腔120与工作液路的低压端或工作液的存贮部分相连，避免控制活塞21滑动时，第二控制液腔120内压力过大或形成真空，方便控制活塞21的滑动。以图2为参考，推动杆22左端与控制活塞21固定，右端穿过中间隔板41的推动密封孔411伸入第二通流腔230中；同时，推动杆22与中间隔板41的推动密封孔411可滑动配合，保持第二通流腔230与控制液腔100之间的密封。在特定情况，如控制液腔100内控制工作液压力足够高时，也可以将中间隔板41省去，以简化结构。

阀芯8与工作液腔220可滑动配合，并能够在工作液腔220两端之间滑动，在滑动到两端位置时，还能够分别与第一密封座9和第二密封座6相配合；为了保持阀芯8与相应密封座的密封性，并使阀芯8能够自动对中，本例中，第一密封座9和第二密封座6与阀芯8相配合的面分别为锥面，与此相对应，阀芯8两端也为锥面。推动杆22右端穿过第二通流腔230与阀芯8的左端相对应。

上述液控换向阀的工作原理是：

如图2所示，在控制液腔100内压力较低，第一液压口P与主液路的高压端相连，第二液压口T与主液路的低压端相连时，阀芯8在第一通流腔210工作液压力作用下向左移动，阀芯8通过推动杆22推动控制活塞21向左移动；一直到阀芯8的左端与第二密封座6相配合，此时，阀芯8左端与第二密封座6的配合隔断工作液腔220与第二通流腔230之间的通路，第一通流腔210与工作液腔220的右端保持连通；如图中箭头所示，主液路的工作液通过第一液压口P、第一通流腔220及右侧的第一孔，从工作液口A流出。

如图3所示，该图是本发明实施例一提供的液控换向阀的另一种状态的结构示意图。在控制液腔100的第一腔110内的压力高于预定值时，控制液腔100内的工作液对控制活塞21施加作用力，使控制活塞21和推动杆22向右移动，在推动杆22与阀芯8端面相接触时，克服第一通流腔210内工作液的压力作用，使阀芯8向右移动；直到阀芯8右端与第一密封座9相配合，此时，配合关系隔断工作液腔220与第二通流腔230之间的通路，第二通流腔230与工作液腔220保持连通；如图中箭头所示，工作装置中的工作液通过工作液口A、工作液腔220和第二通流腔230回流。

本实施例中，通过控制液腔100内的控制活塞21推动阀芯8在工作液腔220滑动，实现液控换向阀状态转换，达到对工作液流动方向的控制。由于控制液腔100内的工作液不直接与阀芯8接触，从而能够避免主液路工作液对控制液腔100内工作液的不良影响，可以提高液控换向阀的可靠性，满足乳化液反冲洗过滤站的控制要求。与现有技术乳化液反冲洗过滤站中组合阀相比，该液控换向阀还能够简化乳化液反冲洗过滤站的液路结构、方便乳化液反冲洗过滤站的操作、维护，降低乳化液反冲洗过滤站的制造和使用成本；同时，用一个液控换向阀实现对乳化液反冲洗过滤站的控制，可以减少乳化液反冲洗过滤站的故障点，便于乳化液反冲洗过滤站的维护。

为了避免阀芯8在工作液腔220内任意滑动，本例中，还设置了复位弹性10，复位弹性10支承在阀芯8的右端与第一通流腔210的内壁之间，在未受到推动杆22的作用力或推动杆22的推动力较小时，阀芯8保持在工作液腔220的左端；在第一液压口P与主液路的高压端相连通时，该液控换向阀形成常开阀。本领域技术人可以理解，也可以使复位弹性10支承在阀芯8的左端与第二通流腔230的内壁之间，此时，在第一液压口P压力较低时，阀芯8保持在工作液腔220的右端。

同样，为了避免控制活塞21在控制液腔100内自由滑动，在控制活塞21与中间隔板41之间也支承有控制复位弹簧3，控制复位弹簧3可以使控制活塞21保持在控制液腔110的左端。

根据上述描述，本领域技术人员可以理解，也可以将阀腔200和阀芯8设置为现有技术中普通滑阀的结构；此时，在设置有控制液腔100和控制活塞21，并使控制活塞21能够推动阀芯8进行滑动的情况下，也能够实现本发明的目的。根据乳化液反冲洗过滤站的实际需要，还可以设置在工作液腔一端设置通流腔，此时，该液控换向阀形成两位两通阀，也能够实现控制工作液路通断，进而控制工作液流动的目的。

推动杆22也不限于与控制活塞21固定，也可以与阀芯固定。如图4所示，该图是本发明另一实施供提供的液控换向阀的结构示意图。与实施例一的区别在于，推动杆22右端与阀芯8固定，左端与控制活塞21相对，此时，推动杆22同样能够传递推动力，在控制活塞21向右滑动时，能够通过推动杆22推动阀芯8向右滑动；在阀芯8向左移动时，能够通过推动杆22推动控制活塞21向左滑动；另外，也可以使推动杆22两端分别与控制活塞21和阀芯8固定，这样可以使阀芯8与控制活塞21同步滑动；还可以使推动杆22为浮动结构，即浮动于阀芯8的左端与控制活塞21的右端之间，并在阀体轴线O-O方向延伸，也能够传递推动力，实现本发明的目的。

在提供上述液控换向阀的基础上，还提供了种包括上述液控换向阀的乳化液反冲洗过滤站，该乳化液反冲洗过滤站包括主液路和先导控制液路，先导控制液路与液控换向阀控制液口K相连，主液路与工作液口A、第一液压口P和第二液压口T相连。由于液控换向阀具有上述技术效果，包括该液控换向阀的乳化液反冲洗过滤站也具有相对应的技术效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明描述的原理前提下，还可以做出若干改进和润饰，比如，为了保持密封性能，可以在密封配合的位置设置相应的密封圈，等等，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种乳化液反冲洗过滤站的液控换向阀，包括阀体和阀芯，所述阀体内形成阀腔，所述阀芯与阀腔可滑动配合，以使所述阀芯在阀体轴线方向上滑动，所述阀体上设置有工作液口，其特征在于，还包括控制活塞和推动杆，所述阀体还形成控制液腔；所述控制活塞与控制液腔可滑动配合，并将控制液腔分成第一控制液腔和第二控制液腔，所述第一控制液腔与阀体的控制液口相通；所述推动杆位于控制活塞与阀芯之间，并在所述阀体轴线方向延伸；在控制活塞相对于阀体滑动时，控制活塞通过所述推动杆推动阀芯滑动；

所述阀腔包括工作液腔和位于工作液腔一端的第一通流腔，所述工作液腔与第一通流腔之间设置第一密封座；所述第一通流腔与阀体的第一液压口相通，所述工作液腔与工作液口相通；所述阀芯与工作液腔可滑动配合，所述阀芯的一端与第一密封座相配合时，隔断工作液腔与第一通流腔；

所述阀腔包括位于工作液腔另一端的第二通流腔，所述工作液腔与第二通流腔之间设置第二密封座，所述推动杆穿过第二通流腔推动阀芯滑动；所述第二通流腔与阀体第二液压口相通；所述阀芯的一端与第一密封座相配合时，工作液腔与第二通流腔相通，所述阀芯的另一端与第二密封座相配合时，隔断工作液腔与第二通流腔，工作液腔与第一通流腔相通。

2.根据权利要求1所述的乳化液反冲洗过滤站的液控换向阀，其特征在于，所述推动杆一端或与控制活塞固定，或与阀芯固定；或者两端分别与控制活塞和阀芯固定。

3.根据权利要求1所述的乳化液反冲洗过滤站的液控换向阀，其特征在于，所述阀体还具有中间隔板，所述中间隔板位于控制液腔与阀腔之间，所述推动杆与中间隔板上的推动密封孔可滑动配合。

4.根据权利要求3所述的乳化液反冲洗过滤站的液控换向阀，其特征在于，所述控制活塞与中间隔板之间还支承有控制复位弹簧。

5.根据权利要求1所述的乳化液反冲洗过滤站的液控换向阀，其特征在于，所述工作液口包括分别与工作液腔两端位置相通的第一孔和第二孔。

6.根据权利要求1所述的乳化液反冲洗过滤站的液控换向阀，其特征在于，所述阀芯两端为锥面，所述第一密封座和第二密封座与阀芯相配合的面分别为锥面。

7.一种乳化液反冲洗过滤站，包括主液路和先导控制液路，其特征在于，还包括权利要求1-6任一项所述的液控换向阀，所述先导控制液路与控制液口相连，所述主液路与工作液口相连。

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