CN104061350A - 气动自锁开关阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于气动开关阀的技术领域，具体是一种气动自锁开关阀，解决了现有气动开关阀存在的问题。其阀芯和阀杆均周向套装在阀壳内,阀杆在阀芯顶端与阀壳之间段套有复位弹簧，阀壳上设置分别与气源、被控元件以及外界大气相连接的压力口、工作口、排气口；阀芯、阀壳和端盖之间有三个腔体，弹簧腔与排气口常通，中部腔与压力口常通，阀芯内开有自中部腔到穿出阀芯底部端面中心的连通孔，工作口与弹簧腔和阀端盖腔分别有连通孔，三个腔体之间通过阀芯和阀壳的配合进行隔离。本发明密封性能好、工作稳定、使用寿命长，能满足在气路中气压正常时可手动自由开关，气路压力不足时将自行切断，气压恢复后只能手动开启的功能。

Description

气动自锁开关阀

技术领域

本发明属于气动开关阀的技术领域，具体涉及一种气动自锁开关阀。

背景技术

随着无轨胶轮车在煤矿井下的大量使用，对其安全和可靠性能的要求也越来越高。气动控制系统及元件以其安全、轻便、经济和可靠等特点，被应用到矿用无轨胶轮车的启动、保护、驻车制动系统中。矿用无轨胶轮车液压系统是通过两位三通气控液压换向阀给制动器的活塞杆腔卸液和充液，实现车辆的驻车制动或解除。为了保障车辆的液压工作机构工作时，车辆能实现驻车制动（或者行车模式和液压工作结构操作模式的切换），在两位三通气控液压换向阀的控制气路中串联一个气动开关阀。普通的气动开关阀实现了驻车制动控制气路的手动控制，但对在车辆使用过程中出现了如下问题：（1）车辆正常熄火后，开关阀并不能自行切断，若疏忽大意未能手动关闭，导致两位三通气控液压换向阀不能复位或者复位不完全，不能实现有效驻车制动，存在重大的安全隐患。（2）车辆因缺水、油温过高等原因被电保护或气压不足而熄火，若开关阀未关闭，待问题解决车辆恢复正常后，驻车制动将非人为解除，可能造成事故。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种气动自锁开关阀，其密封性能好、工作稳定、使用寿命长，能满足在气路中气压正常时可手动自由开关，气路压力不足时将自行切断（自锁），气压恢复后只能手动开启的功能。

本发明采用如下的技术方案实现：

气动自锁开关阀，包括手柄、阀杆、阀壳、阀芯以及端盖，阀芯和阀杆均周向套装在阀壳内, 阀端盖与阀壳底端、阀杆两端与阀芯顶端和手柄均通过螺纹连接，阀杆在阀芯顶端与阀壳之间段套有复位弹簧，

阀壳上设置分别与气源、被控元件以及外界大气相连接的压力口、工作口、排气口；

阀芯、阀壳和端盖之间有三个腔体，包括阀芯顶部靠阀杆一侧的与阀壳之间的弹簧腔、阀芯中部凹槽与阀壳之间的中部腔以及阀芯底部靠端盖侧与端盖之间的阀端盖腔，弹簧腔与排气口常通，中部腔与压力口常通，阀芯内开有自中部腔到穿出阀芯底部端面中心的连通孔，工作口与弹簧腔和阀端盖腔分别有连通孔，三个腔体之间通过阀芯和阀壳的配合进行隔离。

阀杆上设置六方凸起，阀壳内壁对应六方凸起的部位设置套筒，套筒与阀壳内壁之间是螺纹连接，弹簧一端紧压阀芯顶部端面，另一端紧压套筒。

中部腔由阀芯侧面的中部沿着周向开设环状的方形凹槽形成，在凹槽内沿阀芯径向开小孔至阀芯中心，在阀芯内、端盖侧的阀芯底部端面中心开轴向小孔与上述径向的小孔相通。

在阀壳内开有连通工作口和弹簧腔的径向孔以及连通工作口和阀端盖腔的轴向孔。

弹簧腔内与阀芯端面可接触的阀壳面和端盖腔内阀端盖内端面分别设有大小不同的剖面为三角形的圆形凸棱。

隔离三个腔体之间的阀芯和阀壳的配合部位开有凹槽并套设O形密封圈。阀芯两端的端面开有凹槽，凹槽内黏附弹性密封垫。

本发明的有益效果：气路中压力达到额定值（可调）时，可作为手动开关阀门，手动推拉手柄可自由切换气路通断；气路中压力不足时，将自动关闭（自锁），切断气路；其密封性能好，保证在阀关闭后气路的绝对隔断；本发明工作稳定、安装方便、使用寿命长能满足各种不同的使用环境。应用到车辆上可以作为一种自动驻车制动保护装置。大大提高车辆（或具有相似工况装备）的安全性和可靠性，具有很强的实用价值。

附图说明

图1为本发明的内部结构示意图，

图2为本发明的外部结构图，

图3为本发明在无轨胶轮车应用工作原理图，

图中：1-手柄；2-阀杆；3-阀壳；4-套筒；5-弹簧；6-弹性密封垫Ⅰ；7-O形密封圈Ⅰ；8-阀芯；9-O形密封圈Ⅱ；10-弹性密封垫Ⅱ；11-端盖；12-O形密封圈Ⅲ；

13-储气罐；14-总开关；15-发动机内部空压机；16-电磁阀；17-气动自锁开关阀；18-气控液压换向阀；19-蓄能器；20-制动器；P-压力口；A-工作口；Ex-排气口。

具体实施方式

结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

如图1所示，该气动自动切断阀主要由手柄、阀杆、阀壳、阀芯、端盖、套筒、弹簧和密封圈等零部件组成。阀的压力口P、工作口A、排气口Ex（如图2所示）分别与气源、被控元件和外界大气相连接。

阀芯8和阀杆2均周向套装在阀壳3内,端盖11与阀壳3通过螺纹连接；

阀芯8、阀壳3和端盖11之间可形成三个腔体，即阀芯8靠阀杆2侧的弹簧腔、阀芯8中部凹槽形成的中部腔、阀芯8靠端盖侧11的阀端盖腔。弹簧腔与排气口Ex常通，中部腔与压力口P常通，工作口A由阀芯的位置决定与弹簧腔和阀端盖腔之一相通。三个腔体之间通过套在阀芯凹槽上的两个O形密封圈（7、9）和阀壳3密封隔离。

弹簧腔内与阀芯顶部端面可接触的阀壳面上、端盖腔内与阀芯底部端面可解除的阀端盖内端面上分别设有若干剖面为三角形的圆形凸棱。

阀芯8两端的端面开有凹槽,凹槽内黏附弹性密封垫（6、10），使阀芯8与阀端盖内端面的圆形凸棱和弹簧腔处阀壳内部的圆形凸棱，在压紧力的作用下分别实现对阀端盖腔和弹簧腔的密封；

阀杆2的两端与手柄1和阀芯8之间均通过螺纹连接。阀杆2与阀芯8之间设置复位弹簧5，阀壳3与阀杆2的六方凸起之间设有套筒4，套筒4与阀壳3之间是螺纹连接。套筒4不仅可以对阀杆2运动起导向作用，还可通过调节套筒4与阀壳3之间螺纹旋入深度，调定弹簧5复位压力，从而设置阀的自动切断压力。

在阀芯8侧面的中部沿着周向开设环状的方形凹槽，在凹槽底面沿阀芯8径向开一小孔至阀芯8中心，在阀芯的阀盖侧端面中心开一小孔与上述小孔相通，从而可以把P口的压力气体引入阀端盖腔。

在阀壳3体内，从A口处到阀端盖处沿轴向开一小孔，使A口可与阀端盖腔相通。

当该阀处于如图1所示状态时，由于弹簧力的作用使阀芯8底端端面及密封垫10紧压在阀端盖11内端面上，密封垫10与阀端盖11内端面的棱台形成密封，使压力口P与工作口A隔断，而工作口A通过阀芯8顶端弹簧腔与排气口Ex相通，接通外界大气，阀处于关闭状态。

通过手柄1克服弹簧力向外拉动阀芯8至阀腔顶端，阀芯8顶端端面密封垫6与阀壳棱台形成密封，阻断工作口A与排气口Ex连接，同时阀芯底部形成端盖腔，使压力P口依次通过中部腔、阀芯8内部通孔、弹簧腔、阀壳3内轴向通孔与工作口A口相通，气路接通，阀处于开启状态。

若气压达到额定值，气压作用于阀芯8底端端面形成压力克服弹簧力，松开手柄1后，阀仍保持开启状态。通过手柄1向内推动阀芯8至阀芯8底端端面与阀端盖11端面接触，阀端盖腔消失，在弹簧力的作用下，阀处于关闭状态。此时，可以手动推拉自由控制阀的通断，作为开关阀使用。

若气压低于额定值，即使通过手柄1拉起阀芯8使阀处于暂时的开启状态，但由于阀芯8底部端盖腔腔气压与阀芯8底端端面形成的力不足以克服弹簧力，松开手柄后，阀芯在弹簧力的作用下返回原位，阀自行关闭。

本发明所述的气动自锁开关阀气路中压力达到额定值（可调）时，可作为手动开关阀门，手动推拉手柄可自由切换气路通断；气路中压力不足时，将自动关闭（自锁），切断气路；其密封性能好，保证在阀关闭后气路的绝对隔断；本发明工作稳定、安装方便、使用寿命长能满足各种不同的使用环境。应用到车辆上可以作为一种自动驻车制动保护装置，大大提高车辆（或具有相似工况装备）的安全性和可靠性，具有很强的实用价值。

例如：本发明作为矿用无轨胶轮车自动驻车制动保护装置，工作原理如图3所示。矿用无轨胶轮车液压系统是通过两位三通气控液压换向阀18给制动器20的活塞杆腔卸液和充液，实现车辆的驻车制动和解除。车辆启动后正常工作，通过手动拉推气动自锁开关阀17控制气路的通断，从而控制气控液压换向阀18决定蓄能器19是否给制动器20的活塞杆腔充液，实现驻车制动的手动控制（或者行车模式和液压工作结构操作模式的手动切换）；当车辆由于油温过高、缺水等异常被电保护电磁换向阀16关闭或者车辆熄火（总开关阀14关闭气路）后，进气口P气压不足，气动自锁开关阀将自锁，关断气路，使气控液压换向阀18气控口失去控制压力，回到原位，从而阻断蓄能器19供液，制动器20活塞杆腔的液压释放，在制动器20中弹簧力的作用下，实现对车辆的自动驻车制动。即使车辆恢复正常，气动自锁开关阀17仍处于关闭状态，若要接触驻车制动，必须手动开启，因此，避免溜车事故的发生，大大地提高车辆的安全和可靠性能。

Claims (7)

1.一种气动自锁开关阀，包括手柄（1）、阀杆（2）、阀壳（3）、阀芯（8）以及阀端盖（11），其特征在于：阀芯（8）和阀杆（2）螺纹均周向套装在阀壳（3）内,阀端盖（11）与阀壳（3）底端、阀杆（2）两端与阀芯（8）顶端和手柄（1）均通过螺纹连接，阀杆（2）在阀芯（8）顶端与阀壳（3）之间段套有复位弹簧（5），

阀壳（3）上设置分别与气源、被控元件以及外界大气相连接的压力口（P）、工作口（A）、排气口（Ex）；

阀芯（8）、阀壳（3）和端盖（11）之间有三个腔体，包括阀芯（8）顶部靠阀杆（2）一侧的与阀壳（3）之间的弹簧腔、阀芯（8）中部凹槽与阀壳（3）之间的中部腔以及阀芯（8）底部靠端盖（11）侧与端盖之间的阀端盖腔，弹簧腔与排气口（EX）常通，中部腔与压力口（P）常通，阀芯（8）内开有自中部腔到穿出阀芯（8）底部端面中心的连通孔，工作口（A）与弹簧腔和阀端盖腔分别有连通孔，三个腔体之间通过阀芯（8）和阀壳（3）的配合进行隔离。

2.根据权利要求1所述的气动自锁开关阀，其特征在于阀杆（2）上设置六方凸起，阀壳（3）内壁对应六方凸起的部位设置套筒（4），套筒（4）与阀壳（3）之间是螺纹连接，弹簧（5）一端紧压阀芯顶（8）部端面，另一端紧压套筒。

3.根据权利要求1或2所述的气动自锁开关阀，其特征在于在中部腔由阀芯（8）侧面的中部沿着周向开设环状的方形凹槽形成，在凹槽内沿阀芯（8）径向开小孔至阀芯（8）中心，在阀芯（8）内、端盖（11）侧的阀芯（8）底部端面中心开轴向小孔与上述径向的小孔相通。

4.根据权利要求3所述的气动自锁开关阀，其特征在于在阀壳（3）内开有连通工作口（A）和弹簧腔的径向孔以及连通工作口（A）和阀端盖腔的轴向孔。

5.根据权利要求4所述的气动自锁开关阀，其特征在于隔离三个腔体之间的阀芯（8）和阀壳（3）的配合部位开有凹槽并套设O形密封圈。

6.根据权利要求5所述的气动自锁开关阀，其特征在于阀芯8两端的端面开有凹槽，凹槽内黏附弹性密封垫。

7.根据权利要求6所述的气动自锁开关阀，其特征在于弹簧腔内与阀芯顶部端面可接触的阀壳面上、端盖腔内与阀芯底部端面可解除的阀端盖内端面上分别设有若干剖面为三角形的圆形凸棱。