CN107503784A - 安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全阀，包括阀壳、阀体、可移动设置的阀芯以及设置于所述阀体的内部且用于对所述阀芯起限位作用的压紧螺丝，阀芯包括沿轴向依次设置的进液段和导向段，进液段的外直径大于导向段的外直径，进液段上设有过液孔。本发明的安全阀，通过压紧螺丝对阀芯进行轴向限位，阀芯上的限位结构位于压紧螺丝的内部且与压紧螺丝相配合，这样对阀芯的进液段的壁厚要求降低，阀芯的进液段的内腔可以设置的较大，阀芯的过液流量大，有利于提高安全阀的排液流量，提高了安全阀的卸荷能力。

Description

安全阀

技术领域

本发明属于涉及煤矿综采液压支架，具体地说，本发明涉及一种安全阀。

背景技术

随着煤矿综采液压支架的大规模的实施和发展，综采工作对液压支架的要求也越来越严格，这样就对保护支架液压油缸的安全阀有了进一步的要求，尤其是对安全阀的使用寿命和可靠性有了更一步的要求，当来自液压支架顶部的压力造成被动力时，安全阀能否在承受高压的情况下，短时间及时充分稳定的卸荷直接影响支架的使用寿命和支护安全。它不仅会损害密封件、管道和液压元件，而且还会引起震动和噪声；有时使某些压力控制的液压元件产生误差。

目前使用的安全阀，主要包括阀壳、阀体、阀芯、阀套、复位弹簧、弹簧座和调压螺丝。在阀壳内部弹簧腔中，复位弹簧一端抵在与阀壳为螺纹连接的调压螺丝上，另一端抵在可移动的弹簧座上。阀体插入阀壳另一端且与阀壳为螺纹连接，阀体内部设有用于容纳阀套的空腔，阀芯位于阀套内，阀芯的端部与弹簧座接触，用于推动弹簧座移动实现安全阀的开启。

现有安全阀的溢流通道是采用环绕设置于阀芯侧壁上的过液孔，过液孔孔径小，导致安全阀的排液流量小，流量损失大，卸荷能力差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种安全阀，目的是提高排液流量。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：安全阀，包括阀壳、阀体、可移动设置的阀芯以及设置于所述阀体的内部且用于对所述阀芯起限位作用的压紧螺丝，阀芯包括沿轴向依次设置的进液段和导向段，进液段的外直径大于导向段的外直径，进液段上设有过液孔。

所述压紧螺丝与所述阀体为螺纹连接。

所述进液段和导向段为同轴固定连接，进液段为一端开口、一端封闭且内部中空的圆柱体，所述过液孔为在进液段的侧壁上沿径向贯穿设置的圆孔。

所述阀体上设有排液孔，所述压紧螺丝上设有用于使所述过液孔与排液孔连通以将从过液孔中流出的液体引导至排液孔的卸荷孔。

所述进液段的内部具有让液体进入且与所述阀体内设置的进液孔连通的进液腔，所述过液孔位于进液腔的径向上且过液孔与进液腔连通。

所述进液段的长度小于所述导向段的长度。

所述进液腔的直径为11.2mm，所述过液孔的直径为2.2mm，所述进液段的外直径为13mm。

所述压紧螺丝的内部具有容纳所述进液段的第一导向腔和容纳所述导向段的第二导向腔，第一导向腔的直径大于第二导向腔的直径。

所述进液段与所述压紧螺丝之间设有密封组件，该密封组件包括套在进液段上的第一密封圈和套在第一密封圈上的第二密封圈，第一密封圈的材质为复合塑料，第二密封圈为O形圈。

本发明的安全阀，通过压紧螺丝对阀芯进行轴向限位，阀芯上的限位结构位于压紧螺丝的内部且与压紧螺丝相配合，这样对阀芯的进液段的壁厚要求降低，阀芯的进液段的内腔可以设置的较大，阀芯的过液流量大，有利于提高安全阀的排液流量，提高了安全阀的卸荷能力。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明安全阀的剖视图；

图2是阀芯组件的剖视图；

图3是阀芯的剖视图；

图4是压紧螺丝的剖视图；

图5是阀体的剖视图；

图6是弹簧座的剖视图；

图7是另一种结构阀芯的剖视图；

图8是第一过液孔处的横截面示意图；

图9是第二过液孔处的横截面示意图；

图中标记为：

1、调压螺丝；2、阀壳；3、弹簧座；301、第一凸台；302、导向块；303、第二凸台；304、第一接触面；305、第二接触面；4、复位弹簧；5、压紧螺丝；501、第一导向腔；502、第二导向腔；503、卸荷孔；504、卸荷腔；505、限位面；6、阀芯；601、进液段；602、导向段；603、进液腔；604、第一过液孔；605、第二过液孔；606、过液孔；7、阀体；701、排液孔；702、进液孔；703、第一容置腔；704、第二容置腔；8、第一密封圈；9、第二密封圈。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图6所示，本发明提供了一种安全阀，包括阀壳2、阀体7、可移动设置的阀芯、设置于阀壳2的内部的弹簧座3和复位弹簧4以及设置于阀体7的内部且用于对阀芯起限位作用的压紧螺丝5，阀芯包括沿轴向依次设置的进液段601和导向段602，进液段601的外直径大于导向段602的外直径，进液段601上设有过液孔。

具体地说，如图1和图2所示，阀壳2为两端开口且内部中空的圆柱体，调压螺丝1和阀体7与阀壳2的两端连接，调压螺丝1是在阀壳2的一端插入阀壳2内且调压螺丝1与阀壳2为螺纹连接，阀体7是在阀壳2的另一端插入阀壳2中且阀体7与阀壳2为螺纹连接，调压螺丝1和阀体7将阀壳2的两端封闭。

如图1和图6所示，阀体7为两端开口且内部中空的圆柱体，压紧螺丝5设置于阀体7的中空内腔中。阀体7是用于与煤矿综采液压支架的液压元件如液压缸插接连接，阀体7的一端插入阀壳2的内部且阀体7的该端的外表面设有外螺纹，相应在阀壳2的端部内表面设有内螺纹，阀体7的另一端位于阀壳2的外部且用于与外设的液压元件连接。阀体7的内部中心处设有进液孔702，进液孔702为从阀体7的端面中心开始且沿轴向朝向阀体7的内部延伸的圆孔。阀体7的中空内腔为设置于阀体7的内部中心处的圆形腔体，阀体7的中空内腔包括容纳阀芯的进液段601的第一容置腔703和容纳压紧螺丝5的第二容置腔704，进液孔702、第一容置腔703和第二容置腔704为沿阀体7的轴向依次布置且三者相连通，第一容置腔703的直径大于进液孔702的直径，第二容置腔704的直径大于第一容置腔703的直径，第一容置腔703和第二容置腔704与进液孔702为同轴设置，阀芯的进液段601穿过压紧螺丝5后插入第一容置腔703中。阀体7上设有排液，排液孔701为在阀体7的侧壁上为沿阀体7的轴向依次布置，排液孔701并为在阀体7的侧壁上沿阀体7的径向贯穿设置的圆形通孔，排液孔701在阀体7的侧壁上沿周向均布多个，且所有排液孔701分布于阀体7的第二容置腔704的周围，排液孔701与阀体7的第二容置腔704连通且排液孔701的轴线与阀体7的第二容置腔704的轴线相垂直。

如图1和图2所示，压紧螺丝5与阀体7为螺纹连接，压紧螺丝5插入阀体7的第二容置腔704中，压紧螺丝5的外表面设有外螺纹，相应在阀体7的端部内表面上设有内螺纹，压紧螺丝5用于在轴向上对阀芯起到限位作用，从而形成一体结构的阀芯组件，压紧螺丝5、阀体7、阀芯和阀体7为同轴设置。压紧螺丝5和阀体7在阀体7内为固定设置，阀芯为沿轴向可移动的设置，阀芯的一端插入第一容置腔703中，阀芯的另一端与弹簧座3相接触。在阀体7的进液孔702中进入高压液体后，高压液体会推动阀芯移动，阀芯进而推动弹簧座3移动，直至阀芯上的过液孔与阀体7上的排液孔701连通，形成让高压液体通过的溢流通道。

如图1至图3所示，阀芯为一端开口、一端封闭且内部中空的圆柱体，阀芯的开口端插入阀体7的第一容置腔703中，阀芯的封闭端与弹簧座3相接触。阀芯的进液段601和导向段602为同轴固定连接，进液段601为一端开口、一端封闭且内部中空的圆柱体，导向段602也为圆柱体，进液段601的开口端位于第一容置腔703中且进液段601的内腔与进液孔702连通，进液段601的封闭端与导向段602固定连接，过液孔为在进液段601的侧壁上沿径向贯穿设置的圆孔，过液孔的轴线与进液孔702的轴线相垂直。过液孔是用于将进入阀芯内的液体引导至压紧螺丝5上设置的卸荷孔503中，卸荷孔503与阀体7上设置的排液孔701连通。在安全阀开启时，阀芯移动至使其上的过液孔与卸荷孔503对齐的位置处，卸荷孔503使得过液孔与排液孔701连通，过液孔与卸荷孔503和排液孔701形成溢流通道，进入阀体7的进液孔702中的高压液体经溢流通道流出阀体7外，实现卸压。

如图1至图3所示，进液段601的外直径大于导向段602的外直径，从而进液段601和导向段602之间形成有一个限位台阶，该限位台阶位于压紧螺丝5的内腔中，压紧螺丝5与该限位台阶相配合，能够在安全阀开启时对阀芯起到轴向限位作用，压紧螺丝5并对移动中的阀芯起到导向作用。相比于现有技术中依靠阀套与设置于阀芯的进液段的开口端上的限位台阶相配合对阀芯进行轴向限位，该限位台阶位于阀体的进液孔中，为了保证强度和刚度，阀芯上的限位台阶要求阀芯的壁厚设置的较大，进而限制了阀芯的内腔直径，继而限制了过液流量。而本发明的安全阀中的阀芯是由压紧螺丝5进行轴向限位，限位台阶位于压紧螺丝5的内腔中，限位台阶不位于阀芯的进液段601的开口端处，进液段601上仅设置过液孔，这样对阀芯的进液段601的侧壁壁厚要求降低，进液段601的壁厚可以设置的更薄，进而使得阀芯的进液段601的内腔可以设置的较大，阀芯的过液流量大，有利于提高安全阀的排液流量，进而能提高安全阀的卸荷能力。

如图1至图3所示，进液段601的内部具有进液腔603，进液腔603为圆形腔体，进液腔603的直径小于进液孔702的直径，进液腔603与进液孔702为同轴设置且进液腔603与进液孔702相连通，过液孔位于进液腔603的径向上且过液孔与进液腔603连通，进液腔603使得过液孔与进液孔702处于连通状态。阀芯上包围进液腔603的侧壁壁厚较小，进液腔603的长度小于导向段602的长度，进液段601的长度也小于导向段602的长度，实现大流量溢流的同时确保了阀芯的强度和刚度。过液孔为在阀芯的侧壁上沿阀芯的径向贯穿设置的圆形通孔，过液孔并在阀芯的侧壁上沿周向均布多个，过液孔与进液腔603连通且所有过液孔分布于进液腔603的周围，过液孔的轴线与进液腔603的轴线相垂直。

如图1、图2和图4所示，压紧螺丝5为两端开口且内部中空的圆柱体，压紧螺丝5的内部具有容纳进液段601的第一导向腔501和容纳导向段602的第二导向腔502，第一导向腔501的直径大于第二导向腔502的直径。第一导向腔501和第二导向腔502为压紧螺丝5的中空内腔的一部分，第一导向腔501和第二导向腔502为设置于压紧螺丝5的内部中心处的圆形腔体，第一导向腔501的直径与进液段601的外直径大小相等，第二导向腔502的直径与导向段602的外直径大小相等，进液段601插入第一导向腔501中，导向段602插入第二导向腔502中，进液段601的外圆面与第一导向腔501的内圆面接触，导向段602的外圆面与第二导向腔502的内圆面接触。第二导向腔502的直径小于进液段601的外直径，因此进液段601不能插入到第二导向腔502中，从而对阀芯起到轴向限位作用。压紧螺丝5的内部还具有一个卸荷腔504，卸荷腔504为设置于压紧螺丝5的内部的圆形腔体，卸荷腔504的直径大于第一导向腔501和第二导向腔502的直径且三者为同轴设置，卸荷腔504的直径并大于进液段601的外直径。在压紧螺丝5的轴向上，卸荷腔504位于第一导向腔501和第二导向腔502之间，卸荷腔504用于容纳液体，过液孔通过卸荷腔504与卸荷孔503连通，从过液孔中流出的液体经卸荷腔504流入卸荷孔503中，最后流排液孔701中。卸荷孔503为在压紧螺丝5的侧壁上沿压紧螺丝5的径向贯穿设置的圆形通孔，卸荷孔503并在压紧螺丝5的侧壁上沿周向均布多个，卸荷孔503与卸荷腔504连通且所有卸荷孔503分布于卸荷腔504的周围，卸荷孔503的轴线与卸荷腔504的轴线相垂直。在阀体7的径向上，卸荷孔503位于排液孔701和卸荷腔504之间，卸荷孔503使得卸荷腔504和排液孔701始终处于连通状态。

如图4所示，由于卸荷腔504的直径大于第二导向腔502的直径，因此卸荷腔504与第二导向腔502之间形成一个限位面505，在阀芯进行轴向移动时，进液段601只能插入到卸荷腔504中，限位面505的限制使得进液段601不能插入第二导向腔502中，直至限位面505与阀芯上的限位台阶接触后，阀芯移动到位，安全阀的开启角度最大。

作为优选的，进液腔603的直径为11.2mm，过液孔的直径为2.2mm，进液段601的外直径为13mm，导向段602的外直径为11mm，卸荷孔503的直径为5mm，排液孔701的直径为7mm。

如图1所示，弹簧座3为可移动的设置于阀壳2的内部，复位弹簧4和弹簧座3构成推动阀芯移动使安全阀关闭的复位机构，复位弹簧4和弹簧座3位于阀壳2的内部，复位弹簧4是夹在调压螺丝1与弹簧座3之间，弹簧座3在阀壳2内由复位弹簧4和阀芯推动可沿轴向滑动，阀芯推动弹簧座3朝向调压螺丝1处移动可使安全阀开启，复位弹簧4推动弹簧座3朝向阀座处移动可使安全阀关闭。

如图1和图6所示，弹簧座3具有与阀芯的端面接触的第一接触面304，阀芯的端面和第一接触面304均为与阀芯的轴线相垂直的平面。弹簧座3是由导向块302、第一凸台301和第二凸台303构成，导向块302为圆形块状结构，第一凸台301和第二凸台303分别在导向块302的一侧与导向块302连接形成一体结构的弹簧座3。第一凸台301和第二凸台303与导向块302同轴，第一凸台301为圆柱形，导向块302的直径大于第一凸台301和第二凸台303的直径。复位弹簧4为螺旋弹簧，第一凸台301是用于插入复位弹簧4中对复位弹簧4的一端进行定位。第二凸台303为球形，第一接触面304为第二凸台303的外表面，第一接触面304与第二凸台303的轴线相垂直。弹簧座3由于夹在复位弹簧4与阀芯之间，而且弹簧座3在径向上与阀壳2内壁之间留有间隙(即弹簧座3径向上缺少支撑)，阀芯和复位弹簧4均对弹簧座3施加沿轴向的作用力，弹簧座3通过第二凸台303上设置的第一接触面304与阀芯的端面接触，形成平面接触，形成稳定的接触面积，可以确保弹簧座3受力均匀，使得弹簧座3只受轴向力，不受径向干扰，防止受径向力导致复位弹簧4卡死或者弯曲变形，提高可靠性。

如图1和图6所示，弹簧座3具有与阀体7的端面接触的第二接触面305，第二接触面305为与阀体7和弹簧座3的轴线相垂直的平面。第二接触面305为导向段602602的外表面，阀体7上的与第二接触面305的端面为与阀体7的轴线相垂直的平面。弹簧座3通过第二接触面305与阀体7的端面接触，阀体7对弹簧座3起到轴向限位作用，稳定性好。

如图1和图2所示，阀芯的进液段601与压紧螺丝5之间设有密封组件，该密封组件包括套在进液段601上的第一密封圈8和套在第一密封圈8上的第二密封圈9，第一密封圈8的材质为复合塑料，较传统的O形密封圈使用寿命高，密封效果好。第二密封圈9为O形圈，第二密封圈9给第一密封圈8施加压力以使第一密封圈8与阀芯的外圆面保持接触状态，实现可靠密封。压紧螺丝5与阀芯之间通过密封组件进行密封，一方面可以进一步提高密封效果，减少进入压紧螺丝5与弹簧座3之间的空间内的高压油油量，另一方面在径向可以对阀芯起到一定的限位作用。

作为变形实施方案，如图7至图9所示，阀芯的进液段601上设置的过液孔包括沿阀芯的轴向依次布置的第一过液孔604和第二过液孔605。第一过液孔604和第二过液孔605为在进液段601的侧壁上沿径向贯穿设置的圆孔，第一过液孔604和第二过液孔605的轴线与进液孔702的轴线相垂直，第一过液孔604和第二过液孔605位于进液腔603的径向上且第一过液孔604和第二过液孔605与进液腔603相连通。第二过液孔605靠近进液段601的开口端，第一过液孔604靠近进液段601的封闭端，第一过液孔604和第二过液孔605用于将进入阀芯内的液体引导至卸荷孔503。在安全阀开启时，阀芯移动至使其上的第一过液孔604和第二过液孔605与卸荷孔503对齐的位置处，卸荷孔503使得第一过液孔604和第二过液孔605与排液孔701连通，第一过液孔604和第二过液孔605与卸荷孔503和排液孔701形成溢流通道，进入阀体7的进液孔702中的高压液体经溢流通道流出阀体7外，实现卸压。

如图7至图9所示，第一过液孔604为在阀芯的侧壁上沿阀芯的径向贯穿设置的圆形通孔，第一过液孔604并在阀芯的侧壁上沿周向均布多个，第一过液孔604与进液腔603连通且所有第一过液孔604分布于进液腔603的周围，第一过液孔604的轴线与进液腔603的轴线相垂直。第二过液孔605为在阀芯的侧壁上沿阀芯的径向贯穿设置的圆形通孔，第二过液孔605并在阀芯的侧壁上沿周向均布多个，第二过液孔605与进液腔603连通且所有第二过液孔605分布于进液腔603的周围，第二过液孔605的轴线与进液腔603的轴线相垂直。第一过液孔604和第二过液孔605的孔径大小相等且第一过液孔604和第二过液孔605的数量相同，阀芯上在对应进液腔603的位置处分别设置第一过液孔604和第二过液孔605将液体引导至阀体7上的排液孔701中，增大了过液面积，提高了安全阀的排液流量。

如图7至图9所示，第一过液孔604和第二过液孔605相配合，用于将液体引导至卸荷孔503中，作为优选的，第一过液孔604和第二过液孔605在阀芯上为错开布置，而且错开的角度为相邻两个第一过液孔604或相邻两个第二过液孔605之间的夹角大小的一半，第一过液孔604不与第二过液孔605处于与阀芯的轴向相平行的同一直线上。第一过液孔604和第二过液孔605分别在阀芯上设置一圈，错开布置是指，位于同一圈的多个第一过液孔604在绕阀芯的轴线旋转一定角度后与位于同一圈的多个第二过液孔605对齐，即周向上各个位置处的第一过液孔604分别与一个第二过液孔605处于与阀芯的轴线相平行的同一直线上。各个第一过液孔604在阀芯的投影面上的位置位于相邻的两个第二过液孔605在阀芯的投影面上的位置中间，阀芯的投影面与阀芯的轴线相垂直。第一过液孔604和第二过液孔605采用这种错开的方式进行布置，在提高过液流量的同时，可以增加阀芯的金属性能，提高阀芯的刚度，使得阀芯不容易断裂。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.安全阀，包括阀壳、阀体和可移动设置的阀芯，其特征在于：还包括设置于所述阀体的内部且用于对所述阀芯起限位作用的压紧螺丝，阀芯包括沿轴向依次设置的进液段和导向段，进液段的外直径大于导向段的外直径，进液段上设有过液孔。

2.根据权利要求1所述的安全阀，其特征在于：所述压紧螺丝与所述阀体为螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的安全阀，其特征在于：所述进液段和导向段为同轴固定连接，进液段为一端开口、一端封闭且内部中空的圆柱体，所述过液孔为在进液段的侧壁上沿径向贯穿设置的圆孔。

4.根据权利要求3所述的安全阀，其特征在于：所述阀体上设有排液孔，所述压紧螺丝上设有用于使所述过液孔与排液孔连通以将从过液孔中流出的液体引导至排液孔的卸荷孔。

5.根据权利要求1至4任一所述的安全阀，其特征在于：所述进液段的内部具有让液体进入且与所述阀体内设置的进液孔连通的进液腔，所述过液孔位于进液腔的径向上且过液孔与进液腔连通。

6.根据权利要求5所述的安全阀，其特征在于：所述进液段的长度小于所述导向段的长度。

7.根据权利要求5或6所述的安全阀，其特征在于：所述进液腔的直径为11.2mm，所述过液孔的直径为2.2mm，所述进液段的外直径为13mm。

8.根据权利要求1所述的安全阀，其特征在于：所述压紧螺丝的内部具有容纳所述进液段的第一导向腔和容纳所述导向段的第二导向腔，第一导向腔的直径大于第二导向腔的直径。

9.根据权利要求1至8任一所述的安全阀，其特征在于：所述进液段与所述压紧螺丝之间设有密封组件，该密封组件包括套在进液段上的第一密封圈和套在第一密封圈上的第二密封圈，第一密封圈的材质为复合塑料，第二密封圈为O形圈。