CN107725083A - 供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀，包括阀壳、螺套、设置于螺套内的限位板、可移动的设置于阀壳内的阀芯、设置于所述阀壳内部且套设于所述阀芯上的阀套和设置于阀套内部且套设于阀芯上的滑动套，滑动套与阀套之间形成有填充润滑介质的润滑腔。本发明的供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀，润滑腔中充填的润滑介质包围阀芯，对氮气的密封性更好，避免氮气泄露，提高安全阀的密封性能，而且润滑介质能润滑阀芯表面，保护两侧的密封件，减小密封件与阀芯之间的摩擦力，从而减小了阀芯移动时的阻力，实现氮气安全阀的快速开启和关闭。

Description

供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀

技术领域

本发明属于涉及煤矿综采液压支架，具体地说，本发明涉及一种供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀。

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。氮气安全阀能够解决这些问题。

现有的氮气安全阀，密封性差，内部的氮气容易泄露，而且内部套设在阀芯上的密封圈与阀芯之间的摩擦力较大，增大了阀芯移动时的阻力。

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，本发明提供一种供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀，目的是提高密封性。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀，包括阀壳、螺套、设置于螺套内的限位板、可移动的设置于阀壳内的阀芯、设置于所述阀壳内部且套设于所述阀芯上的阀套和设置于阀套内部且套设于阀芯上的滑动套，滑动套与阀套之间形成有填充润滑介质的润滑腔。

所述阀套套设于所述滑动套上，所述润滑腔位于滑动套的端面和阀套之间，所述润滑介质包围所述阀芯。

所述滑动套为可移动的设置于所述阀套的内部。

所述的供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀还包括储存有氮气的储气结构，储气结构包括依次设置的第一储气腔、第二储气腔、第三储气腔、第四储气腔、第五储气腔和第六储气腔。

所述第一储气腔设置于所述螺套的内部。

所述第二储气腔和所述第三储气腔设置于所述限位板的内部，所述第一储气腔与第二储气腔和第三储气腔为同轴设置。

所述第四储气腔设置于所述阀套的内部且第四储气腔位于所述滑动套和所述限位板之间，第四储气腔与所述第二储气腔和第三储气腔为同轴设置。

所述第五储气腔设置于所述滑动套的内部，第五储气腔与所述第四储气腔为同轴设置。

所述第六储气腔设置于所述阀芯的内部，第六储气腔与所述第五储气腔为同轴设置。

所述润滑介质为液压油或油脂。

本发明的供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀，润滑腔中充填的润滑介质包围阀芯，对氮气的密封性更好，避免氮气泄露，提高安全阀的密封性能，而且润滑介质能润滑阀芯表面，保护两侧的密封件，减小密封件与阀芯之间的摩擦力，从而减小了阀芯移动时的阻力，实现氮气安全阀的快速开启和关闭。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明安全阀的结构示意图；

图2是阀壳的剖视图；

图3是螺套的剖视图；

图4是限位板的剖视图；

图5是阀套的剖视图；

图6是滑动套的剖视图；

图7是阀芯的剖视图；

图中标记为：1、螺堵；2、充气阀；3、阀壳；301、进液孔；302、排液孔；4、螺套；401、第一容置腔；402、第二容置腔；403、第三容置腔；404、充气孔；5、限位板；501、支持部；502、限位部；6、阀套；601、第四容置腔；602、第五容置腔；603、内底面；7、滑动套；701、第六容置腔；702、端面；8、阀芯；801、第一过液孔；802、第二过液孔；9、润滑腔；10、润滑介质；11、第一储气腔；12、第二储气腔；13、第三储气腔；14、第四储气腔；15、第五储气腔；16、第六储气腔；17、阀垫；18、第一密封圈；19、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7所示，本发明提供了一种供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀，包括阀壳3、螺套4、设置于螺套4内的限位板5、可移动的设置于阀壳3内的阀芯8、设置于阀壳3内部且套设于阀芯8上的阀套6和设置于阀套6内部且套设于阀芯8上的滑动套7，滑动套7与阀套6之间形成有填充润滑介质10的润滑腔9。

具体地说，如图1和图2所示，阀壳3具有进液孔301和排液孔302，进液孔301通过阀芯8内部的过液孔与排液孔302连通且三者形成氮气安全阀的溢流通道，阀芯8为可移动的设置于阀壳3内且用于控制溢流通道的通断。进液孔301为从阀壳3的一端端面中心开始且沿轴向延伸至阀壳3内部的圆孔，排液孔302设置于阀壳3的侧壁上，排液孔302为在阀壳3的侧壁上沿径向贯穿设置的通孔，排液孔302为圆孔且排液孔302的轴线与进液孔301的轴线相垂直，排液孔302并在阀壳3的侧壁上沿周向均布多个且所有排液孔302分布于阀芯8的周围，这样在安全阀开启时，进入进液孔301中的液体可经阀芯8内的过液孔流向排液孔302处。

如图1、图2、图3和图7所示，阀壳3为两端开口且内部中空的圆柱体，阀壳3与螺套4固定连接。作为优选的，阀壳3的一端插入螺套4的内部且阀壳3与螺套4为螺纹连接，阀壳3的端部设有外螺纹，螺套4的内部设有内螺纹。限位板5和阀套6为相对设置，限位板5和阀套6并由螺套4和阀壳3相配合夹紧，实现限位板5和阀套6的轴向固定。阀芯8为圆柱体，阀芯8为可移动的设置于阀壳3的内部且阀芯8与阀壳3为同轴设置，阀芯8内部的过液孔包括第一过液孔801和第二过液孔802，第一过液孔801为从阀芯8的一端端面中心开始沿轴向延伸至阀芯8内部的圆孔，第二过液孔802设置于阀芯8的侧壁上，阀芯8的该侧壁为包围第二过液孔802的圆环形侧壁，第二过液孔802为在阀芯8的侧壁上沿径向贯穿设置的通孔，第二过液孔802为圆孔且第二过液孔802的轴线与第一过液孔801的轴线相垂直，第二过液孔802与第一过液孔801始终处于连通状态，第一过液孔801与进液孔301始终处于连通状态，进液孔301与第一过液孔801为同轴设置。当阀芯8移动至使其上的第二过液孔802与排液孔302处于对齐位置处时，第二过液孔802与排液孔302处于连通状态，此时进液孔301通过第一过液孔801和第二过液孔802与排液孔302连通，溢流通道导通，氮气安全阀实现开启。当阀芯8移动至使其上的第二过液孔802被阀壳3的内圆面遮盖住的位置处时，第二过液孔802与排液孔302处于不连通，进而使溢流通道断开，氮气安全阀实现关闭。

如图1至图7所示，阀套6套设于阀芯8和滑动套7上，滑动套7套设于阀芯8上，润滑腔9位于滑动套7的端面702和阀套6之间，润滑腔9为圆环形腔体，润滑介质10包围阀芯8，润滑介质10为液压油或油脂，油脂优选为低粘稠度的油脂。滑动套7位于阀套6和限位板5之间，滑动套7的端面702为滑动套7的面朝阀套6的一端的端面，滑动套7的端面702为与滑动套7的轴线相垂直的平面，滑动套7的端面702与阀套6的内底面603为相对设置，阀套6的内底面603为阀套6内部的与滑动套7的端面702相平行的平面，润滑腔9位于滑动套7的端面702和滑动套7的内底面603之间。滑动套7为可移动的设置于阀套6的内部，使得润滑腔9的容积大小可变，滑动套7的外圆面与阀套6的内圆面之间相接触，滑动套7的移动方向为轴向，与阀芯8的移动方向相同，阀套6和限位板5为固定设置。由于氮气有不稳定性，支架油缸在周期来压过程中顶板压力波动频繁，滑动套7来回移动能消减安全阀频繁开启造成的压力冲击。作为优选的，阀芯8与阀套6之间设有第一密封圈18，阀芯8与滑动套7之间设有第二密封圈19，滑动套7与阀套6之间设有第三密封圈，确保润滑腔9的密封性，避免润滑腔9中的润滑介质10和氮气的泄露。第一密封圈18和第二密封圈19套设于阀芯8上，第三密封圈套设于滑动套7上。润滑腔9中充填的润滑介质10包围阀芯8，对氮气的密封性更好，避免氮气泄露，提高安全阀的密封性能，而且润滑介质10能润滑阀芯8的表面，保护两侧的第一密封圈18和第二密封圈19，减小第一密封圈18和第二密封圈19与阀芯8之间的摩擦力，从而减小了阀芯8移动时的阻力，实现氮气安全阀的快速开启和关闭。

如图1至图7所示，螺套4为两端开口且内部中空的圆柱体，限位板5和阀套6设置于螺套4的内部。螺套4具有第一容置腔401和第二容置腔402，第一容置腔401和第二容置腔402为在螺套4的内部中心处沿轴向依次设置，第一容置腔401和第二容置腔402为圆形腔体且第一容置腔401和第二容置腔402为同轴设置，第一容置腔401的直径大于第二容置腔402的直径，第一容置腔401为从螺套4的面朝阀壳3的端面中心处沿轴向延伸至螺套4的内部，第一容置腔401用于容纳阀壳3，相应在第一容置腔401处的内圆面上设置内螺纹。第二容置腔402用于容纳限位板5和阀套6，阀套6的一部分位于第二容置腔402中，阀套6的另一部分位于阀壳3的内部，阀套6的外直径和限位板5的外直径与第二容置腔402的外直径大小相同，阀套6和限位板5与阀芯8和螺套4为同轴设置，阀套6由阀壳3与限位板5相配合夹紧固定。阀芯8会频繁反复移动，通过设置阀套6和滑动套7与阀壳3相配合，对阀芯8提供导向作用，提高阀芯8移动时的稳定性，进而也提高了氮气安全阀整体的可靠性，限位板5用于在轴向上对阀芯8起到限位作用。

如图1和图5所示，阀套6为两端开口且内部中空的圆柱体，阀套6具有第四容置腔601和第五容置腔602，第四容置腔601和第五容置腔602为在阀套6的内部中心处沿轴向依次设置，第四容置腔601和第五容置腔602为圆形腔体且第四容置腔601和第五容置腔602为同轴设置，第四容置腔601的直径小于第五容置腔602的直径，第四容置腔601为从阀套6的面朝阀壳3的端面中心处沿轴向延伸至阀套6的内部，第五容置腔602为从阀套6的面朝限位板5的端面中心处沿轴向延伸至阀套6的内部，第四容置腔601用于容纳阀芯8，第五容置腔602用于容纳滑动套7，滑动套7的外直径与第五容置腔602的直径大小相同，阀芯8的外直径与第四容置腔601的直径大小相同，润滑腔9为第五容置腔602的一部分。

如图1和图6所示，滑动套7为两端开口且内部中空的圆柱体，滑动套7具有容纳阀芯8的第六容置腔701，第六容置腔701为圆形腔体，阀芯8的外直径与第六容置腔701的直径大小相同，第六容置腔701为从滑动套7的面朝阀套6的端面702的中心处沿轴向延伸至滑动套7的内部。

如图1和图4所示，限位板5用于对阀套6提供支撑作用，限位板5插入阀套6的内部，限位板5为两端开口且内部中空的圆柱体，限位板5是由限位部502和支持部501组成，限位部502和支持部501相连接且限位部502和支持部501为沿轴向依次布置，限位部502的外直径大于支持部501的外直径，支持部501与限位部502为同轴设置，阀座套设于支持部501上，支持部501插入阀座的第五容置腔602中，支持部501的长度小于阀座的第五容置腔602的长度，支持部501的外直径与第五容置腔602的直径大小相同，滑动套7位于支持部501和阀套6的内底面603之间。作为优选的，本发明的供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀还包括夹在阀套6与限位板5之间的阀垫17，阀垫17起密封作用，阀垫17为圆环形结构，阀垫17套设于支持部501上且阀垫17夹在阀套6的端面和限位部502的端面之间。阀垫17的外圆面与螺套4的第二容置腔402处的内圆面贴合，阀垫17的内圆面与支持部501的外圆面贴合，支持部501的外圆面与第二容置槽处的内圆面贴合，可以提高密封性能。阀垫17采用软材质制成的，易变形，阀垫17会受到阀套6和限位部502的挤压，支持部501可在径向上对阀垫17提供支撑作用，使得阀垫17在与阀套6和限位板5接触实现密封时仅部分发生变形，避免阀垫17过度变形而影响密封效果。限位板5位于螺套4的内部，在轴向上，限位部502对阀垫17起到限位作用，限位部502与阀套6相配合夹紧阀垫17。限位板5采用金属材质制成，限位部502和支持部501为一体加工成型。

如图1和图3所示，本发明的供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀还包括充气阀2和螺堵1，螺堵1与螺套4为螺纹连接。螺套4具有容纳螺堵1的第三容置腔403和容纳充气阀2的充气孔404，第三容置腔403和充气孔404为在螺套4的内部中心处沿轴向依次设置，第三容置腔403为圆形腔体，充气孔404为圆孔且充气孔404位于第三容置腔403和第一储气腔11之间，第三容置腔403和充气孔404为同轴设置，第三容置腔403的直径大于充气孔404的直径，第三容置腔403为从螺套4的端面中心处沿轴向延伸至螺套4的内部，在第三容置腔403处的内圆面上设置内螺纹，螺堵1的外圆面上设有外螺纹，充气阀2安装在充气孔404中，螺堵1用于封闭螺套4，避免氮气安全阀中的气体泄漏。将螺堵1与螺套4设置成螺纹连接，便于螺堵1的拆装，在螺堵1拆卸后，可通过充气阀2向氮气安全阀中补充氮气。

如图1至图7所示，本发明的供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀还包括储存有氮气的储气结构，储气结构包括依次设置的第一储气腔11、第二储气腔12、第三储气腔13、第四储气腔14、第五储气腔15和第六储气腔16。第一储气腔11设置于螺套4的内部，第一储气腔11为圆形腔体，在螺套4的轴向上，第一容置腔401、第二容置腔402、第一储气腔11、充气孔404和第三容置腔403为依次设置。第一储气腔11和第二容置腔402为同轴设置，第一储气腔11的直径小于第二容置腔402的直径，第一储气腔11和第二容置腔402之间形成用于对限位板5起限位作用的限位台阶，第一储气腔11中充有氮气。第二储气腔12和第三储气腔13设置于限位板5的内部，第一储气腔11与第二储气腔12和第三储气腔13为同轴设置，第二储气腔12位于第一储气腔11和第三储气腔13之间，第二储气腔12和第三储气腔13中充有氮气。第二储气腔12和第三储气腔13为在限位板5的内部中心处沿轴向依次设置，第二储气腔12和第三储气腔13为圆形腔体，第二储气腔12为从限位板5的一端端面中心处沿轴向延伸至限位板5的内部，第三储气腔13为从阀套6的另一端端面中心处沿轴向延伸至阀套6的内部，第二储气腔12的直径小于第三储气腔13的直径，第三储气腔13的直径小于第一储气腔11的直径，阀芯能够插入第三储气腔13中。

第四储气腔14设置于阀套6的内部且第四储气腔14位于滑动套7和限位板5之间，第四储气腔14中充有氮气，第四储气腔14为圆形腔体，第四储气腔14为第五容置腔602的一部分，第四储气腔14与第二储气腔12和第三储气腔13为同轴设置，第四储气腔14的直径大于第三储气腔13的直径，第三储气腔13位于第二储气腔12和第四储气腔14之间。滑动套7为可移动的设置，使得第四储气腔14的容积大小可变。第五储气腔15设置于滑动套7的内部，第五储气腔15与第四储气腔14为同轴设置，第五储气腔15中充有氮气，第五储气腔15为圆形腔体，第五储气腔15为从滑动套7的面朝限位板5的端面中心处沿轴向延伸至阀套6的内部，第三储气腔13的直径与第五储气腔15的直径大小相同，第五储气腔15的直径大于第六容置腔701的直径，第四储气腔14位于第三储气腔13和第五储气腔15之间。第六储气腔16设置于阀芯8的内部，第六储气腔16与第五储气腔15为同轴设置，第六储气腔16中充有氮气，第六储气腔16为圆形腔体，第六储气腔16为从阀芯8的面朝限位板5的端面中心处沿轴向延伸至阀芯8的内部，第二储气腔12的直径小于阀芯8的外直径。

本发明的氮气安全阀的工作原理为：当液压支架的油缸受力超过氮气安全阀的储气结构内的气压时，阀芯8在进入阀壳3的进液孔301内的液体的推动下向第五储气腔15内移动，当阀芯8上的第二过液孔802移动至与排液孔302对齐时，阀壳3的进液孔301中的液体经阀芯8内的过液孔流向排液孔302，最终经排液孔302向外排出，由于阀芯8与阀壳3内部有可靠地密封性能，液体不能进入储气腔。随着液体的不断排出，油缸中的压力会随着卸荷而降低，当油缸的压力小于储气结构内的气压时，阀芯8受气压作用复位，恢复密封状态。

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 (10)

1.供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀，包括阀壳、螺套、设置于螺套内的限位板和可移动的设置于阀壳内的阀芯，其特征在于：还包括设置于所述阀壳内部且套设于所述阀芯上的阀套和设置于阀套内部且套设于阀芯上的滑动套，滑动套与阀套之间形成有填充润滑介质的润滑腔。

2.根据权利要求1所述的供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀，其特征在于：所述阀套套设于所述滑动套上，所述润滑腔位于滑动套的端面和阀套之间，所述润滑介质包围所述阀芯。

3.根据权利要求1或2所述的供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀，其特征在于：所述滑动套为可移动的设置于所述阀套的内部。

4.根据权利要求1至3任一所述的供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀，其特征在于：还包括储存有氮气的储气结构，储气结构包括依次设置的第一储气腔、第二储气腔、第三储气腔、第四储气腔、第五储气腔和第六储气腔。

5.根据权利要求4所述的供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀，其特征在于：所述第一储气腔设置于所述螺套的内部。

6.根据权利要求5所述的供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀，其特征在于：所述第二储气腔和所述第三储气腔设置于所述限位板的内部，所述第一储气腔与第二储气腔和第三储气腔为同轴设置。

7.根据权利要求5或6所述的供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀，其特征在于：所述第四储气腔设置于所述阀套的内部且第四储气腔位于所述滑动套和所述限位板之间，第四储气腔与所述第二储气腔和第三储气腔为同轴设置。

8.根据权利要求7所述的供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀，其特征在于：所述第五储气腔设置于所述滑动套的内部，第五储气腔与所述第四储气腔为同轴设置。

9.根据权利要求8所述的供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀，其特征在于：所述第六储气腔设置于所述阀芯的内部，第六储气腔与所述第五储气腔为同轴设置。

10.根据权利要求1至9任一所述的供煤矿综采液压支架使用的氮气安全阀，其特征在于：所述润滑介质为液压油或油脂。