CN1083905A - 高压液压阀 - Google Patents

Abstract

一种高压液压阀，尤其是适用于矿井下的限压 阀，具有一个可在阀孔8中移动的柱塞滑阀9，该阀 由液压介质加载，且在其外表面上设有薄的硬介涂 层，该涂层在上述外表面上是光滑的且设于阀孔中的 密封圈12可在其上滑动。这层涂层由厚度为1至 4μm的氮化钛构成。柱塞滑阀9的阀体最好由防锈 合金制成，涂层亦可覆盖在柱塞滑阀的整个外表面 上。阀孔设置于由防锈合金构成的阀座7中。阀孔 8的内壁上也设有氮钛合金涂层。

Description

本发明涉及一种高压液压阀，尤其涉及一种煤矿井下使用的限压阀，该阀具有一个可在阀孔中移动的且由液压介质打开的滑塞，滑塞的外面敷有一层薄、硬且其表面光滑的涂层，设置于阀孔中的密封圈在这层涂层上滑动。这层薄、硬且表面光滑的涂层应使滑塞在密封圈中滑动灵活，从而使推力尽可能小且同时具有尽可能好的密封效果。

根据现有技术，通常选择镀硬铬层为这种薄、硬且表面光滑的涂层。但实践证明，在以纯水代替油或油水乳化液时，这种镀硬铬层不能满足要求。在这种情况下，由于油缺乏润滑作用而在滑塞的镀硬铬层表面和密封圈之间形成很大的摩擦力，从而使滑塞的运动更加困难，这样在滑塞上和密封上有很大的推力并对相应的密封效果产生不良影响。

由于液压油中含有破坏环境的物质，因而出于环境保护的原因又要求在高压系统中利用纯水代替所用的液压油和水油乳化液。水油乳化液对于采矿业中的液压系统尤其适用，在那里，一个液控工作面的区域内需要并使用大量的液压流体。因此在这里迫切要求以纯水作为液压介质。

基于上述原因，已经有人试图以一种润滑漆膜涂层代替现有的镀硬铬层，以求用这种方式实现连续润滑。但实践证明，这种光滑的漆质涂层很快便从滑塞的表面溶解掉，尤其是当将这种涂敷过的滑塞用于在阀开启时液压介质高速排放的场合更是如此。

本发明的任务在于提供一种在上述已有技术的基础上继续衍变的高压液压阀，其滑塞也是在以纯水作为液压介质而压在密封圈柔软的密封材料上时，具有很小的摩擦系数、良好的密封和长久的寿命。

为实现上述发明目的，本发明一改先前的上述现有技术的高液压阀，而设置了涂层厚1至4μm氮化钛涂层。

已经证实，也是在以纯水作为液压介质的情况下，带氮化钛涂层的滑塞只有非常小的摩擦系数，取得了优秀的密封性能并达到特别长的使用寿命。同时，这种极薄的氮化钛涂层在滑塞的外表面粘附的极其牢固，并且极快的水流也不会将其从上述表面溶解掉。

以一种不锈的合金制做这种滑塞体较好，使用这种不锈的合金有这样的优点，即透过这层极薄的氮化钛涂层而渗透到该涂层之下的水不会产生氧化作用，这种氧化作用是会对滑塞表面的质量及耐久性产生不良影响的。特别是以PVD-工艺涂敷的氮化钛涂层极其牢固地粘附于这种不锈合金表面。在涂敷氮化钛涂层时采用PVD-工艺具有特殊的优点，即依此方法只需对工件予以很少的加热，这样就不会破坏所用合金的调质组织。

这种涂层包覆滑塞的全部外表面较好，因为这将保护所有的外表面。

包容滑塞的阀孔处于一个阀座中较好，该阀座也是由不锈的合金制成，这将确保在阀孔的内壁上也不会出现氧化现象，这种氧化现象有可能对滑塞的灵活移动产生不良影响。

也可以设置一种具有氮化钛或等效的硬质材料涂层的阀孔内壁，这样两个相互移动的表面都是非常坚硬、光滑、耐磨的，因而产生更长的寿命。

下面将根据附图对本发明的一个实施例予以详细描述，其中：

图1是根据本发明的高压液压阀的纵剖视图;

图2是带氮化钛涂层的滑塞的纵剖视图。

图中以序号1表示阀壳，阀壳1的一端设有压力接头2，该接头可接在井下液压支柱的高压腔上。在与压力接头2相对的另一端上，利用一个螺帽3将阀壳1封住。

在螺帽3的中心设有一个螺旋支撑4，该件可沿阀壳1的轴线方向调整且支撑着一个处于阀壳之内的压簧5。利用螺旋支撑件4在轴向上的调整即可调整压簧5的弹簧力。压簧5以其远离螺旋支撑件4的一端支撑在一个压盖6上，就压盖6而言是平面地置于设于阀壳1中的阀座7之上。这个阀座7由不锈的合金制成且设有一个用作阀孔8的长孔，该长孔与接头2流体通道对齐，并设有可在轴向上移动的滑塞9。这个滑塞9上有一条长孔10，该孔由滑塞9背向接头2的一端至其前方三分之一处延长，在此处，将滑塞9于其背向压盖6的一侧封闭。在轴向长孔10的端部区域，在滑塞9上设有若干径向孔11，这些径向孔11通至滑塞9的圆柱形外侧。

在阀座7背向压盖6的一端于其内侧设有一条包围阀孔8的沟槽，由软密封材料，例如橡胶，制成的O形密封圈12即置于其中。O形密封圈12在滑塞9的圆柱形外侧上滑动并在阀座7和可于其中移动的滑塞9之间形成全密封隔离。

滑塞9以其封闭端靠在压盖6上，并且可由压缩压簧5的相应的压力将其从阀座7上推起。这样，随着滑塞9的连续移动而使得那些径向孔11到达O形密封圈12的后面，并从阀孔8中凸出来，从而使液压介质，此处是纯水，能够穿过径向孔11涌出，并可从阀壳泄液孔13中流出。正如图2所清楚表示的那样，滑塞9的全部外表面上涂敷有氮化钛涂层14。这层氮化钛涂层的厚度是1至4μm，图2中为清晰起见对此以夸大的厚度予以表示。

滑塞9的壳体由一种不锈合金制成，为增加其强度自然要对其进行相应的调质处理。涂层14涉及一种所谓的PVD-涂层（即物理真空蒸发）。利用这种也称之为离子涂镀的方法在500°的温度下将硬质涂层-此处为氮化钛-蒸发于金属工件的表面。由此得到一种粘附特别牢固的，硬的且光滑的外表面。

如果可能的话也可以在阀孔的内表面设置一层相应的硬质材料涂层，图中对此未予进一步表示。

Claims (5)

1、高压液压阀，尤其是用于矿井下的限压阀，其中在阀孔内具有可移动的由液压介质冲开的滑塞，滑塞的外侧具有薄、硬且其外表面光滑的涂层，设置于阀孔中的较软的密封圈于其上滑动，其特征在于，涂层(14)由涂层厚度为1至4μm的氮化钛构成。

2、如权利要求1所述的阀，其特征在于，滑塞（9）的壳体由不锈的合金组成。

3、如权利要求1和2所述的阀，其特征在于，涂层（14）在滑塞（9）的全部外表面上延伸。

4、如权利要求1至3中的任一项所述的阀，其特征在于，具有阀孔（8）的滑塞（9）处于阀座（7）之中，阀座（7）也由不锈的合金组成。

5、如权利要求4所述的阀，其特征在于，在阀孔（8）的内壁上也设有氮化钛涂层。

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