CN112780629B - 浮动阀结构及多路阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种浮动阀结构及多路阀，属于液压阀领域。换向阀芯与浮动阀芯同轴固定为一体；当浮动阀芯处于第一换向位和第三换向位时，第一浮动腔和第二浮动腔不连通；当浮动阀芯处于第二换向位时，第一浮动腔和第二浮动腔连通。当换向阀芯处于第一换向位和第二换向位时，第三输入口与第三输出口不连通；当换向阀芯处于第三换向位时，第一输入口关闭，第三输入口与第三输出口连通。本发明在不额外增加液压元件的基础上，实现与液压马达反转相关联的进给油缸浮动功能；第一、第二、第三输入口和第三输出口均处于第一平面方向内，使得多路阀流道更简便，整体更加扁平小巧、重量轻，可有效降低多路阀高度，易于使用，方便在整机中的布置和使用。

Description

浮动阀结构及多路阀

技术领域

本发明涉及液压阀领域，尤其涉及一种浮动阀结构及多路阀。

背景技术

矿用井下钻机是煤矿开采过程中进行瓦斯和水害防治的主要设备，在保障煤矿安全生产方面发挥着重要作用。在钻孔过程中，有一步必不可少的拆除钻杆工序。拆除钻杆时，使夹持器和卡盘分别夹紧相邻的两节钻杆，再通过液压马达带动卡盘反转，相邻两节钻杆从连接螺纹处逐步脱开，同时为避免钻杆连接螺纹损坏，需要后一节钻杆能随着脱开的螺纹自动缓慢往后移动。通常且非常有效的方法是，在液压发达反转的时候，使推动液压马达和卡盘前后移动的进给油缸处于浮动状态。

为保证钻机在各种打钻角度下，进给油缸都能启停平稳不下滑，通常会在进给油缸油路上增加液压锁或平衡阀。若此时再想使进给油缸在液压马达反转时浮动，则只能想办法用马达反转油路信号打开液压锁或平衡阀，使进给油缸大小腔油路在换向阀中位通道上连通；或者是设置额外的浮动阀使进给油缸大小腔油路连通。无论是哪种方案，只要增加了额外的液压元件（例如梭阀、液控换向阀等）来实现浮动功能，都将使得阀体零件数目增加，流道复杂，体体积和重量加大，不利于阀体在整机中的布置和使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浮动阀结构和多路阀，使得在不增加额外液压元件的基础上，实现进给油缸的浮动功能，并降低多路阀的体积和重量。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种浮动阀结构，浮动阀芯安装在阀体的阀芯孔中，阀体上具有第一浮动腔、第二浮动腔和回油腔；当所述浮动阀芯处于第一换向位和第三换向位时，第一浮动腔和第二浮动腔不连通；当所述浮动阀芯处于第二换向位时，第一浮动腔和第二浮动腔连通。

其进一步是：换向阀芯安装在阀体的阀芯孔中，换向阀芯与浮动阀芯同轴固定为一体；阀体上具有第一输入口、第二输入口、第三输入口、第一输出口、第二输出口、第三输出口；当所述换向阀芯处于第一换向位和第二换向位时，第三输入口与第三输出口不连通；当换向阀芯处于第三换向位时，第一输入口关闭，第三输入口与第三输出口连通。

所述换向阀芯与浮动阀芯组成主阀芯，主阀芯安装在阀体的阀芯孔中；所述第一浮动腔、第二浮动腔开设在主阀芯的两端位置，所述回油腔与第二输入口连通；所述第一输入口、第二输入口、第三输入口、第三输出口均处于第一平面方向内；所述第一输出口、第二输出口均处于与第一平面方向垂直的第二平面方向内。

一种多路阀，还包括溢流阀、第二换向阀、液压锁；所述溢流阀连接在第一输入口、第三输入口前，第三输出口连接第二换向阀，第二换向阀连接液压锁；所述第一浮动腔、第二浮动腔分别对应连接在液压锁的两个出油口上。

其进一步是：多路阀本体上开设有油口A1、油口B1、油口A2、油口B2、油口C、油口T1、油口P1；所述第一输出口连接油口A1；第二输出口连接油口B1；第一浮动腔连接油口A2；第二浮动腔连接油口B2；第二换向阀中不与液压锁连通的输出口连接油口C；第二输入口和回油腔连接油口T1；第一输入口和第三输入口连接油口P1。

所述油口A1、油口B1连接在液压马达两端；所述油口A2、油口B2连接进给油缸两端；所述油口P1连接液压泵。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、在不额外增加液压元件的基础上，实现与液压马达反转相关联的进给油缸浮动功能；

2、使得多路阀流道更简便，整体更加扁平小巧、重量轻，可有效降低多路阀高度，易于使用，方便在整机中的布置和使用。

附图说明

此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用来解释本发明，并不构成对本发明的不当限制。在附图中：

图1为井下钻机结构示意图；

图2为本发明实施例的液压原理示意图；

图3为本发明实施例的阀体结构示意图；

图4为现有技术中的一种典型的三位六通开中心多路阀结构示意图。

图中：1—第一换向阀；2—第二换向阀；6—液压锁；7—浮动阀；8—液压马达；9—进给油缸；10—夹持器；11—卡盘；16—溢流阀；17—液压泵；s—主阀芯；Z1—钻机机架；Z2—钻杆。

具体实施方式

下面通过附图对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例一

如图1所示的井下钻机结构，液压马达8驱动卡盘11旋转，进给油缸9驱动液压马达8和卡盘11一起前进或后退运动，夹持器10布置在钻机机架Z1的前端，钻杆Z2从卡盘8和夹持器11的中心孔内穿过。通过夹持器10和卡盘11的开关控制，使得钻杆Z2始终被夹紧并旋转着钻进或退出煤层，实现井下钻探操作。

结合图2和图3所示，一种浮动阀结构，包括合为一体的第一换向阀1和浮动阀7，换向阀芯与浮动阀芯设置为一体，共同组成主阀芯s。主阀芯s安装在阀体的阀芯孔中。阀体上两侧具有第一浮动腔、第二浮动腔和回油腔，阀体中部具有第一输入口、第二输入口、第三输入口、第一输出口、第二输出口、第三输出口。主阀芯s具有3个换向位，包括左侧的第一换向位a1、中部的第三换向位c1和右侧的第二换向位b1。

由于浮动阀7、第一换向阀1阀芯组成了一体式的主阀芯s，所以浮动阀7与第一换向阀1具有同步运动；

对于浮动阀7：

当主阀芯s位于第一换向位a1和第三换向位c1时，浮动阀7的第一浮动腔7a、第二浮动腔7b和回油腔7t均不连通；

当主阀芯s位于第二换向位b1时，浮动阀7也同步切换至右侧换向位，此时浮动阀7的第一浮动腔7a、第二浮动腔7b和回油腔7t连通，能够实现浮动功能。

对于第一换向阀1：

当主阀芯s处于中位即第三换向位c1时，油液经第一输入口1p，经中位通道即第三输入口1cp流向第三输出口1ct，进入下一联工作阀；

当主阀芯s向左换向至第一换向位b1时，第三输入口1cp到第三输出口1ct的通道关闭，第二输出口1b和第一输入口1p连通，第一输出口1a和第二输入口1t的右侧流道连通；

当主阀芯s向右换向至第二换向位b1时，第三输入口1cp到第三输出口1ct的通道关闭，第一输出口1a和第一输入口1p连通，第二输出口1b和第二输入口1t的左侧流道连通。

为了进一步减小阀体体积，本实施例对阀体的油道布置进行优化，与常规的开中心六通多路阀结构相比，阀体体积得到了进一步降低。

附图4是一种典型的三位六通开中心多路阀结构示意图，图中箭头显示了液压油在阀内的主要流通路径，这些铸造流道形成的流通路径主要分布在横切所有阀芯的水平平面和垂直于该截面的竖直平面内。这种流道布置方案带来的问题一是阀体竖直方向尺寸大，其次是铸造流道砂芯复杂，需要粘接拼装，存在错型、工艺复杂等缺点。

结合图3所示，本实施例中，与主阀芯s连通的第一输入口1p、第二输入口1t、第三输入口1cp、第三输出口1ct均为铸造流道，且都在同一平面方向内，阀体铸造简单，铸造砂芯一次开模即可，无需粘接。剩下的第一输出口1a和第二输出口1b虽然垂直于上述平面，但均为简单的机加工流道，不影响阀体高度和铸造难度。对比附图3、4的阀体结构可以看出，两种不同流道布置的阀体除浮动功能以外，其余功能完全相同。但图3所示的本实施例阀体结构因铸造流道都在同一平面内，阀体高度更低，结构更加扁平，同时铸造也更加简单容易。

实施例二

结合图2和图3所示，在上述实施例一的基础上，多路阀还包括溢流阀16、第二换向阀2、液压锁6。溢流阀连接在第一输入口、第三输入口前，第三输出口连接第二换向阀，第二换向阀连接液压锁。第一浮动腔、第二浮动腔分别对应连接在液压锁的两个出油口上。

多路阀本体上开设有油口A1、油口B1、油口A2、油口B2、油口C、油口T1、油口P1；

油口P1连接液压泵17。第一输入口1p和第三输入口1cp连接油口P1，第二输入口1cp和回油腔7t连接油口T1；第一输出口1a连接油口A1，第二输出口1b连接油口B1，第三输出口1ct连接第二换向阀2。油口A1、油口B1连接在液压马达8两端。第一浮动腔连接油口A2，第二浮动腔连接油口B2；油口A2、油口B2连接进给油缸9两端。第二换向阀中不与液压锁连通的输出口连接油口C。

工作时，

当主阀芯s往左移动至第二换向位b1时，从液压泵17输出的液压油进入第二输出口1b驱动液压马达8反转，同时第二浮动腔7b经主阀芯s左侧控制边与回油腔7t连通，第一浮动腔7a经主阀芯s右侧的阀槽k2、中心孔通道k1后，达到回油腔7t，与第二浮动腔7b连通，进给油缸9实现浮动功能；

当阀芯s向右移动至第一换向位a1或停留在第三换向位c1(即中位)时，第一浮动腔7a和第二浮动腔7b不连通，进给油缸9对液压马达8的正反转转信号均不响应。

通过上述将浮动阀7和控制液压马达8正反转的第一换向阀1合二为一的方法，在没有增加任何液压元件的基础上，实现了进给油缸9浮动的功能，简化了阀体结构，也降低了阀体体积和重量。

上述浮动阀结构的实施例可以被应用到各种钻探机械的多路阀中，例如煤矿井下钻机多路阀。在这些多路阀中，可以包括控制进给油缸运动的换向阀，还包括前面所描述的浮动阀结构的任一实施例。

在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”、“输入”、“输出”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性、相对数量或相对位置，所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、数量、或以特定的构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述及附图中，“换向阀”可以是手动控制，也可以是液动先导控制、电动先导控制、电液先导控制，或是上述各种控制方式或结构形式的组合，说明书中的描述及附图中的图示仅用于描述目的，不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“连通”、“连接”应作广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或是一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接、直接连接、通过中间媒介间接相连、或是两个元件内部的连接。对于本领域内的技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体意义。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (3)

1.一种多路阀，

其特征在于：

包括浮动阀结构，浮动阀芯安装在阀体的阀芯孔中，阀体上具有第一浮动腔、第二浮动腔和回油腔；当所述浮动阀芯处于第一换向位和第三换向位时，第一浮动腔和第二浮动腔不连通；当所述浮动阀芯处于第二换向位时，第一浮动腔和第二浮动腔连通；换向阀芯安装在阀体的阀芯孔中，换向阀芯与浮动阀芯同轴固定为一体；阀体上具有第一输入口、第二输入口、第三输入口、第一输出口、第二输出口、第三输出口；当所述换向阀芯处于第一换向位和第二换向位时，第三输入口与第三输出口不连通；当换向阀芯处于第三换向位时，第一输入口关闭，第三输入口与第三输出口连通；所述换向阀芯与浮动阀芯组成主阀芯，主阀芯安装在阀体的阀芯孔中；所述第一浮动腔、第二浮动腔开设在主阀芯的两端位置，所述回油腔与第二输入口连通；所述第一输入口、第二输入口、第三输入口、第三输出口均处于第一平面方向内；所述第一输出口、第二输出口均处于与第一平面方向垂直的第二平面方向内；

还包括溢流阀、第二换向阀、液压锁；所述溢流阀连接在第一输入口、第三输入口前，第三输出口连接第二换向阀，第二换向阀连接液压锁；所述第一浮动腔、第二浮动腔分别对应连接在液压锁的两个出油口上。

2.根据权利要求1所述的多路阀，其特征在于：多路阀本体上开设有油口A1、油口B1、油口A2、油口B2、油口C、油口T1、油口P1；所述第一输出口连接油口A1；第二输出口连接油口B1；第一浮动腔连接油口A2；第二浮动腔连接油口B2；第二换向阀中不与液压锁连通的输出口连接油口C；第二输入口和回油腔连接油口T1；第一输入口和第三输入口连接油口P1。

3.根据权利要求2所述的多路阀，其特征在于：所述油口A1、油口B1连接在液压马达两端；所述油口A2、油口B2连接进给油缸两端；所述油口P1连接液压泵。

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