CN1375641A - 电液控制装置 - Google Patents

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Abstract

在特别是用于地下采掘装置的迈步式支架的液压系统中的电液控制装置中阀块或配流块(1)设有安装孔2和用于用油装置接头6、7的连接孔27、28,这些孔位于一条轴线M上并相互连通,由安装孔2构成的安装空腔对于所有由操纵阀4和主控阀3组合成的多道阀做得都一样。在阀块1内除高压管P和回油管T外还分布一控制压力管PST,用该控制压力管压力介质源起控制主控阀3的作用。按本发明的阀块结构可降低制造成本并在多道阀的装配方面具备显著的优点。因为全部阀级轴向相互对准,切换时间可以特别快和短,只出现最少的液流损失。通过压力介质源的分开防止在操纵阀上的压力波动。

Description

电液控制装置
技术领域
本发明涉及特别是用于地下采掘装置的迈步式支架的液压系统中的电液控制装置。
背景技术
DE 19646611 C1公布了一种带一阀块的控制装置，阀块具有两个用来安装一个二位三通换向阀的安装孔，此换向阀可借助于电磁铁的开关杆切换。电磁铁装在做在阀块上的电磁铁安装孔内，并借助于一个一侧用螺钉固定在阀块上的壳体端盖固定其位置。二位三通换向阀的安装孔与电磁铁安装孔位于一条轴线上，其中换向阀为了轴向固定拧入做在孔口的细牙螺纹内。用油装置的接头、回油接头和一高压管接头通过做在阀块上的通道与安装孔连接，因此根据换向阀开关位置的不同用油装置要不与回油管、要不与高压管连接，以便根据功能需要控制迈步式支架单元。每个电磁铁的开关杆通过一预紧的弹性缓冲器作用在一第一封闭件上，此封闭件通过一压配销与另一封闭件连接，封闭件宽面积地贴合在密封件上，以打开或关闭用油装置和高压管或回油管之间的通道。
因为迈步式支架设有许多大容积和小容积支柱，需要相应数量的换向阀，它们最好设置在一共同的阀块上，以便对于在地下采掘坑道内的控制装置更好地利用可供使用的有限安装空腔。为了限制在高压管内可供使用的压力介质需要量采用具有不同公称内径的连接管。在现有技术中这里通常在不同公称内径的用油装置接头时采用不同的换向阀和/或将换向阀安装在分开的分配板上。因为换向阀处于不断变换的开关状态下，并且经受高压管和回油管之间大的压差，其磨损比较大。对于在带有迈步式支架的采掘装置的位置固定这意味着，对于每种大小的换向阀必须保持足够数量的备用换向阀，以便在磨损后可以加以替换。
发明内容
本发明的目的是，制造一种电液控制装置，这种装置中不出现上述缺点，并提供相对于现有技术在加工和成本方面的优点。
按照本发明这个目的在其主要方面通过一种阀块或配流块来实现。这里本发明从一阀块出发，它在一个端面上设有通向用油装置接头的连接孔，阀块具有至少两个构成多道阀的安装空腔的安装孔，这些多道阀可借助于一可固定在阀块上的电磁铁的开关杆开关，并且阀块设有高压管道和回油管道，它们垂直于安装孔分布，并可借助于多道阀可选择地与用油装置接头连接或与它隔开。按照本发明对于这种阀块建议，安装孔和接头孔位于一条轴线上并相互直接连通，使得由安装孔构成的安装空腔对于所有多道阀做得都一样，并且做得用来安装一由操纵阀和主控阀组合成的多道阀。除了高压管道和回油管道之外还设有一控制压力管道，它可以单独地、与高压管道无关地供给压力介质，以操纵主控级。安装孔和连接孔布置在一条直线上特别是在加工和装配方面提供明显的优点。因为不管是操纵阀还是主控阀都可以安装在这条轴线上，达到用油装置接头和高压管线或回油管之间液压介质有利于流动的引导。单独的、与高压管分开地引入的压力介质源防止操纵阀的振动，因此不会导致用油装置上的压降和不希望的不稳定运行状态。此外因为全部安装孔做得一样，可以与用油装置接头的名义尺寸无关地采用同样的多道阀，因此在库房中只需保存一种规格的容易磨损的多道阀。
在优选的结构中阀块在与安装孔相对的端面上具有固定孔，电磁铁可这样地固定在这些固定孔内，使得对于每个电磁铁在安装孔内装夹一个配设于它的多道阀和/或它设置在阀块之外。这样装配工作主要是方便地在控制装置电气方面进行，而不必拆开液压管接头等等。电磁铁安装在阀块外侧上减少了其制造费用。尤其是安装孔通过至少一个台阶过渡到连接孔，其中这个台阶直接连接在安装空腔上，连接孔在与台阶的连接处对于全部安装空腔具有同样的直径。通过这种措施相互做得一样的多道阀可以分别支承在安装孔的液压侧上，并在阀块或配流块内可以通过设置另外一级进行与用油装置接头不同的公称内径相匹配。连接孔对于所有安装空腔可以具有相同的直径，并在必要情况下通过外部的中间连接器具，如变径夹紧套等等实现用油装置接头公称内径的减小。这样即使在不同的迈步式支架中也可以与必要的用油装置接头公称内径的大小无关地采用相应地设计的配流块，使得降低总的制造成本。
作为另一种选择或附加方案，多道阀也可以借助于用油装置连接接头在具有连接孔的端面上夹紧在安装空腔内。如果存在唯一的回油管，它用作来自用油装置接头的液压介质和来自用来操纵主控级的压力介质源的控制介质的共同回油管和/或控制压力管、回油管和高压管平行和相互并排地设置和/或设置在上一排和下一排安装孔之间的话，对于按本发明的控制装置得到另一些优点。其次安装孔可以适于用来安装做成套筒式的、可插接在一起的主控阀和操纵阀。
本发明目的的第二方面的解决方案涉及多道阀的结构，这种多道阀尤其是可以安装在做成如上所述的、按本发明的阀块的安装孔内，并可借助于电磁铁的开关杆开关。按照本发明多道阀由可安装在一条轴线上的操纵阀和主控阀组合而成，其中操纵阀借助于一单独的、可通过一附加的控制压力管道实现的压力介质源操纵主级。总的阀级，也就是开关杆、操纵阀和主控阀以及用油装置接头的同轴布置可以使切换时间特别短，并减少出现液流损失。通过将用来操纵主级的压力介质源与用它操纵的高压管道分开防止操纵阀上的压力波动，使得在处于高压下的主控级切换时可能形成的压力高峰或压力波动本身可以不或者无论如何很少影响操纵阀的调节。特别是可以通过这种措施有效防止操纵阀的颤动或振动。
操纵阀最好具有一操纵阀套筒壳体，它一端具有一用于带有双作用阀杆的阀箱的安装孔，另一端具有一作为主控阀控制活塞和/或封闭套的安装空腔的套筒凸台。这样操纵阀或其安装空腔可以构成对于主控阀封闭件的导向。特别有利的是，如果操纵阀套筒壳体在其外侧上具有一环形通道，套筒凸台上的缺口和至少一个与压力介质源的连接孔通入这一环形通道内，使得一条回油管道便足够了。
如果阀箱包括一第一阀座和一第二阀座，并且如果阀杆包括一可借助于阀门弹簧压紧在第一阀座上的第一阀锥和一可借助于电磁铁的顶杆压紧在第二阀座上的第二阀锥的话，对于实现特别短的开关行程特别有利。有利于流动的控制介质的输入可以有利地通过阀杆在电磁铁一侧的柄部上的一个颈缩实现，此颈缩适宜于配设一个在阀箱上的径向孔，用该径向孔可以从通入安装空腔内的输入管的控制压力管输入压力介质，以便移动主控制阀的封闭件。为了达到双作用阀杆的最佳密封，第二阀座最好做成浮动的和/或背面设一O形圈，以使其定位和弹性支承。
主控阀也适宜于具有一主阀套筒壳体，并包括一设有轴向盲孔的、在用油装置接头一侧张开的控制活塞，此控制活塞在其外壳面上具有一阀锥凸肩，它可借助于一支承在套筒壳体内部台阶上的弹簧预紧在密封座圈上。这里用高压管内的压力加载的控制活塞的液压闭合力由阀锥凸肩外径和设有盲孔的控制活塞的外径之差确定，其中在闭合力不变的情况下可以实现较大的阀锥直径，因此较大的控制活塞盲孔内的有利于流动的公称内径。
其次主控阀最好具有一用于控制活塞的封闭高压侧的阀锥的第一密封座圈和一用于封闭回油管输入口的封闭套的第二密封座圈，其中密封座圈最好相互对接并夹紧在操纵阀套筒壳体和主控阀套筒壳体之间。这样密封座圈同时构成可插接在一起的操纵阀和主控阀之间的密封件，并且在必要时可以快速和装配方便地更换。
为了在阀块内只要数量尽可能少的管道就足够使用，如果操纵阀套筒壳体对于回油管和控制压力管和/或主控阀套筒壳体对于高压管分别具有一环形通道的话特别有利。如最前面所述，安装套筒上的缺口通入用于回油管的通道内，因此主控阀的套筒壳体对于回油管不需要单独的通道。
附图说明
本发明其他的优点和结构由对于在附图中表示的按本发明的电液控制装置的优选实施例的以下说明得到。附图中表示：
图1  一带有装上的二位三通换向阀的按本发明的控制装置的阀块的垂直剖视图；
图2  图1中的带有安装在外面的电磁阀的阀块的透视图；
图3  图2中的阀块的后端面在拆掉电磁阀时的俯视图；
图4  沿图3中IV-IV线的剖视图；
图5  沿图3中V-V线的剖视图；和
图6  伺服阀套筒连同在套筒壳体内的进油和回油孔的局部视图。
具体实施方式
图1表示一整体的阀块1的垂直剖视图，在阀块内做成两排重叠和并排设置的安装孔2，一两体式的、由一主控阀套筒3和一操纵阀套筒4组合而成的二位三通换向阀从图1左侧的端面5装入安装孔2内。由图1可以看出，组合的换向阀松动地装入安装孔2内，并可朝端面5的方向从安装孔2中取出。现在参照图1至5首先说明阀块和配流块1的结构。
图2从左前方表示带有不同公称内径的用油装置接头6和7的阀块1的用油装置一侧11的透视图。这里用油装置接头6、7分别做在相互重叠设置的、通过一条槽12隔开的板条8、9上，其中在板条8、9上对于每个用油装置接头6、7设有成对的垂直孔13，以便能够借助于固定夹子将通向未画出的用油装置，例如迈步式支架的支柱的软管接头安装在阀块1上。在图2中阀块1的前侧面14设有一板条16，其中一端形成一高压管接头17，另一端形成一控制压力管接头18，在这些管接头上同样可以借助于固定夹钳连接所属液压管路的相应管接头。相对的侧面15上设有另一板条19，它上面形成一回油管接头20(图5)。如特别由图5所示，高压管接头17通入一高压管P，控制压力管接头18通入控制压力管PST，回油管接头20通入回油管T。回油管T位于控制管PST和高压管P之间，其中全部管道P、T、PST相互平行、垂直于安装孔2的中心线M并在相互重叠设置的两排安装孔2之间的中心分布。其直径和间距这样选择，使全部管道PST、T、P通过边缘开口21、22、23通入两排安装孔2。
如图2所示，在所示实施例中阀块1上一共有两排八个安装孔2，并且后端面5上对于每个安装孔2外部装有一电磁阀24，此电磁阀借助于螺钉25固定。图3表示，螺钉装在相互成对角线错开设置在端面5上的螺纹孔26内。通过螺纹孔26的对角线布局防止螺纹孔与做在阀块内部的控制压力管PST穿通，并在阀块1高度尽可能小的情况下达到电磁铁24在阀块1上的最佳布局。
图4表示图3中上一排相互平行布置的安装孔2的水平剖视，这些安装孔中三个通入具有较大公称内径的用油装置接头7，一个通入具有较小公称内径的用油装置接头6。用油装置接头6、7通入安装孔27、28，或者是它们的一个组成部分，安装孔具有相互一样的内径。配备于用油装置接头6的安装孔28通过一减小的孔段29过渡到安装孔内。在连接孔27、28和安装孔2之间形成一台阶30。
现在重新参看图1。台阶30构成一用于一内置在主控阀4的壳体31内的环形台阶80的止挡凸肩，使得多道阀在这里可以支承在阀块1的内部。多道阀3、4的拆卸既可以通过用油装置接头6、7和用油装置接头孔27、28、29从用油装置一侧进行，也可以优先地借助于一未画出的拉出装置进行，拉出装置拧入操纵阀顶板75上的螺纹74内，以将多道阀从安装孔2中拉出。在图1中也可以清楚地看出管道PST、T、P垂直于做得相互同心的安装孔2和用油装置连接孔27或28、29的中心线M的布局。
现在说明多道阀的结构和工作原理。主控阀3和操纵阀4的全部特征可以是一个独立的发明。图1表示主控阀3在关闭位置。主控阀3具有一一体的主控阀套筒壳体31，其中心设有一多台阶的通孔32，在其前面的部分内一做得带一盲孔33的控制活塞34移动。盲孔33通过通孔32通入用油装置管A，并用其压力加载。控制活塞34的套筒形部分在其外围上具有一阀锥凸肩36，它借助于阀弹簧37预紧在一一体的在用油装置接头一侧的、由X10CrNiM0Ti1810材料制成的第一密封座圈38上。阀锥凸肩36的在用油装置接头一侧的背面在关闭位置通过多个径向孔39和壳体31的环形通道40用高压管P内的压力加载。用油装置管A同样用管内的压力对阀锥凸肩36的另一侧加载，使得控制活塞34或密封锥36在密封座圈38上的闭合力通过密封座圈38内侧和阀锥凸肩36外侧之间的压力差和直径差得到加强。因为高压管P内的压力可能是几百bar，相应地提供了在密封座圈上足够的密封。
主控阀4包括一封闭套42，它在控制活塞34的杆状控制活塞段43上往复移动，并可以待说明的方法压紧在一第二密封座圈44上，以便将用油装置管A与回油管T隔开。封闭套42在用油装置接头一侧具有一锥形阀座面45，它与密封座圈44上的相应锥形密封面共同作用。如由图1可见，封闭套42内部在控制活塞末端上和外部在一操纵阀套筒壳体47的套筒形凸台46内密封地移动。因此凸台46构成一用于封闭的控制活塞段43和封闭套42的安装空腔50。在封闭的高压侧封闭套42在开启位置时位于安装空腔50底面81上，因此油液可以从用油装置管A通过套筒形凸台46上的均匀分布在圆周上的开口48回流到在套筒壳体47外部的环形通道49和回油管T内。
用油装置管A和回油管T之间的接通连接通过封闭套42的移动隔开。为了使封闭套移动并使控制活塞34从密封座圈38上抬起，在操纵阀4借助于一电磁铁24的未画出的开关杆(图2)切换以后，控制压力介质从控制压力管PST输入安装空腔50内。为此电磁铁推动操制阀4的双作用阀杆51的阀尖54，操纵阀借助于一阀接头(Ventileinsatz)52安装在其套筒壳体47的安装孔53内，通过这样的方法，电磁铁的开关杆将阀杆51从所示位置向右推(未画出)。如图所示，阀尖54上连接一阀杆51的杆段55，它在紧靠一电磁铁一侧的阀锥57之前设有一颈缩56。阀杆51的阀锥57借助于一设置在阀接头52内腔61内的阀弹簧62向密封座58方向压紧；阀锥57贴合在这个第一密封座58上，因此在图1中所示的位置来自控制压力管PST的、通过一壳体通道59和一径向孔60与内腔61连接控制压力介质既不能流入颈缩56，也不能流入另一径向孔63。阀杆51在后端上具有一第二阀锥63，它可与在一中央穿通的密封体65内的第二密封座64共同作用。此密封体浮动支承，在其后端借助于一O形圈弹性缓冲。在按图1的阀杆51的开关位置油液可以从安装空腔50经过套筒壳体47上的轴向孔66在阀锥63旁边流入盲孔67。
从该盲孔中分叉出一在图6中所示的进入通道49的连接孔68，通道49始终通向回油管T。如用图6中的箭头F所示，通过电磁阀的操作，在阀杆51上产生推力，使它相对于在图6和图1中所示的位置向右移动。这促使阀杆51以其阀锥63锁紧在密封座64上，颈缩56允许压力介质从控制压力管PST经过径向孔60和内腔61沿输入管流入安装空腔50。为此阀杆51的导向阀接头69可以具有一未画出的贯通槽等等。通过安装空腔50内流入的压力介质所建立的压力由于不同的表面尺寸首先使封闭套42移动，封闭套压紧在密封座圈44上，使得用油装置管A和回油管T(图1)之间的接通连接关闭。接着控制活塞34的密封锥36从其密封座上抬起，并在主控阀3的套筒壳体上的径向孔39旁经过，使得接着压力介质可以冲击式地从高压管P流入用油装置管A。
切换过程可以非常迅速地进行。在关掉电磁铁后阀杆51重新移动，使得压力介质可以从安装空腔50经过回油孔66流出，并使上述过程颠倒过来，直至重新达到在图1中所示的起始位置。
对于专业人员可得到一系列的变型方案，它们应该归于权利要求的保护范围。如图所示阀块1上的安装孔2可以配备附加的铣出的孔以扩大通道49、59的横截面。用油装置连接孔和用油装置接头在阀块上可以全部具有相同的直径，并通过外部的变径夹紧套等等使直径减小到较小的管接头或软管直径。在套筒壳体31、47和安装孔2之间合适的位置上设置O形密封圈，使得液压介质不会从通过40，49和59中流到各个相邻通道内。

Claims (19)

1.特别是用于地下采掘装置的迈步式支架的液压系统中的电液控制装置，具有一阀块(1)，它在一个端面(11)上设有构成用油装置接头(6、7)的连接孔(27、28)，阀块具有至少两个构成多道阀安装空腔的安装孔(2)，多道阀可借助于一可固定在阀块(1)上的电磁铁(24)的开关杆操纵，并且阀块设有一高压管(P)和一回油管(T)，它们垂直于安装孔(2)分布并可借助于多道阀可选择地与用油装置接头(6、7)接通或切断，其特征为：安装孔(2)和连接孔(27、28)位于同一轴线(M)上，并相互直接连通，由安装孔(2)构成的用于全部多道阀(3，4)的安装空腔做得一样并用来安装由操纵阀(4)和主控阀(3)组合成的多道阀，并且除高压管(P)和回油管(T)外还设有一控制压力管(PST)，它可以单独地、与高压管(P)无关地供给压力介质，以操纵主控阀(3)。
2.按权利要求1的电液控制装置，其特征为：阀块(1)在与用油装置接头(6、7)相对的端面(5)上设有尤其是相互对角线错开的固定孔(26)，电磁铁(24)可这样地固定在该端面上，使得每个电磁铁(24)将与它相配的多道阀(3、4)夹紧在安装孔(2)内和/或电磁铁(24)安装在阀块(1)外面。
3.按权利要求1或2的电液控制装置，其特征为：安装孔(2)经过至少一个台阶(30)过渡到连接孔(27、28)，其中该台阶直接连接在安装空腔上，并且连接在台阶上的连接孔(27、28)对于所有安装空腔具有相同的直径。
4.按权利要求1至3之任一项的电液控制装置，其特征为：连接孔和用油装置接头对于所有安装空腔具有相同的直径，对于个别用油装置接头公称内径的减小设置外部的中间连接工具，如变径管件等等。
5.按权利要求1至4之任一项的电液控制装置，其特征为：多道阀在具有连接孔的端面上可借助于用油装置接头等等夹紧在安装空腔内。
6.按权利要求1至5之任一项的电液控制装置，其特征为：存在唯一的回油管(T)，它用作来自用油装置接头(A)的液压介质和来自用于操纵主控级的压力介质源的控制介质的回油管。
7.按权利要求1至6之任一项的电液控制装置，其特征为：安装空腔或者说安装孔(2)适合于用来安装做成套筒形的可插接在一起的主控阀和操纵阀(3、4)，和/或控制压力管(PST)、回油管(T)和高压管(P)平行和相互并排地和/或在上一排和下一排安装孔(2)之间设置。
8.按权利要求1至7之任一项的电液控制装置，其特征为：回油管(T)设置在控制压力管(PST)和高压管(P)之间，和/或回油管(T)的接头(20)设置在一侧面(15，19)上，高压管(P)和控制压力管(PST)的接头(17、18)设置在阀块(1)的相对的侧面(14，16)上。
9.特别是用于地下采掘装置的迈步式支架的液压系统的电液控制装置，带有一可安装在尤其是做得按权利要求1至8之任一项的阀块(1)上的安装孔(2)内的多道阀，它们可借助于电磁铁(24)的开关杆操纵，其特征为：多道阀由可设置在一条轴线(M)上的操纵阀(4)和主控阀(3)组合成，其中操纵阀(4)配设一单独的、借助于一附加的控制压力管(PST)起作用的压力介质源，以操纵主控阀(3)。
10.按权利要求9的电液控制装置，其特征为：操纵阀(4)具有一套筒壳体(47)，其一端具有用于带双作用阀杆(51)的阀箱(52)的安装孔，另一端具有一套筒凸台(46)，作为用于主控阀(3)的控制活塞(34)和/或封闭套(42)的安装空腔(50)。
11.按权利要求10的电液控制装置，其特征为：操纵阀套筒壳体(47)外面具有一环形回油通道(49)，套筒凸台(46)上的开口(48)和至少一个连接孔(68)通入此回油通道内，连接孔(68)与压力介质源，特别是其可关闭的回油管系统(66、67、68)连接。
12.按权利要求10或11的电液控制装置，其特征为：阀箱包括一第一密封座(58)和一第二密封座(64)，阀杆(51)包括一可借助于阀弹簧(62)压在第一阀座(58)上的第一阀锥(57)和一可借助于电磁铁(24)的开关杆压在第二密封座(64)上的第二阀锥(63)，其中尤其是第一密封座(58)在关闭状态时关闭通向操纵阀(4)上的安装空腔(50)的输入口(70)，第二密封座(64)在关闭状态时关闭其回油管(66)。
13.按权利要求12的电液控制装置，其特征为：第二阀座(64)做成浮动的，和/或由一中央钻通的密封塞(65)构成，其背面设有一密封圈，用来定位和起弹性作用。
14.按权利要求9至13之任一项的电液控制装置，其特征为：阀杆(51)在电磁铁一侧的杆段(55)设有一颈缩(56)。
15.按权利要求14的电液控制装置，其特征为：颈缩(56)配设一阀箱(52)内的径向孔(73)，用该径向孔来自控制压力管(PST)的压力介质可输送给一通入安装空腔(50)的输入管(70)。
16.按权利要求9至15之任一项的电液控制装置，其特征为：主控阀(4)包括一主控阀套筒壳体(31)和一设有一轴向盲孔(33)的用油装置接头一侧张开的控制活塞(34)，它在其外壳面(35)上具有一阀锥凸肩(36)，它借助于一支承在套筒壳体(31)的台阶形通孔(32)内的弹簧(49)预紧在密封座圈(38)上。
17.按权利要求16的电液控制装置，其特征为：密封座圈(38)做成一体的，尤其是由X10CrNiM0Ti1810材料制成。
18.按权利要求9至17之任一项的电液控制装置，其特征为：主控阀具有一用于关闭高压侧的控制活塞(34)的阀锥凸肩(36)的第一密封座圈(38)和一用于关闭回油管(T)入口的封闭套(42)的第二密封座圈(44)，其中密封座圈(38、44)最好相互对接，并夹紧在操纵阀套筒壳体(47)和主控阀套筒壳体(31)之间。
19.按权利要求9至18之任一项的电液控制装置，其特征为：操纵阀套筒壳体(47)对于回油管(T)和控制压力管(PST)，主控阀套筒壳体(31)对于高压管(P)分别具有一环形通道(40，49，59)。
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