CN1673592A - 具有直接液压阻尼的限压阀 - Google Patents

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Abstract

为了保护液压机组、尤其是为了保护液压掘进开采机使用限压阀1，其封闭部件10由一个与接头4连接的活塞15和包围这个活塞的且滑移地设置在这个活塞上并相应为圆柱形的阀簧托盘12构成。在配有盲孔5和径向孔6，7的接头4与滑移的封闭部件10或相应成形的阀簧托盘12之间构成一个阻尼室20，它直接与盲孔5并由此与系统压力连接。

Description

具有直接液压阻尼的限压阀
技术领域
本发明涉及一种限压阀，用于保护液压机组不受有害的过负荷作用，尤其是用于保护液压掘进开采机不受岩石冲击和其它突然的过负荷作用，该限压阀具有一个带接头的阀体，其中阀体的入口端和出口端通过一个克服阀簧的作用力滑移的并具有一个密封件的封闭部件相互隔开并在出现过负荷时为了排出压力液体而相互连接。
背景技术
由DE 199 46 848 A1已知这种限压阀。尤其是在地下煤矿开采中对于空间防护在支撑中使用具有一个或多个液压支柱的保护开采支架，它们必需通过限压阀防止上述过负荷。这样计算和构成这些限压阀，在出现过负荷时一个在一个孔中滑移设置的阀塞相对于弹簧托盘顶压，其中阀塞在相应的高过负荷时使弹簧托盘相对于弹簧作用力移动同时越过一个密封环，直到在阀塞中构成的径向孔在阀塞的盲孔与排出孔之间建立一个连接，使压力液体排出并可以使整个液压机组卸载。当过载降低时，阀簧顶压弹簧托盘并由此使阀塞返回到其初始位置，由此在重新封闭的盲孔中出现系统压力，而不会对限压阀的其它部分产生影响。在由DE 199 46 848 A1所示的实施例中具有一个双活塞并在两个活塞之间有一个阻尼室，它在由于过载而打开阀门时同时以压力液体加载并且同时支持弹簧托盘的运动。当限压阀再关闭时这个阻尼室负责使阀簧只能阻尼地回移到初始位置。由此也能够同时防止颤动，主要是在打开过程和关闭过程中可能产生这种颤动。但是缺陷是，这个压力平衡室在限压阀的压力平衡状态可能排空运行，由此在阀门动作时不能保证均匀地充满。尤其是对于这种形式的限压阀也可能由于液压的自身干扰导致损伤，但是尤其不利的是，通过多个封闭部件工作，以保证实现上述的尽可能均匀的限压阀打开和关闭过程。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种限压阀，它结构简单并在其中尽可能防止液压干扰的危险。
按照本发明这个目的由此得以实现，所述封闭部件由一个与接头连接的活塞和包围这个活塞且在这个活塞上滑移设置的并相应为圆柱形的阀簧托盘构成。
对于限压阀的这种结构可以完全放弃接头处的活动部件，即，尤其放弃在孔中滑移设置的阀塞。代替该阀塞的是构成无论如何都必需的阀簧托盘，使它包围接头的端部段，即，使与接头连接的活塞，并克服阀簧的作用力在出现过负荷时滑移。此外有利的是，对于这种结构产生一个阻尼效应，它由总是通过系统压力充满的阻尼室得到保证，该效应随着限压阀的打开开始，而不需要阀门完全打开。由此在限压阀再关闭时保证总是存在一个由液压液体或压力液体构成的液垫，在限压阀完全关闭之前必需通过弹簧减少这个液垫。特别有利的是，在这种形式的限压阀中只有阀簧托盘和阀簧运动，其中该阀簧本身只被压紧，即不从其位置中移动出来。此外有利的是，由系统压力保证阻尼，由此共同保证在限压阀关闭时而且也在打开时排除各种颤动和不平稳的运动。
按照本发明的一个有利的设计方案，活塞和阀簧托盘具有用于密封件活塞杆的且适当光滑的接触面，因此可以通过公知的O形环或类似的密封环工作，只是在这里该密封环不对应于阀塞，而是对应于阀簧托盘的帽形或圆柱形构成的头部。此外一定量的压力液体可以在接触面旁边到达上述的阻尼室处，以保证上述的阻尼效应。
上述活塞的一个特别适宜的结构是，该活塞是接头的一部分。即，活塞和接头构成一个单元，其中该活塞较远地突出于接头底部，从而使活塞可以可靠地被圆柱形的阀簧托盘头部包围。
如上所述，所述阀簧托盘包围对应于接头的活塞，因此活塞可以有适当地且平稳地在出现过负荷时移动，以预紧阀簧。当所述阀簧托盘帽形地构成时，尤其能够实现这种平稳的导引和有利的结构，其中阀簧支承在帽檐上，而阀簧托盘的圆柱形头部包围活塞地成形和设置。在阀簧托盘中的相应空隙可以通过盲孔表示或者通过在加工阀簧托盘时相应的造型构成。作为接头一部分的活塞可以承担上述的阀簧托盘的导向任务，由此不会影响它的其余功能，而是保证完全能够满足这些其它功能如入口端与出口端分离和其它功能。
所述压力液体存在于接头中并顶压圆柱形的阀簧托盘头部，使这个阀簧托盘必需克服阀簧的作用力移动。这个过程和接着的压力液体在阀簧托盘旁边的排出尤其能够由此实现，即，在接头和活塞中一个盲孔通过端部的径向孔构成入口端，它们在过负荷时通过抬起阀簧托盘并越过密封件与出口端的排出孔连接。通过使过负荷通过盲孔作用于阀簧托盘并抬起这个阀簧托盘，这个阀簧托盘使在盲孔端部形成的径向孔打开，因此使压力液体由此尽可能直接地到达排出孔并从那里到达大气。所述接头与相应的活塞承担起目前公知的阀塞的基本功能，它在阀孔中滑移地支承，因为它影响到阀簧托盘同时在达到相应的过负荷时为压力液体提供路径。
为了一方面保证在运动过程开始时压力液体完全作用于阀簧托盘，并且另一方面保证在相应的滑移运动后压力液体可以排出，建议，所述密封件设置在一个槽里面，该槽在阀簧托盘的接触面中与阀簧托盘的底面间隔距离，该距离保证在活塞的径向孔下部具有一个足够的密封面。所述密封件安置在一个确保密封的槽里面，因此只有一个有限的部分、即顶靠在活塞接触面上的部分受到“摩擦”的影响。对于这种结构所述密封件在槽中也可以在径向孔上移动，以使在限压阀卸载时才回压到初始位置，其中给定一个足够的密封环面，它可以保证完全有效的密封。另一方面这样设计给定的密封环面，使得在一个相对较短的滑移运动之后就已经能够实现限压阀的快速动作，由于阀簧的特殊结构能够实现这一点。所述弹簧在所有部位、即在一个相对较短的张紧行程过后就已经可靠地动作，使得密封件在阀簧托盘继续移动时仍然可以密封地在接触面处起作用。
在公知的解决方案中外流的压力液体在侧面从接头中排出或者透穿阀体的内室。但是本发明已经证实有利的是，所述排出孔在接头中平行于盲孔延伸，以便能够对于压力液体给出一个最佳的短路径。所述压力液体通过越过径向孔穿过密封件已经处于外露，因此压力液体可以迅速地通过排出孔排出。在此已经证实特别适宜的是，除了接头中的排出孔，在阀体的壁中具有孔或者只使阀体中的孔作为排出孔。描述已经表明，压力液体可以以最短的路径排出并由此降低系统中的压力。因为在这里通过所述阀门大量压力液体在短时间内被排出，所以孔和排出孔的结构肯定是有利的。
本发明的一个从费用方面有利的方案是，所述盲孔作为通孔一直贯穿到活塞端部，使得压力液体总是可以作用于阀簧托盘，以便能够使阀簧托盘在出现过负荷时迅速抬起。所述系统压力也完全作用于阀簧托盘，由此使这个阀簧托盘特别迅速地抬起并且打开使压力液体到达排出孔的路径。尽管这种结构也总是保留一个压力室，虽然这个压力室在限压阀再关闭时当然部分地被排空。
整个限压阀的结构由此进一步简化，即，所述阀体在接头端具有一个固定凸起，它在接头上从后面卡住一个相应的凸钩并且在阀体的对面端部上设置一个可旋入的弹簧调节螺栓。在装配时所述阀体从接头开始推到这个接头上，然后推入阀簧，该阀簧位于活动的阀簧托盘上，然后通过弹簧调节螺栓使阀簧并由此使其余部件同时固定。通过弹簧调节螺栓也可以同时适宜地调节阀门。
另一方案是，在封闭的阀体端部和接头的外边缘上具有对应的螺纹。在这里通过将阀体旋到接头上同时也使阀簧和阀簧托盘固定，其中阀体也必需一起承担弹簧调节螺栓的功能。
由于在煤矿开采中的特殊情况用作支撑的直径、尤其是在支架结构中总是较大，因此也总是排出更多的压力液体。本发明由此适合于这个特殊的问题，所述盲孔在接头中具有10毫米或更大的直径，由此对于360毫米或更大活塞直径的液压支撑也能够有效地通过限压阀进行保护。总体上可以每分钟排出800升压力液体，这能够及时且迅速地使这种液压机组卸载。
通过使排出孔尤其是阀体中的孔通过一个弹性密封环从外面遮盖，进而防止阀体中的上述孔被污染。
按照本发明，由此实现一个阻尼室的特别有效且可靠工作的结构，在配有盲孔和径向孔的接头与滑移的封闭部件之间构成的阻尼室直接与盲孔并由此直接与系统压力连接。由此与限压阀的安装状况无关地，可靠地保证所述阻尼室在打开过程开始时就已经以压力液体充满而且以系统压力充满，因此不能形成排气或其它的不利影响。由此有利地防止阀门本身产生液压干扰，由此不仅实现较长的使用寿命，而且首先总是能够提供一个完全有效且阻尼的限压阀供使用。
此外有利而适宜的是，所述阻尼室通过一个节流孔与盲孔连接，因此在限压阀再关闭时并由此在阀簧回移到其初始位置时提供一个节流，它最终取决于节流孔的直径。由此可以实现完全有针对性地阻尼，而无需其它的调节和调整。
一个相应充满的阻尼室可以由下述方式实现并由此实现总是有效和广泛使用的限压阀的特性，使所述封闭部件由构成接头一部分的活塞和一个包围活塞且相应为圆柱形的阀簧托盘头部构成，其中所述节流孔设置在活塞中而圆柱形阀簧托盘的内室最深处与盲孔连接。因此在使用限压阀期间总是可以使系统压力通过节流孔作用于阻尼室或者使阻尼室以相应的高压压力液体充满。如果出现限压阀由于过负荷而打开的情况，通过节流孔继续充满而且至少直到径向孔完全外露并且使压力液体可以在阀簧托盘旁边供流到排出孔或孔。在再关闭限压阀时则出现上述的节流，因为在阀簧相应地移动阀簧托盘之前，弹簧必需首先使压力液体从阻尼室中挤出来。
此外已经证实有利的是，活塞和阀簧托盘具有适当光滑的接触面。因为密封用的密封件或相应的密封环布置在径向孔的下部，所以压力液体也可以通过径向孔进入活塞与阀簧托盘之间的中间空间。但是由此可以支持阻尼室的可靠充满，在径向孔与活塞端部之间的活塞外壁与圆柱形头部的内壁之间构成另一用于直接对阻尼室供液的供流通道。通过上述已经表明，通过这个路径也可以在阻尼室与盲孔之间构成一个直接连接，因此这个路径也提供了同时保留系统压力作用于阻尼室的可能。
所述活塞端部为倾斜的，由此可以在插入时在头部的相应开孔中不出现卡棱，由此使活塞易于插入圆柱形的阀簧托盘的头部。
所述活塞端部保护性地到圆柱形头部内室最深处有一个最小距离，其给定阻尼室的初始尺寸，由此给定和调节阻尼室的一个给定最小尺寸或初始尺寸。由此同时又构成一个缓冲垫，由此防止各部件竖立，因为总是保留一个一定的压力液体缓冲垫。因此通过所述供液路径在阻尼室与系统压力液体之间总是保证一个直接接触。
所述阀簧托盘圆柱形头部的平稳向前运动按照一个改进结构适宜地得到支持，所述阀簧托盘的底面在外边缘上具有一个斜面，而底面在其它部位是平面的并且保证阀簧托盘可靠地顶靠在接头上。对于这种结构，所述压力液体通过径向孔并且使阀簧托盘实现第一次向前运动，通过狭窄缝隙排出的压力液体向上顶压阀簧托盘并且尤其通过斜面给定或支持一个向前运动。
本发明的特征尤其是，实现一个结构简单的且可靠工作的限压阀，它具有一个直接的液压阻尼并且它只以较少的活动部件工作。当活动部件减少时能够实现更好的动作精度并由此实现限压阀的更好工作方式。也使加工更加容易，因为所述接头可以配有一个轴向通孔或一个盲孔，在其中不再存在活动的部件。而活塞或者最好说是接头本身的活塞部件或者一个相应的部位，在其上相应构成的阀簧托盘可以移动，以便使通过压力液体驱动的弹簧相应地预紧并且使入口端与出口端连接，由此可以降低压力液体峰值。所有这些都可以平稳而迅速地实现，由此可以通过给定的尺寸排出较大的液量，即，每分钟800升或更多，使有害的过负荷不能对相应的液压机组产生不利影响。在限压阀再关闭时所述运动通过阻尼室的布置和结构调节，使得不能产生阀门颤动，而是使阀簧平稳地卸载并由此柔和而平稳且可靠地关闭限压阀。
附图说明
由下面的对附图的描述给出本发明的其它细节和优点，在附图中示出一个优选的实施例，它具有为此所需的细节和单个部件。附图中：
图1以横截面图示出具有弹簧调节螺栓的限压阀，
图2以局剖截面图示出具有贯穿阀体的限压阀，
图3以截面图示出放大的阀簧托盘和活塞，具有封闭的活塞，
图4示出限压阀的局部，该限压阀也具有贯穿活塞的盲孔，
图5以放大的视图示出在阀簧托盘与活塞之间的密封部位。
具体实施方式
图1以截面图示出一个限压阀1，其中所述阀体2具有一个套的形状。在这个阀体2中通过阀簧托盘12安置阀簧11，其中在下面还要详细描述的特殊成形的阀簧托盘12竖立在接头4上并且使阀簧托盘在接头上滑移地导引。为此所述接头4具有一个活塞15以及在静止的活塞15与活动的阀簧托盘12之间的密封部位，该阀簧托盘构成所谓的封闭部件10。通过这个封闭部件10使阀体2的入口端3在正常情况下相对于出口端9封闭。只有当在接头4的盲孔5处出现一个相应高的压力时，例如由于岩石撞击，使这个压力液体通过径向孔6，7和接触面16，17以及在此所示的节流孔52和阻尼室20顶压进阀簧托盘12，由此使这个阀簧托盘在阀簧11的共同挤压下从其在图1中所示的位置中移出来。然后通过越过在这里以8表示的密封件可以使压力液体通过径向孔6，7排出并通过底面30供流到排出孔33，34，由此使系统卸载。在图4的情况下所述径向孔6，7通过轴向延伸的通孔40实现。
所述阀簧托盘12具有在其上支承阀簧11的帽檐19以及一个圆柱形头部18，通过它包围活塞15。不仅活塞15而且圆柱形头部18都具有接触面16，17，它们是光滑的，使得通过它们密封件活塞杆并使密封件8可以有效地工作。
在由图1和由图2所示的实施例中位于盲孔5中的压力液体可以以系统压力从给定供流通道形式的内壁22和外壁23旁边供流到内室最深处21，即供流到阻尼室20。这个阻尼室以系统压力液体充满并在相应液压机组的整个正常运行期间保持系统压力的影响。为了改进活塞15在圆柱形头部18中的推入方法所述活塞端部25配有倾斜面26，尤其由图3可以看出这一点。
图1，3和4在活塞15的结构上是不同的。在图1中这个活塞15具有上面已经提到过的节流孔52，而按照图3该活塞是一个部件，因此在这里系统压力只能在内壁22与外壁23之间、即通过供流通道24作用于阻尼室20。反过来阻尼也只能由此发挥作用，在阀簧11一起移动时并由此关闭限压阀时位于阻尼室20中的压力液体必需再通过这个供流通道24排出去，由此达到非常高的阻尼值。
按照图4示出一种方案，它只产生一个微小的阻尼值，因为压力液体通过盲孔5或直达活塞端部39的通孔40直接输送到阻尼室20。在限压阀1关闭时非常迅速地排空阻尼室20，由此只能实现非常有限的阻尼效果。
已经提及的密封件8设置在内壁22的一个槽29里面并且在限压阀1的关闭状态给出一个足够的密封面31。在按照图5的放大图中示出，在此密封件8的一部分明显超出棱边32，因此只有密封件8的一部分产生密封。通过密封件的特殊结构或其如图5所示的定位使密封件通过压力液体相对于密封面32顶压，由此总是保证最佳的密封。
所述压力液体在限压阀1打开时的路径已经在前面描述过。即，这个压力液体在通过径向孔6，7之后通过圆柱形活塞部件15的底面30与接头4的顶面38之间的扩展的缝隙到达排出孔33，34。此外也可以由此促使压力液体继续排出，在阀体2的壁35中具有附加的孔36。这些孔36在由图1所示的实施例中通过一个弹性的密封环37封闭，因此只有在阀体2的内室中出现相应的过压时压力液体才可以通过这个路径离开系统。
按照图1和图2的结构的主要不同之处是，所述阀体2以不同的形式和方式与接头4连接。按照图1对阀体2在下端附设一个固定凸起41并对接头4附设一个对应的凸钩42。由此使阀体2可以在接头上移动，直到固定凸起41和凸钩42起作用。在对面的端部43上配有一个弹簧调节螺栓44，它可以在放入阀簧托盘12并推入阀簧11后旋上并旋入，以便这样给定作用力，使得在压力液体通过打开限压阀1排出之前必需克服该作用力。
按照图2不仅接头4在外边缘46上而且阀体2在下端上都具有对应的螺纹47，48，其中螺纹48在壳体内壁49上构成。
所述弹簧调节螺栓44也可以通过螺纹45克服阀簧11的作用力旋入阀体2。
前面已经指出，所述活塞15是接头4的一部分并可以具有不同的结构。在图1和2以及图5中示出的方案是，一个节流孔52在阻尼室20与盲孔5之间产生直接接触。在此所述活塞15的设计，按照图3给定一个最小距离，该距离对于其余的结构也是有利的。
所述阀簧托盘12在底面30的端部上具有一个斜面55，它有针对性地使阀簧托盘12产生升高作用。当在阀体2的壁35中使用孔36时，这个斜面尤其有效。
所述接头44在下端具有一个密封环57，由此能够有效地连接到要被保护的液压机组上，其中这个连接通过插接头56起作用。一个在这里未示出的卡子推入在这里给出的接头4的空隙里面，由此能够以简单且迅速的方式和方法实现与液压机组的连接。
所有上述特征、也包括仅在附图中给出的特征无论是单独还是组合都被视为本发明的基本内容。

Claims (20)

1.一种限压阀，用于保护液压机组不受有害的过负荷作用，尤其是用于保护液压掘进开采机不受岩石冲击和其它突然的过负荷作用，该限压阀具有一个带接头(4)的阀体(2)，其中阀体(2)的入口端(3)和出口端(9)通过一个克服阀簧11的作用力滑移的并具有一个密封件(8)的封闭部件(10)相互隔开并在出现过负荷时为了排出压力液体而相互连接，其特征在于，所述封闭部件(10)由一个与接头(4)连接的活塞(15)和包围这个活塞的且在活塞上滑移设置并相应为圆柱形的阀簧托盘(12)构成。
2.如权利要求1所述的限压阀，其特征在于，所述活塞(15)和阀簧托盘(12)具有用于密封件活塞杆且适当光滑的接触面(16，17)。
3.如上述权利要求中任一项所述的限压阀，其特征在于，所述活塞(15)是接头(4)的一部分。。
4.如上述权利要求中任一项所述的限压阀，其特征在于，所述阀簧托盘(12)为帽形，其中阀簧(11)支承在帽檐(19)上，而阀簧托盘(12)的圆柱形头部(18)包围活塞(15)地成形和设置。
5.如上述权利要求中任一项所述的限压阀，其特征在于，在接头(4)和活塞(15)中一个具有端部径向孔(6，7)的盲孔(5)构成入口端(3)，该入口端在过载时通过抬起阀簧托盘(12)并越过密封件(8)与出口端(9)的排出孔(33，34)连接。
6.如上述权利要求中任一项所述的限压阀，其特征在于，所述密封件(8)设置在一个槽(29)里面，该槽在阀簧托盘(12)的接触面(17)中与阀簧托盘(12)的底面(30)间隔距离，该阀簧托盘保证在活塞(15)上的径向孔(6，7)下部具有一个足够的密封面(31)。
7.如上述权利要求中任一项所述的限压阀，其特征在于，所述排出孔(33，34)在接头(4)中平行于盲孔(5)延伸。
8.如上述权利要求中任一项所述的限压阀，其特征在于，除了排出孔(33，34)在接头(4)中在阀体(2)的壁(35)中还具有孔(36)或者只有在阀体(2)中的孔(36)作为排出孔。
9.如上述权利要求中任一项所述的限压阀，其特征在于，所述盲孔(5)作为通孔(40)一直贯穿到活塞端部(39)。
10.如上述权利要求中任一项所述的限压阀，其特征在于，所述阀体(2)在接头端具有一个固定凸起(41)，它在接头(4)上从后面卡住一个对应的凸钩(42)并且在对面的阀体(2)端部(43)上设置一个可旋转的弹簧调节螺栓(44)。
11.如上述权利要求中任一项所述的限压阀，其特征在于，在端部(43)上封闭的阀体(2)和接头(4)的外边缘(46)具有对应的螺纹(45，47)。
12.如上述权利要求中任一项所述的限压阀，其特征在于，所述盲孔(5)在接头(4)中具有10毫米或更大的直径。
13.如上述权利要求中任一项所述的限压阀，其特征在于，所述排出孔(33，34)尤其是在阀体(2)中的孔(36)通过一个弹性的密封环(37)从外面遮盖。
14.一种用于在存在有害的过负荷时或之后保护液压机组、尤其是保护地下矿山的液压掘进开采机的限压阀，具有一个阀体(2)并具有接头(4)，其入口端和出口端(3，9)通过一个克服阀簧(11)的作用力滑移的封闭部件(10)相互隔开并在出现过负荷时为了排出压力液体而相互连接，其中在入口端与出口端(3，9)之间具有一个阻尼室(20)，其特征在于，在配有一个盲孔(5)和径向孔(6，7)的接头(4)与滑移的封闭部件(10)之间构成的阻尼室(20)直接与盲孔(5)并由此与系统压力连接。
15.如权利要求14所述的限压阀，其特征在于，所述阻尼室(20)通过一个节流孔(52)与盲孔(5)连接。
16.如权利要求14和权利要求15所述的限压阀，其特征在于，所述封闭部件(10)由构成接头(4)一部分的活塞(15)和一个包围活塞(15)且相应为圆柱形的阀簧托盘(12)的头部(18)构成，其中所述节流孔(52)设置在活塞(15)里面并且所述圆柱形阀簧托盘(12)的内室最深处(21)与盲孔(5)连接。
17.如上述权利要求中任一项所述的限压阀，其特征在于，在径向孔(6，7)与活塞端部(25)之间的活塞(15)的外壁(23)与圆柱形头部(18)的内壁(22)之间构成另一供流通道(24)用于所述阻尼室(20)的直接供流。
18.如上述权利要求中任一项所述的限压阀，其特征在于，所述活塞端部(25)是倾斜的。
19.如上述权利要求中任一项所述的限压阀，其特征在于，所述活塞端部(25)保护性地到圆柱形头部(18)内室最深处(21)有一个最小距离(53)，其给定阻尼室(20)的初始尺寸。
20.如上述权利要求中任一项所述的限压阀，其特征在于，所述阀簧托盘(12)的底面(30)在外边缘(46)上具有一个斜面(55)。
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