CN201763715U - 一种坑道钻机集成阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种坑道钻机集成阀，包括设在一端的分流进油阀组、设在另一端的回油阀组，在分流进油阀组和回油阀组之间从左至右依次设有串联型的过载换向阀组、普通换向阀组和合流换向阀组；在上述各阀体上均设置有四个对应的连接孔，采用四根双头螺杆分别穿过各阀体上对应的连接孔及安装角铁与螺母配合紧固，将上述各阀组连接为一体；在各阀组之间通过设在侧面的并联通道、中位通道和低压通道、外部管路相互连通，形成完整的液压控制油路。本实用新型的重量减轻40%，工作压力提高50%，许用流量增大58%，显著提升了坑道钻机阀的各项性能，且适用范围广。

Description

一种坑道钻机集成阀

技术领域

本实用新型涉及液压控制元件，具体涉及一种坑道钻机集成阀。它是应用液压技术控制对油液运动方向的转换，采用稳定分流、合流技术满足执行元件的多种速度选择，通过旁路节流实现对工进速度的控制，分流压力和系统压力可分别调节的组合式集成液压阀，适用于单油源双回路控制方式的煤矿井下钻机和隧道钻机或功能类似的液压机械使用。

背景技术

坑道钻机是煤矿井下掘进、隧道工程普遍采用的专用机械，为其配套的专用多路阀是该液压系统的主要控制元件。目前采用以下控制方式：

（1）采用ZL15专用多路阀作为单油源液压系统控制部件已有近10多年的历史，虽几经改进，仍存在以下固有缺陷：一是外观粗糙、因系改良产品为满足功能要求单独加装分流阀组，造成体积大安装不便；二是因高压区阀体变形量大造成换向操纵困难，一般要求降低压力使用，许用工作压力≤20Mpa，额定流量63L/min，功率密度相对较低，适用范围受限，造成系统设计不尽合理；三是阀体片间高低压腔之间采用金属密封型式，造成片间内泄漏大，无功损耗严重。

（2）部分主机采用双定量泵油源液压系统控制方式尚有以下缺陷：一是双泵系统控制油路相对复杂，采用多路阀与外接卸荷溢流阀、合流阀、节流阀、单向阀组合的控制方式，元件增加较多，带来安装困难，故障率增加，维护成本加大；二是双泵系统功率配置较大，当小泵工作，大泵卸荷时无功消耗较大；三是双泵系统工作压力≤20Mpa，功率密度相对较低，适用范围受限；四是采购成本增加较多，降低了主机的竞争力。

鉴于上述原因，迫切需要为坑道钻机研制一种使用压力高、流量大、结构精巧、维护便捷的新型坑道钻机集成阀。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种坑道钻机集成阀，它结构紧凑、工艺性好、压力高、流量大、维护便捷，具有切换液流方向，实现工进、正常、快进速度转换，过载保护，可调节控制系统压力和分流压力，防止换向干扰的功能，能满足坑道钻机的多种控制功能要求。

本实用新型所述的一种坑道钻机集成阀，包括设在一端的分流进油阀组、设在另一端的回油阀组，其特征是：在分流进油阀组和回油阀组之间从左至右依次设有串联型的过载换向阀组、普通换向阀组和合流换向阀组；

在分流进油阀组、串联型过载换向阀组、普通换向阀组、合流换向阀组和回油阀组的阀体上均设置有四个对应的连接孔，采用四根双头螺杆分别穿过各阀体上对应的连接孔及安装角铁与螺母配合紧固，将上述各阀组连接为一体；

上述各阀组之间通过设在侧面的并联通道、中位通道和低压通道、外部管路相互连通；普通换向阀组的油口A2与合流换向阀组的油口A3，普通换向阀组的油口B2与合流换向阀组的油口B3通过阀内流道相互沟通，形成完整的液压控制油路。

所述的一种坑道钻机集成阀，在所述的分流进油阀组内插装有控制系统压力的过载阀和控制分流压力的安全阀，并在阀体内集成有分流阀组件。

本实用新型的分流进油阀体、各换向阀体、回油阀体采用公共进油孔、公共回油孔、公共连接孔等尺寸完全一致的阀体结构，并采用了以下技术措施：

（1）在进油阀体中集成了插装式过载阀、安全阀、单路稳定分流阀；

（2）将稳定分流油液通过外接管路输入到合流换向阀组中，简便实用；

（3）采用压力平衡和高低压区分离密封设计，减小双头螺杆拉伸受力变形，消除阀体中立位置片间窜腔和外泄漏；

（4）在保证通油面积足够的情况下，尽量减小阀体侧面高压区受力面积，使阀孔受压变形量小，减小液压卡紧力，使滑阀换向操纵力显著降低，改变了原有ZL15高压多路阀在25～31.5Mpa高压区阀体变形量大，片间泄漏量大，升高压困难，操纵力大的缺陷；

（5）阀体两端孔口部位设计为低压回油区，采用双唇边密封件和聚四氟密封圈的多重密封结构实现零外泄漏设计，根除常见的滑阀处外泄漏现象；

（6）阀体片间采用平面与锥面组合的密封槽几何结构，线性增大密封预压力使密封可靠度显著提高，并根除O形密封圈被吸入油道的隐患；

（7）换向阀体采用双回油道结构并与进油阀体、回油阀体构成回油环路，使流道通畅、回油压力损失显著降低。

本实用新型采用串并联油路型式和手动操纵方式，具有使用压力高，流量大，无功损耗小，操纵轻便，可靠性高的突出特点，适用于单油源双回路控制方式的煤矿井下钻机和隧道钻机或其它液压机械使用。

本实用新型与目前大量使用的ZL15专用多路阀同规格比较，重量减轻40%，实际使用工作压力提高50%，许用流量增大58%，显著提升了坑道钻机阀的各项性能。并由于扩展了规格，适用范围更广，为各类坑道钻机整体性能的提升提供了更好的选择。

附图说明

图1是本实用新型的外形结构图。

图2是图1的K向视图。

图3是图1的D-D剖面图。

图4是图1的液压原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。

参见图1和图2所示的一种坑道钻机集成阀，包括设在一端的分流进油阀组1、设在另一端的回油阀组5，在分流进油阀组1和回油阀组5之间从右至左依次设有串联型的过载换向阀组2、普通换向阀组3和合流换向阀组4；在分流进油阀组、串联型的过载换向阀组、普通换向阀组、合流换向阀组和回油阀组的阀体上均设置有四个对应的连接孔，采用四根双头螺杆6分别穿过各阀体上对应的连接孔及安装角铁7与螺母8配合紧固，将上述各阀组连接为一体；上述各阀组之间通过设在侧面的并联通道9、中位通道10和低压通道11、外部管路12相互连通；普通换向阀组3的油口A2与合流换向阀组4的油口A3，普通换向阀组3的油口B2与合流换向阀组4的油口B3通过阀内流道相互沟通，形成完整的液压控制油路。

在所述的分流进油阀组1内插装有控制系统压力的过载阀12和控制分流压力的安全阀13，并在阀体内集成有分流阀组件。 

本实用新型的坑道钻机集成阀按公称通径有:15mm、22mm，公称流量分别为: 100L/min,180L/min,公称压力:31.5MPa。

本实用新型的原理参见图3，为本例处于中立位置时，压力油经分流进油阀组1的油口P进入，连通过载阀12以控制系统压力，一路经稳定分流后的油液经分流出口通过外接管路12进入合流换向阀组4的中位进油口，经阀内通道沟通回油通道从分流进油阀组1的回油口T返回油箱，其输出压力受安全阀13控制；另一路经分流后的主油液经顺序控制阀进入串联型油路的过载换向阀组2、普通换向阀组3、合流换向阀组4的中位通道10，经回油阀组5与分流进油阀组1的回油道从回油口T返回油箱。

换向阀组工作原理（参见图4）：

（1）当O型滑阀机能的过载换向阀组2向左换向时，中立通道10的卸荷油路被切断，压力油开启内置单向阀经阀内通道从油口A1进入液压马达一端工作腔；同时从油口B1返回的液压马达另一端工作腔的回油经阀内通道从低压通道11经回油口T返回油箱，液压马达产生正向旋转运动；当液压马达在工况过程中负荷陡然增大时插装在油口A1处的过载阀将瞬间开启卸荷，消除液压冲击；当液压马达因高速旋转的惯性超过压力油的输入量产生负压状态时将发生振动，过载阀将瞬间开启通过回油道向压力油道补油以消除真空状态；

当O型滑阀机能的过载换向阀组2向右换向时，中立通道10的卸荷油路被切断，压力油开启内置单向阀经阀内通道从油口B1进入液压马达另一端工作腔；同时从油口A1返回的液压马达一端工作腔的回油经阀内通道从低压通道11经回油口T返回油箱，液压马达产生反向旋转运动；

当O型滑阀机能的过载换向阀组2处于图3中立位置时，中立通道10的油路处于通路状态，阀内的进油通道、回油通道、工作油口A1 、B1之间的通道均被关闭，液压马达的两端工作腔被封闭处于静止状态。

说明；O型滑阀机能指当换向阀组处于中立位置时，压力油口P、回油口T与工作油口A1 、B1 之间的通道被关闭，执行元件处于静止状态。

（2）当前端O型滑阀机能的过载换向阀组2处于中立位置时，压力油通过串联通道9进入O型滑阀机能的普通换向阀组3，操纵滑阀向左换向时，中立通道10的卸荷油路被切断，压力油开启内置单向阀一路经阀内通道从合流换向阀组4的油口A3进入推进油缸的无杆腔作功，有杆腔的回油经合流换向阀组4的油口B3经低压通道11从回油口T返回油箱；同时另一路压力油经油口A2进入外置节流阀对推进油缸运动速度进行旁路节流，节流回油从油口B2经低压通道11从回油口T返回油箱；当操纵滑阀向右换向时，中立通道10的卸荷油路被切断，压力油开启内置单向阀一路经阀内通道从合流换向阀组4的油口B3进入推进油缸的有杆腔作功，无杆腔的回油经合流换向阀组4的油口A3经低压通道11从回油口T返回油箱；同时压力油的另一路经油口B2进入外置节流阀对推进油缸反向运动进行旁路节流，节流回油经油口A2经低压通道11从回油口T返回油箱；本工况时，推进油缸是在分流后的主流量作用下做正常运行。通过调节外置节流阀可以改变推进油缸的双向运动速度；

当O型滑阀机能普通换向阀组3处于图3中立位置时，中立通道10的油路处于通路状态，阀内的进油通道、回油通道、工作油口A2、B2之间的通道均被关闭，推进油缸的两端工作腔被封闭处于静止状态。 

（3）当前端O型滑阀机能普通换向阀组3处于中立位置，操纵合流换向阀组4向左换向时，分流主流量油液经阀内通道从低压通道11经回油口T返回油箱，经外接管路12输入中位进油口的稳定分流油液经油口A3进入推进油缸的无杆腔作工进运动，有杆腔的回油经油口B3从低压通道11经回油口T返回油箱。操纵合流换向阀组4向右换向时，经外接管路12输入中位进油口的稳定分流油液经油口B3进入推进油缸的有杆腔作反向运动，无杆腔的回油经油口B3从低压通道11经回油口T返回油箱，通过调节外置节流阀可以改变推进油缸的双向运动速度；

当O型滑阀机能普通换向阀组3处于左端换向位置时，操纵合流换向阀组4向左换向时，稳定分流油液与进入普通换向阀组3的分流主油液在合流换向阀组4的内流道中合流在一起，经油口A3进入推进油缸的无杆腔作快速运动，有杆腔的回油经合流换向阀组4的油口B3经低压通道11从回油口T返回油箱；由于A2与A3，B2与B3油口通过阀内流道已相互沟通，操纵合流换向阀组4向右换向时，稳定分流油液经普通换向阀组3的阀内流道从低压通道11经回油口T返回油箱；进入普通换向阀组3的分流主油液经合流换向阀组4的阀内流道从低压通道11经回油口T返回油箱；

当O型滑阀机能普通换向阀组3处于右端换向位置时，操纵合流换向阀组4向左换向时，由于A2与A3，B2与B3油口通过阀内流道已相互沟通，稳定分流油液经普通换向阀组3的阀内流道从低压通道11经回油口T返回油箱；进入普通换向阀组3的分流主油液经合流换向阀组4的阀内流道经低压通道11从回油口T返回油箱；操纵合流换向阀组4向右换向时，稳定分流油液与进入普通换向阀组3的分流主油液在合流换向阀组4的内流道中合流在一起，经油口B3进入推进油缸的有杆腔作快速运动，有杆腔的回油经合流换向阀组4的油口B3经低压通道11从回油口T返回油箱，调节外置节流阀可以控制推进油缸的运动速度。

当合流换向阀组4处于中立位置时，稳定分流油液经换向滑阀的内流道与回油道T连通卸荷，分流主油液经中立通道与回油道T连通卸荷。

本实用新型采用串联型油路控制形式，当操纵过载换向阀组2换向时，其后端连接的普通换向阀组3不能换向工作。

本实用新型具有以下优点：

（1）简化了原ZL15专用多路阀和双定量泵液压系统的配置型式，将进油阀组与稳定分流阀组、调压过载阀、分流安全阀集成为一体。 

（2）优化高低压区的分布，减小阀孔受高压变形量，消除了ZL15专用多路阀高压区间操纵力陡增，内泄漏大的，无功损耗大的缺陷。

（3）采用零外泄漏设计，根除了多路阀滑阀外泄漏现象。

（4）阀体片间采用特殊密封槽结构形式，增大了密封预压力并根除了密封件被吸入油道的隐患。

（5）采用双回油道环行结构，使回油背压显著降低。

（6）采用阀体球铁铸件强度显著提高，壳型铸造外形美观；采用覆膜砂铸造工艺阀体流道光滑，压力损失降低。

（7）滑阀采用镀硬鉻工艺使光滑度、耐用度、抗腐蚀性能显著提高，并减轻了与密封件之间的摩擦力，延长了密封件的使用寿命。

（8）主要性能指标达国内外先进水平，许用工作压力31.5Mpa。许用流量15mm通径， 100L/ min；22mm通径， 180L/ min。

Claims (2)

1.一种坑道钻机集成阀，包括设在一端的分流进油阀组（1）、设在另一端的回油阀组（5），其特征是：

在分流进油阀组（1）和回油阀组（5）之间从右至左依次设有过载换向阀组（2）、普通换向阀组（3）和合流换向阀组（4）；

在分流进油阀组（1）、过载换向阀组（2）、普通换向阀组（3）、合流换向阀组（4）和回油阀组（5）的阀体上均设置有四个对应的连接孔，采用四根双头螺杆（6）分别穿过各阀体上对应的连接孔及安装角铁（7）与螺母（8）配合紧固，将上述各阀组连接为一体；

上述各阀组之间通过设在侧面的并联通道（9）、中位通道（10）和低压通道（11）、外部管路（12）相互连通；普通换向阀组（3）的油口A2与合流换向阀组(4)的油口A3，普通换向阀组（3）的油口B2与合流换向阀组(4)的油口B3通过阀内流道相互沟通，形成完整的液压控制油路。

2.根据权利要求1所述的一种坑道钻机集成阀，其特征是：在所述的分流进油阀组（1）内插装有控制系统压力的过载阀（12）和控制分流压力的安全阀（13），并在阀体内集成有分流阀组件。

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