CN206845200U - 软密封大流量换向阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种软密封大流量换向阀，包括阀体和两个阀芯组件，阀芯组件包括回液阀套、阀座、进液阀套、阀芯和与阀芯相配合实现密封的压杆，所述阀芯组件还包括夹在所述进液阀套与所述阀座之间且与所述阀芯相配合实现密封的阀垫，阀座和阀垫位于所述回液阀套的内部且阀垫与回液阀套为过盈配合，阀座夹在阀垫与回液阀套之间，阀垫采用软材质制成。本实用新型的软密封大流量换向阀，采用软材质的阀垫与阀芯相配合，无需阀座与阀芯配合实现密封，阀座无需加工密封面，从而可以简化阀座的结构和加工工艺，长期使用导致密封失效后仅需更换阀垫，降低了成本，而且密封可靠性高。

Description

软密封大流量换向阀

技术领域

本实用新型涉及煤矿综采液压支架液压回路中的液压元件，具体地说，本实用新型涉及一种软密封大流量换向阀。

背景技术

在煤矿综采越来越朝自动化、高效率化发展的大环境下，大采高，高阻抗的支架越来越普及，相应的操纵阀也开始从以前的小流量渐渐发展到现在的中流量、大流量。在煤机行业，换向阀也被称为操纵阀或者控制阀。在液压支架液压系统中，换向阀控制液流的方向，实现液压支架升降、推溜、拉架等不同的动作。

目前，大流量换向阀包括阀体和阀芯组件，阀体上设有一个主进液孔、一个主回液孔和两个工作口，主进液孔和主回液孔设在阀体的同一个侧面上，两个工作口设在阀体的同一个端面上。阀芯组件包括压杆、回液阀套、阀座、进液阀套和阀芯，阀芯的两端开口、内部为中空油道。

现有的大流量换向阀的阀座与阀芯之间为硬密封，需在阀座上加工密封面，阀座结构复杂，加工工艺复杂，不易加工，密封可靠性差，而且长期使用导致密封失效后，需更换阀座，成本高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种软密封大流量换向阀，目的是简化阀座加工工艺，降低成本。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：软密封大流量换向阀，包括阀体、杠杆、操纵机构和两个阀芯组件，阀体上设有一个主进液孔、一个主回液孔和两个工作口，主进液孔和主回液孔设在阀体的同一个侧面上，两个工作口设在阀体的一个端面上，阀芯组件包括回液阀套、阀座、进液阀套、阀芯和与阀芯相配合实现密封的压杆，所述阀芯组件还包括夹在所述进液阀套与所述阀座之间且与所述阀芯相配合实现密封的阀垫，阀座和阀垫位于所述回液阀套的内部且阀垫与回液阀套为过盈配合，阀座夹在阀垫与回液阀套之间，阀垫采用软材质制成。

所述阀垫的材质为peek材料。

所述阀芯内部具有中空油道，该中空油道包括相连通且沿轴向依次设置的第一油道和第二油道，第一油道的直径大于第二油道的直径且第一油道位于第二油道与所述工作口之间。

所述第一油道的长度大于所述第二油道的长度且第一油道和第二油道为同轴设置。

所述阀芯的朝向所述压杆的端部为锥台结构，压杆的开口端设有用于与阀芯端部密封连接且两者之间为线接触的圆弧面。

所述压杆的开口端内部具有让所述阀芯插入的容置孔且该容置孔为圆形孔。

所述压杆的内部具有与所述容置孔连通的第三油道，第三油道位于容置孔与压杆的封闭端之间。

所述第三油道的直径小于所述容置孔的直径。

所述压杆的侧壁上设有与压杆的内孔连通的回液平衡阻尼孔。

本实用新型的软密封大流量换向阀，通过设置阀垫和阀座夹在进液阀套与回液阀套之间，使得阀芯组件能够形成一个整体的插装式结构，集成度高，方便在换向阀的阀体中的安装和拆卸；同时采用软材质的阀垫与阀芯相配合，无需阀座与阀芯配合实现密封，阀座无需加工密封面，从而可以简化阀座的结构和加工工艺，长期使用导致密封失效后仅需更换阀垫，降低了成本，而且密封可靠性高。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本实用新型软密封大流量换向阀的剖视图；

图2是本实用新型软密封大流量换向阀的主视图；

图3是阀芯组件的剖视图；

图4是阀芯的剖视图；

图5是阀座的剖视图；

图6是进液阀套的剖视图；

图7是回液阀套的剖视图；

图8是压杆的剖视图；

图9是阀垫的剖视图；

图中标记为：1、压块；2、阀体；3、进液阀套；4、弹簧；5、阀芯；6、阀座；7、压杆；8、回液阀套；9、杠杆；10、接头；11、壳体；12、手柄；13、压头；14、主进液孔；15、主回液孔；16、密封部；17、回液平衡阻尼孔；18、容置孔；19、第一油道；20、第二油道；21、第三油道；22、阀垫；23、圆弧面。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图8所示，本实用新型提供了一种大流量换向阀，包括阀体2、杠杆9、操纵机构和两个阀芯组件。阀体2中开有两个贯穿阀体2的流道，阀体2的流道中分别安装有一个结构相同的插装式的阀芯组件。操纵机构包括壳体11、可旋转的设置于壳体11内的压头13、与压头13固定连接且用于操作压头13进行转动的手柄12以及可旋转的设置于壳体11内且夹在压头13与压杆7之间的压块1，杠杆9为可旋转的设置于壳体11内且杠杆的两端分别嵌入阀芯组件的压杆7上所设的凹槽中，该凹槽为在压杆7的外壁面上设置的环形槽，杠杆9的旋转中心线与压块1的旋转中心线相平行且与主进液孔14和主回液孔15的轴线相平行。壳体11与阀体的端部固定连接，手柄12伸出至壳体11的外壁，压块1在壳体11内部设置两个且两个压块1在壳体11中为对称设置，各个压块1分别与一个阀芯组件的压杆7相配合，压头13抵顶在压块1的一端且压块1的该端分别抵压在各自对应的压杆7的端部，压块1的另一端与壳体11转动连接。阀体2上设有一个主进液孔14、一个主回液孔15和两个工作口A、B，主进液孔14和主回液孔15并排设在阀体2的同一个侧面上，两个工作口A、B并排设在阀体2的与手柄12位置相对的同一端面上，两个工作口A、B分别与一个阀芯组件相配合，两个工作口A、B分别与一个阀芯组件相连通且处于阀体2的长度方向相平行的同一轴线上。工作口A与图1中所示位于上侧的阀芯组件的阀芯5内部油道连通，工作口B与图1中所示位于下侧的阀芯组件的阀芯5内部油道连通。在阀门开启后，从主进液孔14进入阀体2内的乳化液经过阀芯组件分别从工作口A、B流出，阀门关闭后，阀芯组件中的乳化液从主回液孔15流回乳化液泵站。

如图1和图3所示，阀芯组件包括压杆7、回液阀套8、阀座6、进液阀套3和阀芯5，阀芯5的两端开口、内部为中空油道，压杆7设有内孔，压杆7插入回液阀套8中且顶部从回液阀套8中伸出与杠杆9连接，进液阀套3的端部插入回液阀套8中与回液阀套8为螺纹连接，阀座6位于回液阀套8中且套设于阀芯5上。阀芯5插入进液阀套3和阀座6中，压杆7和阀芯5均可移动。回液阀套8套设于压杆7上，回液阀套8内部设有与压杆7外部形状相匹配的内孔，压杆7的截面呈凸字形，压杆7的头部从回液阀套8的端部伸出，压杆7的内部设有从末端面开始沿轴向延伸的内孔。阀芯5的主体为圆柱形，阀芯5为两端开口、内部中空的结构，阀芯5内部为沿轴向延伸的中空油道，阀芯5与压杆7相配合可以实现密封。

如图3所示，阀芯组件还包括夹在进液阀套3与阀座6之间且与阀芯5相配合实现密封的阀垫22，阀座6和阀垫22位于回液阀套8的内部且阀垫22与回液阀套8为过盈配合，阀座6夹在阀垫22与回液阀套8之间。在进液阀套3与回液阀套8拧紧后，阀垫22与进液阀套3的端面接触，阀垫22的另一端面与阀座6接触，将阀座6抵紧在回液阀套8内部设置的限位台阶处。阀座6和阀垫22夹在进液阀套3与回液阀套8之间，使得阀芯组件能够形成一个整体的插装式结构，集成度高，方便在换向阀的阀体中的安装和拆卸。

如图9所示，阀垫22为采用软材质制成的圆环形结构，阀垫22的材质优选为peek材料(聚醚醚酮工程塑料)。阀垫22与阀座6为相邻设置，两者不相连接，软材质的阀垫22与阀芯5相配合实现密封，增强了换向阀的密封性能。而且无需阀座与阀芯配合实现密封，这样阀座上无需加工与阀芯相配合的密封面，从而可以简化阀座的结构和加工工艺，长期使用导致密封失效后仅需更换阀垫22即可，降低了成本)，适应低压密封要求，而且密封可靠性更高。

如图3和图4所示，阀芯5内部中心处具有沿轴向贯穿设置的中空油道，该中空油道包括相连通且沿轴向依次设置的第一油道和第二油道，第一油道的直径大于第二油道的直径且第一油道位于第二油道与阀体端面上所设的工作口之间，第二油道位于压杆7与第一油道之间。第一油道和第二油道为同轴设置，而且第二油道的长度小于第一油道的长度。通过将阀芯内的中空油道设置成由一个大直径的第一油道和一个小直径的第二油道组成，当高压液体从阀芯5与阀座6间进入时，能及时的输送液体，且在工作口回液时形成缓冲区，从而更好的保障液体的层流。阀芯5的圆柱形侧壁上设有让液体通过的过液孔，过液孔为在阀芯5上的包围形成第二油道的圆柱形侧壁上贯穿设置的圆形通孔，该过液孔并在阀芯5的圆柱形侧壁上为沿周向均匀设置多个，过液孔与第二油道连通且两者轴线相垂直。阀芯组件在初始状态时，过液孔与阀座对齐且由阀座和相应的密封件封闭。

如图3、图4和图5所示，阀芯5具有密封部16且该密封部16的外侧面上设有圆锥面，阀垫22与密封部16相配合起密封作用。密封部16为设置于阀芯5的侧壁上且向外突出的一个完整的环形结构，与阀芯5同轴且位于进液阀套3的内腔中。在阀芯5的轴向上，密封部16位于第一油道和阀芯5的侧壁上所设的过液孔之间。在阀芯5的外部还套有一个弹簧4，该弹簧4并位于进液阀套3内，弹簧4的一端抵在阀芯5的密封部16的端面上，另一端抵在进液阀套3内的在靠近末端位置处设置的一个台阶面上。阀芯组件在初始状态时，弹簧4推动阀芯5朝向压杆7移动，直至密封部16与阀垫22接触实现密封。另外，在阀芯5的两端与进液阀套3与阀座6之间分别设置有O型密封圈，阀芯5的侧壁上所设的过液孔和密封部16位于阀芯5两端的O型密封圈之间，确保进液腔的密封。

阀芯组件的压杆7、阀座6和阀芯5的材质相同，均为3Cr13。压杆7在外力作用下朝向阀芯5移动时，当压杆7的内侧壁与阀芯5的外侧壁接触时，压杆7和阀芯5的端部之间为硬密封连接。如图3所示，阀芯5的朝向压杆7的端部为锥台结构，该锥台结构的外圆锥面的锥度为60度。如图8所示，压杆7为一端开口、内部中空的结构，压杆7的朝向阀芯的端部为开口端。压杆7的开口端的入口处加工出一个圆弧面23，从而在压杆7的内孔入口处形成一个圆角，该圆弧面23与阀芯5的端部外锥面之间为线接触，即阀芯5与压杆7之间形成一种单锥内孔弧面的硬密封结构，也即圆环线密封，相对于软材质的密封，硬密封不仅密封性能好，还能耐超高压，可有效地延长密封副的使用寿命，可以延长阀芯组件的使用寿命，并可以提高阀芯组件的密封可靠性，应用在换向阀上可以极大的提高换向阀的无故障工作时间。阀芯组件在初始状态时，阀芯5的密封部16与阀垫22之间为软密封连接，密封部16的外侧面上加工出一个锥度为65度的圆锥面。

如图8所示，压杆7的开口端中心处具有一个用于容纳阀芯5的容置孔18和一个与容置孔18连通的第三油道21，容置孔18与第三油道21相连通形成压杆7的内孔，圆弧面23设置于容置孔18的直角边缘处。在压杆7的轴向上，第三油道21位于容置孔18与压杆的封闭端之间，压杆的封闭端为与压块1相接触的端部。作为优选的，容置孔18和第三油道21均为直径大小一致的圆形孔，容置孔18的直径大于第三油道21的直径，第三油道21的长度大于容置孔18的长度。容置孔18的直径约为第三油道21的直径的两倍，符合流量系数和截面收缩系数的平衡关系。容置孔18的直径较大，容置孔18的位置要满足回液时候的液体流量，在保障压杆可靠壁厚条件下可以尽可能的增大过液量。将第三油道21设置成直径较大的孔，方便了容置孔18的加工，而且第三油道21的直径越大，容置孔18的加工量越小。而将容置孔18设置成圆孔，可以避免内壁与阀芯的端部锥面产生接触，进而避免液体中含有的煤渣等杂质卡在压杆和阀芯相接触的表面，同时容置孔18的直角边缘处具有圆角形成圆弧面23，使得进回液更流畅，阻力损失更小，密封可靠性更高。

如图8所示，作为优选的，压杆7的侧壁上设有与压杆7的内孔连通的回液平衡阻尼孔17，回液平衡阻尼孔17为在压杆7的侧壁上贯穿设置的圆形通孔，回液平衡阻尼孔17使压杆7的内孔与平衡腔连通(平衡腔是回液阀套8的内腔中处于压杆7与回液阀套8之间的腔体部分)，使得液体能够经过回液平衡阻尼孔17和压杆的内孔进出平衡腔。回液平衡阻尼孔17的设计，在压杆7往复运动的时候能够及时平衡压力和通气孔功能，当压杆7左侧受操纵机构作用向右侧移动和阀芯5接触形成密封后，阀芯5右移与阀垫22分离，高压液体从主进液孔进入，高压液体会充满内腔通道，左侧进入压杆7和回液阀套8空隙区间，从而减小压杆7左侧施加的压力，右侧进入工作管道完成供液；另外，由于压杆7和回液阀套8之间设置有两个O型密封圈，回液平衡阻尼孔17位于两个O型密封圈之间。在外力作用下，如果不设置通气孔，压杆7由于真空原理很难右移，即使施加很大的压力，移动间隙内也存在负压情况，使得压杆7卡住失效。

如图1所示，本实用新型的软密封大流量换向阀还包括设置于两个工作口A、B中的接头10，两个接头10分别插入工作口A、B中且与阀体为螺纹连接，两个接头10朝向阀体外伸出，方便连接外部管路。

本实用新型的软密封大流量换向阀的压杆7与回液阀套8之间用O形橡胶密封圈密封，阀芯5和阀座6、进液阀套3之间分别用O形橡胶密封圈密封，回液阀套8、进液阀套3和阀体2之间分别采用O形密封圈密封。

本实用新型的软密封大流量换向阀的尺寸为390*122*48mm，公称流量为400L/min，公称压力为31.5MPa。

本实用新型的软密封大流量换向阀的两个工作腔结构相同，其工作原理如下：当操纵机构处于中间位置时，通往各工作腔的接口与回液腔相通。阀芯5在弹簧4的作用下与阀垫22密封，防止高压油液进入。当需要工作时，操纵机构将一侧的压杆7压下，压杆7末端与阀芯5前端形成密封副防止高压油液流到回液腔，同时将阀芯5与阀垫22分开，使高压腔里的液体进入工作腔接口对立柱或者千斤进行相关动作，通过强开口杠杆9把另一工作腔的压杆7拉出，使回液更流畅。当需要停止动作的时候，操纵机构恢复零位，杠杆9恢复水平并拉出压杆7，压杆7与阀芯5分离，打开工作腔与回液通道，使工作腔液体流畅的通过回液腔回到回液主管道上。同时阀芯5在弹簧4的弹力和液体压力的作用下向阀垫22压紧关闭进液，停止对立柱或者千斤进行相关动作。相应的另一侧的工作原理相同。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.软密封大流量换向阀，包括阀体、杠杆、操纵机构和两个阀芯组件，阀体上设有一个主进液孔、一个主回液孔和两个工作口，主进液孔和主回液孔设在阀体的同一个侧面上，两个工作口设在阀体的一个端面上，阀芯组件包括回液阀套、阀座、进液阀套、阀芯和与阀芯相配合实现密封的压杆，其特征在于：所述阀芯组件还包括夹在所述进液阀套与所述阀座之间且与所述阀芯相配合实现密封的阀垫，阀座和阀垫位于所述回液阀套的内部且阀垫与回液阀套为过盈配合，阀座夹在阀垫与回液阀套之间，阀垫采用软材质制成。

2.根据权利要求1所述的软密封大流量换向阀，其特征在于：所述阀垫的材质为peek材料。

3.根据权利要求1所述的软密封大流量换向阀，其特征在于：所述阀芯内部具有中空油道，该中空油道包括相连通且沿轴向依次设置的第一油道和第二油道，第一油道的直径大于第二油道的直径且第一油道位于第二油道与所述工作口之间。

4.根据权利要求3所述的软密封大流量换向阀，其特征在于：所述第一油道的长度大于所述第二油道的长度且第一油道和第二油道为同轴设置。

5.根据权利要求3或4所述的软密封大流量换向阀，其特征在于：所述阀芯的朝向所述压杆的端部为锥台结构，压杆的开口端设有用于与阀芯端部密封连接且两者之间为线接触的圆弧面。

6.根据权利要求5所述的软密封大流量换向阀，其特征在于：所述压杆的开口端内部具有让所述阀芯插入的容置孔且该容置孔为圆形孔。

7.根据权利要求6所述的软密封大流量换向阀，其特征在于：所述压杆的内部具有与所述容置孔连通的第三油道，第三油道位于容置孔与压杆的封闭端之间。

8.根据权利要求7所述的软密封大流量换向阀，其特征在于：所述第三油道的直径小于所述容置孔的直径。

9.根据权利要求7所述的软密封大流量换向阀，其特征在于：所述压杆的侧壁上设有与压杆的内孔连通的回液平衡阻尼孔。