CN214465206U - 液压支架用三级卸荷大流量立柱液控单向阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压支架用三级卸荷大流量立柱液控单向阀，包括设置有安装腔的阀体，阀体上开设有与安装腔相连通的第一主控阀接口、第二主控阀接口和下腔回液接口，安装腔内设置有阀串，该阀串由阀套、活塞、阀杆、前阀芯、后阀芯、第一弹簧和第二弹簧组成，其中，当第二主控阀接口和下腔回液接口处于截止状态时，后阀芯顶面与阀杆三级台阶面的间距小于前阀芯顶面与二级台阶面的间距。本实用新型结构巧妙，安全可靠，能够满足单阀串流量大于1000L/min的设计要求，其采用阶梯式的阀杆，并与活塞套筒和一二级阀芯相配合实现了立柱下腔的三级卸荷，有效减小了立柱下腔回液时受到的剧烈冲击，有利于提高设备的使用寿命，维持生产的长周期稳定运行。

Description

液压支架用三级卸荷大流量立柱液控单向阀

技术领域

本实用新型涉及立柱液控单向阀技术领域，尤其是涉及一种液压支架用三级卸荷大流量立柱液控单向阀。

背景技术

液控单向阀是通过压力来实现开关的单向阀类装置，目前使用的液控单向阀主要为立柱液控单向阀，在支架完成降-移-升工作过程中，实现对立柱上腔进液、下腔解锁，以及立柱下腔进液、闭锁等功能。现有大部分立柱阀单阀串进、回流量均小于1000L/min，仅有国内外个别厂家的立柱液控单向阀流量达到或接近1000L/min，其往往是通过双阀串叠加同时进、回液勉强达到。其次，在井下使用中，发现现有采用传统设计的立柱液控单向阀，在控制立柱下腔解锁实现大流量回液时，在开启瞬间，由于立柱下腔压力过大，导致立柱下腔回液瞬间，冲击震动剧烈，造成油缸及辅件的损坏频发和安全阀卸载频繁。究其原因：不外乎立柱阀控制腔打开高压封闭腔，实现立柱下腔回液时，没有分级卸荷，或者即使分两级卸荷，立柱下腔瞬时压力仍然过大，导致立柱阀高压封闭腔与回液管路瞬间压差过大，造成瞬间剧烈冲击，对油缸和安全阀及其他液压元件造成损坏。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种结构巧妙、安全可靠的液压支架用三级卸荷大流量立柱液控单向阀，具体可采取如下技术方案：

本实用新型所述的液压支架用三级卸荷大流量立柱液控单向阀，包括

阀体，所述阀体内设置有安装腔，阀体上还开设有与所述安装腔相连通的第一主控阀接口、第二主控阀接口和下腔回液接口；

阀串，设置在安装腔内，包括

阀套，所述阀套中部设置有带有连通孔的分隔板，所述分隔板将阀套内腔分为前腔和后腔，所述前腔前端设置有封头，所述后腔后端为带有插装孔的底板，阀套上还开设有与所述第一主控阀接口相连通的进液流道、与所述第二主控阀接口相连通的排液流道、以及与所述下腔回液接口相连通的第一回液流道和第二回液流道，所述进液流道的末端位于所述封头与前腔相对应的一侧，所述第一回液流道和第二回液流道的末端均位于阀套的后腔，且所述第二回液流道位于第一回液流道的后侧；

活塞，为带有顶盖的套筒式结构，所述活塞的套筒外壁与前腔密封滑动相连，活塞的顶盖上开设有过液通孔；

阀杆，为具有一级台阶面、二级台阶面和三级台阶面的阶梯杆结构，所述阀杆具有一级台阶面的头部密封滑动设置在活塞套筒内腔中，阀杆一级台阶面和二级台阶面之间的杆体与分隔板密封相连，阀杆二级台阶面和三级台阶面之间的杆体上开设有轴向凹槽，阀杆的尾部则穿设在所述插装孔中；

前阀芯，套接在阀杆的二级台阶面和三级台阶面之间，其顶面与二级台阶面相对设置，所述前阀芯与阀套构成的第一密封接触面位于排液流道和第一回液流道之间；

后阀芯，套接在阀杆的三级台阶面后侧，其顶面与三级台阶面相对设置，且所述后阀芯和前阀芯具有第二密封接触面；

第一弹簧，套接在阀杆上，其一端与阀杆的一级台阶面相接触，另一端与分隔板相接触，用于使阀杆向活塞顶盖一侧移动；

第二弹簧，套接在阀杆上，其一端与后阀芯相接触，另一端与后腔底板相接触，用于使后阀芯向前阀芯一侧移动；

其中，当第二主控阀接口和下腔回液接口处于截止状态时，后阀芯顶面与三级台阶面的间距小于前阀芯顶面与二级台阶面的间距；且第一回液流道的开度通过前阀芯的位移进行控制，第二回液流道则位于前阀芯位移之外的阀套处。

所述第一密封接触面和第二密封接触面均为环形锥面结构。

所述封头上开设有上腔回液接口，所述上腔回液接口通过进液流道与第一主控阀接口相连通。

所述阀套前端通过螺纹与阀体连接，阀套末端通过与阀体间隙设置构成用于连通下腔回液接口和第一回液流道、第二回液流道的连通腔。

所述阀体上开设有与所述连通腔相连的压力表接口。

所述阀套为分段式结构。

所述活塞的顶盖上开设有导液凹槽。

所述阀套的前腔中部设置有活塞限位面。

本实用新型提供的液压支架用三级卸荷大流量立柱液控单向阀，结构巧妙，安全可靠，能够满足单阀串流量大于1000L/min的设计要求，其采用阶梯式的阀杆，并与活塞套筒和一二级阀芯相配合实现了立柱下腔的三级卸荷，有效减小了立柱下腔回液时受到的剧烈冲击，有利于提高设备的使用寿命，维持生产的长周期稳定运行。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中阀串的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。

如图1、2所示，本实用新型所述的液压支架用三级卸荷大流量立柱液控单向阀，包括阀体，阀体上开设有第一主控阀接口A、第二主控阀接口B、下腔回液接口C和压力表接口D，以上各开口均与位于阀体中心处的安装腔相连通。其中，压力表接口D位于安装腔一端，阀串从安装腔的另一端（开口端）进行安装。

该阀串包括分段式结构的阀套1，阀套1中部为带有连通孔的分隔板1.1，该分隔板1.1将阀套1内腔分为前腔和后腔，其中，前腔前端安装有带有上腔回液接口E的封头1.2，后腔后端为带有中心插装孔的底板1.3。阀套1上开设有位于前腔的进液流道Y1，以及位于后腔且从前到后依次的排液流道Y2、第一回液流道Y3和第二回液流道Y4。通常情况下，第二回液流道Y4位于后腔底板1.3上。上述阀套1前端与阀体螺接固定，使进液流道Y1连通第一主控阀接口A和上腔回液接口E，且进液流道Y1的出口设置在封头1.2与前腔相对应的一侧；阀套1后端与安装腔间隔设置形成关联腔F，第一回液流道Y3和第二回液流道Y4通过关联腔F与下腔回液接口C和压力表接口D相连通；而位于中部的排液流道Y2则与第二主控阀接口B相连通。

阀套1的前腔内密封滑动安装有带有顶盖的套筒式活塞2，其套筒外壁与前腔密封滑动相连，顶盖上开设有过液通孔K；为了使液体均匀分布，在顶盖的外表面上还开设有导液凹槽。阀套1的前腔中部设置有活塞限位面。

阀杆3贯穿设置在阀套1的前腔和后腔内，其为具有一级台阶面a、二级台阶面b和三级台阶面c的阶梯杆，其中，包含一级台阶面a的阀杆3头部密封滑动安装在活塞2的套筒内腔中，阀杆3一级台阶面a和二级台阶面b之间的杆体与分隔板1.1密封相连，阀杆3二级台阶面b和三级台阶面c之间的杆体上开设有轴向凹槽d，阀杆3尾部则穿设在后腔底板1.3的插装孔内。可见，前腔和后腔通过阀杆3和阀套1的密封进行隔断，第二主控阀接口B和下腔回液接口C则通过套接在阀杆3上的前阀芯4和后阀芯5进行隔断。

具体地，前阀芯4为后部具有开口内腔的瓶盖式结构，其外侧肩部与阀套1形成环形锥面密封，外侧筒面则用于封堵第一回液流道Y3；后阀芯5位于前阀芯4后部，其头部位于前阀芯4的开口内腔中，外侧肩部则与前阀芯4的开口内腔形成环形锥面密封。阀杆3的二级台阶面b位于前阀芯4前侧并与前阀芯4的顶面相对设置，三级台阶面c位于后阀芯5前侧并与后阀芯5的顶面相对设置。当后阀芯5紧贴前阀芯4、前阀芯4紧贴阀套1设置（即第二主控阀接口B和下腔回液接口C处于截止状态）时，后阀芯5顶面与三级台阶面c的间距小于前阀芯4顶面与二级台阶面b的间距，因此，当阀杆3向后移动时，后阀芯5首先脱离前阀芯4，使下腔回液接口C通过第二回液流道Y4、轴向凹槽d与第二主控阀接口B相连通；当阀杆3继续向后移动时，前阀芯4和阀套1的密封才会被破坏，此时，下腔回液接口C还会通过第一回液流道Y3与第二主控阀接口B相连通。为了使阀杆3复位，其上还套接有第一弹簧6和第二弹簧7。上述第一弹簧6位于阀套1前腔内，其一端与一级台阶面a相接触，另一端与分隔板1.1相接触，用于使阀杆3向活塞2顶盖一侧移动；第二弹簧7位于后腔内，其一端与后阀芯5相接触，另一端与后腔底板1.3相接触，用于使后阀芯5向前阀芯4一侧移动。

在本实施例中，第一主控阀接口A与主控阀降柱接口相连，上腔回液接口E与支架立柱上腔相连，第二主控阀接口B与主控阀升柱接口相连，下腔回液接口C与支架立柱下腔相连。

进行降柱时，支架立柱上腔进液，下腔回液，具体过程如下：第一主控阀接口A进液，进液流道Y1内的工作液一部分流入上腔回液接口E进行立柱上腔进液，另一部分进入阀套1前腔，由于活塞2顶盖上开设有过液通孔K，因此，活塞2和阀杆3同时受压同步向后侧运动，首先进行后阀芯5开启的一级卸荷，即下腔回液接口C通过第二回液流道Y4、轴向凹槽d与第二主控阀接口B相连通；接着，前阀芯4继续后移形成第一回液流道Y3小幅开启的二级卸荷，此时，下腔回液接口C还可通过第一回液流道Y3与第二主控阀接口B相连通；当活塞2套筒边缘与阀套1前腔内的活塞限位面相接触后，活塞2停止运动，而阀杆3在工作液压力作用下沿活塞2套筒内腔壁继续向后运动，从而形成使第一回液流道Y3完全开启的三级卸荷，进行并完成立柱下腔回液。上述二级卸荷时立柱下腔压力小于一级卸荷时立柱下腔压力，三级卸荷时立柱下腔压力又小于二级卸荷时立柱下腔压力，而三级卸荷最终达到的立柱下腔解锁回液压力远小于公称压力，其接近于泵站压力，大大减小了立柱下腔回液时受到的剧烈冲击。

综上，本实用新型所采用的三级卸荷方式，不仅可以满足单阀串流量大于1000L/min要求，而且能够大大减小立柱下腔回液时受到的剧烈冲击。

此外，本实用新型还可以用于支架立柱升柱时的下腔进液、上腔回液。具体地，使主控阀切换方向，此时，第二主控阀接口B进液，使前阀芯4和后阀芯5向后移动，工作液经第一回液流道Y3和第二回液流道Y4进入下腔回液接口C，实现下腔进液；同时，立柱上腔液体从上腔回液接口E经进液流道Y1进入第一主控阀接口A，回到主控阀和泵站系统，实现上腔回液。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种液压支架用三级卸荷大流量立柱液控单向阀，其特征在于：包括

阀体，所述阀体内设置有安装腔，阀体上还开设有与所述安装腔相连通的第一主控阀接口、第二主控阀接口和下腔回液接口；

阀串，设置在安装腔内，包括

阀套，所述阀套中部设置有带有连通孔的分隔板，所述分隔板将阀套内腔分为前腔和后腔，所述前腔前端设置有封头，所述后腔后端为带有插装孔的底板，阀套上还开设有与所述第一主控阀接口相连通的进液流道、与所述第二主控阀接口相连通的排液流道、以及与所述下腔回液接口相连通的第一回液流道和第二回液流道，所述进液流道的末端位于所述封头与前腔相对应的一侧，所述第一回液流道和第二回液流道的末端均位于阀套的后腔，且所述第二回液流道位于第一回液流道的后侧；

活塞，为带有顶盖的套筒式结构，所述活塞的套筒外壁与前腔密封滑动相连，活塞的顶盖上开设有过液通孔；

阀杆，为具有一级台阶面、二级台阶面和三级台阶面的阶梯杆结构，所述阀杆具有一级台阶面的头部密封滑动设置在活塞套筒内腔中，阀杆一级台阶面和二级台阶面之间的杆体与分隔板密封相连，阀杆二级台阶面和三级台阶面之间的杆体上开设有轴向凹槽，阀杆的尾部则穿设在所述插装孔中；

前阀芯，套接在阀杆的二级台阶面和三级台阶面之间，其顶面与二级台阶面相对设置，所述前阀芯与阀套构成的第一密封接触面位于排液流道和第一回液流道之间；

后阀芯，套接在阀杆的三级台阶面后侧，其顶面与三级台阶面相对设置，且所述后阀芯和前阀芯具有第二密封接触面；

第一弹簧，套接在阀杆上，其一端与阀杆的一级台阶面相接触，另一端与分隔板相接触，用于使阀杆向活塞顶盖一侧移动；

第二弹簧，套接在阀杆上，其一端与后阀芯相接触，另一端与后腔底板相接触，用于使后阀芯向前阀芯一侧移动；

其中，当第二主控阀接口和下腔回液接口处于截止状态时，后阀芯顶面与三级台阶面的间距小于前阀芯顶面与二级台阶面的间距；且第一回液流道的开度通过前阀芯的位移进行控制，第二回液流道则位于前阀芯位移之外的阀套处。

2.根据权利要求1所述的液压支架用三级卸荷大流量立柱液控单向阀，其特征在于：所述第一密封接触面和第二密封接触面均为环形锥面结构。

3.根据权利要求1所述的液压支架用三级卸荷大流量立柱液控单向阀，其特征在于：所述封头上开设有上腔回液接口，所述上腔回液接口通过进液流道与第一主控阀接口相连通。

4.根据权利要求3所述的液压支架用三级卸荷大流量立柱液控单向阀，其特征在于：所述阀套前端通过螺纹与阀体连接，阀套末端通过与阀体间隙设置构成用于连通下腔回液接口和第一回液流道、第二回液流道的连通腔。

5.根据权利要求4所述的液压支架用三级卸荷大流量立柱液控单向阀，其特征在于：所述阀体上开设有与所述连通腔相连的压力表接口。

6.根据权利要求1所述的液压支架用三级卸荷大流量立柱液控单向阀，其特征在于：所述阀套为分段式结构。

7.根据权利要求1所述的液压支架用三级卸荷大流量立柱液控单向阀，其特征在于：所述活塞的顶盖上开设有导液凹槽。

8.根据权利要求1所述的液压支架用三级卸荷大流量立柱液控单向阀，其特征在于：所述阀套的前腔中部设置有活塞限位面。

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