CN2388444Y - 高寿命、大流量、抗污染两用安全阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种高寿命、大流量、抗污染两用安全阀,属煤矿单体液压支柱与液压支架控制用阀。阀套1内设置有螺钉2、阀座3、密封件4、螺钉5,导向体6、钢球14、弹簧座7、弹簧8、调整螺栓9和防尘螺帽10。密封件4底部内设置有钢网骨架20,其上连接尼龙纤维19,密封件4外圆柱面上设有套圈18,该密封件是高强度,而冲刷组合平面密封结构。阀座3和密封件4密封面上设有凹型环形沟槽,可形成多级密封副。导向体6设置有为阀座3定位导向的导向内孔。该阀比现有阀寿命高一倍,大流量,抗煤粒污染。

Description

高寿命、大流量、抗污染两用安全阀

本实用新型属于煤矿井下液压支护设备控制用阀的技术领域。本新型有两项用途：

1、用于单体液压支柱三用阀中的安全阀。2、用于液压支架中的安全阀。

迄今三十多年，现有煤矿液压安全阀的结构，主要型式有两种：1、柱塞式安全阀(简称柱塞阀，如图2)2、平面式安全阀(简称平面阀，如图3)

它们使用密封件的材料牌号是P908(西北橡胶研究所研制)或M3型(煤研3号，沈阳橡胶四厂研制)。这些材质均属丁青与聚氯乙烯合成橡胶，密封件均属纯橡胶制品，物理技术性能较差，因此寿命较低。

我国煤矿机械液压支架94年试销到国外印度，95年印度对支架上的各种液压阀，对其工作寿命，提出比现有提高1倍的要求。

下面分别分析现有两种安全阀结构的优缺点：

1、柱塞式安全阀(简称柱塞阀，如图2)型号为ZHYF型是国内液压支架中，常用的安全阀。(外形尺寸约40×150mm)此阀的工作原理：液压支架中超过额定压力的液体，如图2中P，推动柱塞向右移动，柱塞的溢流孔通过“O”形圈以后，超高压的液体从孔中喷出卸压，卸到额定压力时，弹簧将柱塞压退到图2的原位。其功能既保护液压支架的安全，又保持液压支架中的额定液体压力。

柱塞阀的优点：图2中的钢质柱塞，它的溢流孔孔径一般为1mm，孔数为4-6个，钢孔耐冲刷，不易损坏，因此可设计大流量。此结构现为国内外安全阀所采用。最大流量现为63L/min。近年煤炭科学研究总院太原分院新研制的支架安全阀为63L/min。

柱塞阀最大的缺点：是用“O”形圈密封，属于单级密封，液压中若有煤粒通过“O”形圈，即会拉伤表面，密封就会渗漏，抗煤粒性能差，寿命低。因此柱塞阀不能用于采煤工作面的外注式单体液压支柱之中。另外柱塞阀在开启时，溢流孔必须通过“O”形圈才能溢流卸载，因此上升距离长，阀在关闭时，下降同等距离，才能关闭，所以阀的开、闭灵敏度较差。

还有柱塞圆柱面与柱塞的导向圆柱面加工的光洁度与精度要求极高，加工困难，检修也困难。

2、平面式安全阀，简称平面阀，安全阀在关闭状态，如图3，型号为DZF型三用阀中的安全阀，目前国内三用阀中生产量最多的安全阀。(DZF外形尺寸约48×172mm)。

此阀的工作原理：安全阀在开启状态。液压支柱中超过额定压力的高压液体，推压密封件与导向体向右移动，因此密封件的表面与阀座的密封面离开，超高压的液体从离缝中喷出卸压，卸到额定压力时，弹簧将导向体与密封件压退到图3原位。其功能既保护液压支柱的安全又保持支柱中的额定液体压力。

平面阀的优点：(1)平面密封的密封性较好；(2)密封的压缩量可以设计准确的限位装置。

平面阀的缺点：该阀现有密封件的材质是P908或M3型，它们的扯断强度低，突出的缺点是不耐冲刷。此结构也属于单级密封，阀的起落高度不能开大，开大后密封被冲刷变形或被冲走。所以现有国内外的技术，流量大于10L/min的安全阀，不敢采用平面阀均用柱塞阀。

本实用新型的目的就是针对现有技术中存在的不足，提供一种高寿命、大流量、抗污染两用安全阀。

本实用新型的目的可以通过以下措施来实现：

1、一种高寿命、大流量、抗污染两用安全阀，阀套(1)内设置有螺钉(2)，阀座(3)，密封件(4)，螺钉(5)、导向体(6)，钢球(14)，弹簧座(7)，弹簧(8)和调整螺栓(9)，阀套(1)的右端装有防尘螺帽(10)，阀座(3)前设置有密封件(4)，密封件(4)是由聚氨脂橡胶(17)、套圈(18)、尼龙纤维(19)和钢网骨架(20)组成，密封件(4)的底部内设置有钢网骨架(20)，钢网骨架(20)上连接有尼龙纤维(19)，密封件(4)外圆柱面上设置有套圈(18)；阀座(3)与密封件(4)接触密封的平面上设置有可产生三个平面密封面，两个圆锥密封面的凹形环形沟槽，断面为梯形；导向体(6)设置有为阀座(3)定位导向的导向内孔。

所述的阀座(3)与密封件(4)接触密封平面上设置有凸形环形面。

本实用新型与现有技术对比有以下的优点：

1、高强度耐冲刷组合密封件4的结构是高寿命、大流量安全阀的决定因素：

本密封件4的抗张强度(扯断强度)为100Mpa，现有技术P908(或M3型)的强度为20Mpa，本组合橡胶的强度为现有技术的5倍。

本实用新型最突出的特征：在组合密封上设有钢丝网做的套圈可承受高压液体的冲刷，确保安全阀达到大流量与高寿命。

(1)现有技术流量大于10L/min安全阀的结构，就不敢采用平面阀，均用柱塞阀。本新型已装在32L/min安全阀上试过，性能良好。实践证明，本实用新型技术在煤矿液压安全阀这类产品中，完全可以取代现有柱塞阀与平面阀。

(2)煤矿现有各种安全阀的工作液压一般为30-45Mpa，现有安全阀，液控单向阀等的工作寿命约5000-6000次，本实用新型的密封强度为现有技术的5倍，故工作寿命可提高1倍以上。

2、多级密封副提高寿命的可靠因素：

本实用新型的多级密封副有五个密封面，故工作寿命比现有单级密封提高1倍以上。在多级密封副中，特设有嵌芷煤粉或铁屑的沟槽，因此有抗煤粒污染的功能，对提高寿命有很好作用。国内外现有技术均无此功能。

3、本实用新型技术，试用在单体液压支柱的三用阀中：

(1)本实用新型安全阀经过煤炭科学研究总院太原分院测试中心检验，做过公称流量为10L/min，16L/min，冲刷220次；280次的试验性能优良。按照MT112-93标准规定，试100次合格。实践证明，本实用新型达到高寿命。(现有定型生产DZF型三用阀中的安全阀最大流量为3L/min)。

(2)本实用新型安全阀经过北京<国家煤矿支扩设备质量鉴督检验中心>测试，做过公称流量10L/min，16L/min，工作液压38.2Mpa，每套阀测试过200次，共测试过三套阀都合格。

(3)本实用新型安全阀做过公称流量为20L/min；32L/min，各冲刷100次的试验，拆出检验，发现密封件上，粘有铁属与铜屑，密封性能良好，实践证明，本实用新型抗污染性能优良。

4、经济效益对比：

本实用新型安全阀，由于加工了多级密封副，增加了加工量。尤其增加了尼纤与钢丝圈的充填，加工尼纤与钢丝圈须要增加经费，总之每套增加加工费3-5元。但工作寿命提高1倍，一套阀顶两套使用。每套阀每年可减少检修费用约60-70元，全国每年使用各种安全阀(包括单体液压支柱三用阀中的安全阀，液压支架安全阀)的总数约100万套以上，因此本实用新型的社会经济效益很大，每年可节省6千万元以上。安全阀寿命长，检修时间减少，增加产煤时间，为煤矿增产创造条件。还可以为我国煤矿机械出口创造条件。

附图说明如下：

图1是本实用新型的结构图；

图2是柱塞式安全阀的结构图；

图3是平面式安全阀的结构图；

图4是密封件4的结构图。

下面结合附图通过实施例进一步详述：

一种高寿命、大流量、抗污染两用安全阀，阀套1内设置有螺钉2、阀座3、密封件4、螺钉5、导向体6、钢球14、弹簧座7、弹簧8和调整螺栓9，阀套1的右端装有防尘螺帽10，阀套1上还设置有“O”形圈11、挡圈12、防尘圈15，阀座3上设置有“O”形圈13，阀座3前设置有密封件4，密封件4的底部内设置有钢网骨架20，钢网骨架20上连接有尼龙66型纤维，密封件4外圆柱面上设置有套圈18，密封件4采用聚氨脂橡胶。阀座3与密封件4接触密封面上设置有凹形环形沟槽，断面为梯形。阀座上产生三个平面密封面，两个圆锥密封面，沟槽的宽度与深度根据耐冲刷要求定为，宽度0.5-1.5mm，深度为0.3-0.4mm。导向体6设置有为阀座3定位导向的导向内孔，此处最大间隙为0.05mm。

Claims (2)

1、一种高寿命、大流量、抗污染两用安全阀，阀套(1)内设置有螺钉(2)，阀座(3)，密封件(4)，螺钉(5)、导向体(6)，钢球(14)，弹簧座(7)，弹簧(8)和调整螺栓(9)，阀套(1)的右端装有防尘螺帽(10)，其特征在于：阀座(3)前设置有密封件(4)，密封件(4)是由聚氨脂橡胶(17)、套圈(18)、尼龙纤维(19)和钢网骨架(20)组成，密封件(4)的底部内设置有钢网骨架(20)，钢网骨架(20)上连接有尼龙纤维(19)，密封件(4)外圆柱面上设置有套圈(18)；阀座(3)与密封件(4)接触密封的平面上设置有可产生三个平面密封面，两个圆锥密封面的凹形环形沟槽，导向体(6)设置有为阀座(3)定位导向的导向内孔。

2、根据权利要求1所述的高寿命、大流量、抗污染两用安全阀，其特征在于：所述的阀座(3)与密封件(4)接触密封平画上设置有凸形环形面。

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