专利名称：悬移顶梁液压支架用液控单向阀的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种煤矿支护设备用阀部件，尤其是涉及一种悬移顶梁液压支 架用液控单向阀。
技术背景液控单向阀(俗称液控单向锁)是一种装配在煤矿井下悬移顶梁液压支架支柱 上部，用于控制工作液进出支柱圆形腔和环形腔，使支柱循环完成支撑、承载和卸 载提缸工作阶段，从而实现悬移支架支护采煤工作面顶板、向前推进的控制部件， 每根支柱配备一只液控单向阀。现有液控单向阀的结构如图1所示，它主要由阀体 2a及阀内组件构成，阀体2a中空形成一个轴向通孔，轴向通孔两端分别设有上端盖 la、下端盖10a,阀体2a侧面开有支撑注液孔6a、提缸注液孔8a。轴向通孔中设有 一衬套14a，衬套14a的内孔与支撑注液孔6a内端口相通，衬套14a的上部设有阀 座5a，阀座5a与阀芯4a由于弹簧19a的作用形成一个密封面15a，密封面15a上 方形成一个上内腔18a，上内腔18a的环壁底部设有一通向支柱圆形腔的径向通孔 16a。衬套14a下方与顶杆套7a之间形成中内腔20a， 一可伸縮顶杆12a前端伸入中 内腔20a内，与阔芯4a下端面相抵，另一端与顶杆套7a内壁相抵。顶杆套7a与下 端盖10a之间形成下内腔9a。提缸注液孔8a与下内腔9a相通，上、中、下内腔互 不相通，且下内腔9a的环壁上设有一通向支柱环形腔的径向通孔lla。工作时，从泵站输出的压力液，由管道经操纵阀、支撑注液孔6a进入阀的中内 腔20a，顶开密封面15a后进入上内腔18a，然后，经上内腔18a的径向通孔16a送 至支柱圆形腔，使支柱油缸下降。落缸完成后，支柱顶紧采煤工作面顶底板，关闭 操纵阀实现支柱初撑。支柱支撑采煤工作面一个阶段后需提缸时，反向操作操纵阀， 压力液从提缸注液孔8a进入， 一方面，压力液经下内腔9a、下内腔环壁径向通孔 lla到达支柱环形腔内，使支柱油缸承受上升的力，另一方面，压力液推动顶杆套 7a和顶杆12a上升，顶开密封面15a,使上内腔18a及支柱圆形腔中的压力液卸载； 由于环形腔液压的作用，油缸上升使支柱圆形腔的液体不断从阔上内腔18a、阀座 5a与陶芯4a形成的密封面15a、中内腔20a、支撑注液孔6a,经管路和操纵阀E到 泵站油箱，从而完成提缸任务。如此循环实现支撑、承载和卸载提缸目的。现有液控单向阀在实际使用中存在如下问题操控性差提缸时，支柱圆形腔 中储存的大量的压力液需从原路返回，即依次要经过上内腔18a、被顶杆12a顶开 的密封面15a、中内腔20a、支撑注液孔6a、操纵阀和管路才能回到泵站油箱，而操 纵阀由于结构原因，回液通道很小，排液阻力很大，因而存在回液不畅问题，导致 提缸速度慢、耗时长(现场感觉提缸相当困难，提升800mm的行程需时约40-60秒， 环形腔需不断高压供液)、移架效率低，严重制约了采煤工作面釆煤进度的提高。另 外，提缸后容易出现落缸现象由于阀的结构原因造成阀的抗负压能力差，支架油 缸重力产生的负压会使支柱重新补液，使支柱油缸下降，造成移架困难，时常会出 现需要重新提缸的情况。再则，易产生误动作在操作其它支柱、千斤顶时，排液 管中带有0.8MPa以上的压力液易通过液控单向阀内的单向阀进入已提缸的支柱，使 支柱油缸下降。 发明内容为克服现有技术中存在的上述不足，本实用新型旨在提供一种具有新型结构的 悬移顶梁液压支架用液控单向阀，现有悬移顶梁液压支架配套该阀后，提缸时支柱 圆形腔中的压力液能够快速通畅地返回泵站油箱，使悬移支架具有提缸速度快、移 架效率高的优点。为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案这种悬移顶梁液压支架用 液控单向阀，包括阀体及阀内组件，阀体中空形成一个轴向通孔，轴向通孔两端分 别设有上端盖、下端盖，阀内组件位于两个端盖之间；阀体侧壁上开有支撑注液孔、 提缸注液孔，在阀体底壁上设有分别通向支柱圆形腔和环形腔的径向通孔；阀内组 件包括复位弹簧、密封组件和阀芯，支撑注液孔与上内腔直接相通；中内腔与支柱 圆形腔相通；提缸注液孔与下内腔、支柱环形腔直接相通，其特征是阀内组件还 包括由注液阀体、钢球、压紧螺套、锥形弹簧和限位套构成的内置单向阈；注液阀 体底端环面与阀体内腔上一凸台环面构成平面密封面；内置单向阀、平面密封面与 阀芯外圆槽中的密封组件，将阀的轴向通孔分隔成上内腔、中内腔和下内腔，内置 单向阀位于上内腔至中内腔通道上；阀体侧壁上，支撑注液孔和提缸注液孔之间还 设有一排液孔，平面密封面设在支柱圆形腔和中内腔至排液孔的通道上。具体实施时，阀芯上端部与注液阀体内壁螺纹联接，锥形弹簧两端分别与钢球 和阀芯孔底相顶，使钢球与阀座有一定的预紧力。具体实施时，复位弹簧设置在上端盖的下部，其两端分别与注液阀体和上端盖 的下端面相抵。具体实施时，阀体左右侧壁上分别设有对称的两个支撑注液孔、两个排液孔和 两个提缸注液孔。如两根支柱无需串联，则可把阀设计成单侧三个孔，或安装阀时 把一侧孔用堵头堵上即可。有益效果本实用新型通过改变原来支柱压力液在提缸时，需从支柱圆形腔、 密封面、支撑注液孔、操纵阀原路回到泵站油箱的结构，增设回液管路后，使支柱 圆形腔中的压力液能避开操纵阀直接畅通无阻地排回油箱，縮短回液时间，有利于 快速提缸，使提缸时间縮短为原来的三分之一左右，从而提高了悬移支架的移架效 率。另外，通过用钢球替代原结构的大阀芯，相对增加了弹簧对钢球的作用力，提
高了单向阀的抗负压能力(即提高单向阀的开启压力)，实测结果可大于2.5MPa(泵 站压力为20-31 MPa，不会影响注液)，从而杜绝了支柱落缸现象；再则，经测定，现 有系统由于排液通畅，因此回液压力均小于1.5MPa，因此，本支柱不会产生误动作。 最后，由于系统运行时排液顺畅，使整个系统处于低压运行状态，从而有利于延长 支架密封件使用寿命和提高可靠性；由于提缸速度快，本产品特别适合用于大行程 和大缸径支柱支架。本阀具有结构合理，密封性能好、承载能力稳定、使用安全可 靠、寿命长等特点，因此，具有特别广泛的实用价值。为进一步理解本实用新型，
以下结合附图通过实施例作进一步详细说明。
图1为现有技术产品的剖视结构示意图。 图2为本实用新型一个实施例的剖视结构示意图。
具体实施方式
图1中序号分别表示上端盖la,阀体2a，导向套3a，阀芯4a，阀座5a，支 撑注液孔6a，顶杆套7a，提缸注液孔8a，下内腔9a，下端盖10a，环形腔径向通孔 lla，顶杆12a，复位弹簧13a，衬套14a,密封面15a，圆形腔径向通孔16a，压力 表孔17a，上内腔18a,弹簧19a，中内腔20a，连接螺孔21a。图2中序号分别表示上端盖l，阀体2，注液阀体3，阀座4，支撑注液孔5， 压紧螺套6，锥形弹簧7，排液孔8，阀芯9，提缸注液孔IO，下端盖ll，环形腔径 向通孔12,下内腔13，密封组件14，圆形腔径向通孔15，中内腔16，平面密封面 17，密封垫18，密封组件19，限位套20，上内腔21，联结螺孔22，复位弹簧23， 钢球24。参见图2:阀体2外形为一长方体，其中空形成一个轴向通孔，通孔两端分别设 置上端盖l、下端盖ll。上端盖l、下端盖11密封旋置在轴向通孔的两端。上端盖 1的下端面与复位弹簧23上部相抵，复位弹簧23的下部与注液阀体3上部相抵。注液阀体3呈中空圆筒状，顶部开有进液孔，注液阀体3与钢球24、压紧螺套 6、锥形弹簧7、限位套20构成内置单向阀。注液阀体3的底端环面与阀体2内腔上 一凸台环面构成平面密封面17;内置单向阀、平面密封面17与阀芯9外圆槽中的密 封组件14，将阀体2的轴向通孔分隔成上内腔21、中内腔16和下内腔13，内置单 向阀位于上内腔21至中内腔16的通道上；阀体2侧壁上，支撑注液孔5和提缸注 液孔10之间还设有一排液孔8，平面密封面17设在支柱圆形腔和中内腔16至排液 孔8的通道上。内置单向阀的密封面主要用于控制支撑注液孔5通道的压力液进入， 钢球24实际上起阀芯作用，在锥形弹簧7的顶推下，只允许支撑压力液的进入，而 阻断回液，以确保中内腔16和支柱圆形腔的高压密封。注液阀体3的外圆槽内设有密封组件19，设置该密封组件19的目在于分隔支撑注液和回液通道。注液阀体3下端环面经密封垫18与轴向通孔壁上的凸台环面形成一个平面密封 面17，该平面密封面17主要用于支柱圆形腔的高压密封、提缸时支柱压力液的卸载 以及作为提缸时支柱圆形腔内液体的排液通道，从打开后的该密封面出来的压力液 流经排液孔8后，由管道直接送回泵站油箱(现有技术是经操纵阀后再送回油箱)。与注液阀体3下端相对应，在阀体2的轴向通孔下方设有阀芯9。阀芯9的形状 为两个直径不同的圆柱体构成，上部小直径圆柱体中空形成注液通道，通道下端口 与圆形腔径向通孔15相通。阀芯9的上端部外围设有外螺纹，阀芯9的上端部与注 液阀体3下端口螺纹联接。阀芯9的大直径外圆槽中设有密封组件14，该密封组件14将阀内的轴向通孔分 隔成两个腔中内腔16与下内腔13。其中，中内腔16与支柱圆形腔相通，下内腔 13与支柱环形腔相通。在阀体2的侧壁上呈对称状分别设有两个支撑注液孔5、两个棑液孔8和两个提 缸注液孔IO，相同孔相通，这主要是为相邻支柱串联使用而考虑的，如果单独使用 在一根支柱上，则应该把另一侧面的三个孔用KJ-10堵头堵死即可。下面再叙说一下本阀的工作过程，以便加深理解。1、 支柱需要支撑时(即落缸)，打开操纵阀(操纵阀外置在本阀至泵站的管路 上)，泵站输出的的压力液通过操纵阀、经管路从支撑注液孔5进入阀体2的上内腔 21，然后从注液阀体3顶部进液孔进入，并顶开阀座4和钢球24形成的内置单向阀 的密封面后到达中内腔16，然后，再经中内腔16通向支柱圆形腔径向通孔15、支 柱内置管道进入支柱圆形腔，随着压力液的不断增加，油缸开始落缸直至油缸底部 与底板相接触，直至支柱圆形腔压力达到泵站压力，实现初撑。2、 支撑。将操纵阀阀杆置于中位(关闭)，停止供液，此时，锥形弹簧7使内置 单向阀关闭，加上平面密封面17和阀芯9上的密封组件14的密封，使中内腔16和 支柱圆形腔维持高压，实现支柱恒压支撑。3、 需要移架时，先扳动操纵阀阔杆(向另一方向)，泵站输出压力液，压力液 通过提缸注液孔10进入阀体2的下内腔16，此时， 一方面压力液推动阀芯9上移， 致使整个注液阀体3等阀件上升，平面密封面17被顶开，中内腔16及支柱圆形腔 内的液体经打开的平面密封面17，从排液孔8卸载和排液；另一方面，压力液进入 支柱环形腔，其压力使支柱油缸排液和提升至所需位置，完成移架准备。如此循环 完成初撑、承载和卸载提缸作业。具体实施时，阀体2的118X28两个侧面分别设计三个KJ-10的快速接头孔(传 统的液控单向锁只有两个，一个用于支柱支撑注液和提缸排液，另一个用于提缸注 液)。本阀的三个KJ-10的快速接头孔， 一个用于支柱支撑注液，另一个用于提缸注
液，中间一个用于支柱内液体排液，使液体排出时不经过操纵阀，而是直接回到油 箱，以实现支柱快速提缸。本实用新型所举的实施例仅仅是为理解而设的个案，任何按照发明人的设计思 路而作出的一些类似结构的变形液控单向阀，如阀体只有单侧三个KJ-10的快逸接 头孔等，也应该属于本专利的保护范围。
权利要求1、一种悬移顶梁液压支架用液控单向阀，包括阀体(2)及阀内组件，阀体(2)中空形成一个轴向通孔，轴向通孔两端分别设有上端盖(1)、下端盖(11)，阀内组件位于两个端盖之间；阀体(2)侧壁上开有支撑注液孔(5)、提缸注液孔(8)，在阀体(2)底壁上设有分别通向支柱圆形腔和环形腔的径向通孔；阀内组件包括复位弹簧(23)、密封组件(14，19)和阀芯(9)，支撑注液孔(5)与上内腔(21)直接相通；中内腔(16)与支柱圆形腔相通；提缸注液孔(5)与下内腔(13)、支柱环形腔直接相通，其特征是阀内组件还包括由注液阀体(3)、钢球(24)、压紧螺套(6)、锥形弹簧(7)和限位套(20)构成的内置单向阀；注液阀体(3)底端环面与阀体内腔上一凸台环面构成平面密封面(17)；内置单向阀、平面密封面(17)与阀芯(9)外圆槽中的密封组件(14)，将阀的轴向通孔分隔成上内腔(21)、中内腔(16)和下内腔(13)，内置单向阀位于上内腔(21)至中内腔(16)通道上；阀体(2)侧壁上，支撑注液孔(5)和提缸注液孔(10)之间还设有一排液孔(8)，平面密封面(17)设在支柱圆形腔和中内腔至排液孔(8)的通道上。
2、 如权利要求l所述的一种悬移顶梁液压支架用液控单向阀，其特征是阀芯(9)上端 部与注液阀体(3)内壁螺纹联接，锥形弹簧(7)两端分别与钢球(24)和阀芯(9)孔底相顶。
3、 如权利要求1所述的一种悬移顶梁液压支架用液控单向阀，其特征是复位弹簧(23) 设置在上端盖(l)的下部，其两端分别与注液阀体(3)和上端盖(1)的下端面相抵。
4、 如权利要求l所述的一种悬移顶梁液压支架用液控单向阀，其特征是阀体(2)左右 侧壁上分别设有对称的两个支撑注液孔(5)、两个排液孔(8)和两个提缸注液孔(10)。
专利摘要一种悬移顶梁液压支架用液控单向阀，阀体两端设有上下端盖，侧壁上依次开有支撑注液孔、排液孔和提缸注液孔，阀内组件包括由注液阀体、钢球等构成的内置单向阀，内置单向阀、平面密封面与阀芯上的密封组件，将整个阀腔分隔成上、中、下三个腔，内置单向阀位于上内腔至中内腔通道上，平面密封面设在支柱圆形腔和中内腔至排液孔的通道上。由于将该阀的支撑注液和回液通道分开设计，使得现有支架支柱与本阀配套使用后，支柱圆形腔中的压力液能避开操纵阀直接畅通无阻地排回泵站油箱，提缸速度快、移架效率高，尤其适用于大行程、大缸径支柱支架。
文档编号E21D15/00GK201043471SQ200720108859
公开日2008年4月2日 申请日期2007年4月30日 优先权日2007年4月30日
发明者郑相辅 申请人:郑相辅