防堵型液压支架喷雾降尘控制阀的制作方法

文档序号:14792773发布日期:2018-06-28 03:45阅读:115来源:国知局

本实用新型涉及一种液压控制阀,特别涉及一种用于煤矿井下液压支架喷雾降尘的防堵型液压控制阀。



背景技术:

当前国家对粉尘的危害性高度重视,为了一线职工的生命安全及最大限度减少尘肺病的发生,不管是老项目还是新建项目在环保验收方面要求很严,只要是产尘点都必须有防尘措施;而采煤面产尘最多的环节包括降柱移架落尘、放顶煤冲击尘、煤机割煤时的研磨尘,以及片帮冲击尘等,其中的防尘措施就是通过喷洒清水降尘,喷雾降尘主要通过液压控制阀由液压支架的液压系统控制喷雾阀开启或关闭实现。为防止阀门堵塞,通常需要在清水接入阀门的前端设置过滤装置,以有效阻止水中固体杂质进入阀内,从而消除堵塞隐患。但这种方式导致喷雾系统结构复杂。另外,现有控制阀还存在使用寿命短,或喷雾出口少的不足。如中国专利公告号CN205990928U,公告日期2017年3月1日,公开的一种自动喷雾控制阀,其阀芯组件中的O形密封圈,在阀芯移动的阀门开启和关闭的两个状态时,分别与两个阀腔孔密封,而两个阀腔孔对应形成在两个构件上,阀腔孔通过喇叭口对接,在阀芯移动过程中,O形密封圈需要从一端的圆柱配合段移动,经过喇叭口对接段后再进入另一端圆柱段,存在反复膨胀和收缩的工作状态,容易造成O形密封圈早期老化和磨损,缩短使用寿命。中国专利公开号CN104747223A,公开日期2015年7月1日,公开了一种液压支架用自动喷雾控制装置,该装置设有两个阀芯组件,但仅有一个喷雾出口,当需要增加喷雾口时,只能增加整个控制装置,造成结构臃肿,资源浪费。为此,需要对现有喷雾降尘控制阀进行进一步的改进。



技术实现要素:

本实用新型的目的是针对现有技术的不足,提供一种防堵型液压支架喷雾降尘控制阀,该控制阀通过在阀体上设置具有尘粒分解刀的防堵过滤装置,以减小粉尘粒径,从而可有效防止阀芯堵塞;进一步通过并联的双阀芯结构实现双孔供水方式的集成设计简化和紧凑结构,降低成本;还通过短行程关断结构缩短阀芯移动距离,以及阀芯由非刚性连接的驱动组件和执行组件组成,避免密封件移动区域出现对接接口或阀腔孔壁切向穿孔,延长密封件寿命。

为实现前述目的,本实用新型采用如下技术方案。

一种防堵型液压支架喷雾降尘控制阀,包括阀体,阀体上设有进水口、出水口、控制液进口和阀腔,进水口和出水口通过阀腔连通,阀腔内设有阀芯组件,阀芯组件在控制液作用下移动,以形成进水口与出水孔的接通与关断;所述进水口与阀腔之间设有包括尘粒分解刀的防堵过滤装置。

采用前述技术方案的本实用新型,通过控制液进口进入的压力液控制,使出水口与进水口接通与阻断,从而形成液压支架的喷雾降尘控制阀,用于构成采煤工作面中液压支护区域的降尘措施,由于在阀体上的进水口与阀腔之间设有防堵过滤装置,可有效阻止大粒径粉尘进入控制阀的喷雾通道内,可有效降低或消除控制阀和喷雾嘴等堵塞现象,提高喷雾可靠性,延长降尘措施系统的使用寿命。而且,防堵过滤装置包括粉尘分解刀,可在进水动能作用线,使粉尘与刀发生冲击、碰撞,从而有效减小进水端的粉尘粒径,降低系统对水中杂质粒径要求,拓宽适用范围。

优选的,所述防堵过滤装置包括分解刀座,分解刀座密封固定连接在所述阀体设有的防堵过滤装置安装孔内,防堵过滤装置安装孔底部设有孔板,孔板由分解刀座抵接固定,分解刀座里端中部形成有颗粒分解腔,颗粒分解腔与所述进水口接通,分解刀座通过颗粒分解腔底部固定连接所述尘粒分解刀;所述孔板上设有过水孔,过水孔两端分别与颗粒分解腔和所述阀腔连通。以形成简单、紧凑的防堵过滤装置结构,便于整合在阀体上。其中,分解刀可根据容腔和刀体大小设置多个;最好,将分解刀设置成圆周分布的多个螺旋刃或直刃结构,类似于金属加工的圆柱铣刀或称棒铣刀。

进一步优选的,所述分解刀座外壁设有环形槽,环形槽与所述进水口连通,环形槽底部设有与所述颗粒分解腔通过入水孔连通,该入水孔靠近所述颗粒分解腔内壁。以在容腔内形成螺旋进水结构,既增加进水的冲击能量,也便于对孔板的过水孔进口进行冲洗,降低孔板堵塞隐患。

优选的,所述阀腔和出水口均设有两个,两个阀腔通过连通孔连通形成并联结构,阀腔内设有的所述阀芯组件具有由两个控制液进口形成的两路控制液驱动结构,以形成两个出水口可分别通过阀腔和喇叭口与所述进水口连通;或者,两个出水口同时与所述进水口通过阀腔和喇叭口连通,阀芯组件中设有阀芯头,阀芯头用于形成对所述喇叭口的封堵。以适用于由其中任意一个出水口供水喷雾,或者,两个出水口同时供水喷雾。相对于现有只设置一个出水口的控制阀而言,可简化结构、降低成本。而且,出水口与进水口的关断与接通仅需通过喇叭口的封堵与打开实现,无需通过O形密封圈在具有对接喇叭口的配合段上往返移动,消除密封圈早期磨损、老化现象。

进一步优选的,所述阀腔包括阀腔上段和阀腔下段;所述阀芯组件包括驱动组件和包括阀芯头的执行组件,驱动组件用于驱动所述执行组件移动,执行组件用于打开或封堵所述喇叭口;阀腔上段用于设置所述驱动组件,并与两个控制液进口连通;阀腔下段用于设置所述执行组件,并与所述进水口和出水口连通;阀腔上段和阀腔下段之间通过阀腔隔挡分隔成两个独立空间;驱动组件和执行组件通过连接杆连接,连接杆中段杆部穿过所述阀腔隔挡,并通过阀腔隔挡上设有的配合孔与所述阀腔隔挡形成滑动配合,阀腔隔挡两端设有穿过所述连接杆并对所述配合孔形成封堵的密封透盖。以有效避免喷雾清水与控制液窜液现象,消除采用乳化液的控制液被稀释或采用液压油的控制液混水的风险,延长液压系统和喷雾降尘系统的使用寿命。采用喇叭口控制供水,其封堵喇叭口的执行组件移动2mm左右即可完全打开,其开启和关断响应快速、敏捷。

更进一步优选的,所述执行组件包括阀芯头固定座,阀芯头固定座可移动的设在阀腔下段内,阀芯头固定座与所述阀腔隔挡之间设有自复位弹性元件,阀芯头固定座与所述连接杆之间通过同步移动连接结构连接,该移动连接结构用于在所述连接杆向上移动设定距离后,拉动所述阀芯头固定座同步向上移动;所述阀芯头螺合固定在所述阀芯头固定座下端。以仅通过弹性元件形成阀口的自动关闭,控制阀门关闭的驱动无需保压,只需要一个执行动作即可完成关闭,确保关闭可靠,响应速度快,并可有效降低阀门关闭能耗。并使驱动组件和执行组件构成非刚性的连接关系,可有效避免,阀芯移动范围存在对接接口,或具有缺口的阀腔孔壁段,以延长密封件使用寿命,从而间接提高控制阀使用寿命。其中,连接杆向上移动的设定距离以2.0mm~3.0mm即可满足弹性元件自动复位行程要求,相应驱动组件的移动距离只需要4.0mm~5.0mm之间即可;而自复位弹性元件可采用圆柱或圆锥压缩弹簧、碟形弹簧,或者由弹性体材料制成的具有弹性压缩量的弹性垫圈等,只要能够利用其弹性力自动封堵喇叭口的任何结构弹性元件均可。

再进一步优选的,所述阀腔下段呈圆柱孔结构;所述阀芯头固定座与所述阀腔下段的圆柱孔滑动配合;所述阀芯头呈台阶轴结构,阀芯头用于封堵所述喇叭口的工作部呈圆柱状,该工作部的圆柱体直径小于阀腔下段的圆柱孔直径。以通过圆柱状阀芯头与喇叭口形成可靠的密封连接,即使出现磨损后,也可通过自复位弹性元件自动补偿,确保出水口关断可靠。另外,阀芯头小于阀腔下段的圆柱孔直径,可确保在阀芯头与阀腔下段内壁之间形成环形空腔,用以可靠的向另一个阀腔供水。

还进一步优选的,所述连通孔连接在两个阀腔下段上。确保两个阀腔通过均阀腔下段环形空腔储水,形成并列状态。

再进一步优选的,所述同步移动连接结构包括连接杆下端设有的端头和所述阀芯头固定座上部设有的端头容纳空间;所述阀芯头固定座上用于螺合所述阀芯头的螺纹孔底呈盲孔结构,盲孔底部形成有穿设所述连接杆的穿孔,该盲孔形成所述端头容纳空间,并在所述阀芯头处于对所述喇叭口的封堵状态时,该端头容纳空间还具有允许端头轴向移动设定距离的空间。以通过简单、紧凑的结构实现移动连接结构;确保在出水口关闭装载,连接杆向上移动设定距离后,在带动阀芯头固定座向上运动,以开启出水孔向外提供喷雾降尘用清水。

更进一步优选的,所述驱动组件包括活塞,活塞固定连接在连接杆上端,活塞滑动配合在缸套内,缸套设置在阀腔上段内,缸套外端设有限位座,限位座构成设置所述活塞的活塞缸缸体一端缸底;所述两个控制液进口中的一个设在限位座上,并位于活塞上方;另一个通过所述阀体和阀腔上段设置,并位于活塞下方;所述阀腔隔挡通过所述阀腔上段的底部设置,并通过隔挡密封圈与阀腔上段内壁形成液密封连接,阀腔隔挡构成设置所述活塞的活塞缸缸体的另一端缸底。活塞仅与缸套配合,与传统液压缸的活塞工作状态无异,可有效确保驱动组件移动驱动可靠,且结构简单、布局紧凑,使用寿命长。且活塞和缸套磨损后可更换,以延长阀体寿命。阀腔隔挡可呈固定在阀腔上段底部的结构,也可移动的设在阀腔上段底部,以构成活塞结构的阀腔隔挡。

本控制阀通过试验压力为10MPa使用寿命大于10万次;而现有技术中的支架喷雾控制阀水压在小于5MPa时,寿命为3000次左右,当水压大于5MPa时,部分产品使用寿命甚至还达不到1000次。因此,相对于现有技术而言,本产品耐压能力强、使用寿命长,具有明显的技术优势。

本实用新型的有益效果是,阀芯行程短、阀口开启和关断响应快、密封件使用寿命长;且阀芯无堵塞隐患,结构紧凑、耐压能力强,使用寿命长。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明,但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

参见图1,一种防堵型液压支架喷雾降尘控制阀,包括阀体1,阀体1上设有进水口2、出水口、控制液进口和阀腔,进水口2和出水口通过阀腔连通,阀腔内设有阀芯组件,阀芯组件在控制液作用下移动,以形成进水口2与出水孔的接通与关断;所述进水口2与阀腔之间设有包括尘粒分解刀3的防堵过滤装置。

其中,所述防堵过滤装置包括分解刀座4,分解刀座4密封固定连接在所述阀体1设有的防堵过滤装置安装孔内,防堵过滤装置安装孔底部设有孔板5,孔板5由分解刀座4抵接固定,分解刀座4里端中部形成有颗粒分解腔,颗粒分解腔与所述进水口2接通,分解刀座4通过颗粒分解腔底部固定连接有多个所述尘粒分解刀3,尘粒分解刀3具有圆周分布的多个螺旋刃或直刃;所述孔板5上设有过水孔,过水孔进水端通过100目过滤网与颗粒分解腔连通,过水孔出水端端与所述阀腔连通。分解刀座4外壁设有环形槽4a,环形槽4a与所述进水口2连通,环形槽4a底部设有与所述颗粒分解腔通过入水孔连通,该入水孔靠近所述颗粒分解腔内壁。

所述阀腔和出水口均设有两个,包括第一阀腔16、第二阀腔17,第一出水口18和第二出水口19;第一阀腔16和第二阀腔17通过连通孔6连通,阀腔内设有的所述阀芯组件具有由第一控制液进口20和第二控制液进口21形成的两路控制液驱动结构,以形成在第一喇叭口22关闭时,第二出水口19可通过第一阀腔16、连通孔6、第二阀腔17阀腔和第二喇叭口23与所述进水口2连通;在第二喇叭口23关闭时,第一出水口18可通过第一阀腔16和第一喇叭口22与所述进水口2连通;阀芯组件中设有阀芯头7,阀芯头7用于形成对对应喇叭口的封堵。以适用于由其中任意一个出水口供水喷雾,或者,两个出水口同时供水喷雾。

所述阀腔包括阀腔上段和阀腔下段;所述阀芯组件包括驱动组件和包括阀芯头7的执行组件,驱动组件用于驱动所述执行组件移动,执行组件用于打开或封堵所述喇叭口;阀腔上段用于设置所述驱动组件,并与两个控制液进口连通;阀腔下段用于设置所述执行组件,并与所述进水口2和出水口连通;阀腔上段和阀腔下段之间通过阀腔隔挡8分隔成两个独立空间;驱动组件通过连接杆9连接,连接杆9中段杆部穿过所述阀腔隔挡8,并通过阀腔隔挡8上设有的配合孔与所述阀腔隔挡8形成滑动配合,阀腔隔挡8两端设有穿过所述连接杆9并对所述配合孔形成封堵的密封透盖10,密封透盖10螺合固定在阀腔隔挡8上,其内端面与阀腔隔挡8外端面形成静密封连接,穿设连接杆9的孔的孔壁设有密封元件或形成密封元件结构,孔壁与连接杆9的杆部形成动密封连接。

所述执行组件包括阀芯头固定座11,阀芯头固定座11可移动的设在阀腔下段内,阀芯头固定座11与所述阀腔隔挡8之间设有由压缩弹簧构成的自复位弹性元件12,阀芯头固定座11与所述连接杆9之间通过同步移动连接结构连接,该移动连接结构用于在所述连接杆9向上移动2.0mm~3.0mm距离后,由连接杆9拉动所述阀芯头固定座11同步向上移动;所述阀芯头7螺合固定在所述阀芯头固定座11下端。所述阀腔下段呈圆柱孔结构;所述阀芯头固定座11与所述阀腔下段的圆柱孔滑动配合;所述阀芯头7呈台阶轴结构,阀芯头7用于封堵所述喇叭口的工作部呈圆柱状,该工作部的圆柱体直径小于阀腔下段的圆柱孔直径。所述连通孔6连接在两个阀腔下段上。所述同步移动连接结构包括连接杆9下端设有的端头和所述阀芯头固定座11上部设有的端头容纳空间;所述阀芯头固定座11上用于螺合所述阀芯头7的螺纹孔底呈盲孔结构,盲孔底部形成有穿设所述连接杆9的穿孔,该盲孔形成所述端头容纳空间,并在所述阀芯头7处于对所述喇叭口的封堵状态时,该端头容纳空间还具有允许端头轴向移动2.0mm~3.0mm距离的空间。

所述驱动组件包括活塞13,活塞13固定连接在连接杆9上端,活塞13滑动配合在缸套14内,缸套14设置在阀腔上段内,缸套14通过其外端设置的法兰盘抵靠在阀腔上段孔口边缘,缸套14外端设有限位座15,限位座15螺合固定在所述阀体1上,限位座15构成设置所述活塞13的活塞缸缸体一端缸底,限位座15用以将活塞13行程限制在4.0mm~5.0mm之间;所述第一控制液进口20和第二控制液进口21中的第一控制液进口20设在限位座15上,并位于活塞13上方;第二控制液进口21通过所述阀体1和阀腔上段设置,并位于活塞13下方;所述阀腔隔挡8通过所述阀腔上段的底部设置,并通过隔挡密封圈24与阀腔上段内壁形成液密封连接,阀腔隔挡8构成设置所述活塞13的活塞缸缸体的另一端缸底。

本实施例中,阀腔隔挡8可呈固定在阀腔上段底部的结构,也可移动的设在阀腔上段底部,以构成活塞结构的阀腔隔挡8。在采用可移动的设置方式时,第二控制液进口21与阀腔上段内部贯穿位置,必须位于阀腔隔挡8移动时,隔挡密封圈24的移动区域以外。

本实施例中,自复位弹性元件12还可采用圆柱或圆锥压缩弹簧、碟形弹簧,或者由弹性体材料制成的具有弹性压缩量的弹性垫圈等,用于替代圆柱压缩弹簧。

本实施中,在第一喇叭口22和第二喇叭口23均打开时,两个出水口同时与所述进水口2通过阀腔和喇叭口连通,以满足两处同时喷雾降尘,或其他供水需求。

本实用新型在采煤工作面的液压支护系统实际应用时,工作过程如下:

支架插板收回实现放顶煤时,位于图1中右侧的第二控制液进口21与高压乳化液管路连通,乳化液进入右侧活塞缸缸体下腔的活塞13下方,活塞13在乳化液压力作用下向上移动,在阀腔隔挡8采用可移动的结构时,阀腔隔挡8向下移动到设计位置;在活塞13与通过螺纹固定连接的连接杆9同步向上移动2.5mm后,连接杆9上端头面将与阀芯头固定座11密实接触,继续向上移动的活塞13将通过连接杆9带动阀芯头固定座11及与阀芯头固定座11螺接的阀芯头7,克服由压缩弹簧构成的自复位弹性元件12弹力向上移动2mm达到本次行程终点,移动的阀芯头7将打开原本封闭的第一喇叭口22及第一出水口18,当第一喇叭口2打开后,第一出水口18与第一阀腔16的阀腔下段连通,从而实现了第一出水口18与进水口2的连通,井下含有杂质的静压水依次通过进水口2、环形槽4a、入水孔切向进入分解刀座4里端中部形成的颗粒分解腔内,水中大粒径杂质被阻挡在孔板5外,并在切向水冲击力作用下高速运动,并与尘粒分解刀3发生碰撞、摩擦、拦截等物理接触不断被分解、粉碎,当颗粒几何直径小于孔板5小孔直径时,就穿过孔板通过第一出水口18喷向放顶煤时的含尘气流,达到喷雾降尘目的。

当放顶煤完成插板伸出时,位于图1中右侧的第一控制液进口20与高压乳化液管路接通,乳化液进入右侧活塞缸缸体上腔的活塞13上方,活塞13在乳化液压力作用下向下移动,活塞13与通过螺纹固定连接是连接杆9同步向下移动,当二者移动向下移动距离大于2.0mm时,连接杆9端头上面与阀芯头固定座11分离,连接杆9加载在阀芯头固定座11上的作用力消失,连接杆9将会在液压压力作用下继续向下移动2.5mm达到本次行程终点,没有液压压力作用的阀芯头固定座11及与阀芯头固定座11螺合的阀芯头7在由压缩弹簧构成的自复位弹性元件12弹力作用下向下移动2.5mm达到本次行程终点,移动的阀芯头7将原本打开的第一喇叭口22封堵,阻断了第一出水口18与第一阀腔16的阀腔下段的连通状态,即第一出水口18与阀腔下段及进水口2的通路被关断,停止向放顶煤喷雾架供水,喷雾停止。

支架后立柱下降时,位于图1中左侧的第二控制液进口21与高压乳化液管路连通,乳化液进入左侧活塞缸缸体下腔的活塞13下方,活塞13在乳化液压力作用下向上移动,在阀腔隔挡8采用可移动的结构时,阀腔隔挡8向下移动到设计位置;在活塞13与通过螺纹固定连接的连接杆9同步向上移动2.5mm后,连接杆9上端头面将与阀芯头固定座11密实接触,继续向上移动的活塞13将通过连接杆9带动阀芯头固定座11及与阀芯头固定座11螺接的阀芯头7,克服由压缩弹簧构成的自复位弹性元件12弹力向上移动2mm达到本次行程终点,移动的阀芯头7将打开原本封闭的第二喇叭口23及第二出水口19,当第二喇叭口23打开后,第二出水口19与第二阀腔17的阀腔下段连通,第二阀腔17通过连通孔6与第一阀腔16的阀腔下段连通,实现了第二出水口19与进水口2的连通,井下含有杂质的静压水依次通过进水口2、环形槽4a、入水孔切向进入分解刀座4里端中部形成的颗粒分解腔内,水中大粒径杂质被阻挡在孔板5外,并在切向水冲击力作用下高速运动,并与尘粒分解刀3发生碰撞、摩擦、拦截等物理接触不断被分解、粉碎,当颗粒几何直径小于孔板5小孔直径时,就穿过孔板通过第二出水口19喷向放顶煤时的含尘气流,达到喷雾降尘目的。

当支架后立柱上升时,位于图1中左侧的第一控制液进口20与高压乳化液管路接通,乳化液进入左侧活塞缸缸体上腔的活塞13上方,活塞13在乳化液压力作用下向下移动,活塞13与连接杆9通过螺纹固定连接,当移动的动活塞连同连接杆9向下移动2.5mm时,连接杆9端头上面将与阀芯头固定座11分离,连接杆9加在阀芯头固定座11上的作用力消失,连接杆9将会在液压压力作用下然后继续向下移动2mm达到本次行程终点,没有液压压力作用的阀芯头固定座11及与阀芯头固定座11铰接的阀芯头7在由压缩弹簧构成的自复位弹性元件12弹力作用下向下移动2mm达到本次行程终点,移动的阀芯头7将原本打开的第二喇叭口23及第二出水口19密封,停止向降柱喷雾架供水喷雾停止。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

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