專利名稱：大容量限壓閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防止液壓系統(tǒng)，尤其是防止地下作業(yè)的液壓工作面支護受地壓沖擊或類似的超載的限壓閥。該限壓閥具有一個克服閥門彈簧而可在閥體的一個內(nèi)孔內(nèi)移動的控制活塞，該控制活塞封閉為彈簧室配備的調(diào)整螺栓孔，該控制活塞與一個帶泄漏孔和徑向孔的閥活塞協(xié)調(diào)工作，該閥活塞可在一個擴大的、轉(zhuǎn)入一個補償室的大孔內(nèi)移動，并經(jīng)密封環(huán)密封地引導，該閥活塞在壓力沖擊時越過密封環(huán)使用作排放孔的橫向孔與大孔相連。
這類也被稱為地壓沖擊閥的限壓閥被應(yīng)用在因出現(xiàn)超載而使地下煤礦中的液壓支柱受損的地方。液壓支柱不僅可作為單獨的支柱，也可配備這類限壓閥，以便在超載時減少存在的損壞或完全破壞，從而減少對礦工的危險。由DE-OS2830891公開了一種限壓閥，由一個安置在連接螺栓和閥活塞之間的閥彈簧減少了在液壓系統(tǒng)中的超載。在閥盤或彈簧座上制有一個錐形的封閉件，在出現(xiàn)超載時該封閉件從閥座抬起。在活塞上有一個緩沖管，該緩沖管限制液流開口。這些已知的限壓閥不具備足夠的關(guān)閉可靠性。此外，彈簧的正確配置尤為困難，而這又是可靠開啟這類地壓沖擊閥的前提。DE-OS3314837，DE-OS3922894和DE-OS3929094對此作了進一步的改進。所述的后兩種限壓閥具有流量至少約為1000l/mm(升/分)的結(jié)構(gòu)，同時，該閥具有很小的尺寸。這是如此實現(xiàn)的，閥活塞構(gòu)成管套，該管套與控制活塞一起工作，這樣，共同作為結(jié)構(gòu)元件的管套和控制活塞就可在閥體的內(nèi)部孔內(nèi)移動。這一已知的控制活塞具有一個泄漏孔和徑向孔，當閥開啟時，經(jīng)這些孔液壓介質(zhì)可以流入彈簧室內(nèi)。因此，必需的面積差由階梯狀的控制活塞或由控制活塞和閥活塞的不同直徑實現(xiàn)。這種控制活塞和由DE-OS3929094所公開的限壓閥的缺點是沒有足夠的關(guān)閉值，尤其會發(fā)生閥的重新關(guān)閉，從而發(fā)生閥活塞的振動，因為，兩個活塞必須一起移動。所使用的閥彈簧必須相當大和長，為此，對于這類限壓閥需要費用昂貴的結(jié)構(gòu)。
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，創(chuàng)造一種能不成問題地打開和關(guān)閉的限壓閥，該限壓閥具有很小的調(diào)整彈簧和很大的流量。
按照本發(fā)明這一任務(wù)被如此解決，控制活塞和閥活塞是分開的元件，閥活塞克服一個支撐在控制活塞面上的調(diào)整彈簧而移動，并具有一個通孔，該通孔具有比控制活塞的泄漏孔更小的直徑，并且至少為閥活塞配置的密封環(huán)被設(shè)計成是具有矩形形狀和很高硬度的、預(yù)應(yīng)力安裝的塑料環(huán)(聚四氟乙烯Teflon TFM1600)。
這類限壓閥首先打開具有較大泄漏孔的控制活塞，同時，壓力液流過通孔而進入補償室，并從那兒流入泄漏孔。當流量或壓力提高時，具有較大直徑的閥活塞也開啟，壓力液經(jīng)橫向孔流出，從而不影響或完全不危及所安置的液壓設(shè)備，即液壓支柱。由于閥活塞必須克服彈簧力而開啟和開口的橫截面可作相應(yīng)的選擇，因此保證了整個系統(tǒng)精確的開啟和關(guān)閉。因此，不可能出現(xiàn)閥活塞的振動，甚至提前關(guān)閉，以及首先可以應(yīng)用相當小的調(diào)整彈簧，這就給限壓閥的總體結(jié)構(gòu)尺寸和總體設(shè)計帶來了很大的優(yōu)點。閥活塞的振動或錯誤的關(guān)閉可如此被阻止，該閥活塞不是克服約1巴的外壓而是克服調(diào)整彈簧的壓力和在補償室內(nèi)的介質(zhì)的壓力而開啟。為此，如已提及的可以使用尺寸相當小的調(diào)整彈簧。
按照本發(fā)明的適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)，補償室被設(shè)置在橫向孔和容納控制活塞的殼體上部之間的大孔的拓寬部分。即使當閥活塞被進一步提升時，也永久地保持補償室的工作原理，以便能使壓力液體經(jīng)橫向孔流出。為此，較小的控制活塞停留在打開位置的時間的長度與在補償室內(nèi)出現(xiàn)的相應(yīng)壓力一致。如果該壓力要比在大孔內(nèi)出現(xiàn)的壓力大，該系統(tǒng)就關(guān)閉，或者該閥活塞再次自動關(guān)閉。
另一適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)是在閥活塞的兩側(cè)配備泄漏孔，其中，為補償室配置的泄漏孔容納調(diào)整彈簧。閥活塞的這一結(jié)構(gòu)明顯縮短了整個限壓閥，而不影響其工作原理。同時使調(diào)整彈簧獲得一定的引導并保證了補償室有足夠的容量。
按照本發(fā)明調(diào)整彈簧的可靠位置是如此達到的，帶調(diào)整彈簧的泄漏孔具有一個與閥活塞的外壁成直角的底面。從而使調(diào)整彈簧可靠地位于該底面上，并保證了閥活塞及時的支撐和在所有的密封環(huán)前的足夠的支撐。也可以設(shè)想在底面上安置一個套筒，這樣就預(yù)先規(guī)定了調(diào)整彈簧附加的導向，然而這在任何情況下在這里所述的限壓閥中都是不必要的。
按照本發(fā)明如下保證了在大孔內(nèi)有利的流動，即帶徑向孔的泄漏孔具有一個錐形的底面，在底面的頂部連結(jié)有通孔。因此，在閥活塞動作前流過通孔的加壓流體沿目標方向從大孔流入補償室，并從補償室流向內(nèi)孔或控制活塞的泄漏孔。為此，同時也有助于控制活塞的及時動作。
為了精確定位控制活塞，本發(fā)明規(guī)定，控制活塞被安裝在一個帶內(nèi)孔的螺紋件內(nèi)，該螺紋件可以從補償室旋入閥體內(nèi)。由于補償室有相應(yīng)的容積，因此，操縱相當簡單，從而保證了控制活塞始終相同地被安置在整個閥體內(nèi)。此外也可以使用現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)件，尤其是控制活塞。在補償室區(qū)域設(shè)置上、下部分的連結(jié)區(qū)有助于兩者的旋緊。在安裝時可以把上部預(yù)先準備好和把控制活塞定位好，然后就把兩者裝在一起并旋緊。調(diào)整彈簧在這一過程中自動壓緊，而無需采取別的措施。
內(nèi)孔在朝向補償室一面具有一個內(nèi)六角孔，因此，很容易把螺紋件旋入閥體的上部內(nèi)。經(jīng)這一內(nèi)六角孔可以用普通的輔助方法加速完成旋入過程，并總能使螺紋件精確地保持在預(yù)定的位置，這一點是由相應(yīng)的凸起保證的。對螺紋連接的補償室用O形環(huán)密封，該O型環(huán)被安裝在螺紋件的一個槽內(nèi)，并且在內(nèi)六角孔的區(qū)域內(nèi)。
內(nèi)六角孔具有一個大體比控制活塞的泄漏孔大的直徑，而位于內(nèi)六角孔下面的內(nèi)孔尺寸更大。本發(fā)明規(guī)定，內(nèi)六角孔之后的內(nèi)孔被設(shè)計成用于容納控制活塞，并在其上端具有一個用于O型密封環(huán)的槽。因此，控制活塞可以從一側(cè)旋入該內(nèi)孔，然后固定在向內(nèi)六角孔過渡區(qū)內(nèi)的相應(yīng)的凸肩上。然后，在螺紋件的安裝和旋入時該控制活塞不再離開其位置，從而被準確地安置在其作用位置上。O型環(huán)承擔有效的密封，從而使控制活塞可靠地動作。按照本發(fā)明還可以改善上述密封，即為控制活塞配置四個徑向孔，其直徑要比O型環(huán)的厚度大。O型環(huán)作相應(yīng)的變形并被壓入其位置，用這一方式方法獲得了最佳的密封效果。
其它已經(jīng)在前面指出的有通孔和控制活塞的泄漏孔的直徑比值對于限壓閥的作用能力是很重要的。當通孔的直徑為2.5至7.5，最好為5mm(毫米)，控制活塞的泄漏孔的直徑為7至8，最好為7.5mm(毫米)時達到最佳效果。因此，控制活塞的泄漏孔直徑準確地從該面起剛好是通孔直徑的兩倍。這樣給予閥一個可靠的功能。
本發(fā)明的特征尤其在于，本發(fā)明創(chuàng)造了一種完好的和可靠地打開和關(guān)閉的限壓閥，該限壓閥用極小的調(diào)整彈簧就足以，因此，整個限壓閥具有相當小的尺寸?；诳刂苹钊烷y活塞以及通孔所選擇的和達到的尺寸，流量值能達到8000升/分鐘或更高。其中，閥活塞的泄漏孔的直徑為25毫米，通孔的直徑為5毫米，控制活塞的泄漏孔的直徑為7.5毫米。大的活塞，即閥活塞不是克服外壓而是克服補償室內(nèi)的補償壓力，譬如300巴而開啟，因此調(diào)整彈簧可以有小的尺寸。聚四氟乙烯密封環(huán)保護了整個閥，因為當超過這些密封環(huán)時將出現(xiàn)很高的壓力，由于應(yīng)用大直徑的閥活塞只有用這類密封環(huán)才能達到有效的密封。
本發(fā)明其余的細節(jié)和優(yōu)點將由下面的說明和有關(guān)的附圖給出，在附圖中描述了一個最佳實施例以必要的細節(jié)和元件。其中

圖1處于封閉狀態(tài)的、具有控制活塞和閥活塞的限壓閥，和圖2由于出現(xiàn)超載而噴射的圖1中的限壓閥。
圖1用縱向剖視圖表示了一個這類限壓閥(1)，該限壓閥(1)由一個穩(wěn)固的閥體(2)組成，在所示的實施例中，該閥體(2)具有一個上部(3)和一個與該上部螺紋連接的下部或殼體(21)。
在上部(3)內(nèi)安裝有控制活塞(4)，它插裝在螺紋件(5)內(nèi)，更確切地說插裝在螺紋件(5)的內(nèi)孔(6)內(nèi)。該螺紋件(5)經(jīng)一個內(nèi)六角邊(7)很容易被旋入補償室的上部(3)內(nèi)，該補償室下面還要詳細說明。
控制活塞(4)具有一個泄漏孔(8)和在泄漏孔的最深處與其相連的徑向孔(9)，上述的泄漏孔(8)具有相當大的直徑(7.5mm)。圖1清楚地顯示出這里僅設(shè)有四個具有相當大直徑的徑向孔(9)。
徑向孔(9)的直徑大于位于槽(10)內(nèi)的O型環(huán)(11)的直徑。O型環(huán)(11)被安置在內(nèi)孔(6)上端(12)處的槽(10)內(nèi)。這里，O型環(huán)可由普通的橡膠組成，O型環(huán)在壓力作用下變形，由此獲得最佳的密封。
控制活塞(4)的頭部伸入閥盤(14)內(nèi)或伸入安設(shè)在閥盤(14)下側(cè)的凹口內(nèi)，其中，該閥盤用于支撐閥彈簧(15)。閥彈簧(15)支撐在彈簧室(16)相對于調(diào)整螺絲(17)的反面，這樣，可以通過調(diào)整節(jié)調(diào)整螺絲(17)來設(shè)定相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力。在控制活塞(4)打開時流入彈簧室(16)內(nèi)的壓力液體經(jīng)調(diào)整螺絲的孔(8)流出(流入大氣)。
與控制活塞(4)安置在上部(3)內(nèi)相類似，閥活塞(20)安置在下部(21)或閥體(21)內(nèi)。閥體(21)具有相當大的孔(22)，在孔(22)內(nèi)可移動地安裝有閥活塞(20)。閥活塞(20)從底面經(jīng)一螺紋件(23)導入，其中，為大孔(22)或相應(yīng)的閥體孔配備了帶徑向(25)(26)的泄漏孔(24)。在所示的實施例中，泄漏孔(24)的直徑為25mm，因此，當活塞(20)開啟時，大量的壓力液體能夠流出。
在所示的實施例中，泄漏孔(24)在其上部具有所有的徑向孔(25，26)。在徑向孔(25，26)的上方安置了起密封作用的密封環(huán)(27)，該密封環(huán)由四氟乙烯塑料組成，并被安裝成能起到必要的密封效果。圖1清楚地表明，密封環(huán)(27)為矩形或具有正方形橫截面，并可通過旋入螺紋件(23)壓緊，從而使其密封地緊貼閥活塞(20)的外壁(36)。由此使其外壁(36)旁的壓力液體不能進入橫孔(28)內(nèi)。
在橫向孔內(nèi)(28)的另一側(cè)安置了另一由四氟乙烯塑料組成的密封環(huán)(29)，因此，經(jīng)通孔(31)流入補償室(30)的壓力液體不能沿橫向孔(28)的方向在外壁(36)旁流過。
補償室(30)具有一個比大孔(22)更大的直徑。它就構(gòu)成上部(3)的下端，上部(3)被旋入下部(21)而構(gòu)成補償室(30)。相應(yīng)的密封環(huán)起著必要的密封。
調(diào)整彈簧(33)一端緊靠控制活塞一側(cè)(32)，另一端緊靠閥活塞(20)，它使閥活塞(20)在相應(yīng)超載時在預(yù)定的時刻才打開。閥活塞(20)首先由調(diào)整彈簧(33)保持在圖1所示的位置，這樣，壓力液體只能經(jīng)通孔(31)流入補償室(30)。只有當相應(yīng)的壓力被超過時，閥活塞(20)才被打開，壓力液體就能夠經(jīng)大孔(22)，大容量泄漏孔(24)和徑向孔(25，26)，最終經(jīng)橫向孔(28)流入大氣。
為了減少限壓限閥(1)的結(jié)構(gòu)長度，在閥活塞(20)內(nèi)設(shè)置了一個容納調(diào)整彈簧(33)的泄漏孔(34)。泄漏孔(34)平面地位于活塞底(37)上，而對面的活塞底(38)在泄漏孔(24)范圍內(nèi)構(gòu)成錐形形狀，其中，頂尖(39)就穿過通孔(31)。
上部(3)和下部(21)相互旋緊。為此，它們具有相符的內(nèi)螺紋(43)和外螺紋(44)。整個限壓閥(1)同樣旋入使用高壓的裝置內(nèi)，例如支柱內(nèi)，為此，在限壓閥(1)的下部具有一個形成外螺紋的螺紋(41)。密封環(huán)(42)承擔該系統(tǒng)相應(yīng)的向外密封。
在圖1中沒有表示出使彈簧室(16)保持清潔的裝置。這一相應(yīng)的部分只是在調(diào)整螺栓(17)或調(diào)整螺栓孔(18)的區(qū)域表示。這一部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
圖2表示處于打開狀態(tài)的限壓閥(1)。閥活塞(20)已越過密封環(huán)(27)，壓力液體可經(jīng)橫向孔(28)流出。同時，壓力液體也經(jīng)通孔(31)流入補償室(30)，從那兒經(jīng)控制活塞(4)的泄漏孔(8)流入彈簧室(16)，并從那兒經(jīng)調(diào)整螺栓孔(18)流入大氣。
如果補償室(30)內(nèi)的壓力下降，則控制活塞(4)關(guān)閉，同時閥活塞(20)返回圖1所示的位置，從而使閥再次關(guān)閉。
所有已列舉的特征以及只取自附圖的特征，和這些特征的組合均被看作本發(fā)明的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.防止液壓系統(tǒng)，尤其是地下作業(yè)的液壓工作面支護防止地壓沖擊或類似的超載的限壓閥，具有克服閥彈簧而可在閥體的一個內(nèi)孔內(nèi)移動的控制活塞，該控制活塞封閉為彈簧室配置的調(diào)整螺栓孔，該控制活塞與一個帶有泄漏孔和徑向孔的閥活塞協(xié)調(diào)工作，該閥活塞可在一個擴大的、轉(zhuǎn)入一個補償室的大孔內(nèi)移動并由密封環(huán)密封地引導，該閥活塞在壓力沖擊時越過密封環(huán)使得用作排放孔的橫向孔與大孔相連，其特征在于，控制活塞(4)和閥活塞(20)為分開的元件，閥活塞克服一個支撐在控制活塞面(32)上的調(diào)整彈簧(33)而移動，并且具有一個通孔(31)，該通孔(31)具有比控制活塞(4)的泄漏孔(8)小的直徑，至少為閥活塞配置的密封環(huán)(27，29)是矩形形狀且具有高的硬度和預(yù)應(yīng)力安裝的塑料環(huán)(Teflon-TFM1600)。
2.按照權(quán)利要求1的限壓閥，其特征在于，補償室(30)形成在橫向孔(28)和容納控制活塞(4)的閥體上部(3)之間的大孔(22)的拓寬部。
3.按照權(quán)利要求1的限壓閥，其特征在于，閥活塞(20)兩側(cè)配備有泄漏孔(24，34)，其中，為補償室(30)配置的泄漏孔(34)容納調(diào)整彈簧(33)。
4.按照權(quán)利要求3的限壓閥，其特征在于，帶調(diào)整彈簧(33)的泄漏孔(34)具有與閥活塞(20)的外壁(36)成直角的底面(37)。
5.按照權(quán)利要求1的限壓閥，其特征在于，帶有徑向孔(25，26)的泄漏孔(24)具有錐形的面(38)，在該面的頂部(39)設(shè)置有通孔(31)。
6.按照權(quán)利要求1的限壓閥，其特征在于，控制活塞(4)被安置在一個具有內(nèi)孔(6)的螺紋件(3)內(nèi)，該螺紋件可以從補償室(30)旋入閥體(2)內(nèi)。
7.按照權(quán)利要求6的限壓閥，其特征在于，內(nèi)孔(6)在朝向補償室(30)一側(cè)具有一個內(nèi)六角孔(7)。
8.按照權(quán)利要求6和7的限壓閥，其特征在于，內(nèi)孔(6)在內(nèi)六角孔(7)之后容納控制活塞(4)，并在內(nèi)孔(6)的上端(41)具有一個用于由O型環(huán)(11)形成的密封環(huán)的槽(10)。
9.按照權(quán)利要求8的限壓閥，其特征在于，控制活塞(4)配有四個徑向孔(9)，其直徑大于O型環(huán)(11)的厚度。
10.按照權(quán)利要求1的限壓閥，其特征在于，通孔(31)的直徑為2.5至7.5，最好為5毫米，控制活塞(4)的泄漏孔(8)的直徑為7至8，最好為7.5毫米。
全文摘要
流量大約為8000升/分鐘的限壓閥具有一個由控制活塞和閥活塞以及配置的彈簧所組成的閥套。該閥套克服有關(guān)的彈簧可移動地被安置在下閥套內(nèi)，其中，控制活塞和閥活塞為分開的元件。閥活塞被安裝成克服支撐在控制活塞側(cè)的調(diào)整彈簧而移動，且具有一個直徑比控制活塞的泄漏孔小的通孔。閥的這一特殊結(jié)構(gòu)保證了限壓閥在所述高流量的情況下穩(wěn)定地開啟和再次關(guān)閉，其中，由四氟乙烯塑料制成的有關(guān)密封環(huán)被安裝在閥活塞的區(qū)域內(nèi)。
文檔編號F16K17/04GK1092141SQ94100568
公開日1994年9月14日 申請日期1994年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月27日
發(fā)明者R·福斯, W·福斯 申請人:理查德福斯古魯賓勞斯包股份有限公司