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        硬密封液壓支架用安全閥的研究與開發(fā)

        2016-06-29 09:05:13巨隆集團蕪湖興隆液壓有限公司安徽蕪湖241100
        山東工業(yè)技術(shù) 2016年13期
        關(guān)鍵詞:安全閥

        謝 瑞(巨隆集團蕪湖興隆液壓有限公司,安徽 蕪湖 241100)

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        硬密封液壓支架用安全閥的研究與開發(fā)

        謝 瑞
        (巨隆集團蕪湖興隆液壓有限公司,安徽 蕪湖 241100)

        摘 要:該文在對液壓支架用安全閥在煤礦綜采中的作用和使用的環(huán)境進行了簡要的介紹之后,詳細地分析了該閥的結(jié)構(gòu)特點、工作原理和設(shè)計過程。采用理論和實際相結(jié)合的方法,成功地開發(fā)了一種新型大流量硬密封安全閥,該安全閥已經(jīng)大批量投入使用,用戶反應(yīng)良好。

        關(guān)鍵詞:煤礦液壓支架用閥;安全閥;溢流閥

        1 背景技術(shù)

        隨著煤礦綜采液壓支架的大規(guī)模的實施和發(fā)展,安全閥能否在承受高壓的情況下,短時間及時充分穩(wěn)定的卸荷直接影響支架的使用壽命和支護安全,它不僅會損害密封件、管道和液壓元件,而且還會引起震動和噪聲;有時使某些壓力控制的液壓元件產(chǎn)生誤差?,F(xiàn)有安全閥的密封可靠性較差,閥芯與閥座之間的密封效果不理想,閥芯表面設(shè)置的用于安裝密封件的溝槽加工精度不易控制。另外,閥殼內(nèi)部的彈簧腔處于開放狀態(tài),防塵、防水和防銹效果差,減少安全閥的使用壽命。為了有效提高煤礦綜采單位的問題,我公司在針對傳統(tǒng)產(chǎn)品密封機構(gòu)及裝配方式的基礎(chǔ)上,結(jié)合當(dāng)前液壓支架使用實際情況,研制開發(fā)了該安全閥。

        2 安全閥的設(shè)計內(nèi)容

        本項目為設(shè)計一種硬密封安全閥,目的是提高密封可靠性。本項目的安全閥,閥芯和閥座均采用金屬材質(zhì)制成,閥芯與閥座之間實現(xiàn)小錐度金屬環(huán)線硬密封接觸,密封可靠性大大提高,密封性能好,而且設(shè)置閥芯組件用于控制進液孔至排液孔的油路的通斷,可實現(xiàn)大流量溢流,安全閥流量大大提高,短時間的快速溢流可以縮小閥芯組件的軸向位移,閥芯組件軸向位移縮小可以使復(fù)位彈簧的軸向形變減小,最終可以降低壓力波動。

        3 附圖說明

        本說明書包括以下附圖,所示內(nèi)容分別是:

        圖1是本項目安全閥的剖視圖;圖2是處于關(guān)閉狀態(tài)時閥芯的受力示意圖;圖3是閥芯對高壓液體的反射示意圖;

        圖中標記為:1、調(diào)壓螺絲;2、復(fù)位彈簧;3、閥殼; 4、彈簧座;5、閥墊; 6、閥芯; 7、閥座;8、接頭。

        圖1

        圖2 

        圖3

        4 具體實施方式

        對照附圖,通過對實施例的描述,對本項目的具體實施方式作進一步詳細的說明,目的是幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本項目的構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準確和深入的理解,并有助于其實施。

        如圖1所示,本項目安全閥中,閥芯與閥座均采用金屬材質(zhì)制成,當(dāng)閥芯與閥座接觸且將過液孔關(guān)閉時時,閥芯與閥座之間實現(xiàn)硬密封,也即圓環(huán)線密封,相對于軟材質(zhì)的密封,硬密封不僅密封性能好,還能耐超高壓,可有效地延長密封副的使用壽命。

        如圖2示,閥芯6具有對流向排液孔的油液起到反射作用的凹陷結(jié)構(gòu)。凹陷結(jié)構(gòu)為設(shè)置于閥芯6的朝向進液孔的端面上的凹槽,來自第一過液孔的高壓液體在曲面上會分成軸向分力Fn和徑向分力Fr,分力Fr與在外圓和背面由支撐件產(chǎn)生的作用力Fa和Fb的共同作用下,對接頭密封部位產(chǎn)生擠壓力,并隨液體壓力增加而增大,而端面為平面的閥芯就不能產(chǎn)生這樣的效果,因此相比較沒有凹陷結(jié)構(gòu)的閥芯,能夠承受更高的壓力。

        如圖3示,當(dāng)安全閥開啟并大流量溢流時,閥芯6因內(nèi)凹弧面的反射作用,流動的高壓液體在閥芯6的中心區(qū)域產(chǎn)生無序紊亂流動,這種無序紊亂流動的壓力液體對閥芯6接觸面形成持續(xù)的壓力作用,使得閥芯6穩(wěn)定的壓在背后的支撐面上,保證溢流通道的開度不變,解決安全閥開啟后液流不穩(wěn)定的問題,保證安全閥在開啟后系統(tǒng)壓力平穩(wěn),確保實現(xiàn)快速溢流。

        5 技術(shù)內(nèi)容

        本項目主要適用于煤礦綜采對于液壓元件大流量和高可靠性要求,同時實施和發(fā)展的標準項目產(chǎn)品圍繞國家安全生產(chǎn)北京礦山支護設(shè)備檢測檢驗中心出具的相關(guān)安全標準為基礎(chǔ)展開。公司成立了研究開發(fā)小組,從產(chǎn)品的安全性、穩(wěn)定性、高壽命等用戶關(guān)心的問題入手,在結(jié)構(gòu)設(shè)計、產(chǎn)品用材、配件選擇、生產(chǎn)工藝等方面進行選擇和創(chuàng)新,在充分調(diào)查和對比分析的基礎(chǔ)上,組織技術(shù)人員分組試驗,確定了產(chǎn)品整體設(shè)計方案、主要部件生產(chǎn)工藝路線和工藝參數(shù)。在相關(guān)標準的指導(dǎo)下終于開發(fā)出符合國家安全標準認證要求的新型安全閥。

        6 結(jié)束語

        我公司的新型安全閥采用小錐度金屬環(huán)線硬密封,較傳統(tǒng)橡膠密封結(jié)構(gòu)大大提高了安全閥的耐用性能。采用單向閥式開啟結(jié)構(gòu),單位截面液流通徑大,從而減小了整個閥殼的直徑,閥殼體積小更緊湊。整體分別由接頭、閥芯、閥座、彈簧、閥殼等零件組合而成,零件數(shù)量少,從而累計誤差更少,可靠性更高。該閥目前已經(jīng)各項性能測試并已經(jīng)成熟應(yīng)用,具有很好的市場開發(fā)優(yōu)勢和推廣應(yīng)用價值。

        參考文獻:

        [1]王積偉.現(xiàn)代控制理論與工程[M].北京:高等教育出版社,2003.

        [2]成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.019

        作者簡介:謝瑞(1988-),男,安徽懷寧人,本科,中級工程師,研究方向:機械機電。

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