一种采用可变节流口的载荷自适应安全阀制造技术

本发明专利技术涉及一种采用可变节流口的载荷自适应安全阀，来自液压系统的液压油经主进油通道、通道、阀口、阀芯内设置的通流孔进入阀芯下腔，下腔内的油压使阀芯处于平衡的静止状态，此时主阀口不开启，主进油通道和主出油通道不沟通，安全阀关闭；当设备受到冲击载荷，主进油通道供给油压上升，下腔内油压上升，阀芯向上移动，随之通流孔与进油阀口接通面积提升，流体流过进油阀口时的压力损失减小，下腔内压力加速上升，推动阀芯加速向上运动主阀口加速打开，从而提高主进油通道与主出油通道的连通速度，缩短安全阀开启的响应时间；阀芯向上移动的速度与冲击载荷正相关。

【技术实现步骤摘要】
一种采用可变节流口的载荷自适应安全阀
本专利技术涉及一种采用可变节流口的载荷自适应安全阀，具体来说，是一种节流口通流面积随阀芯位置变化的安全阀，属于液压阀

技术介绍
自动化采煤综采面广泛使用的液压支架，在上覆围岩老顶周期性断裂时，受到强烈的冲击。根据矿区地质条件，每8～40米老顶断裂一次，液压支架承受一次强烈冲击。如果冲击载荷过大将导致支护失效，严重时危及工作面的设备和人员安全。为了提高液压支架的适应性和可靠性，保护液压支架中的立柱(液压缸)，降低冲击载荷下立柱内的压力峰值，需要采用安全阀对立柱(液压缸)进行及时、有效卸荷。解决这一技术问题的难点在于，类似上述大型设备中的液压缸工作压力高，流量大，强冲击载荷持续时间短，现有控制阀或控制技术的响应时间、控制功率难以满足使用需求。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是：现有技术中在对自动化采煤的液压支架中的立柱进行防冲击保护时，由于此类大型设备中的液压缸工作压力高，流量大，强冲击载荷持续时间短，而所采用的安全阀控制的响应时间较长，因此安全阀控制灵敏程度、控制功率难以满足使用需求。本专利技术采取以下技术方案:一种采用可变节流口的载荷自适应安全阀，包括阀芯1、阀体2、调压弹簧3，调节螺母4；阀芯和阀体围成上腔5和下腔6、阀芯内设置有通流孔7、阀体上设置的进油阀口8、通道9、与液压系统联通的主进油通道10、主出油通道11、阀芯和主出油通道间形成主阀口12；来自液压系统的液压油经主进油通道10、通道9、阀口8、阀芯内设置的通流孔7进入阀芯下腔6，下腔6内的油压使阀芯1处于平衡的静止状态，此时主阀口12不开启，主进油通道10和主出油通道11不沟通，安全阀关闭；当设备受到冲击载荷，主进油通道10供给油压上升，下腔6内油压上升，阀芯1向上移动，随之通流孔7与进油阀口8接通面积提升，流体流过进油阀口8时的压力损失减小，下腔6内压力加速上升，推动阀芯1加速向上运动主阀口12加速打开，从而提高主进油通道10与主出油通道11的连通速度，缩短安全阀开启的响应时间；阀芯1向上移动的速度与冲击载荷正相关。进一步的，所述阀芯1呈工字型，主进油通道10与阀芯1中部位置对应。进一步的，所述载荷自适应安全阀单独使用，或作为两级安全阀的先导阀使用。进一步的，所述载荷自适应安全阀是自动化采煤综采面液压支架中的液压缸冲击卸荷的安全阀。一种采用可变节流口的载荷自适应安全阀，包括阀芯1、阀体2、调压弹簧3，调节螺母4；阀芯和阀体围成上腔5和下腔6、阀芯内设置有通流孔7、阀体上设置的进油阀口8、通道9、与液压系统联通的主进油通道10、主出油通道11、阀芯和主出油通道间形成主阀口12；来自液压系统的液压油经主进油通道10、通道9、阀口8、阀芯内设置的通流孔7进入阀芯上腔5，上、下腔5、6内的油压和调压弹簧3的弹力使阀芯1处于平衡的静止状态，此时主阀口12不开启，主进油通道10和主出油通道11不沟通，安全阀关闭；当设备受到冲击载荷，主进油通道10供给油压上升，下腔6内油压上升，阀芯1向上移动，随之通流孔7与进油阀口8接通面积减小，流体流过进油阀口8时的压力损失增大，上腔5内压力加速下降，下腔6内压力推动阀芯1加速向上运动，主阀口12加速打开，从而提高主进油通道10与主出油通道11的连通速度，缩短安全阀开启的响应时间；阀芯1向上移动的速度与冲击载荷正相关。进一步的，所述载荷自适应安全阀作为两级安全阀的主阀级使用。本专利技术的有益效果在于：1)解决了强冲击载荷下安全阀响应慢，现有控制阀或控制技术的响应时间难以满足使用需求，这一本领域长期存在的技术难题。2)结构简单，实施方便，成本低廉，小投入，大回报。3)采用可变节流口的载荷自适应安全阀可作为独立的部件使用在具有强冲击环境下的其他装备，也可用在两级安全阀或溢流阀中作为主阀或先导阀使用，具有广泛推广应用的市场前景。4)主进油通道供给油压上升的程度随冲击载荷的大小自行产生，因此阀芯向上移动的速度与加速度都与冲击载荷的大小正相关，实现被动式载荷自适应。附图说明图1是本专利技术采用可变节流口的载荷自适应安全阀的结构示意图。图2是本专利技术一种采用可变节流口的载荷自适应安全阀的另一种结构原理示意图。图中，1.阀芯，2.阀体，3.调压弹簧，4.调节螺母，5.上腔，6.下腔，7.通流孔，8.进油阀口，9.通道，10.主进油通道，11.主出油通道，12.主阀口，13.先导级安全阀。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进一步说明。实施例(一)：参见图1，一种采用可变节流口的载荷自适应安全阀，包括阀芯1，阀体2，调压弹簧3，调节螺母4，上腔5，下腔6，通流孔7，进油阀口8，通道9，主进油通道10，主出油通道11，主阀口12。来自液压系统的液压油经主进油通道10、通道9、阀口8、通流孔7进入下腔6。作用在阀芯1上的力有向上的液压力、向下的弹簧力、阀芯1移动时的液动力、摩擦力等。当作用在阀芯1上的合力向下时，主阀口12不开启，主进油通道10和主出油通道11不沟通，安全阀关闭。当作用在阀芯1上的合力向上时，阀芯1向上移动，主阀口12开启，主进油通道10和主出油通道12连通，安全阀开启。阀芯1内部设置的通流孔7和阀体上设置的阀口8间形成的通流面积，随着阀芯1的移动而变化。阀芯1向上移动时，通流面积增加，流体流过阀口8的压力损失减小，下腔6内的压力升高，作用在阀芯1上向上的液压力增大，阀芯1向上移动的加速度增大，主阀口12开口速度加快，从而加快了安全阀的响应时间。冲击载荷较小时，阀芯1的移动速度较慢，阀口8的通流面积较小，阀口8上的压力损失较大，下腔6的压力较小，主阀口12开口速度较慢。冲击载荷较大时，阀芯1的移动速度较快，下腔6内的压力升高较快，主阀口12开口速度和加速度都较快，从而适应了载荷变化。实施例(二)：参见图2，一种采用可变节流口的载荷自适应安全阀，包括阀芯1、阀体2、调压弹簧3，调节螺母4；阀芯和阀体围成上腔5和下腔6、阀芯内设置有通流孔7、阀体上设置的进油阀口8、通道9、与液压系统联通的主进油通道10、主出油通道11、阀芯和主出油通道间形成主阀口12；来自液压系统的液压油经主进油通道10、通道9、阀口8、阀芯内设置的通流孔7进入阀芯上腔5，上、下腔5、6内的油压和调压弹簧3的弹力使阀芯1处于平衡的静止状态，此时主阀口12不开启，主进油通道10和主出油通道11不沟通，安全阀关闭；当设备受到冲击载荷，主进油通道10供给油压上升，下腔6内油压上升，阀芯1向上移动，随之通流孔7与进油阀口8接通面积减小，流体流过进油阀口8时的压力损失增大，上腔5内压力加速下降，下腔6内压力推动阀芯1加速向上运动，主阀口12加速打开，从而提高主进油通道10与主出油通道11的连通速度，缩短安全阀开启的响应时间；阀芯1向上移动的速度与冲击载荷正相关。所述载荷自适应安全阀作为两级安全阀的主阀级使用。以上是本专利技术实施方式的举例说明，本实施例是在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于上述的实施例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用可变节流口的载荷自适应安全阀，其特征在于：包括阀芯(1)、阀体(2)、调压弹簧(3)，调节螺母(4)；阀芯和阀体围成上腔(5)和下腔(6)、阀芯内设置有通流孔(7)、阀体上设置的进油阀口(8)、通道(9)、与液压系统联通的主进油通道(10)、主出油通道(11)、阀芯和主出油通道间形成主阀口(12)；来自液压系统的液压油经主进油通道(10)、通道(9)、阀口(8)、阀芯内设置的通流孔(7)进入阀芯下腔(6)，下腔(6)内的油压使阀芯(1)处于平衡的静止状态，此时主阀口(12)不开启，主进油通道(10)和主出油通道(11)不沟通，安全阀关闭；当设备受到冲击载荷，主进油通道(10)供给油压上升，下腔(6)内油压上升，阀芯(1)向上移动，随之通流孔(7)与进油阀口(8)接通面积提升，流体流过进油阀口(8)时的压力损失减小，下腔(6)内压力加速上升，推动阀芯(1)加速向上运动，主阀口(12)加速打开，从而提高主进油通道(10)与主出油通道(11)的连通速度，缩短安全阀开启的响应时间；阀芯(1)向上移动的速度与冲击载荷正相关。

【技术特征摘要】
1.一种采用可变节流口的载荷自适应安全阀，其特征在于：包括阀芯(1)、阀体(2)、调压弹簧(3)，调节螺母(4)；阀芯和阀体围成上腔(5)和下腔(6)、阀芯内设置有通流孔(7)；阀体上设置进油阀口(8)，进油阀口与通道(9)连通，主进油通道(10)、主出油通道(11)与液压系统联通；主进油通道(10)还与通道(9)联通；阀芯和主出油通道间形成主阀口(12)；来自液压系统的液压油经主进油通道(10)、通道(9)、进油阀口(8)、阀芯内设置的通流孔(7)进入阀芯下腔(6)，下腔(6)内的油压使阀芯(1)处于平衡的静止状态，此时主阀口(12)不开启，主进油通道(10)和主出油通道(11)不沟通，安全阀关闭；当设备受到冲击载荷，主进油通道(10)供给油压上升，下腔(6)内油压上升，阀芯(1)向上移动，随之通流孔(7)与进油阀口(8)接通面积提升，流体流过进油阀口(8)时的压力损失减小，下腔(6)内压力加速上升，推动阀芯(1)加速向上运动，主阀口(12)加速打开，从而提高主进油通道(10)与主出油通道(11)的连通速度，缩短安全阀开启的响应时间；阀芯(1)向上移动的速度与冲击载荷正相关。2.如权利要求1所述的载荷自适应安全阀，其特征在于：所述阀芯(1)呈工字型，主进油通道(10)与阀芯(1)中部位置对应。3.如权利要求1所述的载荷自适应安全阀，其特征在于：所述载荷自适应安全阀单独使用，或作为两级安全阀的先导阀使用。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦素娟，郑辉，华宏星，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31