[发明专利]一种采用可变节流口的载荷自适应安全阀

说明书

技术领域

本发明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，属于液压阀技术领域。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明采取以下技术方案:

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。

本发明的有益效果在于：

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是本发明采用可变节流口的载荷自适应安全阀的结构示意图。

图2是本发明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。