高压升柱控制阀及有高压泵的高压初撑系统.pdf

本发明公开了一种高压升柱控制阀及有高压泵的高压初撑系统，高压升柱控制阀的阀芯前端与阀体内部阀座构成阀副，阀芯的后端与阀体之间设有弹簧；阀体内还设有顶杆，顶杆的前端与阀芯的前端相对，顶杆的后端与阀体之间设有控制腔，控制腔通过控制口与外部控制液路相通，顶杆中部与阀体之间构成环腔与外部相通。有高压泵的高压初撑系统的高压升柱液路上设有上述的高压升柱控制阀，通过大流量泵升柱压力超过或低于预定值来控制高压升柱控制阀的开、关，高压泵的流量消耗较小，高压系统可以采用较小直径的橡胶软管，增加了橡胶软管抗爆破能力，安全性高、易操作。

1、  一种高压升柱控制阀，包括阀体，所述阀体上设有进液口、出液口、控制口、通气或回液口，所述阀体内设有阀芯、阀座，其特征在于，所述阀体内还设有顶杆，所述顶杆的前端与所述阀芯的前端相对，所述顶杆的后端与所述阀体之间设有控制腔，所述控制腔通过所述控制口与外部相通。

2、  根据权利要求1所述的高压升柱控制阀，其特征在于，所述顶杆的前端设有泄压孔，所述泄压孔包括相互连通的轴向孔和径向孔，所述轴向孔与所述阀体的内部空腔相通，所述径向孔与所述阀体的外部相通。

3、  根据权利要求2所述的高压升柱控制阀，其特征在于，所述阀体的内壁与所述顶杆之间设有密封圈，所述密封圈固定于所述阀体的内壁上，且位于所述顶杆上的径向孔在所述阀体内移动的行程之间。

4、  根据权利要求2所述的高压升柱控制阀，其特征在于，所述顶杆前端的轴向孔与所述阀芯的前端之间设有相配合的密封面，所述密封面为正锥形密封面或反锥形密封面或球形密封面或平面密封面。

5、  根据权利要求1所述的高压升柱控制阀，其特征在于，所述阀芯与所述阀座之间设有相配合的密封面，所述密封面为锥形密封面或球形密封面或平面密封面。

6、  一种有高压泵的高压初撑系统，包括立柱，所述立柱的升柱腔连接有升柱管路，其特征在于，所述立柱的升柱腔还连接有高压升柱管路，所述高压升柱管路上设有权利要求1至5任一项所述的高压升柱控制阀。

7、  根据权利要求6所述的有高压泵的高压初撑系统，其特征在于，所述高压升柱控制阀的控制口与所述升柱管路连通。

8、  根据权利要求7所述的有高压泵的高压初撑系统，其特征在于，所述高压升柱管路上设有高压升柱单向阀。

9、  根据权利要求7所述的有高压泵的高压初撑系统，其特征在于，所述高压升柱控制阀的泄压孔与大气连通。

10、  根据权利要求7所述的有高压泵的高压初撑系统，其特征在于，所述高压升柱控制阀的泄压孔与回油管连通。

高压升柱控制阀及有高压泵的高压初撑系统
技术领域
本发明涉及一种矿井顶板支护技术，尤其涉及一种高压升柱控制阀及有高压泵的高压初撑系统。
背景技术
目前普遍使用的、用于液压支架的动力源泵站压力大多为31.5MPa。为了更好地支护顶板，当前出现了用40~50MPa的高压泵、增压器提高支架立柱初撑力的升柱系统。
现有技术中液压支架的高压升柱系统如图1所示，用40MPa高压泵将高压工作介质经高压软管11供到每一支架。支架内用专用电磁先导阀13及主阀14去控制开关阀12，将40MPa的工作介质经单向阀15供给立柱下腔，实现升柱。
上述现有技术至少存在以下缺点：
高压升柱需要配备专用电磁先导阀、主阀、开关阀，还需要电控器、压力传感器采集立柱下腔压力，分析判断后发令启动高压升柱系统。成本高。电控器、压力传感器故障及压力传感器精度低都影响高压升柱启动的压力精度，造成对高压系统流量的多消耗。安全性差，操作复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种安全性高、易操作的高压升柱控制阀及有高压泵的高压初撑系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的高压升柱控制阀，包括阀体，所述阀体上设有进液口、出液口、控制口、通气或回液口，所述阀体内设有阀芯、阀座，所述阀体内还设有顶杆，所述顶杆的前端与所述阀芯的前端相对，所述顶杆的后端与所述阀体之间设有控制腔，所述控制腔通过所述控制口与外部相通。
本发明的有高压泵的高压初撑系统，包括立柱，所述立柱的升柱腔连接升柱管路，所述立柱的升柱腔还连接高压升柱管路，所述高压升柱管路上设有上述的高压升柱控制阀。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的高压升柱控制阀及有高压泵的高压初撑系统，由于阀体内设有顶杆，顶杆的前端与阀芯的前端相对，顶杆的后端与阀体之间设有控制腔，控制腔通过控制口与外部相通。有高压泵的高压初撑系统的高压升柱管路上设有上述的高压升柱控制阀后，可以通过控制口控制高压升柱控制阀的开、关，高压泵的流量消耗较小，高压系统可以采用较小直径的橡胶软管，增加了橡胶软管抗爆破能力，安全性高、易操作。
附图说明
图1为现有技术中液压支架的高压升柱系统的原理图；
图2为本发明的高压升柱控制阀具体实施例一的结构示意图；
图3为本发明的高压升柱控制阀具体实施例二的结构示意图；
图4为本发明的高压升柱控制阀具体实施例三的结构示意图；
图5为本发明的有高压泵的高压初撑系统具体实施例一的原理图；
图6为本发明的有高压泵的高压初撑系统具体实施例二的原理图；
图7为本发明的有高压泵的高压初撑系统具体实施例三的原理图。
具体实施方式
本发明的高压升柱控制阀，其较佳的具体实施例一如图2所示，包括阀体1，阀体1上设有进液口A、出液口B，控制口C，通气或回液口D。阀体1的内部设有阀芯5、阀座4，阀芯5的前端与阀座4构成阀副，具体可以为锥面密封副或球面密封副或平面密封副。阀芯5的后端与阀体1之间设有弹簧6，弹簧6与来自进液口A的压力液的压力将阀芯5的前端与阀座4压紧。在阀芯5未被顶杆2顶开的状态是密封状态，进液口A与出液口B之间不通，控制阀处于关闭状态。在阀芯5被顶杆2顶开状态，进液口A与出液口B通过阀座4内部孔相通，控制阀处于打开状态。
顶杆2的后端与阀体1之间设有控制腔，控制腔通过控制口C与外部升柱控制管路或其它的控制管路相通。顶杆2的移动由控制口C控制，当控制口C的压力产生的力足以克服阀芯5后的弹簧力与来自A口压力液产生的力时，阀芯5被打开；反之，阀芯5被关闭。可以设计本阀用多大的控制压力打开来自A口多大的高压力。当C口压力高于设定的控制压力时控制阀是开通的；当C口压力低于设定的控制压力时控制阀是关闭的。
顶杆2的中部与阀体之间构成的环腔通过通气或回液口D与外部相通，用于通大气或回液。
具体实施例二，如图3所示，顶杆2的前端可以设有泄压孔E，当控制口C的控制压力卸压后，顶杆2在与出液口B连通腔压力的作用下左移，顶杆2与阀芯5同时左移，当阀芯5接触阀座4时形成密封，即本高压升柱控制阀关闭；顶杆2继续左移，泄压孔E越过密封3后与通气或回液口D相通，与出液口B连通腔及连通管路内的压力被卸压。
具体实施例三，如图4所示，它是液控2位3通阀，顶杆2设卸压孔E，顶杆2前端与阀芯5的前端构成阀副(可为正锥副、反锥副、平面副等)，当控制口C有控制压力时，顶杆2向右移动接触阀芯5时，实现密封；当顶杆2继续向右移动顶开阀芯5时，阀芯5离开阀座4，本高压升柱控制阀开启，当阀芯5右移接触阀体1时，顶杆2与阀芯5的阀副密封更可靠。当C口控制压力卸除后，顶杆2与阀芯5同时左移，当阀芯5接触阀座4时形成密封，即本高压升柱控制阀关闭；顶杆2继续左移，顶杆2与阀芯5的阀副解除密封，与B口连接的管路内压力经由顶杆2的卸压孔E、通气或回液口D卸压。
本发明有高压泵的高压初撑系统，其较佳的具体实施例一如图5所示：
包括立柱21、立柱液控单向阀22、高压升柱单向阀23、高压升柱控制阀24、升柱换向阀25、升柱换向阀25到立柱液控单向阀22间的升柱管路26、高压升柱控制阀24的液控口到升柱管路26的连接管路27、高压升柱控制阀24的出液口到高压升柱单向阀23入口的高压管路28。向立柱21的升柱腔供液，升柱空行程及初步撑紧顶板是由大流量泵站(如压力为25～35MPa的200～1600L/min的泵站)经升柱管路26完成的。高压升柱控制阀24的开通与关闭受升柱管路26的压力控制，当升柱管路26的压力高于设定值时，高压升柱控制阀24开通；当升柱管路26的压力低于设定值时，高压升柱控制阀24关闭。当立柱21初步撑紧顶板后的开始高压升柱，此时对高压液的消耗较少，向全工作面提供高压液(如35～42MPa或更高压力)的高压源(高压泵或增压器)可以是20～100L/min小流量的高压源，可用较细软管，抗高压爆破能力较强，增加了安全性。高压源可以在煤矿顺槽中设高压泵，或在工作面某一位置设自动增压装置。它可以服务于全工作面。其到每架支架可以分别设有支路。高压升柱的控制是由所有液压支架都有的升柱管路26顺便完成的，不需要另配专用电磁先导阀与主阀，也不需要电控器依压力传感器采集立柱21初步撑紧顶板时升柱腔的压力来控制，成本低，方便。本发明也能适用纯手动控制支架。
在本实施例中，高压升柱结束后高压管路28中的压力不卸压。
具体实施例二，如图6所示，高压升柱结束后，高压管路28向大气或回液卸压，或通过卸压管路29向与人安全无妨等处卸压。
具体实施例三，如图7所示，高压升柱结束后，高压管路28通过卸压管路29连通回液管R，卸压。
在具体实施例二、实施例三中，采用的高压升柱控制阀24能把高压升柱后高压管路28中的压力液卸压，具体是将卸压管路29与高压升柱控制阀24的通气或回液口D连接。
这样做的好处是高压管路28仅在高压升柱过程承受高压，其余时间不承受高压，安全。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。