氣動(dòng)自鎖開關(guān)閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于氣動(dòng)開關(guān)閥的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種氣動(dòng)自鎖開關(guān)閥，解決了現(xiàn)有氣動(dòng)開關(guān)閥存在的問(wèn)題。其閥芯和閥桿均周向套裝在閥殼內(nèi),閥桿在閥芯頂端與閥殼之間段套有復(fù)位彈簧，閥殼上設(shè)置分別與氣源、被控元件以及外界大氣相連接的壓力口、工作口、排氣口；閥芯、閥殼和端蓋之間有三個(gè)腔體，彈簧腔與排氣口常通，中部腔與壓力口常通，閥芯內(nèi)開有自中部腔到穿出閥芯底部端面中心的連通孔，工作口與彈簧腔和閥端蓋腔分別有連通孔，三個(gè)腔體之間通過(guò)閥芯和閥殼的配合進(jìn)行隔離。本發(fā)明密封性能好、工作穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)，能滿足在氣路中氣壓正常時(shí)可手動(dòng)自由開關(guān)，氣路壓力不足時(shí)將自行切斷，氣壓恢復(fù)后只能手動(dòng)開啟的功能。
【專利說(shuō)明】氣動(dòng)自鎖開關(guān)閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于氣動(dòng)開關(guān)閥的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種氣動(dòng)自鎖開關(guān)閥。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無(wú)軌膠輪車在煤礦井下的大量使用，對(duì)其安全和可靠性能的要求也越來(lái)越 高。氣動(dòng)控制系統(tǒng)及元件以其安全、輕便、經(jīng)濟(jì)和可靠等特點(diǎn)，被應(yīng)用到礦用無(wú)軌膠輪車的 啟動(dòng)、保護(hù)、駐車制動(dòng)系統(tǒng)中。礦用無(wú)軌膠輪車液壓系統(tǒng)是通過(guò)兩位三通氣控液壓換向閥給 制動(dòng)器的活塞桿腔卸液和充液，實(shí)現(xiàn)車輛的駐車制動(dòng)或解除。為了保障車輛的液壓工作機(jī) 構(gòu)工作時(shí)，車輛能實(shí)現(xiàn)駐車制動(dòng)(或者行車模式和液壓工作結(jié)構(gòu)操作模式的切換)，在兩位 三通氣控液壓換向閥的控制氣路中串聯(lián)一個(gè)氣動(dòng)開關(guān)閥。普通的氣動(dòng)開關(guān)閥實(shí)現(xiàn)了駐車制 動(dòng)控制氣路的手動(dòng)控制，但對(duì)在車輛使用過(guò)程中出現(xiàn)了如下問(wèn)題：（1)車輛正常熄火后，開 關(guān)閥并不能自行切斷，若疏忽大意未能手動(dòng)關(guān)閉，導(dǎo)致兩位三通氣控液壓換向閥不能復(fù)位 或者復(fù)位不完全，不能實(shí)現(xiàn)有效駐車制動(dòng)，存在重大的安全隱患。（2)車輛因缺水、油溫過(guò)高 等原因被電保護(hù)或氣壓不足而熄火，若開關(guān)閥未關(guān)閉，待問(wèn)題解決車輛恢復(fù)正常后，駐車制 動(dòng)將非人為解除，可能造成事故。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種氣動(dòng)自鎖開關(guān)閥，其密封性能好、工作穩(wěn)定、 使用壽命長(zhǎng)，能滿足在氣路中氣壓正常時(shí)可手動(dòng)自由開關(guān)，氣路壓力不足時(shí)將自行切斷（自 鎖)，氣壓恢復(fù)后只能手動(dòng)開啟的功能。
[0004] 本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 氣動(dòng)自鎖開關(guān)閥，包括手柄、閥桿、閥殼、閥芯以及端蓋，閥芯和閥桿均周向套裝在閥殼 內(nèi)，閥端蓋與閥殼底端、閥桿兩端與閥芯頂端和手柄均通過(guò)螺紋連接，閥桿在閥芯頂端與 閥殼之間段套有復(fù)位彈簧， 閥殼上設(shè)置分別與氣源、被控元件以及外界大氣相連接的壓力口、工作口、排氣口； 閥芯、閥殼和端蓋之間有三個(gè)腔體，包括閥芯頂部靠閥桿一側(cè)的與閥殼之間的彈簧腔、 閥芯中部凹槽與閥殼之間的中部腔以及閥芯底部靠端蓋側(cè)與端蓋之間的閥端蓋腔，彈簧腔 與排氣口常通，中部腔與壓力口常通，閥芯內(nèi)開有自中部腔到穿出閥芯底部端面中心的連 通孔，工作口與彈簧腔和閥端蓋腔分別有連通孔，三個(gè)腔體之間通過(guò)閥芯和閥殼的配合進(jìn) 行隔離。
[0005] 閥桿上設(shè)置六方凸起，閥殼內(nèi)壁對(duì)應(yīng)六方凸起的部位設(shè)置套筒，套筒與閥殼內(nèi)壁 之間是螺紋連接，彈簧一端緊壓閥芯頂部端面，另一端緊壓套筒。
[0006] 中部腔由閥芯側(cè)面的中部沿著周向開設(shè)環(huán)狀的方形凹槽形成，在凹槽內(nèi)沿閥芯徑 向開小孔至閥芯中心，在閥芯內(nèi)、端蓋側(cè)的閥芯底部端面中心開軸向小孔與上述徑向的小 孔相通。
[0007] 在閥殼內(nèi)開有連通工作口和彈簧腔的徑向孔以及連通工作口和閥端蓋腔的軸向 孔。
[0008] 彈簧腔內(nèi)與閥芯端面可接觸的閥殼面和端蓋腔內(nèi)閥端蓋內(nèi)端面分別設(shè)有大小不 同的剖面為三角形的圓形凸棱。
[0009] 隔離三個(gè)腔體之間的閥芯和閥殼的配合部位開有凹槽并套設(shè)0形密封圈。閥芯兩 端的端面開有凹槽，凹槽內(nèi)黏附彈性密封墊。
[0010] 本發(fā)明的有益效果：氣路中壓力達(dá)到額定值(可調(diào)）時(shí)，可作為手動(dòng)開關(guān)閥門，手動(dòng) 推拉手柄可自由切換氣路通斷；氣路中壓力不足時(shí)，將自動(dòng)關(guān)閉（自鎖)，切斷氣路；其密封 性能好，保證在閥關(guān)閉后氣路的絕對(duì)隔斷；本發(fā)明工作穩(wěn)定、安裝方便、使用壽命長(zhǎng)能滿足 各種不同的使用環(huán)境。應(yīng)用到車輛上可以作為一種自動(dòng)駐車制動(dòng)保護(hù)裝置。大大提高車輛 (或具有相似工況裝備）的安全性和可靠性，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖， 圖2為本發(fā)明的外部結(jié)構(gòu)圖， 圖3為本發(fā)明在無(wú)軌膠輪車應(yīng)用工作原理圖， 圖中：1_手柄；2-閥桿；3-閥殼；4-套筒；5-彈簧；6-彈性密封墊I ;7-0形密封圈I ; 8-閥芯；9-0形密封圈II ;10_彈性密封墊II ;11_端蓋；12-0形密封圈III ; 13-儲(chǔ)氣罐；14-總開關(guān)；15-發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部空壓機(jī)；16-電磁閥；17-氣動(dòng)自鎖開關(guān)閥； 18-氣控液壓換向閥；19-蓄能器；20-制動(dòng)器；P-壓力口；A-工作口；Ex-排氣口。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013] 如圖1所示，該氣動(dòng)自動(dòng)切斷閥主要由手柄、閥桿、閥殼、閥芯、端蓋、套筒、彈簧和 密封圈等零部件組成。閥的壓力口 P、工作口 A、排氣口 Ex (如圖2所示）分別與氣源、被控 元件和外界大氣相連接。
[0014] 閥芯8和閥桿2均周向套裝在閥殼3內(nèi)，端蓋11與閥殼3通過(guò)螺紋連接； 閥芯8、閥殼3和端蓋11之間可形成三個(gè)腔體，即閥芯8靠閥桿2側(cè)的彈簧腔、閥芯8 中部凹槽形成的中部腔、閥芯8靠端蓋側(cè)11的閥端蓋腔。彈簧腔與排氣口 Ex常通，中部腔 與壓力口 P常通，工作口 A由閥芯的位置決定與彈簧腔和閥端蓋腔之一相通。三個(gè)腔體之 間通過(guò)套在閥芯凹槽上的兩個(gè)0形密封圈（7、9)和閥殼3密封隔離。
[0015] 彈簧腔內(nèi)與閥芯頂部端面可接觸的閥殼面上、端蓋腔內(nèi)與閥芯底部端面可解除的 閥端蓋內(nèi)端面上分別設(shè)有若干剖面為三角形的圓形凸棱。
[0016] 閥芯8兩端的端面開有凹槽，凹槽內(nèi)黏附彈性密封墊（6、10)，使閥芯8與閥端蓋 內(nèi)端面的圓形凸棱和彈簧腔處閥殼內(nèi)部的圓形凸棱，在壓緊力的作用下分別實(shí)現(xiàn)對(duì)閥端蓋 腔和彈簧腔的密封； 閥桿2的兩端與手柄1和閥芯8之間均通過(guò)螺紋連接。閥桿2與閥芯8之間設(shè)置復(fù)位 彈簧5,閥殼3與閥桿2的六方凸起之間設(shè)有套筒4,套筒4與閥殼3之間是螺紋連接。套 筒4不僅可以對(duì)閥桿2運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，還可通過(guò)調(diào)節(jié)套筒4與閥殼3之間螺紋旋入深度， 調(diào)定彈簧5復(fù)位壓力，從而設(shè)置閥的自動(dòng)切斷壓力。
[0017] 在閥芯8側(cè)面的中部沿著周向開設(shè)環(huán)狀的方形凹槽，在凹槽底面沿閥芯8徑向開 一小孔至閥芯8中心，在閥芯的閥蓋側(cè)端面中心開一小孔與上述小孔相通，從而可以把P 口 的壓力氣體引入閥端蓋腔。
[0018] 在閥殼3體內(nèi)，從A 口處到閥端蓋處沿軸向開一小孔，使A 口可與閥端蓋腔相通。 [0019] 當(dāng)該閥處于如圖1所示狀態(tài)時(shí)，由于彈簧力的作用使閥芯8底端端面及密封墊10 緊壓在閥端蓋11內(nèi)端面上，密封墊10與閥端蓋11內(nèi)端面的棱臺(tái)形成密封，使壓力口 P與 工作口 A隔斷，而工作口 A通過(guò)閥芯8頂端彈簧腔與排氣口 Ex相通，接通外界大氣，閥處于 關(guān)閉狀態(tài)。
[0020] 通過(guò)手柄1克服彈簧力向外拉動(dòng)閥芯8至閥腔頂端，閥芯8頂端端面密封墊6與閥 殼棱臺(tái)形成密封，阻斷工作口 A與排氣口 Ex連接，同時(shí)閥芯底部形成端蓋腔，使壓力P 口依 次通過(guò)中部腔、閥芯8內(nèi)部通孔、彈簧腔、閥殼3內(nèi)軸向通孔與工作口 A 口相通，氣路接通， 閥處于開啟狀態(tài)。
[0021] 若氣壓達(dá)到額定值，氣壓作用于閥芯8底端端面形成壓力克服彈簧力，松開手柄1 后，閥仍保持開啟狀態(tài)。通過(guò)手柄1向內(nèi)推動(dòng)閥芯8至閥芯8底端端面與閥端蓋11端面接 觸，閥端蓋腔消失，在彈簧力的作用下，閥處于關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)，可以手動(dòng)推拉自由控制閥的 通斷，作為開關(guān)閥使用。
[0022] 若氣壓低于額定值，即使通過(guò)手柄1拉起閥芯8使閥處于暫時(shí)的開啟狀態(tài)，但由于 閥芯8底部端蓋腔腔氣壓與閥芯8底端端面形成的力不足以克服彈簧力，松開手柄后，閥芯 在彈簧力的作用下返回原位，閥自行關(guān)閉。
[0023] 本發(fā)明所述的氣動(dòng)自鎖開關(guān)閥氣路中壓力達(dá)到額定值(可調(diào)）時(shí)，可作為手動(dòng)開關(guān) 閥門，手動(dòng)推拉手柄可自由切換氣路通斷；氣路中壓力不足時(shí)，將自動(dòng)關(guān)閉（自鎖)，切斷氣 路；其密封性能好，保證在閥關(guān)閉后氣路的絕對(duì)隔斷；本發(fā)明工作穩(wěn)定、安裝方便、使用壽 命長(zhǎng)能滿足各種不同的使用環(huán)境。應(yīng)用到車輛上可以作為一種自動(dòng)駐車制動(dòng)保護(hù)裝置，大 大提高車輛(或具有相似工況裝備）的安全性和可靠性，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
[0024] 例如：本發(fā)明作為礦用無(wú)軌膠輪車自動(dòng)駐車制動(dòng)保護(hù)裝置，工作原理如圖3所示。 礦用無(wú)軌膠輪車液壓系統(tǒng)是通過(guò)兩位三通氣控液壓換向閥18給制動(dòng)器20的活塞桿腔卸液 和充液，實(shí)現(xiàn)車輛的駐車制動(dòng)和解除。車輛啟動(dòng)后正常工作，通過(guò)手動(dòng)拉推氣動(dòng)自鎖開關(guān)閥 17控制氣路的通斷，從而控制氣控液壓換向閥18決定蓄能器19是否給制動(dòng)器20的活塞 桿腔充液，實(shí)現(xiàn)駐車制動(dòng)的手動(dòng)控制(或者行車模式和液壓工作結(jié)構(gòu)操作模式的手動(dòng)切換)； 當(dāng)車輛由于油溫過(guò)高、缺水等異常被電保護(hù)電磁換向閥16關(guān)閉或者車輛熄火(總開關(guān)閥14 關(guān)閉氣路)后，進(jìn)氣口 P氣壓不足，氣動(dòng)自鎖開關(guān)閥將自鎖，關(guān)斷氣路，使氣控液壓換向閥18 氣控口失去控制壓力，回到原位，從而阻斷蓄能器19供液，制動(dòng)器20活塞桿腔的液壓釋放， 在制動(dòng)器20中彈簧力的作用下，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的自動(dòng)駐車制動(dòng)。即使車輛恢復(fù)正常，氣動(dòng)自 鎖開關(guān)閥17仍處于關(guān)閉狀態(tài)，若要接觸駐車制動(dòng)，必須手動(dòng)開啟，因此，避免溜車事故的發(fā) 生，大大地提高車輛的安全和可靠性能。
【權(quán)利要求】
1. 一種氣動(dòng)自鎖開關(guān)閥，包括手柄（1)、閥桿（2)、閥殼（3)、閥芯（8)以及閥端蓋（11)， 其特征在于：閥芯（8)和閥桿（2)螺紋均周向套裝在閥殼（3)內(nèi)，閥端蓋（11)與閥殼（3) 底端、閥桿（2)兩端與閥芯（8)頂端和手柄（1)均通過(guò)螺紋連接，閥桿（2)在閥芯（8)頂端 與閥殼（3)之間段套有復(fù)位彈簧（5)， 閥殼（3)上設(shè)置分別與氣源、被控元件以及外界大氣相連接的壓力口（P)、工作口（A)、 排氣口（Ex); 閥芯（8)、閥殼（3)和端蓋（11)之間有三個(gè)腔體，包括閥芯（8)頂部靠閥桿（2)-側(cè)的 與閥殼（3)之間的彈簧腔、閥芯（8)中部凹槽與閥殼（3)之間的中部腔以及閥芯（8)底部靠 端蓋（11)側(cè)與端蓋之間的閥端蓋腔，彈簧腔與排氣口（EX)常通，中部腔與壓力口（P)常通， 閥芯（8)內(nèi)開有自中部腔到穿出閥芯（8)底部端面中心的連通孔，工作口（A)與彈簧腔和閥 端蓋腔分別有連通孔，三個(gè)腔體之間通過(guò)閥芯（8)和閥殼（3)的配合進(jìn)行隔離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)自鎖開關(guān)閥，其特征在于閥桿（2)上設(shè)置六方凸起，閥殼 (3)內(nèi)壁對(duì)應(yīng)六方凸起的部位設(shè)置套筒（4)，套筒（4)與閥殼（3)之間是螺紋連接，彈簧（5) 一端緊壓閥芯頂（8)部端面，另一端緊壓套筒。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣動(dòng)自鎖開關(guān)閥，其特征在于在中部腔由閥芯（8)側(cè)面 的中部沿著周向開設(shè)環(huán)狀的方形凹槽形成，在凹槽內(nèi)沿閥芯（8)徑向開小孔至閥芯（8)中 心，在閥芯（8)內(nèi)、端蓋（11)側(cè)的閥芯（8)底部端面中心開軸向小孔與上述徑向的小孔相 通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣動(dòng)自鎖開關(guān)閥，其特征在于在閥殼（3)內(nèi)開有連通工作口 (A)和彈簧腔的徑向孔以及連通工作口（A)和閥端蓋腔的軸向孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣動(dòng)自鎖開關(guān)閥，其特征在于隔離三個(gè)腔體之間的閥芯（8) 和閥殼（3)的配合部位開有凹槽并套設(shè)0形密封圈。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣動(dòng)自鎖開關(guān)閥，其特征在于閥芯8兩端的端面開有凹槽，凹 槽內(nèi)黏附彈性密封墊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣動(dòng)自鎖開關(guān)閥，其特征在于彈簧腔內(nèi)與閥芯頂部端面可接 觸的閥殼面上、端蓋腔內(nèi)與閥芯底部端面可解除的閥端蓋內(nèi)端面上分別設(shè)有若干剖面為三 角形的圓形凸棱。
【文檔編號(hào)】F16K17/168GK104061350SQ201410247197
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】柳玉龍, 樊瑞龍, 馬艷衛(wèi), 安四元, 陳利東, 劉德寧, 周旭 申請(qǐng)人:中國(guó)煤炭科工集團(tuán)太原研究院有限公司, 山西天地煤機(jī)裝備有限公司