專利名稱：減壓閥、掘進機水系統及掘進機的制作方法
技術領域：
本發明涉及工程機械領域，更具體而言，涉及一種減壓閥、掘進機水系統及掘進機。
背景技術：
目前，掘進機水系統通常采用圖I所示的直動式水減壓閥，圖I中箭頭方向為水流方向，為了防止銹蝕，通常結構材料為銅。壓力水由進水口進入，克服彈簧力打開錐閥芯，壓力水通過錐閥口產生壓降，從而降低出水口的壓力。相關技術中，有將上述直動式水減壓閥用于掘進機的水系統，以實現掘進機在掘進中的降塵及系統冷卻。但是，在使用過程中，發明人發現相關技術中至少存在如下問題
I.所述直動式水減壓閥沒有溢流功能，當噴嘴堵住或球閥關閉后，管路內壓力等于進水口壓力，由于各礦水壓在3 8MPa范圍內，當礦水壓較高時易損壞浮動密封件及冷卻器等元件。2.出水口壓力穩定性差，水壓波動范圍大，易造成管路振動，接頭松動。3.水系統流量大時，出水口的動態特性較差。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于，提供一種新的減壓閥，其采用插裝式結構、成本低，用于大流量水系統時出口壓力穩定，不僅對掘進機水系統的其它部件起到保護作用，同時還具有減壓、溢流功能。有鑒于此，本發明提供了一種減壓閥，包括閥體、調節裝置、先導閥和主閥，所述先導閥包括先導閥閥芯、閥座，所述先導閥閥芯和閥座位于所述閥體內，所述先導閥閥芯可開或閉地與所述閥座配合，所述調節裝置安裝于所述閥體上并與所述先導閥閥芯連接，用于調節所述先導閥閥芯與所述閥座的預緊力；所述主閥包括閥芯和閥套，所述閥芯可滑動地設置于所述閥套內，所述閥套與所述閥體固定連接，所述閥芯與所述閥座之間設置有閥芯復位彈簧；所述閥套的軸向設置有出口，所述閥套的徑向設置有進口，所述進口與所述出口通過閥口相連通，改變所述閥口的過流面積可以調節所述出口的壓力；所述閥套上還設置有至少一個溢流口，通過所述先導閥閥芯與所述閥座的開或閉來實現所述溢流口與所述出口間的通或斷。在該技術方案中，減壓閥采用先導閥與主閥組合的方式，適用于大流量的掘進機水系統，設置溢流口，使其具有溢流的功能，設置閥口，便于調節出口壓力，使其具有減壓功能，同時解決了水減壓閥沒有溢流功能及出口壓力不穩定的問題，保證了減壓閥的工作效率。在上述技術方案中，優選地，所述主閥為滑閥結構，所述閥套的一端位于所述閥體內并與所述閥體螺紋連接，所述閥芯軸向的一端設置有第一腔，所述閥芯復位彈簧位于所述第一腔內，所述閥芯軸向的另一端設置有第二腔，所述第二腔與所述出口連通，所述第一腔與所述第二腔之間設置有第一通孔，所述第一通孔連通所述第一腔與所述第二腔。在該技術方案中，第二腔通過第一通孔與第一腔連通，并與出口連通，當減壓閥出口壓力增大時，經第二腔流向出口的水流可通過第一通孔流向第一腔，這樣，降低了出口壓力，保證了減壓閥出口壓力穩定性。在上述技術方案中，優選地，所述閥芯外表面設置有環形沉槽，所述閥芯徑向設置有第二通孔，所述第二通孔與所述第二腔連通，所述閥套的徑向設置有與所述進口連通的第三通孔，所述第二通孔和所述第三通孔通過所述環形沉槽相連通，則所述第二通孔、所述第三通孔和所述環形沉槽組成所述閥口。在該技術方案中，當減壓閥用于大流量水系統時，由第二通孔、第三通孔和環形沉槽組成的節流口變小、增大減壓量，使通過出口的水流量減少，降低出口壓力，保證了減壓閥出口壓力的穩定性。
在上述技術方案中，優選地，所述閥芯與所述閥套之間設置有擋圈，所述擋圈可阻止所述閥芯滑出所述閥套。在該技術方案中，由于閥芯與閥座之間設置有閥芯復位彈簧，該閥芯復位彈簧安裝時有一定的預緊力，該預緊力可使閥芯滑出閥套，擋圈的設置阻止了閥芯滑出閥套，保證了主閥能夠正常工作。在上述技術方案中，優選地，所述閥座的軸向設置有第三腔和第五通孔，所述第三腔通過所述第五通孔與所述第一腔連通，所述閥座的徑向設置有第四通孔，所述閥套位于所述閥塊內一端外表面的軸向設置有至少一個凹槽，所述第四通孔通過所述凹槽與所述溢流口連通；所述先導閥閥芯安裝在所述第四通孔和所述第三腔之間，通過所述先導閥閥芯與所述閥座的開或閉地配合來實現所述第四通孔與所述第三腔的通或斷。在該技術方案中，閥座的軸向設置的第三腔和第五通孔，且第三腔通過第五通孔與第一腔連通，閥座的徑向設置的第四通孔以及閥套的軸向設置的凹槽，且第四通孔通過凹槽與溢流口連通。這樣的結構設計，保證了先導閥與主閥之間的連通，并構成了溢流通道。當減壓閥的進口壓力和/或出口壓力超過設定值時，通過進口經閥口、第二腔流向出口的水流，其中會有一部分經第一通孔、第一腔、第五通孔、第三腔，推動先導閥閥芯運動后經第四通孔、凹槽、溢流口，最后流向出口 ；實現了減壓閥的減壓和溢流功能。在上述技術方案中，優選地，所述調節裝置包括調節螺桿、鎖緊螺母和調節彈簧，所述調節螺桿螺接在所述閥體上，將所述調節彈簧抵壓在所述先導閥閥芯上，所述鎖緊螺母與所述調節螺桿相螺接，可將所述調節螺桿鎖緊在所述閥體上。在該技術方案中，調節螺桿可以改變調節彈簧的壓縮量，從而改變減壓閥出口的壓力，鎖緊螺母可將已經調整好的調節螺桿鎖緊在閥體上，以保證調節彈簧的壓縮量不變，從而保證了出口壓力的設定值不變。在上述技術方案中，優選地，所述先導閥可以是錐閥或者滑閥或者球閥。在該技術方案中，先導閥可以是不同結構的閥，并可根據不同情況選擇適當結構的閥作為先導閥。在上述技術方案中，優選地，所述先導閥和主閥由不銹鋼、或者銅、或者銅合金、或者防腐蝕材料制成；所述閥體由防腐蝕材料制成。在該技術方案中，不銹鋼材料具有加工性能良好，抗腐蝕性好，適合各種水質條件等優點，而銅、銅合金、防腐蝕材料也同樣具有抗腐蝕性好,適合各種水質條件等優點,故可根據不同的工作情況選用合適的材料制造先導閥和主閥；閥體采用可滿足加工性能的防腐蝕材料制成，進一步保證了所述減壓閥的防腐蝕性。本發明還提供了一種掘進機水系統，包括閥塊，該掘進機水系統還包括上述任一項技術方案所述的減壓閥，所述減壓閥閥體的外部設置有螺紋，所述減壓閥通過所述閥體外部的螺紋與所述閥塊固定連接。在該技術方案中，減壓閥可采用插裝閥式結構與閥塊插裝配合連接，該連接方式簡單，安裝、拆卸方便容易。另外，本發明還提供了一種掘進機，該掘進機包括上述技術方案所述的掘進機水系統，顯而易見，該掘進機具有上述掘進機水系統的全部有益效果，在此不再贅述，但其應用均應在本發明的保護范圍之內。綜上所述，本發明提供了一種減壓閥采用先導溢流方式，適用于大流量水系統，出 口壓力穩定，不僅對掘進機水系統的其它部件起到保護作用，同時還具有減壓、溢流功能且成本低。本發明還提供了一種掘進機水系統及掘進機。
圖I是現有技術中減壓閥的剖面結構示意圖；圖2是根據本發明所述的減壓閥一實施例的剖面結構示意圖；圖3是圖2所述的減壓閥工作時的剖面結構示意圖；圖4是圖所述的減壓閥與閥塊連接示意圖；圖5為圖4所示結構的右視示意圖。其中，圖I至圖5中附圖標記與部件名稱之間的對應關系為I調節螺桿，2鎖緊螺母，3第一密封圈，4閥體，5調節彈簧，6先導閥閥芯，7第三擋圈，8第二密封圈，9第三密封圈，10閥座，101第五通孔，102第三腔，103第四通孔，11擋圈，12閥芯復位彈簧，13第四擋圈，14第四密封圈，15第五密封圈，16第五擋圈，17閥芯，171第二通孔，172環形沉槽，173第一通孔，174第一腔，175第二腔，18閥套，181第三通孔，182 凹槽，20 進口，21 出口，22 溢流口。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特征和優點，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是，本發明還可以采用其他不同于在此描述的方式來實施，因此，本發明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。圖2是根據本發明所述的減壓閥一實施例的剖面結構示意圖。如圖2所示本發明提供了一種減壓閥，包括閥體4、調節裝置、先導閥和主閥，先導閥包括先導閥閥芯6和閥座10，先導閥閥芯6和閥座10位于閥體4內，先導閥閥芯6可開或閉地與閥座10配合，調節裝置安裝于閥體4上并與先導閥閥芯6連接，用于調節先導閥閥芯6與閥座10的預緊力；主閥包括閥芯17和閥套18，閥芯17可滑動地設置于閥套18內，閥套18與閥體4固定連接，閥芯17與閥座10之間設置有閥芯復位彈簧12 ;閥套18的軸向設置有出口 21，閥套18的徑向設置有進口 20，進口 20與出口 21通過閥口相連通，改變閥口的過流面積可以調節出口 21的壓力；閥套18上還設置有至少一個溢流口 22，通過先導閥閥芯6與閥座10間的開或閉來實現溢流口 22與出口 21間的通或斷。在該技術方案中，減壓閥采用先導閥與主閥組合的方式，適用于大流量的掘進機水系統，設置溢流口 22，使其具有溢流的功能，設置閥口，便于調節出口 21壓力，使其具有減壓功能，同時解決了水減壓閥沒有溢流功能及出口 21壓力穩定性的問題，保證了減壓閥的工作效率。在上述實施例中，主閥為滑閥結構，閥套18的一端位于閥體4內并與閥體4螺紋 連接，閥芯17軸向的一端設置有第一腔174，閥芯復位彈簧12位于第一腔174內，閥芯17軸向的另一端設置有第二腔175，第二腔175與出口 21連通，第一腔174與第二腔175之間設置有第一通孔173，第一通孔173連通第一腔174與第二腔175。在該技術方案中，第二腔175通過第一通孔173與第一腔174連通，并與出口 21連通，當減壓閥出口 21壓力增大時，經第二腔175流向出口 21的水流可通過第一通孔173流向第一腔174，這樣，降低了出口 21壓力，保證了減壓閥出口 21壓力穩定性。在上述實施例中，優選地，閥芯17外表面設置有環形沉槽172，閥芯17徑向設置有第二通孔171，第二通孔171與第二腔175連通，閥套18的徑向設置有與進口 20連通的第三通孔181，第二通孔171和第三通孔181通過環形沉槽172相連通，則第二通孔171、第三通孔181和環形沉槽172組成所述閥口。在該技術方案中，當減壓閥用于大流量水系統時，由第二通孔171、第三通孔181和環形沉槽172組成的節流口變小、增大減壓量，使通過出口 21的水流量減少，降低出口 21壓力，保證了減壓閥出口 21壓力的穩定性。在上述實施例中，閥芯17與閥套18之間設置有擋圈11，擋圈11可阻止閥芯17滑出閥套18。在該技術方案中，由于閥芯17與閥座10之間設置有閥芯復位彈簧12，該閥芯復位彈簧12安裝時有一定的預緊力，該預緊力可使閥芯17滑出閥套18，擋圈11的設置阻止了閥芯17滑出閥套18，保證主閥能夠正常工作。在上述實施例中，閥座10的軸向設置有第三腔102和第五通孔101，第三腔102通過第五通101孔與第一腔174連通，閥座10的徑向設置有第四通孔103，閥套18位于閥塊4內一端外表面的軸向設置有至少一個凹槽182，第四通孔103通過凹槽182與溢流口 22連通；先導閥閥芯6安裝在第四通孔103和第三腔102之間，通過先導閥閥芯6與閥座10的開或閉地配合來實現第四通孔103與第三腔102的通或斷。在該技術方案中，閥座10的軸向設置的第三腔102和第五通孔101，且第三腔102通過第五通孔101與第一腔174連通，閥座10的徑向設置的第四通孔103以及閥套18的軸向設置的凹槽182，且第四通孔103通過凹槽182與溢流口 22連通。這樣的結構設計，保證了先導閥與主閥之間的連通，并構成了溢流通道。當減壓閥的進口 20壓力和/或出口21壓力超過設定值時，通過進口 20經閥口、第二腔175流向出口 21水流，其中會有一部分經第一通孔173、第一腔174、第五通孔101、第三腔102，推動先導閥閥芯6運動后經第四通孔103、凹槽182、溢流口 22，最后流向出口 21 ;實現了減壓閥的減壓和溢流功能。在上述實施例中，調節裝置包括調節螺桿I、鎖緊螺母2和調節彈簧5，調節螺桿I螺接在閥體4上，將調節彈簧5抵壓在先導閥閥芯6上，鎖緊螺母2與調節螺桿I相螺接，可將調節螺桿I鎖緊在閥體4上。在該技術方案中，調節螺桿I可以改變調節彈簧5的壓縮量，從而改變減壓閥出口21的壓力，鎖緊螺母2可將已經調整好的調節螺桿I鎖緊在閥體4上，以保證調節彈簧5的壓縮量不變，從而保證了出口 21壓力的設定值不變。優選地，所述先導閥可以是錐閥或者滑閥或者球閥。在該實施例中，先導閥可以是不同結構的閥，并可根據不同情況選擇適當結構的閥作為先導閥。 優選地，先導閥和主閥由不銹鋼、或者銅、或者銅合金、或者防腐蝕材料制成；閥體4由防腐蝕材料制成。在該技術方案中，不銹鋼材料具有加工性能良好，抗腐蝕性好，適合各種水質條件等優點，而銅、銅合金、防腐蝕材料也同樣具有抗腐蝕性好,適合各種水質條件等優點,故可根據不同的工作情況選用合適的材料制造先導閥和主閥；閥體4采用可滿足加工性能的防腐蝕材料制成，保證了所述減壓閥的防腐蝕性。圖4是本發明所述的減壓閥與閥塊連接示意圖，圖5為圖4的右視圖。如圖4和圖5所示，本發明的另一實施例提供了一種掘進機水系統，包括閥塊，該掘進機水系統還包括上述任一實施例所述的減壓閥，所述減壓閥閥體4的外部設置有螺紋，減壓閥通過閥體4外部的螺紋與閥塊固定連接。減壓閥可采用插裝閥式結構與閥塊插裝配合連接，該連接方式簡單，安裝、拆卸方便容易。顯而易見，該掘進機水系統具有上述減壓閥的全部有益效果，在此不再贅述，但其應用均應在本發明的保護范圍之內。另外，本發明的第三個實施例提供了一種掘進機，該掘進機包括上述技術方案所述的掘進機水系統。顯而易見，該掘進機具有上述掘進機水系統的全部有益效果，在此不再贅述，但其應用均應在本發明的保護范圍之內。如圖2所示，該實施例中，減壓閥由閥芯17、擋圈11、閥套18、先導閥閥芯6、閥座10、調節螺桿I、鎖緊螺母2、閥體4、閥芯復位彈簧12、調節彈簧5、第一密封圈3、第二密封圈8、第三密封圈9、第四密封圈14、第五密封圈15、第三擋圈7、第四擋圈13和第五擋圈16組成。其中閥芯17設置有第一通孔173、第一腔174、第二腔175、第二通孔171及環形沉槽172，閥套18設置有第三通孔181及凹槽182，閥座10設置有第五通孔101、第三腔102、第四通孔103。閥芯17通過擋圈11定位，在閥套18中只能向閥座10方向移動，閥套18與閥體4通過螺紋連接，通過調節螺桿I來改變調節彈簧5的壓縮量，從而確定減壓閥的出口 21壓力。第五密封圈15及第五擋圈16位于閥套18靠近出口 21的一端，用來阻隔進口 20和出口 21壓力，第四密封圈14及第四擋圈13位于閥套18的進口 20與溢流口 22之間，用來阻隔進口 20與溢流口 22壓力，第二密封圈8位于閥體4靠近溢流口 22處，用來防止溢流口 22處水外泄，第三密封圈9及第三擋圈7位于閥座10與閥體4之間，用來密封閥座10與閥體4，第一密封圈3位于調節螺桿I與閥體4之間，用來密封調節螺桿I與閥體4。如圖2所示，當進口 20壓力Pl低于彈簧5的設定壓力時，進口 20的水流經孔181、孔171進入腔172中，閥芯17左右兩端壓力平衡，閥芯17無動作，水流經出口 21進入掘進機水系統中。如圖3所示，當進口 20壓力Pl變大或出口 21壓力P2達到減壓閥的設定壓力值時，第三腔102中壓力P4使先導閥閥芯6克服調節彈簧5的彈力，使錐閥芯移動從而打開先導閥，第二腔175中水經第一通孔173、第一腔174、第五通孔101、第三腔102、第四通孔103、凹槽182進入溢流口 22溢流，水流經第一通孔173后，產生壓力損失，壓力由P2降低至P3，閥芯17在P2、P3壓力作用下移動，減小第二通孔171的過流面積，使進口 20壓力Pl經過第二通孔171產生較大的壓差，來降低出口 21壓力P2，使壓力P2維持在設定值。綜上所述，本發明提供了一種減壓閥采用先導溢流方式，適用于大流量水系統，出 口壓力穩定，不僅對掘進機水系統的其它部件起到保護作用，同時還具有減壓、溢流功能且成本低。本發明還提供了一種掘進機水系統及掘進機。在本發明中，術語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”僅用于描述的目的，而
不能理解為指示或暗示相對重要性。術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語均應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種減壓閥，包括閥體(4)、調節裝置、先導閥和主閥，其特征在于， 所述先導閥包括先導閥閥芯(6)、閥座(10)，所述先導閥閥芯(6)和閥座(10)位于所述閥體(4)內，所述先導閥閥芯(6)可開或閉地與所述閥座(10)配合，所述調節裝置安裝于所述閥體(4)上并與所述先導閥閥芯(6)連接，用于調節所述先導閥閥芯(6)與所述閥座(10)的預緊力； 所述主閥包括閥芯(17)和閥套(18)，所述閥芯(17)可滑動地設置于所述閥套(18)內，所述閥套(18)與所述閥體(4)固定連接，所述閥芯(17)與所述閥座(10)之間設置有閥芯復位彈簧(12); 所述閥套(18)的軸向設置有出口(21)，所述閥套(18)的徑向設置有進口(20)，所述進口(20)與所述出口(21)通過閥口相連通，改變所述閥口的過流面積可以調節所述出口(21)的壓力；所述閥套(18)上還設置有至少一個溢流口(22)，通過所述先導閥閥芯(6)與所述閥座(10)的開或閉來實現所述溢流口(22)與所述出口(21)間的通或斷。
2.根據權利要求I所述的減壓閥，其特征在于，所述主閥為滑閥結構，所述閥套(18)的一端位于所述閥體(4)內并與所述閥體(4)螺紋連接，所述閥芯(17)軸向的一端設置有第一腔(174)，所述閥芯復位彈簧(12)位于所述第一腔(174)內，所述閥芯(17)軸向的另一端設置有第二腔(175)，所述第二腔(175)與所述出口(21)連通，所述第一腔(174)與所述第二腔(175)之間設置有第一通孔(173)，所述第一通孔(173)連通所述第一腔(174)與所述第二腔(175)。
3.根據權利要求2所述的減壓閥，其特征在于，所述閥芯(17)外表面設置有環形沉槽(172)，所述閥芯(17)徑向設置有第二通孔(171 )，所述第二通孔(171)與所述第二腔(175)連通，所述閥套(18)的徑向設置有與所述進口(20)連通的第三通孔(181)，所述第二通孔(171)和所述第三通孔(181)通過所述環形沉槽(172)相連通，則所述第二通孔(171)、所述第三通孔(181)和所述環形沉槽(172 )組成所述閥口。
4.根據權利要求3所述的減壓閥，其特征在于，所述閥芯(17)與所述閥套(18)之間設置有擋圈(11)，所述擋圈(11)可阻止所述閥芯(17)滑出所述閥套(18)。
5.根據權利要求2至4中任一項所述的減壓閥，其特征在于，所述閥座(10)的軸向設置有第三腔(102)和第五通孔(101 )，所述第三腔(102)通過所述第五通孔(101)與所述第一腔(174)連通，所述閥座(10)的徑向設置有第四通孔(103)，所述閥套(18)位于所述閥塊(4)內一端外表面的軸向設置有至少一個凹槽(182)，所述第四通孔(103)通過所述凹槽(182)與所述溢流口(22)連通；所述先導閥閥芯(6)安裝在所述第四通孔(103)和所述第三腔(102)之間，通過所述先導閥閥芯(6)與所述閥座(10)的開或閉地配合來實現所述第四通孔(103)與所述第三腔(102)的通或斷。
6.根據權利要求5所述的減壓閥，其特征在于，所述調節裝置包括調節螺桿(I)、鎖緊螺母(2)和調節彈簧(5)，所述調節螺桿(I)螺接在所述閥體(4)上，將所述調節彈簧(5)抵壓在所述先導閥閥芯(6 )上，所述鎖緊螺母(2 )與所述調節螺桿(I)相螺接，可將所述調節螺桿(I)鎖緊在所述閥體(4)上。
7.根據權利要求I所述的減壓閥，其特征在于，所述先導閥可以是錐閥或者滑閥或者球閥。
8.根據權利要求I所述的減壓閥，其特征在于，所述先導閥和主閥可以由不銹鋼、或者銅、或者銅合金、或者防腐蝕材料制成；所述閥體(4)由防腐蝕材料制成。
9.一種掘進機水系統，包括閥塊，其特征在于，還包括權利要求I至8中任一項所述的減壓閥，所述減壓閥閥體(4)的外部設置有螺紋，所述減壓閥通過所述閥體(4)外部的螺紋與所述閥塊固定連接。
10.一種掘進機，其特征在于，包括如權利要求9所述的掘進機水系統。
全文摘要
本發明提供了一種減壓閥，包括閥體、調節裝置、先導閥和主閥，先導閥包括先導閥閥芯、閥座，先導閥閥芯和閥座位于閥體內，并可開或閉地與閥座配合，調節裝置安裝于閥體上并與先導閥閥芯連接；主閥包括閥芯和閥套，閥芯可滑動地設置于閥套內，閥套與閥體固定連接，閥芯與閥座之間設置有閥芯復位彈簧；閥套的軸向設置有出口，閥套的徑向設置有進口，進口與出口通過閥口相連通；閥套上設置有至少一個溢流口，通過先導閥閥芯與閥座的開或閉來實現溢流口與出口間的通或斷。本發明還提供了一種掘進機水系統及掘進機。本發明提供的減壓閥成本低，可對其它相關部件起到保護作用，適用于大流量水系統，出口壓力穩定，具有減壓、溢流功能。
文檔編號E21C35/04GK102818046SQ20121031569
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月30日 優先權日2012年8月30日
發明者牟東, 劉宗宏, 李亞 申請人:三一重型裝備有限公司