一种煤矿液压支架的快速升柱液压系统及手动换向阀
技术领域
[0001] 本
发明涉及煤矿开采及
液压技术领域，特别涉及一种煤矿液压支架的快速升柱液压系统。本发明还涉及一种手动换向阀。
背景技术
[0002] 随着中国勘探技术的发展，煤矿开采技术已逐渐成熟。
[0003] 在机械化采煤作业中，通常使用采煤机完成大部分开采任务。采煤机的种类很多，以大采高采煤机为例，国内大采高采煤机的最大采高高度可达7m。
[0004] 液压支架是采煤机的重要组成部件，通过液压支架的
支撑柱伸出，将煤壁抵住。目前的液压支架手动控制系统中，操纵阀一般采用两位
四通阀或者三位四通阀，该两种换向阀在作业时，只有一个供液口，仅能使液压支架的一根立柱伸出，但液压支架一般同时设置有两根立柱，因此，在
现有技术中，往往在操纵阀的供液口后再连接两个换向阀或者将管路分为并联的两路，如此改造之后，进入到液压两个立柱中的压
力油的压力，仅为原先的一半，对于部分小缸径立柱的液压支架，勉强可以满足工作面升柱时间的要求，但对于高工作阻力、大缸径立柱的液压支架则无法满足要求。同时，现有技术中，部分液压支架采用电液控制系统，通过电液控电磁
先导阀实现对液压支架的两个立柱分别供液，但是电液控的系统结构复杂，同时涉及液压元器件和电气元器件，造价成本太高。
[0005] 因此，如何满足高工作阻力、大缸径立柱的液压支架对升柱压力和升柱时间的需求，同时降低生产成本，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供一种煤矿液压支架的快速升柱液压系统，能够满足高工作阻力、大缸径立柱的液压支架对升柱压力和升柱时间的需求，同时降低生产成本。本发明的另一目的是提供一种手动换向阀。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供一种煤矿液压支架的快速升柱液压系统，包括手动换向阀、用于伸出支撑
矿体的第一立柱和第二立柱，且所述第一立柱、第二立柱和手动换向阀形成回路；
[0008] 所述手动换向阀上同时设置有三个工作油口，且其中第一工作油口与所述第一立柱的无杆腔连通，第二工作油口与所述第二立柱的无杆腔连通，第三工作油口同时与所述第一立柱和第二立柱的有杆腔连通；
[0009] 当所述手动换向阀工作于第一工位时，其进油口同时与其第一工作油口和第二工作油口导通，其回油口与其第三工作油口导通；
[0010] 当所述手动换向阀工作于第二工位时，其进油口与其第三工作油口导通，其回油口同时与其第一工作油口和第二工作油口导通。
[0011] 优选地，当所述手动换向阀工作于第三工位时，其三个工作油口均与其回油口导通。
[0012] 优选地，还包括双联
单向阀组，且其第一单向阀的进油口与油箱连通，而截止油口与所述第一立柱或第二立柱的无杆腔连通；其第二单向阀的进油口与所述手动换向阀的第三工作油口连通，而截止油口与所述第一单向阀的截止油口连通。
[0013] 优选地，所述双联单向阀组中的第二单向阀的进油口同时与所述手动换向阀的第一工作油口或第二工作油口连通。
[0014] 本发明还提供一种手动换向阀，其特征在于，包括
阀体、并列且可滑动地设置于所述阀体内的第一阀芯和第二阀芯、设置于所述阀体上的进油口、回油口、第一工作油口、第二工作油口和第三工作油口，以及可转动地设置于所述阀体上的操作
手柄；所述操作手柄扳动到第一极限
位置时，所述第一阀芯滑动到预设位置并使所述进油口同时连通所述第一工作油口和第二工作油口；所述操作手柄扳动到第二极限位置时，所述第二阀芯滑动到预设位置并使所述进油口与所述第三工作油口连通；所述第一阀芯和第二阀芯未滑动时，所述第一工作油口、第二工作油口和第三工作油口均与所述回油口连通。
[0015] 优选地，还包括可转动地设置于所述阀体上的手柄压
块，所述手柄压块与所述操作手柄相连，且在所述手柄压块的两端均设置有用于在其转动到第一极限位置或第二极限位置时推动所述第一阀芯或第二阀芯移动的压紧部。
[0016] 优选地，还包括可转动地设置于所述阀体上的压杆，所述压杆的末端表面与所述手柄压块两端的压紧部抵接，且所述压杆的末端底面与所述第一阀芯和第二阀芯的顶端抵接。
[0017] 优选地，所述第一阀芯的顶端连接有呈T字型的组合顶杆，且所述组合顶杆的横向两端分别堵住所述第一工作油口和第二工作油口；所述第二阀芯的顶端连接有呈条状的单孔顶杆，且所述单孔顶杆的末端堵住所述第三工作油口。
[0018] 优选地，所述第一阀芯和第二阀芯的底端均设置有沿其长度方向伸缩的
弹簧。
[0019] 本发明所提供的煤矿液压支架的快速升柱液压系统，主要包括第一立柱、第二立柱和手动换向阀，该三者形成液压回路。其中，第一立柱和第二立柱为同一个液压支架上设置的两根立柱，用于伸出到预设距离后支撑矿体。在手动换向阀上同时设置有三个工作油口，当然，同时还设置有进油口和出油口，如此可见，该手动换向阀具体为两位五通换向阀或三位五通换向阀。手动换向阀的三个工作油口，其中第一工作油口与第一立柱的无杆腔连通，当第一工作油口进油时，可推动第一立柱伸出；第二工作油口与第二立柱的无杆腔连通，同理，当第二工作油口进油时，可推动第二立柱伸出；第三工作油口同时与第一立柱和第二立柱的有杆腔连通，当第三工作油口进油时，可推动第一立柱和第二立柱缩回。手动换向阀具有至少两个工位，当手动换向阀处于第一工位时，其进油口同时与第一工作油口和第二工作油口导通，进而将第一立柱和第二立柱伸出，同时其回油口与第三工作油口导通，进行回油；而当手动换向阀处于第二工位时，其进油口与第三工作油口导通，进而将第一立柱和第二立柱缩回，同时其回油口同时与第一工作油口和第二工作油口导通，进行回油。如此，由于手动换向阀上同时设置有三个工作油口，并且第一工作油口和第二工作油口在第一工位时分别与第一立柱和第二立柱的无杆腔连通，因此，压力油从
泵中流出后，到达手动换向阀时，可以保持同样的压力同时分为两股油，分别进入到第一工作油口和第二工作油口，使第一立柱和第二立柱同时伸出，相比于现有技术，无需在压力油通过工作油口后再对油压进行均分，同时也无需增设并联管路或
串联分流的换向阀，保证了高工作阻力、大缸径立柱的第一立柱和第二立柱对升柱压力和升柱时间的需求，降低了生产成本。
附图说明
[0020] 为了更清楚地说明本发明
实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0021] 图1为本发明所提供的一种具体实施方式中液压系统的液压原理图；
[0022] 图2为图1中所示的手动换向阀的一种液压原理图；
[0023] 图3为本发明所提供的一种具体实施方式中手动换向阀的结构剖视图；
[0024] 图4为图1的俯视透视图。
[0025] 其中，图1—图4中：
[0026] 第一立柱—1，第二立柱—2，手动换向阀—3，阀体—301，第一阀芯—302，第二阀芯—303，进油口—304，回油口—305，第一工作油口—306，第二工作油口—307，第三工作油口—308，操作手柄—309，手柄压块—310，压紧部—3101，压杆—311，组合顶杆—312，单孔顶杆—313，弹簧—314，双联单向阀组—4。
具体实施方式
[0027] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028] 请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式中液压系统的液压原理图。
[0029] 在本发明所提供的一种具体实施方式中，煤矿液压支架的快速升柱液压系统主要包括第一立柱1、第二立柱2和手动换向阀3，该三者形成液压回路，具体的，第一立柱1和第二立柱2可并联在液压回路中。
[0030] 其中，第一立柱1和第二立柱2为同一个液压支架上设置的两根立柱，用于伸出到预设距离后支撑矿体。
[0031] 在手动换向阀3上同时设置有三个工作油口(A1、A2和B)，如图2所示，图2为图1中所示的手动换向阀的一种液压原理图。当然，手动换向阀3上同时还设置有进油口(P)和出油口(T)，如此可见，该手动换向阀3具体为两位五通换向阀或三位五通换向阀。为方便论述，本实施例以下内容均以手动换向阀3为三位五通换向阀为例进行说明。
[0032] 手动换向阀3的三个工作油口，其中第一工作油口A1与第一立柱1的无杆腔连通，当第一工作油口A1进油时，可推动第一立柱1伸出。第二工作油口A2与第二立柱2的无杆腔连通，同理，当第二工作油口A2进油时，可推动第二立柱2伸出。第三工作油口B同时与第一立柱1和第二立柱2的有杆腔连通，当第三工作油口B进油时，可推动第一立柱1和第二立柱2缩回。
[0033] 同时，当手动换向阀3处于第一工位(图2中的左工位)时，其进油口P同时与第一工作油口A1和第二工作油口A2导通，进而将第一立柱1和第二立柱2伸出，同时其回油口T与第三工作油口B导通，进行回油。而当手动换向阀3处于第二工位(图2中的右工位)时，其进油口P与第三工作油口B导通，进而将第一立柱1和第二立柱2缩回，同时其回油口T同时与第一工作油口A1和第二工作油口A2导通，进行回油。
[0034] 如此，本实施例所提供的快速升柱液压系统，由于手动换向阀3上同时设置有三个工作油口，并且第一工作油口A1和第二工作油口A2在第一工位时分别与第一立柱1和第二立柱2的无杆腔连通，因此，压力油从泵中流出后，到达手动换向阀3时，可以保持同样的压力同时分为两股油，分别进入到第一工作油口A1和第二工作油口A2，使第一立柱1和第二立柱2同时伸出，相比于现有技术，无需在压力油通过工作油口后再对油压进行均分，同时也无需增设并联管路或串联分流的换向阀，保证了高工作阻力、大缸径立柱的第一立柱1和第二立柱2对升柱压力和升柱时间的需求，降低了生产成本。
[0035] 一般的，手动换向阀3还具有第三工位，也就是中位。具体的，本实施例中的手动换向阀3，其中位机能为“Y”类型，即当手动换向阀3处于第三工位时，其进油口P截止，同时其三个工作油口均与回油口T导通。如此设置，当第一立柱1和第二立柱2在伸出到
指定距离并顶起煤壁后，可使手动换向阀3处于第三工位，进而使第一立柱1和第二立柱2保持
锁定在当前位置状态。
[0036] 此外，为进一步提高第一立柱1和第二立柱2的工作效率，在前述实现快速升柱的
基础上，本实施例中增设了双联单向阀组4，以实现第一立柱1和第二立柱2的快速降柱。
[0037] 具体的，该双联单向阀组4包括两个并列的单向阀，分别为第一单向阀和第二单向阀，并且第一单向阀和第二单向阀通过液控等方法实现了双联，即第一单向阀正向导通时，同时将第二单向阀正向导通，反之亦然。其中，第一单向阀的进油口与油箱连通，而第一单向阀的截止油口与第一立柱1或第二立柱2的无杆腔连通。第二单向阀的进油口与手动换向阀3的第三工作油口B连通，而第二单向阀的截止油口与第一单向阀的截止油口连通。如此设置，当手动换向阀3工作于第二工位时，其进油口P与第三工作油口B导通，进而使第二单向阀正向导通，同时使第一单向阀正向导通，如此使得第一立柱1或第二立柱2的无杆腔通过第一单向阀直接与油箱连通，进而使第一立柱1或第二立柱2的无杆腔中的压力油能够不经过手动换向阀3的回油口T，而是直接流回到油箱中，缩短了回流油路距离，从而实现快速降柱的目的。
[0038] 进一步的，为避免当手动换向阀3处于第一工位时，双联单向阀组4的存在影响压力油的正常流动，本实施例中，将双联单向阀组4中的第二单向阀的进油口同时与手动换向阀3的第一工作油口A1或第二工作油口A2连通。
[0039] 如图3和图4所示，图3为本发明所提供的一种具体实施方式中手动换向阀的结构剖视图，图4为图1的俯视透视图。
[0040] 本实施例还提供一种手动换向阀，具体的，该手动换向阀主要包括阀体301、第一阀芯302、第二阀芯303、进油口304、回油口305、第一工作油口306、第二工作油口307、第三工作油口308和操作手柄309。
[0041] 其中，阀体301为手动换向阀的主体结构，主要用于安装和容纳其余零部件。第一阀芯302和第二阀芯303并列设置在阀体301内，并且均可单独滑动，以便切换手动换向阀的工作位置。
[0042] 进油口304和回油口305设置在阀体301上，一般的，由于阀体301内设置有第一阀芯302和第二阀芯303，因此可将进油口304和回油口305设置在第一阀芯302和第二阀芯303之间的
侧壁上，并且在第一阀芯302和第二阀芯303的未工作状态(未移动)下，第一阀芯302和第二阀芯303的侧壁均堵住进油口304，但导通回油口305。第一工作油口306和第二工作油口307设置在第一阀芯302的移动行程中对应的阀体301侧壁上，而第三工作油口308设置在第二阀芯303的移动行程中对应的阀体301侧壁上。
[0043] 操作手柄309可转动地设置在阀体301上，可在人手扳动下转动，一般的，当操作手柄309未扳动时，处于垂直的状态，此时第一阀芯302和第二阀芯303均未移动。而在操作手柄309被扳动时，具有两个工作状态，分别对应一个极限位置，即第一极限位置和第二极限位置，该两个极限位置一般在转动方向上对称。当操作手柄309转动(按图3标准的顺
时针转动)到第一极限位置时，操作手柄309驱动第一阀芯302滑动到预设位置，并使进油口304同时导通第一工作油口306和第二工作油口307。当操作手柄309转动(按图3标准的逆时针转动)到第二极限位置时，操作手柄309驱动第二阀芯303滑动到预设位置，并使进油口304与第三工作油口308导通。
[0044] 如此，当压力油从泵中流出并到达手动换向阀时，可在进油口304处分为两股压力相等的压力油，并分别进入到第一工作油口306和第二工作油口307，或者直接进入到第三工作油口308。
[0045] 此外，为方便用户在搬动操作手柄309时，顺利驱动第一阀芯302或第二阀芯303在阀体301内移动，本实施例中在阀体301上增设了手柄压块310。具体的，该手柄压块310可在阀体301上转动，并且与操作手柄309的末端相连，从而可在操作手柄309转动时，与其同步转动。在手柄压块310的(左右)两端位置均设置有压紧部3101，该压紧部3101分别用于压紧第一阀芯302和第二阀芯303的顶端，从而在操作手柄309带动手柄压块310转动时，压紧部3101能够在压力的驱动下推动第一阀芯302或第二阀芯303往下滑动，而当操作手柄309转动到第一极限位置或第二极限位置时，压紧部3101即同时推动第一阀芯302或第二阀芯303滑动预设距离，到达预设位置。
[0046] 进一步的，为提高手柄压块310驱动第一阀芯302或第二阀芯303时的可靠度，提高驱动距离，本实施例在阀体301上增设了压杆311。具体的，该压杆311为可转动的
悬臂梁结构。压杆311的具体设置位置可位于手柄压块310与第一阀芯302和第二阀芯303的顶端之间，并且压杆311的末端表面与手柄压块310两端设置的压紧部3101抵接，同时压杆311的末端底面与第一阀芯302和第二阀芯303的顶端抵接。如此设置，在手柄压杆311转动时，其两端的压紧部3101压紧压杆311的末端，进而使压杆311压紧第一阀芯302或第二阀芯303的顶端，在压杆311的受压转动过程中，即驱动第一阀芯302或第二阀芯303在阀体301内滑动。
[0047] 不仅如此，考虑到第一阀芯302在移动过程中，需保证进油口304同时与第一工作油口306和第二工作油口307导通，反之，则需保证同时堵住第一工作油口306和第二工作油口307。为此，本实施例中在第一阀芯302的顶端设置了组合顶杆312，具体的，该组合顶杆312类似T字型，在一根直杆的顶部设置有横向延伸的另一根直杆，通过该横向延伸的直杆再连接一根直杆，从而使两根直杆同步运动，并分别用于堵住或松开对称设置在阀体301内壁上的第一工作油口306和第二工作油口307。同理，本实施例在第二阀芯303的顶端设置了单孔顶杆313，由于第二阀芯303在移动过程中，只需保证进油口304与第三工作油口308导通即可，因此只需通过呈条状的单孔顶杆313即可实现堵住或松开第三工作油口308的目的。
[0048] 另外，考虑到第一阀芯302和第二阀芯303的工作状态是对立的，即第一阀芯302在移动时，第二阀芯303必然处于静止状态，而在两者的状态切换之间具有一段过程，即第二阀芯303从移动位置逐渐回复到初始位置的过程。因此，为方便第一阀芯302和第二阀芯303的复位操作，本实施例在第一阀芯302和第二阀芯303的底端均设置了弹簧314。具体的，该弹簧314的伸缩方向为第一阀芯302和第二阀芯303的移动方向，当然，一般也为第一阀芯302和第二阀芯303的长度方向。
[0049] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种
修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
