针对液压支架用差动式高压大流量安全阀的研究

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1、2013年11月机床与液压NOV．2013第41卷第21期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．21DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．21．018液压支架用差动式高压大流量安全阀的研究李阁强，曹中玉，邓伟森，高有进(1．河南科技大学机电工程学院，河南洛阳471003；2．郑煤机博士后工作站，河南郑州450016)摘要：在传统安全阀设计方法的基础上，设计～种新型差动式高压大流量安全阀。详细介绍该安全阀的工作原理和结构特点，并对其关键尺寸进行了设计。分别在一级节

2、流口、二级节流口及不同出口倾斜角的情况下，利用FLUENT软件对安全阀的流场进行了数值模拟。基于理论仿真结果，选取了合适的节流口形式和出液口倾斜角。关键词：差动式安全阀；高压大流量；二级节流中图分类号：TH137．52文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)21—063—4ResearchonHighPressureandLargeFlowDiferentialSafetyValveforHydraulicSupportsLIGeqiang，CAOZhongyu，DENGWeisen，GAOYouji

3、n(1．HenanUniversityofScience&Technology，LuoyangHenan471003，China；2．ThePost—doctoralWorkingStationofZhengzhouCoalMiningMachineryGroupCo．，Ltd．，ZhengzhouHenan450016，China)Abstract：Onthebasisofthedesigntechniquefortraditionalsafetyvalve，anewkindofhighpressureandla

4、rgeflowdifferentialsafetyvalvewasdesigned．Theworkingprincipleandthestructuralfeaturesofthevalvewereintroducedanditskeysizeswerede-signed．Ontheconditionsofthefirst-stagethrottle，thetwo—stagethrottleandthedifferentexpoaangles，theflowfieldofthesafetyvalvewassimul

5、atedbyFLUENTsoftware．Thesuitablethrottleformandexpo~anglewereselectedonthebasisofthesimulationre—sults．Keywords：Safetyvalve；Highpressureandlargeflow；Two—stagethrottle液压支架是综合自动化采煤技术的主要设备，而高端液压支架用大流量安全阀的设计理论和关键技术安全阀是液压支架的关键阀件，起控制和过载保护作的研究具有重要的理论意义和广泛的实用价值。用，其性能的

6、好坏直接影响支架强度与安全系数，进1差动式安全阀结构与工作原理而影响采煤工作面的生产率和经济技术指标。目前液针对目前国内液压支架用安全阀存在的不足，在压支架用高压大流量安全阀主要问题是阀的启溢闭性传统安全阀设计方法的基础上，对一种结构如图1所能不高、密封不可靠、稳定性和可靠性差⋯。因此对示的差动式结构高压大流量安全阀进行了优化设计。l、2、6、7__o型圈一13一阀座4__阀套5_-阀芯8m大弹簧座9"-小阀芯10、1卜小弹簧座l1一大弹簧12一小弹簧l4-阀体l5__调压堵l6--调压螺丝17_I防尘帽图1安全阀

7、结构图该安全阀的工作原理是：当液压支架顶板快速来压时，立柱受到冲击，立柱下腔的压力瞬间增大，高收稿日期：2012—10—31作者简介：李阁强(1971一)，男，博士，副教授，主要研究方向为机电液一体化技术、现代控制理论及其在液压伺服系统中的应用。E—mail：xiaoyu727521@163．com。·64·机床与液压第41卷压液体流入安全阀内部，压力油作用在安全阀主阀芯根据经验取d=22mm。和小阀芯上。当进口压力高于安全阀小阀芯的调定(2)出油口直径d压力时，小阀芯开启，实现小流量溢流；当压力继续A1327—,

8、rrdsi—n46o=6．58mm升高，达到安全阀大阀芯的调定压力时，主阀芯开启，高压液体瞬时快速卸荷，从而保证液压支架系统主阀全开口距离是6．58mm，因此出油口直径圆的安全。当立柱下腔的压力低于安全阀的调定压力整得：d=6．6mm，孔数为12。时，安全阀在弹簧的作用下迅速关闭，从而保证液压(3)弹簧刚度k支架的工作阻力恒定，这样安全阀完成一启溢闭过=：二