本發(fā)明屬于流程工業(yè)流體壓力平衡，具體的說(shuō)，是涉及一種礦井壓力耦合裝置用高低壓壓力平衡閥。

背景技術(shù)：

1、煤礦開(kāi)采深度的持續(xù)增加加重了礦井熱害問(wèn)題，礦井降溫的重要性日益突顯。地面集中降溫系統(tǒng)以其冷凝熱排放方便、設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)低和適于大規(guī)模制冷需求等優(yōu)勢(shì)，被廣泛用于大型深部煤礦的熱害防治中。該系統(tǒng)在向礦井工作面輸送冷水時(shí)，由于地面與礦井工作面的大高度差將使冷水蘊(yùn)含高達(dá)12-16mpa的靜壓能，需降壓至4mpa才能降溫利用；與此同時(shí)礦井工作面制冷產(chǎn)生的熱水也需要加壓才能輸送到地面。兩個(gè)過(guò)程可通過(guò)壓力耦合裝置進(jìn)行高壓冷水與低壓熱水壓力的交換，得到需要的低壓冷水與高壓熱水，實(shí)現(xiàn)礦井降溫系統(tǒng)近零能量損耗的節(jié)能再利用。

2、高低壓流體間壓力差較大，主閥門(mén)打開(kāi)時(shí)需要克服閥板兩側(cè)較大的壓差，液壓缸動(dòng)力需求較大；且主閥門(mén)尺寸較大，直接打開(kāi)將造成主閥門(mén)內(nèi)外流體的瞬間大量接觸與流動(dòng)，形成較大噪音的同時(shí)也會(huì)對(duì)閥門(mén)及管道產(chǎn)生不可逆的損傷，降低閥門(mén)及管道的使用壽命，減少運(yùn)行周期。在主閥門(mén)打開(kāi)前進(jìn)行壓力預(yù)平衡過(guò)程將有效解決這一問(wèn)題，在管路中耦合平衡閥，使高低壓流體通過(guò)小尺寸的平衡閥提前接觸，主閥門(mén)內(nèi)外兩側(cè)流體達(dá)到壓力相等或接近時(shí)，再打開(kāi)主閥門(mén)，將極大的降低流體的流量和壓力脈動(dòng)，同時(shí)減小液壓系統(tǒng)的運(yùn)行壓力。其中，平衡閥的設(shè)計(jì)制造在壓力預(yù)平衡過(guò)程中至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種礦井壓力耦合裝置用自補(bǔ)償式平衡閥，具有自補(bǔ)償進(jìn)給、拆裝與維護(hù)方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、驅(qū)動(dòng)能耗低等功能。

2、為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明通過(guò)以下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、一種礦井壓力耦合裝置用自補(bǔ)償式平衡閥，包括閥件和液壓缸，所述閥件和所述液壓缸通過(guò)法蘭連接；

4、所述閥件包括閥體、低壓連接件、高壓連接件、自補(bǔ)償體、彈簧、閥板；

5、所述閥體設(shè)置有內(nèi)腔，且一端為封閉端，另一端為連接端，該連接端用于連接所述液壓缸；

6、所述低壓連接件和所述高壓連接件安裝在所述閥體的封閉端與連接端之間，并且分別安裝在所述閥體的兩個(gè)相對(duì)面；所述低壓連接件和所述高壓連接件的軸向均垂直于所述閥板的表面，并且中心軸線共線；

7、所述低壓連接件包括低壓流通部和設(shè)置在其一端的低壓蓋板部；所述低壓流通部與所述閥體螺紋連接并在連接處密封，所述低壓蓋板部在所述閥體外表面限位；所述低壓流通部軸向貫通的設(shè)置有低壓通道，所述低壓蓋板部軸向貫通的設(shè)置有內(nèi)螺紋孔，該內(nèi)螺紋孔用于連接外部的低壓流體管道；

8、所述高壓連接件包括高壓流通部和設(shè)置在其一端的高壓蓋板部；所述高壓流通部與所述閥體螺紋連接并在連接處密封，所述高壓蓋板部在所述閥體外表面限位；所述高壓流通部的長(zhǎng)度短于所述低壓流通部，并且所述高壓流通部由靠近所述高壓蓋板部的一端向遠(yuǎn)離所述高壓蓋板部的一端軸向貫通的依次設(shè)置高壓通道、自補(bǔ)償體滑動(dòng)槽、彈簧槽，且所述高壓通道、所述自補(bǔ)償體滑動(dòng)槽、所述彈簧槽的直徑依次增大；所述高壓蓋板部軸向貫通的設(shè)置有內(nèi)螺紋孔，該內(nèi)螺紋孔用于連接外部的高壓流體管道；

9、所述自補(bǔ)償體包括滑動(dòng)部和設(shè)置在其一端的端板部；所述滑動(dòng)部安裝在所述自補(bǔ)償體滑動(dòng)槽中并且能夠沿所述自補(bǔ)償體滑動(dòng)槽軸向滑動(dòng)，所述端板部在所述自補(bǔ)償體滑動(dòng)槽之外限位；所述自補(bǔ)償體軸向貫通的設(shè)置有流通通道，所述流通通道與所述高壓通道相連通；所述自補(bǔ)償體的滑動(dòng)部與所述高壓連接件的高壓流通部之間安裝密封圈進(jìn)行密封；

10、所述閥板設(shè)置在所述低壓連接件與所述自補(bǔ)償體之間，所述閥板的兩個(gè)表面與所述低壓流通部和所述端板部的端面分別平行接觸且能夠相對(duì)滑動(dòng)；所述閥板后端連接活塞組件、前端設(shè)置閥板流通孔；所述閥板移動(dòng)至所述閥板流通孔與所述低壓通道和所述高壓通道連通時(shí)，平衡閥為開(kāi)啟狀態(tài)；所述閥板移動(dòng)至所述閥板流通孔與所述低壓通道和所述高壓通道非連通時(shí)，平衡閥為關(guān)閉狀態(tài)；

11、所述彈簧安裝在所述自補(bǔ)償體與所述彈簧槽之間，所述彈簧通過(guò)對(duì)所述自補(bǔ)償體的持續(xù)給進(jìn)，補(bǔ)償所述自補(bǔ)償體和所述低壓連接件的磨損或閥板的位移，維持所述閥板的密封性；

12、所述液壓缸包括有桿腔側(cè)蓋、有桿腔側(cè)油口、液壓缸壁、活塞組件、無(wú)桿腔側(cè)油口、無(wú)桿腔側(cè)蓋；

13、所述液壓缸壁兩端分別與有桿腔側(cè)蓋和無(wú)桿腔側(cè)蓋通過(guò)法蘭連接，且所述有桿腔側(cè)蓋與所述液壓缸壁之間、所述無(wú)桿腔側(cè)蓋與所述液壓缸壁之間分別進(jìn)行密封；所述有桿腔側(cè)蓋設(shè)置有內(nèi)腔，該內(nèi)腔在所述有桿腔側(cè)蓋兩端貫通；所述有桿腔側(cè)油口設(shè)置于所述有桿腔側(cè)蓋并且與其內(nèi)腔連通；所述無(wú)桿腔側(cè)蓋設(shè)置有內(nèi)腔，并且所述無(wú)桿腔側(cè)蓋背離于所述液壓缸壁一端設(shè)置為封閉端；所述無(wú)桿腔側(cè)油口設(shè)置于所述無(wú)桿腔側(cè)蓋并且與其內(nèi)腔連通；

14、所述活塞組件包括活塞桿和活塞；所述活塞位于液壓缸的內(nèi)腔中，通過(guò)所述有桿腔側(cè)油口與所述無(wú)桿腔側(cè)油口交替進(jìn)油和回油，使所述活塞在所述液壓缸范圍內(nèi)移動(dòng)；所述活塞桿穿過(guò)所述有桿腔側(cè)蓋延伸至所述閥體，在所述閥體的內(nèi)腔中與所述閥板連接。

15、進(jìn)一步的，所述閥體的封閉端設(shè)置有排液口，所述排液口在非使用狀態(tài)下通過(guò)絲堵密封。

16、進(jìn)一步的，所述閥體的內(nèi)腔在連接端的端面形成安裝孔，所述液壓缸的有桿腔側(cè)蓋設(shè)置有與所述安裝孔相匹配的凸臺(tái)，所述凸臺(tái)能夠插入所述安裝孔進(jìn)行裝配，且所述凸臺(tái)和所述安裝孔之間設(shè)置密封圈。

17、進(jìn)一步的，所述閥體的連接端端面開(kāi)設(shè)有排液槽，所述排液槽由閥體的內(nèi)腔延伸至連接端的端面邊緣，用于漏液檢測(cè)。

18、進(jìn)一步的，所述低壓蓋板部及其內(nèi)螺紋孔、所述低壓流通部、所述低壓通道、所述高壓蓋板部及其內(nèi)螺紋孔、所述高壓流通部、所述高壓通道、所述自補(bǔ)償體滑動(dòng)槽、所述滑動(dòng)部、所述端板部、所述流通通道、所述彈簧槽、所述彈簧的中心軸線均共線。

19、進(jìn)一步的，所述低壓流通部的外徑、所述高壓流通部的外徑、所述端板部的外徑均相同。

20、進(jìn)一步的，所述低壓通道、所述高壓通道、所述流通通道的直徑均相同。

21、進(jìn)一步的，所述閥板的后端設(shè)置有燕尾塊，所述活塞桿的前端設(shè)置燕尾槽，燕尾塊與燕尾槽相匹配，以實(shí)現(xiàn)所述閥板與所述活塞桿的連接。

22、更進(jìn)一步的，所述燕尾塊的厚度小于所述燕尾槽的厚度。

23、本發(fā)明的有益效果是：

24、(一)本發(fā)明通過(guò)高壓連接件上裝配的彈簧推進(jìn)自補(bǔ)償體實(shí)現(xiàn)自進(jìn)給式補(bǔ)償，以補(bǔ)償閥板往復(fù)移動(dòng)造成自補(bǔ)償體和低壓連接件摩擦損耗形成的微小間隙，減少閥門(mén)泄漏，實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)周期的正常運(yùn)行，增長(zhǎng)平衡閥的使用壽命，減少拆裝維護(hù)次數(shù)。另外，由于在高壓側(cè)設(shè)置彈簧，在閥門(mén)關(guān)閉時(shí)能夠通過(guò)高壓將閥板推向低壓側(cè)，同時(shí)高壓側(cè)依靠彈簧提供持續(xù)不斷的力使自補(bǔ)償體貼緊閥板，實(shí)現(xiàn)自補(bǔ)償體對(duì)閥板持續(xù)的壓緊力，減少閥門(mén)關(guān)閉時(shí)的泄漏。

25、(二)本發(fā)明的閥板與活塞組件通過(guò)燕尾塊與燕尾槽連接，一方面，可實(shí)現(xiàn)在閥板兩側(cè)間隙不同時(shí)，閥板在低壓連接件軸向方向有移動(dòng)的自由度；另一方面，通過(guò)活塞組件控制閥板的往復(fù)移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)平衡閥的開(kāi)啟與關(guān)閉，控制過(guò)程更精密準(zhǔn)確。此外，閥板移動(dòng)過(guò)程受閥板上下的低壓連接件和自補(bǔ)償體與閥板間的摩擦力影響較閥板兩側(cè)的壓差影響大，液壓系統(tǒng)動(dòng)力需求及能量損耗較低。

26、(三)本發(fā)明的平衡閥與液壓缸直接通過(guò)法蘭連接，閥板與活塞組件同軸維持度較好，閥板、彈簧等易損件便于拆裝，簡(jiǎn)化了平衡閥的結(jié)構(gòu)，減少了占地面積。