一种流量可控的电控比例阀组的制作方法

1.本发明涉及煤矿用气动钻机技术领域，尤其涉及一种流量可控的电控比例阀组。


背景技术：

2.煤矿用气动钻机在煤矿开采工业应用广泛。它的原理是利用压缩空气通过气道时直接吹动马达齿轮从而带动气动钻机的主轴转动，实现安装在主轴上的钻头的旋转。因此，在应用气动钻机进行钻进时，需要配合使用电控比例阀组。目前市场用的电控比例阀组多为电磁铁控制先导气路开启状态，先导开启后推动阀芯动作，改变气流通道，进而实现换向动能。但目前的电控比例阀组仅适用于通径25mm以下的换向功能，煤矿用钻机耗气量为5-8立方米/每分钟，使用该电控比例阀组时，气体压力、流量损失大，钻机出现回转、推进无力现象，不能满足钻机使用要求；只有开启或关闭状态，不能对通气量大小进行调节，当钻机遇到复杂地质条件时，不能通过该电控比例阀组来调节流量，实现钻机回转、推进速度的调整；外形尺寸占用体积较大，受煤矿生产作业条件限制，煤矿用产品设计结构紧凑，没有合适的装配位置。


技术实现要素：

3.针对上述现有电控比例阀组存在的不能对通气量进行调节，通径不适合煤矿工业的技术问题，本发明提出了一种流量可控的电控比例阀组。
4.根据本发明的流量可控的电控比例阀组，包括：
5.阀芯，所述阀芯具有封堵进气口的第一端和使气体通过的第二端；
6.与所述阀芯配合的阀块；
7.与所述阀芯连接的限位装置，所述限位装置带动所述阀芯旋转；
8.控制器。
9.在一些实施例中，通过控制所述阀芯的位置调节所述进气口与工作气路之间的通气量。
10.在一些实施例中，所述阀芯位于中位时，所述进气口处于常闭状态；所述阀芯偏离中位时，所述进气口处于常开状态。
11.在一些实施例中，所述工作气路包括第一工作气路和第二工作气路。
12.在一些实施例中，所述工作气路连通主排气口。
13.在一些实施例中，所述进气口连接气源。
14.在一些实施例中，所述限位装置包括凸轮机构和与所述凸轮机构配合的限位开关，所述限位开关连接所述控制器。
15.在一些实施例中，还包括：
16.电动机，所述电动机连接所述控制器；
17.与所述电动机连接的减速箱；
18.连接套，所述减速箱通过所述连接套与所述限位装置连接。
19.在一些实施例中，所述凸轮机构与所述限位开关接触时，所述电动机停止转动。
20.相对于现有技术，本发明的有益效果为：
21.本发明通过控制阀芯的位置实现工作气路的换向，同时具有调节气体流量大小的功能，进一步实现了回转器的正转、反转，钻机的推进、起拔功能及推进速度快慢的调节，为实现钻机远程操作打下基础，进一步为实现自动化、智能化打下坚实基础；
22.本发明可使阀芯在任意位置停止，实现进气口与工作气路通气量大小可调，用以应对复杂地质条件的打钻需求；
23.本发明将控制部分与执行部分集成化管理，大幅度缩小了外形尺寸。
附图说明
24.本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
25.图1为本发明电控比例阀组的整体结构示意图；
26.图2为本发明电控比例阀组的仰视图；
27.图3为本发明的阀芯处于中位的结构示意图；
28.图4为本发明的阀芯偏离中位时气体从第一工作气路流出的示意图；
29.图5为本发明的阀芯偏离中位时气体从第二工作气路流出的示意图；
30.图6为本发明电控比例阀组安装位置示意图；
31.图7为本发明阀芯的结构示意图。
32.附图标记说明：
33.电动机1、减速箱2、连接套3、限位装置4、阀芯5、阀块6、进气口7、第一工作气路8、第二工作气路9、主排气口10、第一端11、第二端12、行走马达13、回转器14、控制器15、电控比例阀组16。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.下面参照附图描述根据本发明实施例提出的流量可控的电控比例阀组。
36.如图1-6所示，本发明的流量可控的电控比例阀组16安装在钻机头后部，与回转器14的壳体和行走马达13的壳体相连。行走马达13具有工作气路a口、b口，可以理解的是，行走马达13的工作气路a口、b口分别与电控比例阀组16的工作气路对应连通。
37.本发明的电控比例阀组16包括电动机1、减速箱2、连接套3、限位装置4、阀芯5、阀块6、控制器15。
38.在一些实施例中，电动机1与控制器15连接。电动机1与外部电源连接，为电控比例阀组16提供动力源。
39.在一些实施例中，减速箱2与电动机1连接。具体为，电动机1具有电动机输出轴，减速箱2通过电动机输出轴与电动机1连接，使得电动机1的高转速降为低转速。
40.在一些实施例中，减速箱2通过连接套3连接限位装置4。具体为，减速箱2具有减速
箱输出轴，限位装置4具有凸轮机构和限位开关，减速箱输出轴通过连接套3连接限位装置4的凸轮机构，使得减速箱2转动时带动凸轮机构转动。
41.在一些实施例中，阀芯5与限位装置4连接，限位装置4带动阀芯5旋转。具体为，阀芯5与限位装置4的凸轮机构连接，进一步地，阀芯5与限位装置4的凸轮机构螺纹连接，凸轮机构转动从而带动阀芯5旋转。
42.在一些实施例中，限位装置4的凸轮机构与限位开关配合，限位开关连接控制器15。当凸轮机构与限位开关接触时，限位开关启动，限位装置4将信号传递给控制器15，控制器15控制电动机1，使得电动机1停止转动，从而使得阀芯5停止旋转。
43.在一些实施例中，阀芯5具有封堵进气口7的第一端11和使气体通过的第二端12。阀芯5与阀块6配合使用，阀芯5可旋转地固定在阀块6上。阀块6固定在执行机构上。
44.本发明不对阀芯5与阀块6的连接方式限定，只要能实现阀芯5可旋转固定的功能即可。
45.限位装置4为本发明的控制部分，阀芯5和阀块6为本发明的执行部分，阀芯5连接限位装置4，并固定在阀块6上，阀块6固定在执行机构上，本发明将控制部分与执行部分进行集成，大幅度缩小了外形尺寸，长宽高最小尺寸可达140mm*75mm*80mm，使得本发明的体积较小，受煤矿生产作业条件的限制较小，方便装配。
46.如图7，阀芯5采用圆柱基体，铣削掉两边的结构形式。阀芯5的第一端11即是圆柱基体的圆柱面端，阀芯5的第二端12即是铣削掉的结构。当阀芯5位于中位时，第一端11将进气口7封堵，此时，进气口7处于常闭状态；当阀芯5偏离中位时，气体从进气口7流出后，经第二端12所在的空间流向工作气路，此时，进气口7处于常开状态。
47.在一些实施例中，通过控制阀芯5的位置调节进气口7与工作气路之间的通气量。具体为，进气口7为p口，p口连接气源，阀芯5的第一端11与进气口7的相对位置不同，使得从进气口7流经工作气路的流量不同，通过控制阀芯5与进气口7的相对位置，可以进一步控制气体流经工作气路的气体流量。更进一步地，当阀芯5的第一端11将进气口7完全封堵时，进气口7处于常闭状态，此时，工作气路中没有气体通过；当阀芯5的第一端11将进气口7部分封堵时，此时，阀芯5的第一端11部分偏离或者完全偏离进气口7，进气口7处于常开状态，通过控制阀芯5的第一端11对进气口7的封堵程度，调节从进气口7进入工作气路的气体流量，从而实现推进速度快慢的调节。可以理解的是，阀芯5可以在任意位置停止以实现不同气体流量的调节，从而根据实际需要满足钻机的使用要求。
48.在一些实施例中，工作气路包括第一工作气路8和第二工作气路9。工作气路连通主排气口10，以去掉负压，其中，主排气口10为t口。
49.工作气路与行走马达13的气流入口对应，设定第一工作气路8对应行走马达13的气流入口a口，第二工作气路9对应行走马达13的气流入口b口。具体为，从p口进入的气体流经第一工作气路8最终进入行走马达13的a口；从p口进入的气体流经第二工作气路9最终进入行走马达13的b口。通过控制阀芯5的旋转方向可以控制气体的流通方向，进一步实现换向功能。
50.如图3所示，阀芯5处于中位，阀芯5的第一端11将进气口7封堵，工作气路中无气体通过。
51.如图4所示，阀芯5从处于中位的状态逆时针旋转，偏离中位，此时，从进气口7进入
的气体流经第一工作气路8，最终进入行走马达13的a口。
52.如图5所示，阀芯5从处于中位的状态顺时针旋转，偏离中位，此时，从进气口7进入的气体流经第二工作气路9，最终进入行走马达13的b口。
53.从进气口7流入的气体可以从a口或b口流入行走马达13的工作气路，即实现了气体流向的换向功能。
54.本发明在使用过程中，首先将阀芯5固定在阀块6上，按连接关系将电动机1、减速箱2、连接套3、限位装置4连接在阀芯5上，电动机1连接电源，限位装置4的限位开关连接可编程控制器，阀块6固定在执行机构上，进气口7连接气源，第一工作气路8和第二工作气路9分别与行走马达13的a口和b口连接。
55.准备完成后，使阀芯5处于中位状态，此时，进气口7与工作气路无连通，进气口7处于常闭状态，如图3所示。
56.设定逆时针旋转为正转，顺时针旋转为反转。接通电源，按下正转控制按钮，电动机1得到控制信号开始正转，电动机1的转动从而带动减速箱2、连接套3、限位装置4、阀芯5旋转，阀芯5旋转使得进气口7连通第一工作气路8，从而进一步连通a口，随着阀芯5旋转，阀芯5与阀块6之间的间隙逐渐增大，进入a口的气体流量逐渐增大，实现电路控制阀组流量调节功能。
57.当阀芯5与阀块6之间的间隙达到最大值时，限位装置4的凸轮机构与限位开关接触，限位开关启动，限位装置4将限位信号通过可编程控制器反馈给电动机1，使得电动机1停止转动，从而阀芯5停止转动，此时，进气口7与a口连通的通气量达到最大。如图4所示的状态即为进气口7与a口连通的通气量达到最大值时的状态。
58.按下中位按钮，电动机1得到控制信号开始旋转，电动机1旋转带动减速箱2、连接套3、限位装置4、阀芯5旋转，此时，进气口7与a口连通，随着阀芯5的旋转，阀芯5与阀块6之间的间隙逐渐减小，进气口7与a口的流量也逐渐减小。
59.当阀芯5与阀块6之间的间隙逐渐减小，达到最小值时，限位装置4的凸轮机构与限位开关接触，限位开关启动，限位装置4将限位信号通过可编程控制器反馈给电动机1，电动机1停止旋转，从而阀芯5停止旋转，进气口7与a口的通气量达到零值，此时，阀芯5处于中位状态。
60.同样地，按下反转控制按钮，电动机1得到控制信号开始反转，电动机1的转动从而带动减速箱2、连接套3、限位装置4、阀芯5旋转，阀芯5旋转使得进气口7连通第二工作气路9，从而进一步连通b口，随着阀芯5旋转，阀芯5与阀块6之间的间隙逐渐增大，进入b口的气体流量逐渐增大，实现电路控制阀组流量调节功能。
61.当阀芯5与阀块6之间的间隙达到最大值时，限位装置4的凸轮机构与限位开关接触，限位开关启动，限位装置4将限位信号通过可编程控制器反馈给电动机1，使得电动机1停止转动，从而阀芯5停止转动，此时，进气口7与b口连通的通气量达到最大。如图5所示的状态即为进气口7与b口连通的通气量达到最大值时的状态。
62.按下中位按钮，电动机1得到控制信号开始旋转，电动机1旋转带动减速箱2、连接套3、限位装置4、阀芯5旋转，此时，进气口7与b口连通，随着阀芯5的旋转，阀芯5与阀块6之间的间隙逐渐减小，进气口7与b口的流量也逐渐减小。
63.当阀芯5与阀块6之间的间隙逐渐减小，达到最小值时，限位装置4的凸轮机构与限
位开关接触，限位开关启动，限位装置4将限位信号通过可编程控制器反馈给电动机1，电动机1停止旋转，从而阀芯5停止旋转，进气口7与b口的通气量达到零值，此时，阀芯5再次回到中位状态。
64.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
65.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
66.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。