CN101253459A - 具有一体的减压和补给功能的计量阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于作业机械液压系统(22)的计量阀(36)。该计量阀具有入口(86)和出口(88)、主提升阀(76)、以及电磁操作的导向元件(74)。主提升阀可移动以将流体从入口传递到出口，以及阻止流体从入口流到出口。电磁操作的导向元件可在第一位置和第二位置之间移动，其中在第一位置来自入口的加压流体对与主提升阀的控制端(76b)相连通的控制室(126)加压以将主提升阀推向阻流位置，在第二位置控制室与排放装置(24)相连通以使主提升阀向着通流位置移动。该计量阀还具有减压阀元件(77)，该减压阀元件设计成响应于入口处的超过预定压力的压力从控制室排出加压流体以使主提升阀向着通流位置移动。

Description

具有一体的减压和补给功能的计量阀
技术领域
本发明总体涉及一种电动液压计量阀，更具体地涉及一种具有一体的减压和补给功能的电动液压计量阀。
背景技术
作业机械/机器例如挖掘机、装载机、推土机、机动平路机以及其它类型的重型机械使用一种或多种液压致动器来完成各种任务。这些致动器与作业机械上的泵流体连接，该泵给致动器内的室提供加压流体。电液阀装置通常在液压回路内在泵和致动器之间流体连接以控制进入致动器的室和从致动器的室出来的加压流体的流量，以有助于致动器的运动。多个单独的补给阀和减压阀/卸压阀通常与电液阀装置联接以维持液压回路内所需的压力水平。但是，这些补给阀和减压阀增加了液压回路的成本并且降低了液压回路的可靠性。
1999年2月9日授予Smith的美国专利No.5,868,059(‘059专利)中说明了一种降低成本和提高液压回路可靠性的方法。该‘059专利描述了一种液压回路，其具有四个独立的计量阀以控制相关联的液压致动器的排放和填充功能。每个独立的计量阀包括可移动以使致动器的室与排放口或供给口相连通的主阀元件。控制室选择性地与加压导向(pilot)流体的外部源相连通或排出加压导向流体以使主阀元件开始运动。每个与排放功能有关的独立的计量阀包括一体的减压阀装置以及一体的补给阀装置。减压阀装置的功能是当液压回路中的压力超过预定值时从液压回路中排出流体。补给阀装置的功能是当液压回路中的压力降低到预定值以下时将加压流体导向液压回路。
尽管‘059专利中说明的液压回路可以通过将减压和补给功能结合到独立的计量阀中来降低成本和提高可靠性，但是该液压回路仍然成本较高、缺乏效率，并且会限制设计的灵活性。具体地，由于‘059专利的独立计量阀要求加压导向流体的外部源，所以整个系统的成本会很高。另外，必须将能量花费在操作加压导向流体的外部源上，这会降低液压回路的效率。此外，因为‘059系统的液压回路要求与外部导向源连接，计量阀的位置会受到限制，并且阀与导向源之间的相关管道系统会进一步提高系统的成本。
本发明的计量阀的目的是克服一个或多个上述问题。
发明内容
在一个方面，本发明涉及一种计量阀。该计量阀包括具有入口和出口的阀体、主提升阀、以及电磁操作的导向元件。主提升阀设置在阀体内介于入口和出口之间，具有管口端和控制端，并且可在通流位置和阻流位置之间移动，其中在通流位置流体从入口流向出口，在阻流位置入口和出口之间的流体流动被阻止。电磁操作的导向元件可在阻流位置和通流位置之间移动，其中在阻流位置来自入口的加压流体对与主提升阀的控制端相连通的控制室加压以将主提升阀推向阻流位置，在通流位置控制室与排放装置相连通以使主提升阀朝着通流位置移动。计量阀还包括减压阀元件，该减压阀元件设计成响应于入口处的超过预定压力的压力从控制室排出加压流体以使主提升阀向着通流位置移动。
在另一方面，本发明涉及一种操作计量阀的方法。该方法包括使导向元件在阻流位置和通流位置之间移动，其中在阻流位置来自致动器的室的加压流体将主提升阀保持在阻流位置以阻止流体从所述室流出，在通流位置主提升阀的控制端与排放装置相连通以使主提升阀朝着通流位置移动来从所述室排出流体。该方法还包括响应于所述室内的超过预定值的流体压力使主提升阀自动地朝着通流位置移动以允许从所述室排出流体。
附图说明
图1是根据一示例性公开的实施例的作业机械的侧视概略图；
图2是用于图1的作业机械的一示例性公开的液压系统的示意图；
图3是用于图2的液压系统的一示例性公开的阀的横截面图；
图4是用于图2的液压系统的另一示例性公开的阀的示意图；以及
图5是用于图2的液压系统的另一示例性公开的阀的示意图。
具体实施方式
图1示出一示例性的作业机械10。作业机械10可以体现为执行某类与产业如采矿、建筑、耕作、运输或任何其它本领域已知的产业有关的操作的可动机械。例如，作业机械10可以是运土机械，如挖掘机、装载机、推土机、反铲挖土机、机动平路机、自动倾卸卡车、或任何其它运土机械。作业机械10也可以体现为固定的或位置不动的机械如发电机组、泵、或任何其它合适的执行操作的作业机械。作业机械10可以包括框架12、至少一个作业器具14、以及将作业器具14连接到框架12上的液压缸16。可以设想如果需要的话可以省略液压缸16，并且替代地包括液压马达或其它类似的致动器。
框架12可以包括支承作业机械10的运动的结构单元。例如，框架12可以体现为将动力源(未示出)连接到牵引装置18上的固定式底架、联接系统的可移动的框架构件、或任何其它本领域已知的框架。
作业器具14可以体现为在执行任务中使用的装置。例如，作业器具14可以体现为推土机刮板、铲斗、铲子、松土机、俯卸式装置、推进装置、或任何其它本领域已知的任务执行装置。作业器具14可以通过直接枢轴(direct pivot)20、通过具有形成联接系统中的一个构件的液压缸16的联接系统、或以任何其它适当的方式连接在框架12上。作业器具14可以构造成枢转、旋转、滑动、摆动、或以任何其它本领域已知的方式相对于框架12运动。
如图2所示，液压缸16可以为包括在液压系统22中的各种部件中的一个，所述各种部件协作以使作业器具14运动(参见图1)。液压系统22可以包括箱24、加压流体源26、头端(head-end)供给阀32、杆端供给阀34、头端排放阀36、以及杆端排放阀38。可以设想液压系统22包括附加的和/或不同的部件，例如压力传感器、温度传感器、位置传感器、控制器、蓄能器、以及其它本领域已知的液压系统部件。
液压缸16可以包括管46和设置在管46内部的活塞组件48。管46和活塞组件48中的一个可以枢转地连接在框架12上，而另一个可以枢转地连接在作业器具14上。可以设想管46和/或活塞组件48可选地固定连接到框架12或作业器具14上。液压缸16可以包括由活塞组件48分隔开的第一室50和第二室52。第一室和第二室50、52可以选择性地被供给由源26加压的流体和与箱24流体连接以导致活塞组件48在管46内部位移，由此改变液压缸16的有效长度。液压缸16的膨胀和收缩可用于帮助作业器具14运动。
活塞组件48可以包括与管46轴向对齐并且设置在管46内部的活塞54和可以与框架12和作业器具14(参见图1)中的一个相连接的活塞杆56。活塞54可以包括第一液压表面58和与第一液压表面58相对的第二液压表面59。作用在第一液压表面和第二液压表面58、59上的流体压力导致的力的不平衡会导致活塞组件48在管46内运动。例如，第一液压表面58上的力大于第二液压表面59上的力会导致活塞组件48位移以增加液压缸16的有效长度。类似地，当第二液压表面59上的力大于第一液压表面58上的力时，活塞组件48可在管46内缩进以减小液压缸16的有效长度。可将密封件(未示出)例如O形圈连接在活塞54上以限制管46的内壁和活塞54的外圆柱面之间的流体的流动。
箱24可以构成设计用来容纳流体源的储液器。流体例如可包括专用的液压油、工程润滑油、传动装置润滑油、或任何其它本领域已知的流体。作业机械10内的一个或多个液压系统可从箱24中抽取流体或使流体返回箱24。也可以设想液压系统22与多个单独的流体箱相连接。
源26可以设计成从箱24中抽取流体并产生被引导经过液压系统22的加压流体流。源26可以体现为泵，例如变量泵、定量泵、或任何其它本领域已知的加压流体源。源26可以例如通过副轴(未示出)、皮带(未示出)、电路(未示出)、或以任何其它合适的方式可驱动地连接到作业机械10的动力源(未示出)上。源26可以专门将加压流体仅供应给液压系统22，或可选地可以将加压流体供应给作业机械10内的附加液压系统55。
头端供给阀、杆端供给阀、头端排放阀和杆端排放阀32-38可以流体互连。具体地，头端排放阀和杆端排放阀36、38可以并联连接到公共排放通道64上。头端供给阀和杆端供给阀32、34可以并联连接到上游的公共流体通道66上。头端供给阀和头端排放阀32、36可以并联连接到流体通道60上。杆端排放阀和杆端供给阀38、34可以并联连接到流体通道62上。
头端供给阀32可以设置在源26和第一室50之间并设计成响应于指令速度(command velocity)调节流入第一室50的加压流体流。特别地，头端供给阀32可以包括弹簧偏压的比例阀机构，该比例阀机构被螺线管致动以在第一位置和第二位置之间运动，其中在第一位置流体被允许流入第一室50，而在第二位置流体被阻止进入第一室50。头端供给阀32可以移动到第一位置和第二位置之间的任何位置以改变进入第一室50的流体流量，由此影响液压缸16的速度。可以设想头端供给阀32可选地由液压致动、机械致动、气动致动、或以任何其它合适的方式致动。还可以设想在当第一室50内的压力超过从源26引导到头端供给阀32的压力时的再生过程中，头端供给阀32可以允许来自第一室50的流体流过头端供给阀32。
杆端供给阀34可以设置在源26和第二室52之间并设计成响应于指令速度调节流入第二室52的加压流体流。特别地，杆端供给阀34可以包括弹簧偏压的比例阀机构，该比例阀机构被螺线管致动以在第一位置和第二位置之间运动，其中在第一位置流体被允许流入第二室52，而在第二位置流体被阻止进入第二室52。杆端供给阀34可以移动到第一位置和第二位置之间的任何位置以改变进入第二室52的流体流量，由此影响液压缸16的速度。可以设想杆端供给阀34可选地由液压致动、机械致动、气动致动、或以任何其它合适的方式致动。还可以设想在当第二室52内的压力超过从源26引导到杆端供给阀34的压力时的再生过程中，杆端供给阀34可以允许来自第二室52的流体流过杆端供给阀34。
头端排放阀36可以设置在第一室50和箱24之间，并且包括协作调节来自第一室50的加压流体流的部件。具体地，如图3所示，头端排放阀36可以包括阀体68、适配器元件70、螺线管机构72、导向元件74、主提升阀76、减压阀元件77、以及多个偏压弹簧78、80。可以设想如果需要的话可减少或完全省略弹簧78的偏压。
阀体68可以包括中心孔84、缸端口86以及排放口88。环状空间90可连接中心孔84、缸端口86及排放口88。排放通道93也可以连接中心孔84和排放口88。可以设想阀体68专用于容纳头端排放阀36或者可附加地容纳头端供给阀32、杆端排放阀38以及杆端供给阀34中的一个或多个。
适配器元件70可以设置在中心孔84内部并设计成容纳螺线管机构72和导向元件74。具体地，适配器元件70可以包括用于容纳螺线管机构72的中心孔91和用于容纳导向元件74的埋头孔92。插接件94可以与适配器元件70螺纹接合以覆盖适配器元件70从阀体68伸出的一端。可以设想将一个或多个密封件(未示出)例如O形圈或其它这类的密封装置设置在适配器元件70的凹槽97和凹槽99内以将阀体68和适配器元件70之间的泄漏减到最少。
螺线管机构72可以设置在适配器元件70内并设计成响应所施加的电流而抵抗弹簧78和80的偏压成比例地移动导向元件74。具体地，螺线管机构72可以包括电磁线圈98和具有螺纹连接到导向元件74上的销110的衔铁100。当向电磁线圈98施加电流时，衔铁100抵抗弹簧78和80的偏压被吸引向电磁线圈98。施加在电磁线圈98上的电流的大小可决定弹簧78和80的压缩度，并继而决定衔铁100被吸引向电磁线圈98的靠近程度。销110可以包括中心孔112，以当衔铁100和销110在适配器元件70内轴向运动时将阻力和头端排放阀36内部不希望的压力波动的产生减到最小。
导向元件74可以是可滑动地设置在适配器元件70内以打开和关闭一系列径向设置的流体通道114的无泄漏类型的阀。具体地，导向元件74可包括螺纹连接在止回元件118和销110上的导向杆116。可以设想如果需要的话导向杆116和止回元件118可选地体现为单个一体部件。止回元件118可包括设计成与适配器元件70的凹锥形座124相接合的凸锥形面122。当面122和座124接合时，将阻止导向流体经过埋头孔92流到流体通道114。当给螺线管机构72通电以将衔铁100和销110吸引向电磁线圈98时，面122和座124将彼此远离，由此使得导向流体能够经过埋头孔92流入流体通道114。流体通道114可经由排放通道93与公共排放通道64流体连通，以便流经流体通道114的导向流体排到箱24中。面122和座124之间的面积与缸端口86内的流体压力相结合，可决定从缸端口86经流体通道114到箱24的流体的流量。导向杆116可包括外部凹槽121以容纳密封件(未示出)如O形圈，以便将导向元件74和埋头孔92之间的导向流体的泄漏减到最小。中心孔120可延伸穿过导向杆116和止回元件118以与中心孔112流体连通，由此在导向元件74轴向运动以使面122与座124接合及脱离时将阻力和不希望的压力波动的产生减到最小。
主提升阀76可以是设计成选择性地允许从缸端口86到排放口88的流体流动的无泄漏类型的阀。具体地，可将主提升阀76的凸锥形面128放置成与阀体68的凹锥形座130相接合。当面128与座130接合时，将阻止从缸端口86到排放口88的流体流动。反之，当面128和座130彼此远离时，流体将从缸端口86流向排放口88。面128和座130之间的面积与缸端口86的流体压力相结合，可决定从缸端口86流向排放口88的流体的流量。
面128响应于导向元件74的运动可以选择性地与座130接合或脱离。特别地，主提升阀76与阀体68、适配器元件70以及导向元件74一起可形成控制室126。由流体作用在主提升阀76的管口端76a上和由流体作用在差动面积76c上产生的力将与由控制室126内的导向流体作用在主提升阀76的控制端76b上产生的力和由偏压弹簧80的压缩产生的力方向相反。为了打开主提升阀76，可使面122移离座124以经由埋头孔92、流体通道114及排放通道93从控制室126排出导向流体。当从控制室126排出导向流体时，作用在主提升阀76的管口端76a上的力可克服偏压弹簧80产生的力以使主提升阀76朝向导向元件74运动。为了关闭主提升阀76，可使螺线管机构72断电以允许偏压弹簧80将导向元件74返回到阻流位置(即，面122与座124接合的位置)。当导向元件74处于阻流位置时，可在控制室126内建立压力以关闭主提升阀76(即，使面128与座130接合)。
控制室126内的加压导向流体可以由液压缸16的第一室50经过缸端口86提供。具体地，主提升阀76可以包括一个或多个设置在外部的沟槽131，该沟槽经由一对布置在适配器元件70内的孔口133将缸端口86流体连接于控制室126。各个沟槽131可设计成使得至少一些来自缸端口86的流体总是能够流到控制室126，并且当主提升阀76朝向通流位置运动时，沟槽131的流动面积成比例地增加，由此允许从缸端口86到控制室126的更大的流体流量。
导向面122和座124之间的打开面积将控制从室126流出的流体流量并影响室126内的压力。具体地，该打开面积与导向止回元件的运动成比例，而后者又与螺线管机构72所施加的力成比例。换句话说，主提升阀76的位置由螺线管机构72成比例地控制。此打开面积--与缸端口86的压力相结合、以及排放口88的压力和打开面积将决定控制室126的压力。
当第一室50的压力由于变动的缸载荷而变化时，流经主提升阀76的流量也将变化。特别地，这些快速变化能够影响作用在主提升阀76上的流动力，导致主提升阀76轻微的不受控制的运动。例如，如果流经主提升阀76的流量增加，则作用在主提升阀76上的闭合的流动力将稍微关闭主提升阀76。结果，沟槽131的流动面积将减小，作用在止回元件118上的偏压力也一起减小。这些动作将导致导向面122和座124之间的打开面积稍微打开，由此通过排放通道93和公共排放通道64将流体从控制室126排到箱24。在此情况下，由于控制室126的入口流动面积减小而出口流动面积增加，控制室126内的压力将快速起作用，由此减小由压力扰动导致的主提升阀的运动(即，不稳定性)的量。
主提升阀76可以可操作地连接到适配器元件70上用以作为插装式阀组装到阀体68中。在一个示例中，主提升阀76可以包括销构件132，在将主提升阀76组装到适配器元件70上之后该销构件与适配器元件70的台肩(land)134接合。以这种方式，可以生成由适配器元件70、导向元件74、主提升阀76以及弹簧78和80组成的子组件。在(主提升阀76)组装入阀体68之后销构件132和适配器元件70之间可维持一间隔。
除了调节预期的主提升阀76的运动以及与作业器具14(参见图1)的所需运动有关的面128和座130之间的相关打开面积之外，主提升阀76还可提供流体补给功能。特别地，为了将第一室50(参见图1)内排空(voiding)的可能性减到最小，主提升阀76可以响应于缸端口86内降低到预定压力以下的流体压力而自动运动。例如，当缸端口86内的流体压力降低时，控制室126内的导向流体的压力由于经由沟槽131的流体连通而同样降低。当控制室126内的压力降低到小于预定值(由弹簧80的偏压和箱24内的流体压力决定)时，排放口88内的流体作用在主提升阀76的管口端76a上的力将抵抗弹簧80的偏压将主提升阀76推向导向元件74，由此使面128与座130分离。当面128从座130分离时，流体将通过排放口88和缸端口86从箱24流向第一室50。当第一室50和缸端口86内的压力随着流体的流入而增加时，控制室126内关联地增加的压力将最终把主提升阀76推回其阻流位置。
减压阀元件77的功能是减低液压系统22的过大的压力。具体地，减压阀元件77可以设置在主提升阀76的中心孔136内并且可以抵抗减压弹簧138的偏压从阻流位置向着通流位置运动，其中在阻流位置来自控制室126的导向流体被阻止经过减压阀元件77流向排放口88，在通流位置来自控制室126的导向流体被传递到排放口88以间接地减低缸端口86内的压力。例如，减压阀元件77可以包括设计成与位于中心孔136内的凹锥形座150接合的凸锥形面148。当面148远离座150时，导向流体将经过多个轴向布置在主提升阀76的控制端76b中的流体通道152、经减压阀元件77的中心孔154流到排放口88。但是，当面148与座150接合时，来自控制室126的导向流体将被阻止通过流体通道152和中心孔154流到排放口88。
为了抵抗减压弹簧138的偏压将减压阀元件77从阻流位置移动到通流位置，来自缸端口86的导向流体可以通过多个径向布置在主提升阀76内的减压通道140与减压阀元件77连通。当缸端口86内的压力超过预定压力(由减压弹簧138的偏压力和排放口88的流体压力决定)时，从缸端口86被引导到减压阀元件77的导向流体将作用在减压阀元件77的液压表面142上以使减压阀元件77向着通流位置运动。当减压阀元件77向着通流位置运动以将导向流体从控制室126传递到排放口88时，作用在主提升阀76上的打开力将克服控制室126内的闭合流动力以将主提升阀76推向通流位置，由此允许额外的流体排到箱24并直接减低压力峰值。节流孔板156可与中心孔154相关联以限制流经中心孔154的流体流量。可以在减压阀元件77的凹槽146内布置密封件144以将减压阀元件77的外表面和中心孔136的内表面之间的泄漏减到最小。
杆端排放阀38(参见图2)可以设置在源26和第二室52之间，并且包括协作调节从第二室52流向箱24的加压流体流的部件。由于杆端排放阀38的部件和操作大体上类似于头端排放阀36的部件和操作，所以本发明省略对杆端排放阀38的说明。
图4示出头端排放阀36的可选实施例。类似于图3的实施例，图4的头端排放阀36可以包括阀体68、主提升阀76、导向元件74、螺线管机构72、和减压阀元件77。但是，与图3的减压阀元件77相比，图4的减压阀元件77可具有可变的减压设置。具体地，减压螺线管机构158可与图4的减压阀元件77相关联以选择性地和直接地与减压弹簧138的偏压一起或者抵抗减压弹簧138的偏压来偏压减压阀元件77。以这种方式，移动减压阀元件77所需的力可以通过改变施加在减压螺线管机构158上的电流来增加或减小。
图5示出头端排放阀36的另一可选实施例。类似于图4的实施例，图5的头端排放阀36包括阀体68、主提升阀76、导向元件74、螺线管机构72、减压阀元件77、和提供可变减压功能的减压螺线管机构158。但是，与图4的减压螺线管机构158相比，图5所示的减压螺线管机构158可间接地作用在减压阀元件77上。具体地，在图5的实施例中，减压螺线管机构158不是直接作用以移动减压阀元件77，而是与减压导阀弹簧162一起或者抵抗减压导阀弹簧162来移动减压导阀元件160。减压导阀元件160可以从阻流位置运动到通流位置，其中在阻流位置来自缸端口86的导向流体与减压弹簧138的偏压一起作用，在通流位置来自缸端口86的导向流体排放到箱24。如果来自缸端口86的导向流体与减压弹簧138的偏压一起作用，那么朝着通流位置移动减压阀元件77所需的力比来自缸端口86的导向流体不与减压弹簧138的偏压一起作用时的大。以这种方式，与图4的实施例相比较，可减小为减压阀元件77提供减压设置所需的力和减压螺线管机构158的相应尺寸。
工业适用性
所公开的液压系统可以应用于包括其中想要精确控制压力和/或与其有关的流体流量的流体致动器的任何作业机械。所公开的液压系统能够以低成本、简单构造来提供导致稳定的、可预知的致动器性能的高度响应的压力调节。下面说明液压系统22的操作。
液压缸16可以响应于操作员输入通过流体压力而移动。流体可通过源26加压并被引导到头端供给阀32和杆端供给阀34。响应于操作员输入使活塞组件48相对于管46伸出或缩进，头端供给阀和杆端供给阀32、34中适当的一个将被致动以与作业器具所需的速度相对应的速率用加压流体填充第一室和第二室50、52中的一个。基本上同时地，头端排放阀和杆端排放阀36、38中适当的一个的螺线管机构72可被通电以将衔铁100吸引向电磁线圈98。当衔铁100被吸引向电磁线圈98时，相连接的导向元件74将移动以使面122脱离座124适当的量，由此以适当的速率从控制室126排出导向流体。当控制室126被排放时，穿过主提升阀76将产生压力差，该压力差克服弹簧80的偏压并导致主提升阀76的面128脱离阀体68的座130适当的量，由此使缸端口86与排放口88流体连接并随后排出第一室和第二室50、52其中之一的加压流体。第一室和第二室50、52中的一个的填充和另一个的排放可有助于活塞组件48在管46内的运动以及作业器具14的相应运动。
供给螺线管机构72的电流的量可基于控制室126内假定的流体压力和所需的从控制室126流出的流体流量。特别地，被引导到电磁线圈98的电流的量可对应于弹簧78和80的压缩，该弹簧压缩导致面122和座124之间的预定流动面积。该面122和座124之间的预定流动面积可有助于实现从控制室126出来的导向流体的预定流量以及随后的穿过主提升阀76的压力差，该压力差在面128和座130之间产生预定流动面积。类似地，面128和座130之间的预定流动面积可有助于实现从缸端口86流向排放口88的流体的预定流量，该预定流量导致所希望的液压缸16的致动速度。所施加的电流和弹簧78和80的压缩及导致所希望的流动面积的主计量流动力之间的关系可以通过分析实践、实验室试验、实地试验和/或通过其它本领域已知的方法来确定。
头端排放阀和杆端排放阀36、38可以适应液压系统22内的流体压力偏离假定压力的情况。具体地，在液压缸16的操作过程中，液压缸16内的压力有可能超过假定压力或降低到低于假定压力。如果不加以调节，这些压力波动会导致液压缸16和作业器具14的不稳定的和/或意想不到的运动。这些影响可由压力下降期间主提升阀76的运动和压力尖峰期间减压阀元件77的运动来解决。例如，当液压缸16内的压力下降到低于预定压力值时，在主提升阀76的管口端76a处产生的力将克服弹簧80的偏压力和控制室126内的闭合力以使主提升阀76移动到通流位置。当位于通流位置时，来自箱24的流体将被允许经由缸端口86进入第一室50，由此将第一室50内排空的可能性减到最小。控制沟槽131的面积在提升阀全冲程附近具有面积增益以帮助抑制/缓冲可由这种补给功能产生的快速变动。反之，当第一室50和缸端口86内的压力增加到超过预定压力值时，从缸端口86经由减压通道140连通到液压表面142的导向流体可朝向通流位置偏压减压阀元件77。当位于通流位置时，来自控制室126的导向流体可经过轴向通道152、中心孔154和排放口88排放到箱24中，由此间接地减低第一室50和缸端口86内的压力峰值。当导向流体从控制室126排出时，主提升阀76将向着通流位置运动以将额外的流体传递给箱24，由此直接减低压力峰值。沟槽131的流动面积可具有总是将一些流体从缸端口86连通到室126的小流动面积，由此使得能够快速响应此减压功能，这将帮助防止压力过冲。上述控制沟槽131的面积增益可有助于抑制可由这种减压功能产生的快速变动。
由于头端排放阀和杆端排放阀36、38可以分别使用来自第一室和第二室50、52的加压导向流体来致动，因此可降低液压系统22的成本，并且提高设计灵活性。具体地，由于致动头端排放阀和杆端排放阀36、38的加压导向流体来自液压缸16，所以液压系统22的部件成本和运作成本比外部源提供导向流体低。此外，由于导向流体源是液压缸16而不是位于外部的源，头端排放阀和杆端排放阀36、38可以远距离地定位并且需要最少的管道系统。
对所公开的计量阀和液压系统做出各种修改和变型对本领域技术人员来说是显而易见的。从对本说明书的考虑和对公开的计量阀和液压系统的实践中其它实施例对本领域技术人员来说将是显而易见的。例如，可以设想头端供给阀和杆端供给阀32、34(参见图2)在结构和功能上可以与头端排放阀和杆端排放阀36、38大体上类似。本说明书和示例应认为只是示例性的，真正的范围由所附权利要求及其等同方案指出。

Claims (10)

1.一种计量阀(36)，包括：
阀体(68)，该阀体具有入口(86)和出口(88)；
主提升阀(76)，该主提升阀设置在阀体内介于入口和出口之间，具有管口端(76a)和控制端(76b)，并且可在通流位置和阻流位置之间移动，其中在通流位置流体从入口流向出口，在阻流位置入口和出口之间的流体流动被阻止；
可在阻流位置和通流位置之间移动的电磁操作的导向元件(74)，其中在阻流位置来自入口的加压流体对与主提升阀的控制端相连通的控制室加压以将主提升阀推向阻流位置，在通流位置控制室与排放装置相连通以使主提升阀向着通流位置移动；以及
减压阀元件(77)，该减压阀元件设计成响应于入口处的超过预定压力的压力从控制室排出加压流体以使主提升阀向着通流位置移动。
2.根据权利要求1所述的计量阀，其特征在于，当出口处的压力超过入口处的压力时，主提升阀可自动地向着通流位置移动以允许流体从出口流向入口。
3.根据权利要求1所述的计量阀，其特征在于，减压阀元件设置在主提升阀的中心孔(136)内。
4.根据权利要求3所述的计量阀，其特征在于，该计量阀还包括：
节流孔板(156)，该节流孔板设置在减压阀元件内并且设计成抑制经过减压阀元件排放的流体的压力波动；
减压弹簧(138)，该减压弹簧设置在主提升阀的中心孔内并且设计成朝向阻流位置偏压减压阀元件；
力反馈弹簧(80)，该力反馈弹簧设置在导向元件和主提升阀之间以朝向阻流位置偏压主提升阀；以及
设计成朝向阻流位置偏压导向元件的导向弹簧(78)。
5.根据权利要求1所述的计量阀，其特征在于：
主提升阀包括外部沟槽(131)，该外部沟槽设计成当主提升阀朝着通流位置移动时提供从入口到控制室的加压流体的增加的流量；以及
至少部分来自入口的加压流体总是通过外部沟槽与控制室相连通。
6.一种操作计量阀(36)的方法，包括：
使导向元件(74)在阻流位置和通流位置之间移动，其中在阻流位置来自致动器(16)的室(50)的加压流体将主提升阀(76)保持在阻流位置以阻止流体从所述室流出，在通流位置主提升阀的控制端(76b)与排放装置(24)相连通以使主提升阀向着通流位置移动来从所述室排出流体；以及
响应于所述室内的超过预定值的流体压力使主提升阀自动地向着通流位置移动以允许从所述室排出流体。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括响应于所述室内的降低到低于预定值的流体压力使主提升阀自动地向着通流位置移动以允许流体流入所述室。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
限制至少部分从所述室排出的流体的流量以抑制主提升阀自动移动过程中的压力波动；
使至少部分所述室内的流体总是与主提升阀的控制端相连通；以及
当主提升阀朝着通流位置移动时增加从所述室流向主提升阀的控制端的流体流量。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括改变所述预定值，其中所述改变包括给螺线管机构(158)通电以直接偏压减压阀元件(77)。
10.一种作业机械(10)，包括：
作业器具(14)；
设计成使作业器具运动的液压缸(16)；以及
如权利要求1至5中任一项所述的计量阀(36)，该计量阀设计成用于从液压缸的室(50)排出流体。
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