CN101358661A - 流量控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种流量控制阀。在压力补偿型流量控制阀中，当上游压力突然增加时抑制流量的过冲。第一可变节流孔(11)设置在流入开口侧上，第二可变节流孔(15)设置流出开口侧上。当上游流体压力增加时，在进入的流体的压力的作用下轴(3)离开初始位置，第一可变节流孔(11)的开口逐渐地减小，第二可变节流孔(15)的开口逐渐地增加。因为流出开口侧上的第二可变节流孔(15)被预先减小，因此即使上游压力突然增加，也不会出现超过预定量的流体流向下游的情况。

Description

流量控制阀
技术领域
本发明涉及一种流量控制阀，该流量控制阀应用于各种工业机器和车辆中的流体压力设备。
背景技术
所公知的是，即使流体压力变化，压力补偿型流量控制阀也能保持流量恒定，例如日本专利申请公开公报No.2004-183818公开了这样的流量控制阀。在该流量控制阀中，控制轴滑动地设置在圆柱形主体中，在轴向方向上弹性地偏压轴的弹簧设置在主体和轴之间。流量控制阀的流入侧是开口可变化的可变节流孔，流出侧是开口不可变的固定节流孔。
如果上游流体压力增加，高压流体流进，阀腔中的压力增加，轴克服弹簧的弹性偏压力而移动。结果，可变节流孔的开口被减小，压力被补偿，流到下游的流体的流量保持恒定。
传统的流量控制阀的问题在于：当上游流体压力突然增加时，流量过冲(overshot)。因为直至上游流体压力增加之后轴开始移动时存在时滞，所以，如果上游压力突然增加，可变节流孔的开口调节不能跟上，会暂时性地流过过量的流体。
发明内容
鉴于上述问题，提出本发明，本发明的一个目的是当上游流体压力突然增加时抑制流量过冲。
为了解决上述问题，压力补偿型流量控制阀包括：轴，当上游流体压力增加时，所述轴在进入的流体的压力的作用下离开它的初始位置；第一可变节流孔，当轴离开初始位置时，所述第一可变节流孔的开口逐渐减小；和第二可变节流孔，当轴在初始位置时所述第二可变节流孔的开口被预先减小，当轴离开初始位置时所述第二可变节流孔的开口逐渐增加。由于该结构，如果上游压力突然增加第一可变节流孔的开口不能及时调节时，能够通过第二可变节流孔来减小流量，因此能够有效避免流量过冲的问题。
根据本发明，当上游流体压力突然增加时能够抑制流量过冲。
附图说明
图1显示本发明的实施例的流量控制阀(flow rate control valve)的侧剖视图；
图2显示流量控制阀的侧剖视图；
图3显示本发明的变化例的侧剖视图；和
图4显示变化例的侧剖视图。
具体实施方式
下面将参考附图来说明本发明的实施例。图1和图2显示本实施例的流量控制阀。流量控制阀结合在流体压力设备的壳座5中，并且包括作为主要构成元件的主体1、塞2、控制轴(control spool)3和弹簧4。
主体1是圆柱形的，其一端闭合，另一端开放。轴3保持在主体1中，从而使得轴3能够沿其轴向方向前后滑动地移动。多个流入开口11和多个流出开口13和15形成在主体1的周壁中，从而使得这些开口大致间隔连续地形成在相同的圆周上。循环通路17和18也形成在主体1的周壁中，用于把下游流体压力引导进主体1中(在主体1的设置弹簧4的另一末端侧)。流入开口11靠近主体1的一端。与流入开口11相比，流出开口13和15稍微更靠近主体的另一端。循环通路17和18比流出开口13和15更靠近另一端。塞2螺纹连接到主体1的另一端，以便闭合主体1的另一端。
轴3具有这样的轮廓：中间部分33通过形成环形凹槽331而具有更小直径，该环形凹槽331位于轴3的一端31和另一端32之间。轴3的一端31和另一端32的外周与主体1的内周基本紧密接触。在一端31中形成压力传送孔311，该压力传送孔311在一端面处开口。压力传送孔311通过中间部分33的内部通路332与环形凹槽331连通。在另一端32中形成圆柱形孔321，该圆柱形孔321在另一端面处开口。弹簧4插入圆柱形孔321中，弹簧4的一端与圆柱形孔321的底部弹性接触，并且弹簧4的另一端与塞2的内环(inner race)弹性接触。弹簧4将轴3弹性地偏压向一端。
轴3的一端31打开或闭合流入开口11，流入开口11是第一可变节流孔，轴3的另一端32打开和闭合流出开口15，流出开口15是第二可变节流孔。从流入开口11进入的流体通过环形凹槽331到达流出开口13和15，并且从流出开口13和15流出。
在图1所示的初始位置处，弹性偏压轴3的一端面碰在主体1的内表面上。当轴3在初始位置时，流入开口11完全打开，流出开口13和15部分闭合。在图示实例中，流出开口13和15形成在轴向方向上的多个位置处，该多个位置彼此隔离，靠近一端的流出开口13完全打开，靠近另一端的流出开口15完全闭合。
如果上游流体压力增加，从流入开口11流进阀腔的流体压力(即流进环形凹槽331、压力传送孔311、和轴3的一端面与主体1的内表面之间的间隙的流动压力)把轴3推压向另一端，如图2所示，克服弹簧偏压力从而移动轴3。当轴3从初始位置移动时，流入开口11的开口面积逐渐减小，但是流出开口15的开口面积逐渐增加。轴3停止在阀腔中的压力和下游压力之差与给定的补偿压力匹配的位置处。这样，从上游流到下游的流体的流量被保持恒定不变。
本实施例的流量控制阀包括在流入开口侧上的第一可变节流孔11和在流出开口侧上的第二可变节流孔15。当上游流体压力增加时，轴3在进入的流体的压力的作用下离开初始位置，因此第一可变节流孔11的开口逐渐减小，第二可变节流孔15的开口逐渐增加。因为当轴3在初始位置时流出开口侧上的第二可变节流孔15的开口被预先减小，因此即使上游压力突然增加且轴3移动时，流入开口侧上的节流孔11的开口的调节被延时，这能够避免超过预定量的流体朝下游流出。
例如，如果传统的流量控制阀用于叉车的液压控制回路，那么叉车的升降机以高速下降直至流量控制阀在升降机的下降运动开始时被操作(即轴移动并且流入开口侧上的可变节流孔被减小所需量)，而且在一些情况下截流阀(rupture valve)会发生故障。此外，因为流量控制阀被操作，工作油的流速突然减小，因此升降机中产生冲击。如果使用本发明的流量控制阀，当升降机开始下降运动时，升降机不会以高速下降，并且截流阀不会发生故障，或者升降机不会发生冲击。
如果上游流体压力增加，流过环形凹槽331的流体的流速增加，轴3的移动量增加，并且第一可变节流孔11的开口减小。然而，因为第二可变节流孔15的开口增加，因此避免流量不必要地减少。
本发明不局限于上述实施例。在本实施例中，尽管多个流出开口13和15在轴向方向上彼此隔离地形成在主体1中，其中一个是可变节流孔15，其余一个是固定节流孔13，但是可形成在轴向方向上延伸的的大流出开口10作为可变节流孔，而省略固定节流孔。
在不脱离本发明的主题的范围内，可对各种元件的具体结构进行变化。

Claims (5)

1.一种流量控制阀，包括：
轴，当上游流体压力增加时，所述轴在进入的流体的压力的作用下离开它的初始位置；
第一可变节流孔，当轴离开初始位置时，所述第一可变节流孔的开口逐渐减小；和
第二可变节流孔，当轴在初始位置时所述第二可变节流孔的开口被预先减小，当轴离开初始位置时所述第二可变节流孔的开口逐渐增加。
2.根据权利要求1的流量控制阀，其中在流出侧设置固定节流孔，所述固定节流孔与所述第二可变节流孔一起设置在流出侧，所述固定节流孔总是完全打开，而与轴的位置无关。
3.根据权利要求2的流量控制阀，其中当轴位于初始位置时第二可变节流孔完全闭合。
4.根据权利要求1的流量控制阀，其中在流出侧不设置与轴的位置无关而总是完全打开的固定节流孔，仅设置第二可变节流孔。
5.根据权利要求1的流量控制阀，其中流量控制阀用于叉车的液压控制回路，当叉车的升降机开始下降运动时，所述轴移动，并且第一可变节流孔的开口减小。
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