CN101368638A - 低压力升高率的先导操作的提升溢流阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于液压机器的溢流阀，该溢流阀使用连接销将提升阀组件和先导阀组件结合到一起，其中，该提升阀和先导阀阀芯的内部流体通道提供了该阀的入口和布置在该提升阀与该先导阀间的腔之间的流体流动路径。通过该内部通道，计量了流到内腔的流体，以提供该溢流阀内的附加控制和稳定性。

Description

低压力升高率的先导操作的提升溢流阀

技术领域

本发明涉及一种液压设备。更具体的是，本发明涉及一种用于液压设备的溢流阀。

背景技术

传统地，低泄漏的溢流阀利用直动提升阀，并且低压力升高率的阀是先导操作的。直动提升阀具有不稳定的趋势，除非使用非常高刚度(highrate)的弹簧或特殊的几何结构。高刚度弹簧的使用成比例地增加了压力的升高率。因此，需要将提升阀和先导阀结合，从而以低的成本在阀中获得两者的性能。为了满足这个需要而进行了尝试；然而与提升阀结合的传统类型的先导阀操作是不稳定的。另外的问题存在于，为了完成该结合而需要的复杂的机械加工增加了制造成本。

发明内容

因此，本发明的一个主要目的是提供一种提升溢流阀，其改进了阀的控制。

本发明的另一个目的是最小化提升溢流阀的制造成本。

本发明的另一个目的是提供一种提升溢流阀，其能使不稳定性最小化。

本发明的这些或其他的目的、特征或优点将通过说明书和权利要求而变得更加明显。

一种用于液压设备的提升溢流阀。该溢流阀包含提升阀和先导阀，其相互匹配地且可分开地连接。该提升阀相对于该先导阀移动，并且该先导阀具有用于接收先导阀阀球的阀座，该阀球被偏压在该先导阀上。提升阀阀芯被布置成通过该提升阀的腔，并且该提升阀阀芯具有至少一个布置在其中的内部通道。相似地，先导阀阀芯被布置成通过该先导阀内的腔，并且该先导阀阀芯具有至少一个布置在其中的内部通道。该提升阀和先导阀的阀芯相连接，并且通过使用每个阀芯的内部通道而提供从提升阀壳体的入口内的第一区域到该提升阀和先导阀之间的第二区域的流体连通。所述流体连通用于计量从该第一区域到该第二区域的流体流量。在先导阀阀球和先导阀阀芯之间设有第三区域。该溢流阀包括六角插头，该六角插头具有腔，该腔接收该提升阀壳体并容纳该先导阀阀球。该六角插头的腔具有偏压弹簧，该偏压弹簧致动先导阀阀球固定器，该固定器将该先导阀阀球偏压在该先导阀的阀座上。

附图说明

图1是在第一位置的提升溢流阀的剖视图；

图2是在第二位置的提升溢流阀的剖视图；以及

图3是在第三位置的提升溢流阀的剖视图。

具体实施方式

附图示出了溢流阀10。该溢流阀10包括带有中心定位的腔14的提升阀壳体12，该腔14在第一端处与阀入口16流体连通，以及与腔14相邻的流体出口18，以提供与储箱(未示出)的流体流动连通。第一区域20在腔14内与该入口16相邻，其中该入口16提供压力。该提升阀壳体另外具有提升阀座21，用于在其中接收提升阀22。

提升阀22和先导阀24布置在该腔14内，其中该先导阀的第一端在腔14内可配合且可分开地连接到提升阀22，如图1-3所示。该先导阀的第二端形成具有铣出的平面的先导阀座26。第二区域28在该提升阀壳体的腔14内布置在提升阀22和先导阀24之间。该提升阀22另外具有布置在其中的腔30，该腔30在该提升阀22的长度上延伸。相似地，该先导阀24具有布置在其中的腔31，并且该腔31在该先导阀24的长度上延伸。

提升阀阀芯32布置在提升阀22的腔30中。该提升阀阀芯32从第一区域20内通过阀芯22的腔30而延伸到第二区域28中的该腔30的较大直径部分。该阀芯32具有布置在其中的横孔(cross-drilled holes)或径向通道34，其与布置在阀芯32内且由侧壁38环绕的轴向通道36相交。因而，径向通道34和轴向通道36为布置在阀芯32内的内部通道。该轴向通道36通过阀芯32而延伸到连接销40，该连接销40将阀芯32和轴向通道36连接到先导阀阀芯42。

先导阀阀芯42布置在先导阀24的腔31中，其包括头部44，该头部44比杆部46直径大，该杆部46从该头部44延伸开。在该先导阀阀芯42的杆46内还布置有径向通道48，并且该径向通道48经由轴向通道49与提升阀阀芯32的轴向通道36流体流动连通。偏压弹簧50围绕该先导阀阀芯42的杆46并在第一端处与该先导阀阀芯42的头部44相接合，且在第二端处与先导阀24相接合。偏压弹簧50将先导阀24偏压远离先导阀阀芯42，其中必须克服该偏压弹簧50的弹簧力以将提升阀22和先导阀24相接合。

六角插头(hex plug)52可滑动地将该提升阀壳体12接收到六角插头腔54内。先导阀阀球56布置在该六角插头52的腔54中，并在第一位置与阀座26接合，如图1所示，其中，位于该先导阀阀球56和该先导阀阀芯42之间的区域视为第三区域58。先导阀阀球56通过阀球固定器(retainer)60偏压在先导阀24的阀座26上，该阀球固定器60布置在该六角插头52的腔54内。偏压弹簧62偏压阀球固定器60因而先导阀阀球56抵靠在阀座26上，该偏压弹簧62也布置在六角插头52的腔54内。该偏压弹簧62可由拉紧设备64拉紧，拉紧设备64与螺母元件66组合，其是可调节的，以提供适当的拉紧。

如图1所示的操作，当第一区域20的压力低于溢流阀10的阈限压力时，作用在提升阀22的两端上的压力是相等的。该压力被连通到溢流阀10内的提升阀22的两侧。特殊地，由于第二区域28大于第一区域20，净力作用在提升阀22上以将提升阀22推靠在提升阀壳体12的阀座21上。当在如图1所示的第一位置时，产生了低泄漏界面。

随着第一区域20处的入口压力增加，该压力经由内部的径向通道34、50和内部的轴向通道36、49而通过提升阀阀芯32和先导阀阀芯42连通到第二区域28。因此第二区域28中的压力作用于先导阀阀球56。随着作用在第三区域58上的压力增加到与由该先导阀弹簧62提供的作用力相配，该先导阀阀球56开始移动离开先导阀24的阀座26。随着该先导阀阀球56移动离开该先导阀阀座26，第二和第三区域28、58中的压力经由先导阀阀座26上的铣出平面和提升阀壳体12的阀座21被传送(routed)到储箱端口。位于该提升阀阀芯32中的通道将流入到第一和第二区域28、58的总油量限制到小于它们单独的容量。随着该先导阀阀球56轴向地移动离开该先导阀阀座26，第二区域28中的压力降低。作用在先导阀机构24上的压力不平衡克服由偏压弹簧62产生的力，将整个先导阀组件轴向地朝着先导阀阀球56移动。

作为轴向移动的结果，提升阀阀芯32中的通道开始关闭，进入第二区域28的流量进一步减小。流量的减小增强了作用于先导阀机构24的压力不平衡。这依次完全关闭了提升阀22内的提升阀芯32中的通道，如图2所示。

随着通道的关闭，第一区域20处的入口压力作用在提升阀22和阀座21的界面。当作用在提升阀/阀座界面上的压力以及作用在第二区域28内的提升阀上的压力处于或接近储箱压力的情况下，有更高压力不平衡作用在提升阀上。该更高压力不平衡将提升阀22轴向地朝着先导阀阀球56移动。提升阀阀芯32/先导阀阀芯42组件继续轴向地移动以接触先导阀阀球56，并且完全地将其移动离开先导阀阀座26，如图3所示。

提升阀22的轴向移动通过提升阀阀芯32内的径向通道34的轴向位置调整。随着先导阀阀球56轴向地在任一方向移动，先导阀组件随其移动。随着先导阀组件轴向地移动，根据通过阀的流量改变的需要，该提升阀22随着打开和关闭。该先导阀组件与提升阀22结合工作，无论流过阀的流体流量如何，都保持恒差(constant differential)压力作用在该提升阀22上。

随着第一区域20处的压力减少到低于阈限压力，先导阀弹簧62将阀球固定器60和先导阀阀球56推回到先导阀阀座26上。该先导阀机构组件被轴向地沿着该先导阀阀球56推动。随着该先导阀阀球56坐落于或关闭通过该先导阀阀座26的流动路径，第二和第三区域28、58内的压力从储箱压力增大。该先导阀组件的移动打开了径向通道34，并且使得第二区域28中的压力等于第一区域20处的压力。随着第一和第二区域20、28中的压力趋于平衡，该提升阀22获得作用于关闭该阀的净力。

因此，通过具有布置在该提升阀阀芯32和该先导阀阀芯42内的通道34、38、49和50，可以计量通过该提升阀和先导阀阀芯32、42的流体，以提供工作期间的最小压力升高。在优选的实施方式中，该阀的内部泄漏率被减少到每分钟10滴。因此，通过该溢流阀10提供了更多的控制和稳定性。并且，在阀芯中的这些通道易于加工，最小化了复杂几何结构和降低了制造成本。因此，至少实现了所有所述的发明目的。

本领域技术人员可以理解的是，在不脱离本发明的精神的范围内可以对该设备进行其他各种修改。所有这些修改和变化都落入权利要求的范围内，因此旨在由其覆盖。

Claims (10)

1.一种用于液压设备的溢流阀，其包括：

提升阀，该提升阀匹配地且可分开地连接到先导阀，其中该提升阀相对于该先导阀移动；

提升阀阀芯，该提升阀阀芯布置在该提升阀内，并且具有至少一个布置在其中的内部通道；

先导阀阀芯，该先导阀阀芯具有至少一个布置在其中的内部通道，并且该先导阀阀芯连接到该提升阀阀芯，以提供从第一区域到第二区域的流体连通，从而计量从该第一区域到第二区域的流体流量。

2.如权利要求1所述的阀，其还包括偏压弹簧，该偏压弹簧接合该先导阀和该先导阀阀芯，以将该先导阀阀芯从该先导阀偏压开。

3.如权利要求1所述的阀，其还包括：

提升阀壳体，该提升阀壳体具有中心定位的腔，该腔容纳该提升阀和提升阀阀芯，并部分地容纳该先导阀；

所述提升阀壳体具有入口和出口，该出口流体连接到储箱；并且

其中，该入口与该第一区域相邻。

4.如权利要求3所述的阀，其中，该第二区域在该提升阀壳体内布置在该提升阀和先导阀之间。

5.如权利要求3所述的阀，其中，该提升阀可移除地与该提升阀壳体的阀座接合。

6.如权利要求5所述的阀，其中，该提升阀阀芯在该提升阀内移动，以防止该第一区域和该第二区域之间的流体连通。

7.如权利要求6所述的阀，其中，该提升阀在该提升阀壳体内轴向地移动，并脱离该提升阀的阀座，以提供从该入口到该出口的流体连通。

8.如权利要求7所述的阀，其中，该先导阀阀芯可移除地接合先导阀阀球。

9.如权利要求8所述的阀，其中，该先导阀阀球脱离该先导阀的阀座，以将第二区域中的压力传送到储箱。

10.如权利要求9所述的阀，其还包括六角插头，该六角插头具有腔，该腔接收该提升阀壳体并容纳该先导阀阀球。

Images