CN101382156A - 流量控制阀和带有该流量控制阀的缸设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有流量控制阀的缸设备，其中在缸设备的壳体中，流体致动腔经致动端口和供给和排放通道连通地连接到压力端口上，提供在壳体的外表面开口的安装孔，供给和排放通道的一个端部在安装孔的底部表面开口，并且供给和排放通道的另一个端部在安装孔的周缘表面开口，圆筒形外壳安装到安装孔上，使圆筒形外壳的前端部分与安装孔的底部壁相接触，或者使其接近安装孔的底部壁，并由此，隔开致动端口和压力端口，流量控制阀的阀元件布置在圆筒形外壳内，从而致动端口和压力端口能够经阀元件彼此连通地连接。

Description

流量控制阀和带有该流量控制阀的缸设备
本分案申请是基于申请号为200580004040.2、申请日为2005年01月19日、发明名称为“流量控制阀和带有该流量控制阀的缸设备”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种具有止回功能和节流功能的流动控制阀和带有该流量控制阀的缸设备。
背景技术
作为这样一种流量控制阀和缸设备，传统的流量控制阀和缸设备在专利文件1(日本未审查专利公报No.11-347869)中描述。
根据这种传统技术，用来供给和排放压力油的歧管型块附加到工作夹具的液压缸设备的壳体上，并且独立地提供的止回部件和节流部件并联地布置在块内，并由此，构造流量控制阀。
专利文件1：日本未审查专利公报No.11-347869
传统技术具有如下问题。
止回部件和节流部件独立地提供，并且并联地布置，从而流量控制阀变得尺寸大。
另外，歧管块必须附加到缸设备的壳体上，块从壳体突出，并且使得缸设备较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种紧凑的流量控制阀。本发明的另一个目的是使具有流动控制阀的缸设备较小。
为了实现上述目的，根据本发明，例如如图2A和图2B中所示，按如下方式构造流量控制阀。
在圆筒形外壳40内，按顺序连通地连接出口节流进口43、阀腔44、用来容纳在轴向方向上可前进和后退的调节杆45的杆腔46、及出口节流出口47。在调节杆45的前端上提供节流阀座59，并且节流阀座59经在调节杆45内的连通通道60连通地连接到出口节流出口47上。插入在阀腔44中的止回部件52由弹性部件54推向节流阀座59。通过在轴向方向上使调节杆45前进和后退，可使节流阀座59和止回部件52相对地运动。由此，调节在阀腔44的周缘壁44a和止回部件52中的至少一个与节流阀座59之间形成的节流间隙G。
本发明产生如下功能和效果。
阀腔的周缘壁和止回部件中的至少一个用作节流部件，从而可省去专用的节流部件。因此，与其中独立地提供止回部件和节流部件的传统例子不同，流量控制阀可形成得紧凑。而且，根据本发明，由于专用节流部件的省去而使零件数量变少，从而能以低成本制造流量控制阀。
另外，按顺序连通地连接出口节流进口、阀腔、杆腔、及出口节流出口，并且节流阀座提供在杆腔内的调节杆上，从而节流阀座可布置在杆腔内。因此，外壳的出口直径较小，并且可使流量控制阀变得更紧凑。
在本发明中，优选地，杆腔46和阀腔44大体同心地布置，止回阀座53提供在阀腔44的周缘壁44a的内周缘表面上，且由弹性部件54可使止回部件52与止回阀座53相接触。在这种情况下，节流阀座相对于由止回阀座接收的止回部件可在轴向方向上前进和后退，从而增加了节流调节精度。
为了实现上述目的，根据本发明，按如下方式，例如如图3A和3B中所示，构造流量控制阀。
在圆筒形外壳70内，按顺序连通地连接进口节流进口73、用来容纳在轴向方向上可前进和后退的调节杆75的杆腔76、与杆腔76同心布置的节流阀座89、及进口节流出口77。在调节杆75的前端部分和杆腔76中的至少一个中，提供阀腔74，并且插入在阀腔74中的止回部件82由弹性部件84推向节流阀座89。通过在轴向方向上使调节杆75前进和后退，可使止回部件82和节流阀座89相对地运动。由此，调节在阀腔74的周缘壁74a和止回部件82中的至少一个与节流阀座89之间形成的节流间隙G。
本发明产生如下功能和效果。
通过把阀腔的周缘壁和止回部件中的至少一个用作节流部件，可省去专用的节流部件。因此，与其中独立地提供止回部件和节流部件的传统例子不同，流量控制阀可形成得紧凑。而且，根据本发明，由于专用节流部件的省去而使零件数量变少，从而能以低成本形成流量控制阀。
另外，按顺序彼此连通地连接进口节流进口、杆腔、节流阀座、及进口节流出口，从而节流阀座和杆腔可布置在外壳的轴向方向上。因此，外壳的出口直径较小，并且可使流量控制阀变得更紧凑。
在本发明中，优选地，阀腔74提供在调节杆75的前端部分中，止回阀座83提供在阀腔74的周缘壁74a的内周缘表面上，且由弹性部件84可使止回部件82与止回阀座83相接触。在这种情况下，由止回阀座接收的止回部件相对于节流阀座可在轴向方向上前进和后退，从而节流调节精度增加。
为了实现上述另一个目的，按如下方式，例如如图2A和2B、或图3A和3B中表示的那样，构造具有流量控制阀的缸设备。
在缸设备的壳体3中，流体致动腔(11、12)经致动端口(A1、A2)和供给和排放通道21、22)连通地连接到压力端口(P1、P2)上。连通地连接到供给和排放通道(21、22)上的安装孔(31、32)在壳体3的外表面开口，并且圆筒形外壳(40、70)附加到安装孔(31、32)上。致动端口(A1、A2)连通地连接到出口节流进口43或进口节流出口77上，并且压力端口(P1、P2)连通地连接到出口节流出口47或进口节流进口73上。
在缸设备的本发明中，提供了待连通地连接到位于壳体内的供给和排放通道上的安装孔，且圆筒形外壳仅连接到安装孔上，从而与传统例子不同，歧管型块不从壳体突出。因此，可使具有流量控制阀的缸设备尺寸较小。
另外，流量控制阀构造成圆筒型，从而它为了维护可容易地替换，并且它可比较容易地附加到现有的缸设备上。
此外，为了实现上述另一个目的，按如下方式，例如如图2A和2B、或图3A和3B中表示的那样，构造具有流量控制阀的缸设备。
在缸设备的壳体3中，流体致动腔(11、12)经致动端口(A1、A2)和供给和排放通道(21、22)连通地连接到压力端口(P1、P2)上。提供有在壳体3的外表面开口的安装孔(31、32)。供给和排放通道(21、22)的一个端部在安装孔(31、32)的底部表面开口，并且供给和排放通道(21、22)的另一个端部在安装孔(31、32)的周缘表面开口。圆筒形外壳(40、70)连接到安装孔(31、32)上。使圆筒形外壳(40、70)的前端部分与安装孔(31、32)的底部壁(31a、32a)相接触，或者使其接近安装孔(31、32)的底部壁(31a、32a)，并由此，隔开致动端口(A1、A2)和压力端口(P1、P2)。在圆筒形外壳(40、70)内，布置流量控制阀(35、68)的阀元件(52、53、及59)(82、83、及89)。并且，致动端口(A1、A2)和压力端口(P1、P2)能够经阀元件连通地连接。
在缸设备的本发明中，提供连通地连接到位壳体内的供给和排放通道上的安装孔，并且圆筒形外壳仅连接到安装孔上，从而与传统例子不同，歧管型块不从壳体突出。因此，可使具有流量控制阀的缸设备尺寸较小。
另外，流量控制阀构造成圆筒型，从而它为了维护可容易地替换，并且它可比较容易地附加到现有的缸设备上。
此外，通过使圆筒形外壳的前端部分与安装孔的底部壁相接触或者通过使圆筒形外壳的前端部分接近安装孔的底部壁，隔开致动端口和压力端口，从而分隔结构变得简单。结果，可使缸设备尺寸更小。
在上述本发明中，优选地，圆筒形外壳(40、70)的筒部分(40a、70a)旋拧到安装孔(31、32)中。
附图说明
图1A是具有缸设备的夹具的视图，该缸设备具有本发明第一实施例的流量控制阀，图1B是由在图1A中的箭头1B-1B指示的局部平面图；
图2A是夹具的液压回路，图2B是附加到夹具上的流量控制阀的剖视图；
图3A和图3B表示本发明的第二实施例，图3A是类似于图2A的视图，并且图3B是类似于图2B的视图；及
图4A、图4B、及图4C是类似于图2B或图3B的局部视图，分别表示本发明的典型变化。
附图标记的描述
3：缸设备的壳体，11：流体致动腔(释放腔)，12：流体致动腔(锁定腔)，21：第一供给和排放通道，22：第二供给和排放通道，31：第一安装孔，31a：底部壁，32：第二安装孔，32a：底部壁，35：流量控制阀，40：圆筒形外壳，40a：筒部分，43：出口节流进口，44：阀腔，44a：周缘壁，45：调节杆，46：杆腔，47：出口节流出口，52：止回部件(止回球，阀元件)，53：止回阀座(阀元件)，54：弹性部件(弹簧)，59：节流阀座(阀元件)，60：连通通道，68：流量控制阀，70：圆筒形外壳，70a：筒部分，73：进口节流进口，74：阀腔，74a：周缘壁，75：调节杆，76：杆腔，77：进口节流出口，82：止回部件(止回球，阀元件)，83：止回阀座(阀元件)，84：弹性部件(弹簧)，89：节流阀座(阀元件)，A1：第一致动端口，A2：第二致动端口，G：节流间隙，P1：第一压力端口，P2：第二压力端口
具体实施方式
图1A至图2B表示本发明的第一实施例，表明应用于旋转型工作夹具的具有流量控制阀的缸设备。
首先，参照图1A、图1B、及图2A描述夹具的结构。图1A是夹具的释放状态的视图。图1B是由在图1A中的箭头1B-1B指示的局部平面图。图2A是夹具的回路图。
夹具1具有液压双作用缸设备2，并且缸设备2的壳体3插入在在工作台架4的容纳孔5中。提供在壳体3的上部上的法兰3a由多个螺栓(未表示)固定到工作台架4的上表面上。在壳体3内，形成竖直延伸的缸孔9。在插入在缸孔9的活塞10的下面，形成释放腔(第一流体致动腔)11，并且在活塞10上方形成锁定腔(第二流体致动腔)12。臂15固定到从活塞10竖直伸出的夹具杆14的上部上，并且已知旋转机构(未表示)接合到夹具杆14的下半部上。
上述旋转夹具按如下方式操作。
为了夹持放到工作台架4的上表面上的工件(未表示)，在图1A的释放状态下，释放腔11中的压力油经第一致动端口A1、第一供给和排放通道21、第一压力端口P1、工作台架4内的油道17排放到外部，并且作为压力源的压力油经工作台架4内的另一条油道(未表示)、第二压力端口P2、第二供给和排放通道22、及第二致动端口A2供给到锁定腔12，以降低活塞10。然后，夹具杆14(和臂15)降低，同时在水平面内通过旋转机构(未表示)转动，并且随后被驱动以直线向下运动。
为了把在上述锁定状态下的夹具1切换到释放状态，锁定腔12中的压力油被排放，并且压力油供给到释放腔11中。由此，在降低位置处的夹具杆14(和臂15)被驱动以向上直线运动，并且随后返回以在转动的同时上升。
连通地连接到第一供给和排放通道21上的第一安装孔31在法兰3a的外表面开口，并且连通地连接到第二供给和排放通道22上的第二安装孔32在法兰3a的外表面开口。出口节流流量控制阀35可拆除地附加到第一安装孔31上，并且油塞36可拆除地附加到第二安装孔32上。油塞36，尽管未表示其详细结构，但构造成保证在第二供给和排放通道22中的压力油的供给和排放，并且防止在第二供给和排放通道22中的压力油通过第二安装孔32泄漏到外部。
基于图2B的剖视图参照图1A至图2A，描述出口节流流量控制阀35的详细结构。
第一供给和排放通道21的一个端部(在第一致动端口A1侧上的端部)在第一安装孔31的底部壁31a(孔的底部表面)偏心地开口。第一供给和排放通道21的另一个端部(在第一压力端口P1侧上的端部)倾斜地在第一安装孔31的周缘壁31b(孔的周缘表面)开口。
出口节流流量控制阀35的圆筒形外壳40的筒部分40a旋拧在第一安装孔31中，并且使筒部分40a的左端部分(前端部分)与底部壁31a相接触。接触部分隔离第一致动端口A1和第一压力端口P1。使在外壳40的右端上的头部40b经密封件41与法兰3a的外表面相接触。
在外壳40内，按顺序形成待连通地连接到第一致动端口A1上的出口节流进口43、阀腔44、用来容纳轴向可前进和后退的调节杆45的杆腔46、及连通地连接到第一压力端口P1上的出口节流出口47。
详细地说，螺栓形保持器(外壳端壁)51拧在外壳40的筒部分40a的左部分内，并且止回球(止回部件)52插入在保持器51内形成的阀腔44中。止回阀座53形成在阀腔44的周缘壁44a的内周缘表面上，并且由弹簧(弹性部件)54使止回球52与止回阀座53相接触。
阀腔44和杆腔46大体同心地布置，以螺栓形状形成的调节杆45与杆腔46的周缘壁旋拧在一起从而可以前进和后退，并且由密封垫56气密地密封。在调节杆45的右端部分中，形成其中插入六角板手(未表示)的调节孔56，并且拧入锁定螺母58。
此外，节流阀座59提供在调节杆45的左端部分(前端部分)的中心处。节流阀座59的阀座孔经在调节杆45的前端部分内的连通通道60连通地连接到出口节流出口47上。
通过根据螺旋啮合而在轴向方向上使调节杆45前进和后退，使节流阀座59相对于止回球52运动，并由此，调节止回球52与节流阀座59之间形成的节流间隙G。
即，出口节流流量控制阀35的阀元件包括止回球52、止回阀座53、及节流阀座59等等。
出口节流流量控制阀35如图2A和2B中所示按如下方式操作。
为了排放第一致动端口A1中的压力油以便释放到第一压力端口P1，第一致动端口A1中的压力油按顺序经出口节流进口43、保持器51的周缘槽62和连通孔63、节流间隙G、调节杆45的连通通道60、出口节流出口47、及外壳40的筒部分40a的周缘槽64排放到第一压力端口P1。排放的压力油在通过节流间隙G期间施加有巨大流动阻力，从而它以低速度排放。
另一方面，为了把压力油从第一压力端口P1供给到第一致动端口A1，第一压力端口P1中的压力油穿过筒部分40a的周缘槽64和出口节流出口47供给到连通通道60，并且由于其压力，止回球52与止回阀座53分离。由此，供给到连通通道60中的压力油穿过止回阀座53的内部、阀腔44的内部、及出口节流进口43顺畅地供给到第一致动端口A1，并且穿过止回阀座53的外周缘空间、周缘槽62、及出口节流进口43顺畅地供给到第一致动端口A1。
上述的第一实施例可以按如下被改变。
第一供给和排放通道21的一个端部(在第一致动端口A1侧上的端部)对于第一安装孔31偏心地布置，然而代之以这样，它也可与第一安装孔31同心地布置。第一供给和排放通道21的另一端部(在第一压力端口P1侧上的端部)在第一安装孔31的周缘表面倾斜地开口，然而代之以这样，它也可与第一安装孔31以直角相交。
优选的是，使圆筒形外壳40的筒部分40a的左端部分(前端部分)与第一安装孔31的底部壁31a紧紧地接触，然而代之以这样，也可允许所述左端接近(靠近)底部壁31a而在它们之间留有小间隙。即，第一致动端口A1和第一压力端口P1都由筒部分40a完全隔开不是不可或缺的要求，可以允许在它们之间存在些许的泄漏。也允许的是，代之以图示的筒部分40a，使保持器51的左端表面与第一安装孔31的底部壁31a相接触，或者接近第一安装孔31的底部壁31a。
节流间隙G形成在止回球52与节流阀座59之间，然而代之以这样或在此基础上，也有可能的是，节流间隙G形成在阀腔44的周缘壁44a的右端表面(止回阀座53的右端表面)与节流阀座59之间。
图3A和图3B表示本发明的第二实施例。图3A是类似于图2A的视图，并且图3B是类似于图2B的视图。
这个第二实施例与第一实施例的不同之处在于如下几点。
对于在图1B中的第一安装孔31，附加油塞36，而不是出口节流流量控制阀35。另外，如图3A和图3B中所示，进口节流流量控制阀68附加到第二安装孔32上。
第二供给和排放通道22的一端(在第二致动端口A2侧上的一端)在第二安装孔32的底部壁32a(孔的底部表面)偏心地开口。第二供给和排放通道22的另一端(在第二压力端口P2侧上的一端)在第二安装孔32的周缘壁32b(孔的周缘表面)倾斜地开口。
进口节流流量控制阀68的圆筒形外壳70的筒部分70a旋拧在第二安装孔32中，并且使筒部分70a的左端部分(前端部分)与第二安装孔32的底部壁32a相接触。接触部分隔离第二致动端口A2和第二压力端口P2。使在外壳70的右端上的头部70b经密封件71与法兰3a的外表面相接触。
在外壳70内，按顺序形成进口节流进口73、用来容纳在轴向方向上可前进和后退的调节杆75的杆腔76、与杆腔76大体同心布置的节流阀座89、及进口节流出口77。
详细地说，螺栓形保持器(外壳端壁)81旋拧在外壳70的筒部分70a的左部分内，并且在保持器81的右端的中心处，形成节流阀座89。节流阀座89的阀座孔经保持器81内的连通通道90连通地连接到进口节流出口77上。
节流阀座89和杆腔76彼此大体同心地布置，以螺栓形状形成的调节杆75与杆腔76的周缘壁拧在一起从而可以前进和后退，并且由密封垫86气密地密封。在调节杆75的右端部分中，形成其中插入六角板手(未表示)的调节孔87，并且拧入锁定螺母88。
此外，止回球(止回部件)82插入在调节杆75的左端部分(前端部分)内形成的阀腔74中。止回阀座83形成在阀腔74的周缘壁74a的内周缘表面上，并且由弹簧(弹性部件)84使止回球82与止回阀座83相接触。
通过根据螺旋啮合在轴向方向上使调节杆75前进和后退，使止回球82相对于节流阀座89运动，并由此，调节节流阀座89与止回球82之间形成的节流间隙G。
即，进口节流流量控制阀68的阀元件包括止回球82、止回阀座83、及节流阀座89等等。
进口节流流量控制阀68如图3A和3B中所示按如下方式操作。
当压力油从第二压力端口P2为了锁定供给到第二致动端口A2时，第二压力端口P2中的压力油按顺序穿过外壳70的筒部分70a的周缘槽94、进口节流进口73、止回阀座83的外周缘空间、节流间隙G、连通孔90、及进口节流出口77供给到第二致动端口A2。供给的压力油在通过节流间隙G期间施加有巨大流动阻力，从而它以低速度供给到第二致动端口A2。
另一方面，当第二致动端口A2中的压力油排放到第二压力端口P2时，第二致动端口A2中的压力油穿过进口节流出口77排放到保持器81的连通孔90，并且由于其压力，止回球82与止回阀座83分离。由此，连通孔90中的压力油穿过阀腔74的内部、调节杆75的连通孔93、进口节流进口73、及周缘槽94顺畅地排放到第二压力端口P2，并且穿过止回阀座83的外周缘空间、进口节流进口73、及周缘槽94顺畅地排放到第二压力端口P2。
第二实施例可以按如下方式被改变。
第二供给和排放通道22的一个端部(在第二致动端口A2侧上的端部)对于第二安装孔32偏心地布置，然而代之以这样，它也可与第二安装孔32同心地布置。第二供给和排放通道22的另一端部(在第二压力端口P2侧上的端部)在第二安装孔32的周缘表面倾斜地开口，然而代之以这样，也可以允许它与第二安装孔32以直角相交。
优选地使圆筒形外壳70的筒部分70a的左端部分(前端部分)与第二安装孔32的底部壁32a紧紧接触，然而代之以这样，也可允许它接近(靠近)底部壁32a而在它们之间留有小间隙。即，第二致动端口A2和第二压力端口P2都由筒部分70a完全隔开不是不可或缺的要求，可以允许在它们之间存在些许的泄漏。也允许的是，代之以图示的筒部分70a，使保持器81的左端表面与第二安装孔32的底部壁32a相接触，或者接近第二安装孔32的底部壁32a。
节流间隙G形成在止回球82与节流阀座89之间，然而代之以这样或在此基础上，节流间隙G可形成在阀腔74的周缘壁74a的左端表面(止回阀座83的左端表面)与节流阀座89之间。
在工作台架4不具有油道17和另一条油道(未表示)的情况下，夹具1按如下方式使用。
对于第一安装孔31，代之以出口节流流量控制阀35，连接用来供给和排放压力油的外部管。对于第二安装孔32，代之以进口节流流量控制阀68，连接另一根外部管。
即，安装孔31和32的阴螺纹部分通常用来附加流量控制阀和用于对于外部管的连接，并由此，可使夹具1标准化。
图4A、图4B、及图4C是类似于图2B或图3B的局部视图，分别表示本发明的典型变化。在这些典型变化中，与图2B或图3B类似的部件附加有相同的附图标记。
图4A的第一典型变化表示与图2B类似的出口节流流量控制阀35。阀腔44包括杆腔46的左部分上形成的第一阀腔部分97、和保持器51内倾斜地形成的第二阀腔部分98。根据这种构造，通过在轴向方向上使调节杆45前进和后退，允许止回球52变得与提供在杆45上的节流阀座59偏心，从而可调节部件59与52之间的节流间隙G。
图4B的第二典型变化表示与图3B类似的进口节流流量控制阀68。阀腔74包括杆腔76的左部分上形成的第一阀腔部分97、和调节杆75的左部分(前端部分)上倾斜形成的第二阀腔部分98。根据这种构造，通过在轴向方向上使调节杆75前进和后退，以与图4A中相同的方式，允许止回球82变得与节流阀座89偏心，从而可调节部件89与82之间的节流间隙G。
根据图4C的第三典型变化，在图4B中，阀腔74与调节杆75同心地形成，并且后退槽99形成在阀腔74的周缘壁74a的左端部分(前端部分)处。在周缘壁74a的内周缘的前端上，形成锥形表面100。通过在轴向方向上使调节杆75前进和后退，类似于图4B，允许止回球82变得与节流阀座89偏心，从而可调节部件89与82之间的节流间隙G。
上述实施例和典型变化可以按如下方式进一步改变。
止回球52和82可以变成另一种形状，如提升阀形状或针形状。弹簧54和84可用橡胶等代替。
夹具1可以是单作用弹簧返回类型，而不是例示的液压双作用类型，并且工作流体可以是气体，如压缩空气而不是诸如压力油之类的液体。当然，夹具1不限于图示的旋转类型结构。代之以附加到夹具1的缸设备2上，本发明的流量控制阀也可附加到用途不同于夹具的缸设备上。

Claims (3)

1.一种具有流量控制阀的缸设备，其中
在缸设备的壳体(3)中，流体致动腔(11、12)经致动端口(A1、A2)和供给和排放通道(21、22)连通地连接到压力端口(P1、P2)上，
提供在壳体(3)的外表面开口的安装孔(31、32)，供给和排放通道(21、22)的一个端部在安装孔(31、32)的底部表面开口，并且供给和排放通道(21、22)的另一个端部在安装孔(31、32)的周缘表面开口，
圆筒形外壳(40、70)安装到安装孔(31、32)上，使圆筒形外壳(40、70)的前端部分与安装孔(31、32)的底部壁(31a、32a)相接触，或者使其接近安装孔(31、32)的底部壁(31a、32a)，并由此，隔开致动端口(A1、A2)和压力端口(P1、P2)，
流量控制阀(35、68)的阀元件(52、53、及59)(82、83、及89)布置在圆筒形外壳(40、70)内，从而致动端口(A1、A2)和压力端口(P1、P2)能够经阀元件彼此连通地连接。
2.根据权利要求1所述的具有流量控制阀的缸设备，其中
圆筒形外壳(40、70)的筒部分(40a、70a)旋拧到安装孔(31、32)中。
3.根据权利要求1或2所述的具有流量控制阀的缸设备，其中
所述阀元件包括止回部件(52、82)、止回阀座(53、83)和节流阀座(59、89)。
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