CN102221032B - 具有压力释放控制的液压连接组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于连接一个或多个液压管路的液压连接组件，该液压连接组件包括一体式主体(A)，该一体式主体(A)包围一个或多个液压管路(2，3)和连接到所述液压管路(2，3)的至少一个排出管路(4)。为了允许在拆开之前释放流体压力和缓解来自用具管路的压力或为了允许有助于操作者连接加压管路的操作，根据本发明的组件还包括至少一个联接器(5，6)，该联接器(5，6)设置有适于致动管路减压装置(10b，11a)的轴向可移动的元件(11，15)。根据本发明的连接组件允许降低生产成本和时间，以及当啮合加压管路时相当地减小操作者必须施加的力。

Description

具有压力释放控制的液压连接组件

技术领域

本发明涉及装备有压力释放装置的液压连接组件。

背景技术

从现有技术已知适合于将操作机械(operatingmachine)的机载(onboard)液压回路连接到可移动的液压装备的液压回路的液压组件。使用这些液压连接组件的示例是用于运土的机械例如挖掘机或类似物，该机械设置有用于致动机械构件的机载液压回路并且通过利用柔性管和速接联接器(quickcoupling)连接到液压机载回路，而通常具有将所述机载回路连接到可移动的液压装备(诸如例如风钻、切削刀具和相似的用具(tool))的可能性。

然而，用具液压连接到机械具有缺点。第一缺点涉及当拆开装备时机载液压系统仍然处于压力下。

这需要当用具在使用之后被拆开并被储存时用具回路充满流体。

如果，如日常发生的，使用后的装备被留在建筑现场，通常暴露于太阳或在所有情况下遭受可以决定用具的液压回路中的内部温度的增加以及因此压力的增大的元件的作用，那么用具的仍然充满流体的液压回路是危险源。该压力在用具中增大，除了由于本身压力可以损坏装备自身的危险外，压力还是不利的并且因此应该避免，因为压力将使用者必须施加以将用具连回到机械的力显著地增大到使得它有时不能克服的程度。通常，如所提到的，借助于一个或多个速接联接器来实现这样的连接，这需要操作者通过使压力在轴向方向移动来将用具管路的半联接器连接到连接组件设置在机械上的相应的半联接器。这样在用具中存在的加压流体会要求数十公斤的接合力，这对使用者来说太高而不能建立连接。

由于该原因，在市场上已知包含管路上的减压装置(decompressionmeans)的连接组件，以便消除这些缺点。

国际专利申请WO2008/012293提供了从现有技术已知的类型的这些系统的示例，该申请示出了液压连接组件，该组件包括一件式主体(one-piecebody)和可连接到排出管路的辅助的压力释放设备，该一件式主体在外部附接到操作机械并设置有可连接到机械的液压回路的压力管路的液压联接器，用于供给可移动的装备。当被连接到液压组件时，辅助的释放设备被置于回路的压力供给管路和排出管路之间并且包括设置有由操作者手动致动的孔口控制的排气阀(exhaustvalve)，以释放来自机械管路中的压力。

排放阀是滑动式活塞类型并且压力释放控制包括杆杠，杠杆可被使用者在静止位置(restingposition)和工作位置之间移动。

使从现有技术已知的类型的此解决方案困扰的缺点在于使用者必须手动致动压力释放控制来释放来自回路内部的压力，并且因此，当拆开装备以释放来自装备的液压回路的压力时，操作者必须记得实施该操作。

从现有技术已知的该设备的另外的缺点是其结构复杂性，这导致液压组件的高生产成本。

尤其，设备的结构的复杂性和存在于速接联接器的含铸铁区段内部的多个管限制了最大的流体压力值。实际上，整体组件的紧密性是有限的，因为加压流体被迫使在存在于铸铁主体中的穿过式开口(throughport)内流动。

从现有技术已知的用于建立操作机械的机载回路和仪器之间的液压连接的另外的解决方案包括使用设置有能够作为压力释放设备的可移动的元件的速接联接器，从而达到压力释放设备的高自动化程度，该压力释放设备不是由操作者干涉单独定位的控制设备而手动致动，而相反是包括在联接器自身中，从而由操作者利用与用于啮合和分开的步骤相同的轴向推力来自动致动。

在同一申请者的专利EP1179701中公开了这样的技术解决方案的示例，在该专利中，描述和要求了适合于被插入在国际专利申请WO2008/012293中所示的类型的铸铁区段的液压联接器，其包括设置有减压阀的可移动的元件，当所述元件经操作者的轴向推力而到达行程末端位置时，该减压阀是开着的，这有意地延长了用于致动减压设备的啮合动作。

这样的技术解决方案留有一些未解决的缺点，即使相比于申请WO2008/012293的教导它通过将这样的减压设备并入联接器中来相当地简化了减压设备，并且因此借助于相同的啮合连接的操作而得到允许致动减压的另外的优点。

这些缺点之一包括制造可移动的元件特别地减压阀的困难性，由于减压阀的小尺寸其需要用手装配。因此对于手动装配非常小的零件的需要损失了生产成本。

使具有所列举的类型的减压设备的连接组件困扰的另外的缺点在于包括高的力，操作者必须施加该高的力以在存在残留的内压力下建立用具的液压管路到连接组件的联接器的连接，以及使它们减压。如将在下面更详细地描述，图1和图2分别示出插入最接近于本发明的目的的现有技术的设备的一体式主体(one-blockbody)A的速接联接器100和速接联接器200。如明显的，联接器的可移动的元件可以相对于由铸铁制成的一体式主体A轴向移动，并且可移动的元件的最外面部分接触着所述一体式主体A的内部部分而滑动，设置一个或多个密封件101、201以确保联接器和一体式主体A之间的流体紧密性。由于一体式主体A的铸铁的孔隙率，密封件101和密封件201的滑动摩擦系数非常高，并且这导致减压管路所需要的高的力值，并且经过许多恶性的循环后，导致密封件自身的耗损，耗损可导致液压紧密性逐渐减小，随之需要替换整个设备或至少整个联接器。

为了试图减少这些缺点，在电镀工艺后，使一体式组件A经受内表面的抛光，以便减小其孔隙率且因此减小密封件的摩擦系数。需要继续进行该另外的表面机械加工意味着增加生产成本以及增加生产时间。实际上，在一体式主体已经历电镀后，其必须返回到机床工作台以抛光内表面。除了导致显著地增加生产成本外，电镀后的抛光工艺还因此延长用于制造设备的时间。

尤其，已遗憾地发现即使极度谨慎地处理并采取必要的质量措施来监测生产过程，抛光通常也不会考虑结构的要求，结果不幸的是一些设备在啮合所需要的力方面不满足产品规格。因此特别感觉需要提供允许克服使现有技术的已知类型的设备受到困扰的缺点的一体式类型的液压连接组件。

发明内容

因此本发明的主要任务是提供用于将用具的液压管路连接到液压回路的液压组件，在回路中的流体压力相同的情况下，该组件允许减小操作者必须施加以减压管路的力。

在该任务的范围内，本发明的目的是提供具有较大的结构简易性的液压连接组件，其允许自身增加可靠性并减少成本和生产时间。

本发明的另外的目的是提供液压组件，该液压组件允许减少生产工艺操作的必要次数，特别地通过完全消除抛光内表面的步骤而简化了机加工和处理由铸铁制造的一体式组件的步骤，从而还在该情况下获得降低生产成本和加快生产工艺方面的双重优点。

本发明的非最后的目的是提供具有更高的工作压力和爆破压力的液压组件，从而提升设备的安全标准。

而且，本发明的目的是提供适于连接不同尺寸的联接器的液压组件。

通过用于连接一个或多个液压管路的液压连接组件实现该任务和这些目的以及其他目的，这将在下面更加详细地解释，该液压连接组件包括整体式主体(mono-blockbody)，该整体式主体包围一个或多个液压管路和连接到所述液压管路的至少一个排出管路，该液压连接组件还包括所述液压管路中的至少一个上的联接器，该联接器设置有适于致动所述管路减压装置的轴向可移动的元件，其特征在于：所述减压装置包括至少一个密封构件和至少一个或多个凹处(niche)，该密封构件被置于所述可移动的元件上并且适合于对所述联接器的固定构件液压地密封所述可移动的元件，该凹处存在于联接器的所述固定构件上，使得所述元件在第一工作位置和第二减压位置之间是可移动的，在第一工作位置中，所述密封构件对所述固定构件液压地密封，在第二减压位置中，所述密封构件被置于一个或多个凹处，使得不再液压密封，而允许流体移动到所述排出管路。

附图说明

通过以非限制性示例提供的且在附图中示出的以下详细描述，本发明的另外的特征和优点将更明显，其中：

图1示出了属于从最接近于本发明的目的的现有技术所知的类型的设备的第一联接器的局部截面侧视图；

图2示出了属于从最接近于本发明的目的的现有技术所知的类型的第二联接器的局部截面侧视图；

图3示出了沿根据本发明的液压组件的纵向平面取的截面、侧视装配图；

图4示出了图3的联接器的细节；

图5示出了图3中的在第一工作位置中的联接器，其中管路中的穿过联接器的流体可被加压；

图6示出了图5中的在第二减压位置中的联接器的相同放大部分，在其中，流体自由地从轴向的液压管路转到减压管路。

具体实施方式

根据本发明的在所提到的附图中以非限制性示例的方式示出的优选实施方式，根据本发明的液压组件1包括一体式主体A，在该一体式主体A中通常容纳至少两个联接器。

实际上，根据本发明的液压组件旨在将用具的液压管路连接到操作机械的机载液压回路，例如，并从而通常提供供给或输送管路2和回流管路3。限定在一体式主体A内部的液压输送管路2和回流管路3分别与速接联接器5和速接联接器6相关联，用于连接用具的液压管路，未在图中示出。

分别通过一体式主体A的内部开口2a和3a，连接1的输送管路2和回流管路3被连接到液压回路的排出管路4。

当输送管路2和回流管路3连接到操作机械的机载液压回路的各自的压力管路时，例如，排出管路4连接到用于储藏回路中的液体的容器。

通过速接联接器5和速接联接器6，液压管路2和液压管路3可以连接到如所提到的用具(即在待被连接到操作机械的装备的情况下的液压装备)的液压管路。

根据本发明的液压组件还包括用于释放液压压力的装置。特别地，所述液压压力释放装置被包括在所述联接器5和联接器6的每个中，使得操作者可以独立地释放来自供给管路2的压力和/或进入回流管路3的压力，即通过操作设置在两个管路中的每个上的所提到的释放装置。

现转到液压管路的连接的联接器5和连接的联接器6的详细描述，注意到可移动的元件的结构和两个联接器的在一体式主体A内的接合段的结构基本上相同，而两个阳性联接器5和阴性联接器6不同处仅是用于物理连接到用具的管路的从一体式主体A凸出的段(portion)。

借助于该基本上对称的两个联接器，将具体参考图4的放大部分来描述它们，图4更详细地示出了两个联接器中的一个。

因此，具体参考图4，根据本发明的连接组件的联接器中的每个包括接合器(adapter)10，接合器10具有实质上中空的圆柱形形状，且轴向地限定液压回流管路3，该接合器10在与其同轴的液压管路处与所述一体式组件A的下部分稳固地相关联，例如通过用螺钉固定。一体式组件的后部分指相对于前部分的部分，前部分是用于连接到用具的联接器从其凸出的部分。

每个联接器还包括后体(rearbody)11，后体11与所述接合器10滑动地相关联。特别地，接合器10具有实质上轴向的内部开口，在该内部开口中接收所述后体11、螺旋弹簧12，该螺旋弹簧12在所述后体11和具体设置在所述接合器的内部开口处的定位器之间活动并且能够产生阻挡两个元件相互接近的力，即能够产生阻挡后体11在接合器10内的穿插(interpenetration)的力。

因为后体11部分插入接合器10并且随其滑动地相关联，所以通常存在接合器10的外围地围绕后体11的段10a，段10a同样为实质上圆柱形的并且装备有用于流体穿过的轴向的开口。在接合器10的所述段10a的内表面上存在一个或多个槽10b，该一个或多个槽10b因此面向所述后体11的外表面。

后体11属于联接器的可移动的元件，因为后体11在第一位置和第二位置之间是轴向可移动的，如在下面更详细地描述。当操作者决定在轴向方向手动推联接器时，通过存在的螺旋弹簧12来抵制后体11朝向接合器10的运动，尽管其可以被推向朝向一体式主体A的后部分，因此压缩弹簧12。

实际上，所述后体11被环形螺母13轴向限制，环形螺母13稳固地连接到所述一体式主体A的前部分，与液压管路3同轴。根据在附图中示出的优选方式，环形螺母13被螺纹固定到一体式主体A。

密封构件11a设置在体11的后部上，该密封构件11a能够径向向外凸出以便对接合器10的末端段10a的内表面液压密封，该体11的后部啮合在接合器10的内部。

所述密封构件11a优选由用聚氨基甲酸酯或相似材料制成的环形密封件组成，具有适当成形的轮廓，带具有使密封最优化且使摩擦最小化的尖端的密封区。

所述密封构件11a被保持在通过存在的金属环形物而在后体11的外表面上适当获得的座(seat)中，其在其外壳内部限制密封件本身。还由耦合在密封件和其的座之间的形状来确保密封件在其座中的稳定性。

环形螺母13还轴向地对称于联接器的纵轴并具有用于轴向驱动内体(innerbody)15的内直径。此外，带螺纹的环形螺母具有实质上圆柱形的段13a，段13a旨在外围地包封后体11，后体11因此相对于环形螺母13滑动。通过存在的密封元件14，代表性地O-环且通过特殊的防凸出环(anti-extrusionring)14a来确保在后体11的外表面和环形螺母13的段13a的内表面之间的液压密封。

简言之，后体11是轴向可移动的，通过后面接触接合器10且通过前面接触环形螺母13使其运动受限制。

另外的元件，即内体15，完成一体式元件A内的接合部分。内体15被同轴地安装到其他元件，被插入环形螺母13的内部并且利用段15a部分地穿插所述后体11。因此内体15被稳固地连接到后体11，例如通过螺钉固定。

通过密封构件16，代表性地O-环且通过特殊的防凸出环16a来确保在内体15的外表面和环形螺母13的内表面之间的液压密封。在图6更详细地示出的适合于建立内体15的内部开口和流体储藏腔17a之间的相通的实质上径向的连接管17被设置在内体15的外围壁(peripheralwall)处。所述腔17a由内体15、环形螺母13和后体11限定，同样通过密封构件14且通过特殊的防凸出环14a来确保防止流体分散的液压密封。

现将具体参考图5和图6，描述根据本发明的联接器组件的操作，图5和图6分别示出了在第一工作位置和第二压力释放位置中的联接器的可移动的元件。

当基本由后体11和内体15组成的可移动的元件在图5的工作位置中时，供给组件的液压管路3将操作机械的液压供给回路放置成与可能的用具相通。而且如果没有用具连接到供给组件的联接器6，则可移动的元件在图5所示的位置中。

当管路需要被减压时，操作者仅需要在轴向方向将另外的压力施加到联接器，导致内体15的超程(overtravel)，内体15转而将后体11推向一体式主体A的后区域，直至可移动的元件处于图6所示的配置中，在图6中可移动的元件到达其行程终止位置。

当可移动的元件移动以到达图6的行程终止位置时，聚氨基甲酸酯密封构件11a在接合器10的末段10a内部滑过几毫米，再次确保液压密封，直至所述密封件11a到达在所述接合器10的内表面上存在的凹处或减压槽10b。

此时，再参考图6，密封件11a处于凹处10b并且因此不再确保对接合器10液压密封。因此来自管路3的加压流体可流向在密封件11a和减压凹处10b之间产生的穿过式开口，从而到达释放管路3a，并穿过后面的排出管路4。因此加压流体通过排出管路释放，并且因此在管路中，在该情况下为回流管路3中减小了压力。

如所提到的，借助于存在的连接管17允许可移动的元件的平移，当可移动的元件从静止位置移动到减压位置时，连接管17允许不可压缩的流体，代表性的油，流出到储藏腔17a。相似地，在相反方向的平移运动期间，该相反方向的平移运动使可移动的设备从减压位置恢复到工作位置，且因此恢复密封件11a的密封，流体被储藏腔17a通过连接管17收回到联接器内部。

在输送管路2上的联接器5的操作与参照回流管路3的联接器5所示出的一样。

此外，根据本发明的联接器组件允许可互换的并且符合标准ISO16028的阳性联接器5和阴性联接器6关联到不同直径的用具的液压管路，因此包括与一体式主体A相关的合适的接合器。

根据本发明主题的连接组件包括用于减压管路从而保持极其简单结构的装置。特别地，使用既不需要手动装配且从工程观点看也不特别复杂的装置来实现流体的减压。

此外，具体参考图4、图5和图6，注意到可移动的元件的部件基本由没有接触一体式主体A的内体15和后体11组成。因此，在根据本发明的连接组件中，不存在接触一体式主体A的铸铁结构的可移动的部件，从而得到多个优点。

如所提到的，第一优点涉及生产时间和生产成本的降低，因为一体式主体的内表面不再需要表面磨光，尤其是抛光，而表面磨光却在现有技术的已知的解决方案中减小了材料孔隙率，以便减少摩擦同时增加与一体式主体接触着滑动的密封构件的平均寿命。

通过减小操作者必须施加以减压管路的推力实际给予了另外的优点。

实际上，在根据本发明的组件中，精确地借助于轴向可移动的并且部分接触着接合器10、部分接触着环形螺母13而滑动的后体11，尽管其他可移动的元件(内体15)接触着所述环形螺母13而滑动，但是不存在接触着一体式主体A而滑动的可移动的元件。

由于包括减压装置的联接器的特殊结构，所以实现显著地减小了啮合和减压所需要的力的值。为了提供参考数据，当操作者利用图1和图2所示的从现有技术已知的类型的设备需要施加约450N的轴向压力时，其中残留流体压力为25MPa，而在联接器和管路的直径相同的情况下以及流体的残留压力相同的情况下，利用根据本发明的连接组件需要270N，在减少操作者疲劳方面具有相当大优点。

再一次，加压流体不接触到一体式主体A，并且以根据本发明的连接组件的联接器为特征的一般结构的简单性允许在更高的流体工作压力下工作，从已知类型设备的25MPa转变到根据本发明的连接组件的35MPa以上。

已经示出根据本发明的液压连接组件如何允许克服由从现有技术已知的类型的设备未解决而留下的缺点。

特别地，已经示出根据本发明的液压组件如何允许操作者通过施加非常小的力来连接液压管路和可能地减压液压管路，而管路中的流体压力是相同的。

此外，根据本发明的液压组件是非常有成本效益的并且实施简单，从而尤其允许避免手动装配部件的繁重且分散的步骤，并且不再必须进行磨光铸铁一体式主体的内表面的最后操作。

再一次，根据本发明的液压单元所需要的制造时间比制造从现有技术已知的类型的设备所需要的制造时间短，主要因为在电镀后不再需要在机床上机加工的另外的步骤。

本领域技术人员可做出许多改变，而不偏离本发明的保护范围。

因此，本权利要求的保护范围不应被通过示例所描述的实例或优选实施方式所限制，相反本权利要求应该包括从本发明推论的可取得专利的新颖性的所有特征，包括将被本领域技术人员所视作等同物的所有特征。

Claims (8)

1.一种用于连接多个液压管路的液压连接组件，所述液压连接组件包括一件式主体(A)，所述一件式主体(A)包围多个液压管路(2，3)和通过管(2a，3a)连接到所述液压管路(2，3)的至少一个排出管路(4)，所述液压连接组件还包括在所述液压管路(2，3)中的至少一个上的联接器(5，6)，所述联接器设置有轴向地可移动的元件(11，15)，所述可移动的元件(11，15)相对于所述一件式主体(A)轴向地可移动且适于致动减压装置(10b，11a)以使所述液压管路(2，3)减压，其特征在于：

所述减压装置包括至少一个密封构件和至少一个或多个凹处，所述密封构件定位在所述可移动的元件上并且适于对所述联接器的相对于所述一件式主体(A)固定的固定构件(10)液压地密封所述可移动的元件，所述至少一个或多个凹处存在于所述联接器的所述固定构件(10)上，使得所述可移动的元件(11，15)在第一工作位置和第二减压位置之间是可移动的，在所述第一工作位置中，所述密封构件对所述固定构件(10)液压地密封，在所述第二减压位置中，所述密封构件定位在所述一个或多个凹处处，使得不再液压密封，而允许流体穿过所述排出管路(4)，

并且所述联接器(5，6)的所述固定构件(10)由具有实质上中空的圆柱形形状的接合器组成，所述接合器被所述液压管路(2，3)轴向地穿过，所述联接器放置在所述液压管路(2，3)上，所述接合器与所述一件式主体(A)的后部分相关联并且包括末端段(10a)，在所述末端段(10a)上存在面向所述密封构件的所述一个或多个凹处，

并且所述可移动的元件(11，15)包括实质上中空的圆柱形的后体，所述后体与所述固定构件(10)滑动地相关联并且部分地插入所述固定构件(10)，螺旋弹簧(12)还被设置在所述固定构件(10)和所述后体之间以便阻挡所述后体在所述固定构件(10)内的穿插。

2.根据权利要求1所述的液压连接组件，其特征在于：所述可移动的元件(11，15)还包括内体，所述内体被同轴地安装到所述后体并稳固地与其相关联，并被插入环形螺母(13)并具有插入所述后体的段(15a)。

3.根据权利要求2所述的液压连接组件，其特征在于：所述后体由于所述环形螺母(13)的存在而在轴向上受到限制，所述环形螺母(13)稳固地连接到所述一件式主体(A)的前部分，且与所述液压管路同轴，所述环形螺母(13)具有实质上圆柱形的段(13a)，所述实质上圆柱形的段(13a)外围地包封所述后体，因此所述后体相对于所述环形螺母(13)滑动。

4.根据权利要求3所述的液压连接组件，其特征在于：所述密封构件由实质上环形的密封件组成。

5.根据权利要求4所述的液压连接组件，其特征在于：所述密封件由聚氨基甲酸酯制成。

6.根据权利要求5所述的液压连接组件，其特征在于：所述密封件具有横截面轮廓，所述横截面轮廓在密封区中具有至少一个尖端，而基底区是圆形的。

7.根据权利要求6所述的液压连接组件，其特征在于：所述可移动的元件(11，15)是轴向可移动的，所述可移动的元件(11，15)的轴向移动在后面通过紧靠所述接合器来限制并且在前面通过紧靠所述环形螺母(13)来限制，所述可移动的元件(11，15)的外表面抵着所述环形螺母(13)的内表面滑动。

8.根据权利要求7所述的液压连接组件，其特征在于：所述液压连接组件还包括连接管(17)，当所述可移动的元件(11，15)轴向缩进时，所述连接管(17)允许加压流体从所述液压管路移动到储藏腔(17a)，并且当所述可移动的元件(11，15)向前移动时，所述连接管(17)允许油从所述储藏腔(17a)流回所述液压管路。