CN102996543A - 具有由螺旋弹簧固定的环形过滤元件的液压阀 - Google Patents

Abstract

一种液压阀具有其中包括纵向孔的主体。环形槽形成在该纵向孔内并且具有周向表面，流体端口穿过该周向表面而开口。具有多个贯穿孔的过滤带位于邻接该周向表面的环形槽内。螺旋弹簧具有间隔开的盘旋结构，这些盘旋结构接合该过滤带并施加向外的径向力，该径向力使该过滤带固定在该孔凹槽的周向表面上。例如阀芯的阀元件滑动容纳在该纵向孔内来控制经过该流体端口的流体流量。

Description

具有由螺旋弹簧固定的环形过滤元件的液压阀

技术领域

本发明涉及一种液压阀，尤其涉及一种滑阀，该滑阀具有用于流过该阀的流体的整体式过滤器。

背景技术

许多机器都具有由液压致动器操作的可移动元件。例如，内燃机具有一凸轮轴，该凸轮轴机械联接，从而随该曲柄轴转动并且启闭气缸进气阀和排气阀。传统上，将凸轮轴定时固定在对于所有发动机工作条件都产生最佳操作的设定上。然而，已经认识到的是，如果阀门定时根据发动机转速、发动机负荷及其他因素而变化，发动机性能可以得到改进。因此液压致动器被用于某些发动机上从而改变凸轮轴和曲柄轴的联接关系。电磁阀控制高压流体的施加从而操作该液压致动器。

随着时间流逝，流过机器的液压流体会携带小颗粒，例如来自发动机部件的金属碎片。那些颗粒会堵塞阀中的孔或者会卡住以致于阻碍阀部件的运动。颗粒还对该液压系统中其他元件的操作产生负面影响。某些已有的阀结合有筛网来防止小颗粒进入该阀。

发明内容

阀门装置包括具有纵向孔的主体，在该孔中形成有内部环形槽。该环形槽具有周向表面，流体端口经过这些表面而开口。具有多个贯通孔的过滤带邻接凹槽的周向表面。过滤带越过流体端口的开口伸入该环形槽。优选地，该过滤带成环形，并例如特别为被弯成端部重叠的圆柱形的材料带。

位于该凹槽内的螺旋弹簧将过滤带保持在周向表面上。该螺旋弹簧具有间隔开的盘旋结构，这些盘旋结构接合该过滤带并施加向外的径向力，使该过滤带保持与该周向表面相邻接。

举例来说，诸如阀芯的阀元件可滑动地容纳在该纵向孔内，从而控制通过该流体端口的流体流量。

在该阀门装置的一个实施例中，环形槽具有位于该周向表面相对侧上的两个侧面，并且该螺旋弹簧接合两个侧面。例如，该螺旋弹簧具有第一端以及相对的第二端，在该第一端处两个盘旋结构相互邻接而在该第二端出另一对盘旋结构相互邻接。弹簧的第一和第二端接合凹槽的两个侧面，因此弹簧跨过这些凹槽的整个宽度而延伸。

附图说明

图1是穿过电动液压阀的纵截面图，该电动液压阀中结合有根据本发明的过滤组件；

图2是沿图1中的线2-2穿过该阀的截面图；

图3是图1的放大部分，显示出输入端通向阀孔而开口的区域以及在该位置处的过滤组件；

图4图示出作为该过滤组件部件的过滤板；

图5显示出过滤板在插入该阀时弯成带状；和

图6显示出用来将该过滤带在该阀内部保持在位的固定弹簧。

具体实施方式

将在图1和2中所示的示例性电动液压阀10的情况内描述本发明，然而可以理解的是可以利用其他种类的阀实现本发明。该电动液压阀10具有在使用期间插入歧管24中的孔22内的管状阀体20。该管状阀体20具有纵向孔21，多个端口向着该纵向孔内部开口。歧管24中的供给通道26将高压流体从泵或其他来源传递到阀体20内的多个进口端口28。虽然图2中所示的示例性阀10具有六个进口端口28，但是可以设置其他数量的端口。每个进口端口28经内部周向表面27而在形成在阀体纵向孔21弯曲表面上的第一环形槽29内开口。该管状阀体20中的多个第一和第二工作端口30和32在纵向孔21和歧管通道34和36之间提供流体路径，该流体路径通向由该流体驱动的液压致动器。第一和第二工作端口30和32分别在纵向孔21的弯曲表面上开口于第二和第三环形槽31和33内。和进口端口一样，可有多个第一工作端口30和多个在孔21周围径向间隔开的第二工作端口32。在歧管孔22的内端，回流通道25与阀体内的出口端口35连通，以将流体传递回该液压系统的储液箱。

阀芯44形式的阀门元件可滑动地容纳在阀体20中的纵向孔21内并且具有外部环形切槽46。在该阀芯的选择性位置处，外部环形切槽46提供位于进口和出口端口28和35以及两个工作端口30和32之间、并由此位于相关的歧管通道之间的流体路径。在图1所示的阀芯行程的中间位置处，进口端口28由两个工作端口30和32闭合，而这两个工作端口则由阀芯44上的槽脊闭塞。中心通道48在相对端部47和49之间穿过阀芯44延伸并在向左的阀芯位置处提供第一工作端口30和出口端口35之间的路径。头部54从阀芯44的向外端49伸出并具有贯穿该头部的孔53。阀门弹簧50偏压阀芯44的内端而使之远离位于阀体20一端的喷嘴52，这一端设置有出口端口35。

该阀10还包括附接到该阀体20相对端的线性致动器51。该线性致动器51具有包容卷在非磁性线轴60上的电磁线圈58的金属外壳55。两个导磁极片64和66延伸到线轴60的相对端部并且都具有贯穿导磁极片的中心孔。致动器柱塞70可滑动地容纳在极片64，66的中心孔内，由此位于电磁线圈58的中心开口内。该致动器柱塞70包括铁磁材料的圆柱形衔铁72和固定在穿过该衔铁72的孔内的管状推动元件74。推动元件74从线性致动器51向外凸出并邻接阀芯44的头部54。

当将电流施加到电磁线圈58上时，产生朝向阀芯44来驱动该衔铁72和该推动元件74的电磁场。这个动作使阀芯克服阀门弹簧50的偏压力移动，由此滑入阀体20的纵向孔21内。例如，电磁线圈58可由脉宽调制(PWM)电信号驱动，该电信号具有以常规方式变化的工作循环，从而将阀芯44移动到阀体20内所需的不同位置。PWM信号通过连接器57而施加到线性致动器51上。

继续参考图1，分离的过滤器80位于阀体20的纵向孔21内的每个环形槽29、31和33中，以过滤流过进口端口28和第一和第二工作端口30和32的流体。尤其参考图4，每个过滤器80都包括薄(例如0.1mm厚)矩形金属带81，该金属带在其两个主要平面之间具有多个孔84。例如，可以采用标准的光刻刻蚀工艺来形成尺寸足够小的孔，以防止不希望的颗粒进入并且对阀10的操作产生负面影响。将带81弯成曲形，其第一端部86与第二端部88重叠，由此形成具体如图5所示的环形过滤带82。

如图1所示，分离的过滤带82通过螺旋状保持弹簧90而被固定在每个环形槽29，31，33的弯曲周向表面27上。一个保持弹簧90的细节示于图6中。螺旋弹簧的中心盘旋结构或匝是间隔开的，然而在螺旋的每一端上的两个盘旋结构94，96则彼此邻接，因而分别形成大体平面的端面97和98。使最外侧的盘旋结构闭合，这意味着形成弹簧的金属丝的端部99在靠近最外侧盘旋结构开始部分处接触金属丝，且不是如中心盘旋结构92那样间隔开。或者，每个平坦端面97，98可仅由一个闭合的盘旋结构形成。

另外参考图1，2和3，当保持弹簧90安装在环形槽29、31和33中的一个之内时，平坦端部接触位于凹槽周向表面27的相对侧上的环形侧壁95。因此，保持弹簧90跨越相应凹槽29、31或33的整个宽度延伸，并使有关过滤带82的边缘固定在周向表面27上。因此，相应进口端口28或者工作端口30或32在凹槽内的开口被过滤带82严密地盖住。由螺旋状保持弹簧90对过滤带82的约束抑制流体压力，并防止来自相应端口的流体流毁坏该过滤带并使该带离开周向表面27并打开过滤器80周围的流体路径。螺旋状保持弹簧90还防止压力和流量使过滤带82部分地从相应凹槽29、31或33移出并移入环形切槽46，该过滤带会在该环形切槽处干扰阀芯44的滑动。这种保持状态通过由螺旋状保持弹簧90的盘旋结构在过滤带82的整个宽度上均匀地施力来实现。与位于凹槽周向表面27相对侧上的环形侧壁95相接合的保持弹簧90的平坦端部防止该保持弹簧在该过滤带82的宽度上滑动。

在阀芯44放入纵向孔21之前，过滤器80一次一个地插入到阀体20内。对于那些操作可以采用漏斗状工具。该工具具有插入到该纵向孔21中的长管，使该管的开口端邻近放置有过滤器的特定凹槽29、31或33而定位。将圆柱形过滤带82插入到漏斗中并向内推到该工具的管内，从而使过滤带的直径缩小以使该带能够滑过该管。过滤带82最终被推出工具的端部并被推到纵向孔21中的凹槽内。此时，过滤带82的弹性使其在直径方向上扩展到凹槽内直到该带靠在弯曲周向表面27上。然后使用类似的操作来将保持弹簧90放在同一凹槽内。当保持弹簧90离开插入工具而在直径方向上扩展时，螺旋的每个盘旋结构的外部周向边缘对过滤带82施加向外的径向力，进一步将该带固定到凹槽的弯曲周向表面27上。安装好的保持弹簧90的平坦端部接合凹槽的相对环形侧壁95，以将弹簧中心定位在凹槽中。在该安装状态下，位于保持弹簧这些端部的邻靠盘旋结构94，96将过滤带82的边缘固定在凹槽的周向表面27上。那些固定力防止了相应端口中的压力使该带远离周向表面27而弯曲。

虽然已经在使用电动液压滑阀的情况内描述了本过滤带，应该理解的是，该过滤带可用在其他种类阀门上。此外，该阀可以具有更多或更少数量的端口以及位于阀体纵向孔内的凹槽。

上述描述主要是关于本发明的优选实施例。虽然对本发明范围内的各种替代方案予以一定关注，可以预料的是，本领域普通技术人员可能实现当前根据本发明实施例的公开内容显而易见的其他替代方案。因此，本发明的范围应由下述权利要求来限定而不是由上述公开内容限定的。

Claims (20)

1.一种液压阀，其包括：

阀体，所述阀体具有纵向孔，在所述纵向孔中形成有具有周向表面的环形槽，流体端口穿过所述周向表面而开口；

过滤带，所述过滤带具有多个贯穿所述过滤带的孔并与该周向表面邻接；

螺旋弹簧，所述螺旋弹簧具有间隔开的盘旋结构，所述盘旋结构与所述过滤带相接合，从而保持所述过滤带与该周向表面相邻接；和

阀元件，所述阀元件可移动地容纳在所述纵向孔内，以控制流体通过所述流体端口的流量。

2.如权利要求1所述的液压阀，其特征在于，所述螺旋弹簧在所述过滤带上施加径向力，该径向力使所述过滤带与所述周向表面保持邻接。

3.如权利要求1所述的液压阀，其特征在于，所述过滤带包括具有相对端部的板，其中，所述板形成为所述相对端部相重叠的圆柱形。

4.如权利要求1所述的液压阀，其特征在于，所述环形槽具有位于所述周向表面的相对侧上的两个侧面；并且所述螺旋弹簧与这两个侧面都相接合。

5.如权利要求1所述的液压阀，其特征在于，所述螺旋弹簧具有相对端部，并且在每一端部处都有闭合的盘旋结构。

6.如权利要求1所述的液压阀，其特征在于，所述螺旋弹簧具有这样一个端部：在该端部处两个盘旋结构相互邻接。

7.如权利要求1所述的液压阀，其特征在于，所述螺旋弹簧具有第一端和第二端，在所述第一端处两个盘旋结构相互邻接，而在所述第二端处另外两个盘旋结构相互邻接。

8.如权利要求1所述的液压阀，其特征在于，还包括致动器，所述致动器可操作地联接，以使所述阀元件移动到该纵向孔中的不同位置。

9.一种液压阀，其包括：

包括孔的阀体，所述孔带有具有第一环形周向表面的第一环形槽和具有第二周向表面的第二环形槽，所述阀体还包括通过所述第一周向表面而开口的第一端口和通过所述第二周向表面而开口的第二端口；

第一过滤带，所述第一过滤带具有多个贯穿所述过滤带的孔，并邻接所述第一周向表面而位于所述第一环形槽内，并且在所述第一端口的开口上方延伸通过所述第一圆周表面；

第一螺旋弹簧，所述第一螺旋弹簧具有间隔开的盘旋结构，所述盘旋结构与所述第一过滤带相接合，从而使所述第一过滤带保持在所述第一周向表面上；

阀元件，所述阀元件可移动到所述阀体的所述孔内的不同位置，从而选择性地连接和断开所述第一和第二流体端口；和

致动器，所述致动器可操作地联接以将所述阀元件移到不同位置。

10.如权利要求9所述的液压阀，其特征在于，所述螺旋弹簧在所述过滤带上施加径向力，所述径向力使所述过滤带与该周向表面保持邻接。

11.如权利要求9所述的液压阀，其特征在于，所述过滤带包括具有相对端部的材料带，其中，所述材料带形成为圆柱形，而所述相对端部相重叠。

12.如权利要求9所述的液压阀，其特征在于，所述环形槽具有位于所述周向表面的相对侧上的两个侧面；并且所述螺旋弹簧与这两个侧面都接合。

13.如权利要求9所述的液压阀，其特征在于，所述螺旋弹簧具有相对端部，并且在每一端部处都有闭合的盘旋结构。

14.如权利要求9所述的液压阀，其特征在于，所述螺旋弹簧具有这样一一个端部，在该端部处两个盘旋结构相互邻接。

15.如权利要求9所述的液压阀，其特征在于，所述螺旋弹簧具有第一端和第二端，在所述第一端处两个盘旋结构相互邻接，而在所述第二端处另外两个盘旋结构相互邻接。

16.如权利要求9所述的液压阀，进一步包括：

第二过滤带，所述第二过滤带具有多个贯穿所述第二过滤带的孔，并邻接所述第二周向表面而位于所述第二环形槽内部，并且在所述第二端口的开口上方延伸通过所述第二周向表面；

第二螺旋弹簧，所述第二螺旋弹簧具有间隔开的盘旋结构，所述盘旋结构接合所述第二过滤带，从而使所述第二过滤带保持在所述第二周向表面。

17.如权利要求16所述的液压阀，其特征在于，所述第一螺旋弹簧在所述第一过滤带上施加径向力，而所述第二螺旋弹簧在所述第二过滤带上施加径向力。

18.如权利要求16所述的液压阀，其特征在于，所述第一和第二过滤带中的每一个都包括具有相对端部的材料带，其中，该材料带形成为圆柱形，而所述相对端部相重叠。

19.如权利要求16所述的液压阀，其特征在于：

所述第一环形槽具有位于所述第一周向表面的相对侧上的第一和第二侧面，并且所述第一螺旋弹簧接合所述第一和第二侧面；和

所述第二环形槽具有位于所述第二周向表面的相对侧上的第三和第四侧面，并且所述第二螺旋弹簧接合所述第三和第四侧面。

20.如权利要求16所述的液压阀，其特征在于，所述第一和第二螺旋弹簧中的每一个都具有第一端和第二端，在所述第一端处两个盘旋结构相互邻接，而在所述第二端处另外两个盘旋结构相互邻接。

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