CN103591073A - 机械联动式减压阀、主阀与减压阀联动阀组及工程机械 - Google Patents
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Abstract
机械联动式减压阀,设有包括驱动件和从动件,驱动件沿第二方向(D2)的往复移动能够驱动从动件沿第一方向(D1)往复移动,且该从动件能够带动减压阀阀芯(17)沿第一方向往复移动,减压作用弹簧(16)支撑在从动件与减压阀阀芯(17)之间,以使得减压阀阀芯(17)能够相对于从动件(17)沿第一方向(D1)移动;驱动件在其行程范围内移动过程中,减压阀的进油口(C)与出油口(K)之间的通流开度能够通过减压阀阀芯(17)的移动而变化。此外,本发明还提供一种主阀与减压阀联动阀组及工程机械。本发明的机械联动式减压阀在应用过程中,能够根据主阀的阀芯移动而输出油压变化的液压油,从而能够改善控制效果,缓解液压冲击。
Description
技术领域
本发明涉及一种压力控制阀,具体地,涉及一种机械联动式减压阀。进一步地,本发明涉及一种主阀与减压阀联动阀组,该联动阀组包括所述机械联动式减压阀。此外,本发明还涉及一种工程机械,该工程机械的液压系统包括所述主阀与减压阀联动阀组。
背景技术
工程机械的液压系统中,当操作人员进行某个主控动作时,液压系统相应地需要实现一个控制油源的输出。现有技术中实现控制油源的输出多数采用的是开关信号,即使得控制油源输出或关闭。但是,在一些工况下,这种形式的控制油源的输出形式并不能满足工况要求,而需要一个控制油压力随着主控动作幅度逐渐加大而呈比例增加的控制油源输出,例如,当操作人员操作主阀的主阀芯移动时,使得控制油源随着所述主阀芯的移动而输出一个油压变化(例如增大或减小)的液控油,以此来控制变量马达的摆角,从而实现更好的控制效果。
现有技术中,控制油源的输出一般经由输出控制阀进行输出,但是这种输出控制阀基本相当于一个通断阀,并不能有效地实现控制油源的输出油压跟随主控动作基本呈比例变化。另外,现有技术中常用的比例减压阀基本均是电控形式,不但成本高昂、容易损坏,而且在应用于液压系统中时需要布置相应的电控线路,使得液压系统的结构异常复杂。
图1显示现有技术中一种典型的输出控制阀的剖视结构图,其多数属于一种手动操作阀(例如手柄阀),该输出控制阀的阀体1a可以固定在液压系统的主阀的阀体上。阀芯2a的一端可以施加外力F1,另一端与弹簧4a接触,弹簧4a设置在端盖5a的弹簧腔内,端盖5a安装在阀体1a上且端盖5a与阀体1a之间设置有密封圈4a。阀芯2a在外力F1和弹簧4a的共同作用下可左右移动。在图1所示位置,外力F1等于弹簧力,出油口K1与泄油口L1相通,而与进油口C1截止;外力F1大于弹簧力时,阀芯2a右移,出油口K1与泄油口L1切断,与进油口C1连通,输出压力油;外力F1小于弹簧力时,阀芯2a左移,出油口K1与泄油口L1切断,而与进油口C1连通,输出压力油。
由上述现有技术的输出控制阀的工作原理可以看出,该输出控制阀的出口压力随阀芯2a移动基本呈开关信号输出,即基本实现通断功能,其出口压力值要么等于零,要么等于进油口C1的压力,不具有递增性或递减性。在使用过程中,会导致液压冲击,易引起振动和噪声,甚至会损坏密封装置、管道和液压元件等等,最主要的是不能使得控制油源随着所述主阀芯的移动而输出一个油压渐变的液控油,无法实现更好的控制效果。
有鉴于现有技术的上述缺点,需要提供一种能够实现比例控制的输出控制阀。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种机械联动式减压阀,该机械联动式减压阀能够使得其出口油压响应导向驱动杆的位移而动态变化,从而能够改善控制效果,缓解液压冲击。
进一步地,本发明所要解决的技术问题是提供一种主阀与减压阀联动阀组,该联动阀组能够使得减压阀的出口油压能够随着主阀芯的移动而变化,从而能够改善控制效果,尤其是缓解液压冲击。
进一步地,本发明所要解决的技术问题是提供一种工程机械,该工程机械的液压系统具有改善的控制效果,并且缓解了液压冲击。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种机械联动式减压阀,包括具有进油口和出油口的减压阀阀体,该减压阀阀体的阀腔内安装有能够沿第一方向往复移动的减压阀阀芯,且该减压阀阀芯上设有减压作用弹簧,其中,所述减压阀还设有包括驱动件和从动件的减压联动机构,所述驱动件与从动件设有配合的运动转换结构,以能够通过所述驱动件沿第二方向的往复移动而驱动所述从动件沿所述第一方向往复移动,且该从动件能够带动所述减压阀阀芯沿所述第一方向往复移动,所述减压作用弹簧弹性支撑在所述从动件与所述减压阀阀芯之间,以使得该减压阀阀芯能够相对于所述从动件沿所述第一方向移动;以及所述驱动件沿所述第二方向的往复移动行程范围包括起点位置和至少一个止点位置,该驱动件能够在所述起点位置与所述止点位置之间往复移动,其中在所述驱动件从所述起点位置朝向所述止点位置移动的过程中,所述进油口与所述出油口之间的通流开度能够通过所述减压阀阀芯的移动而改变。
优选地,所述至少一个止点位置包括第一止点位置和第二止点位置,所述起点位置为位于该第一止点位置与第二止点位置之间的中间位置,所述驱动件能够在所述中间位置与所述第一止点位置之间以及该中间位置与所述第二止点位置之间往复移动,其中在所述驱动件从所述中间位置朝向所述第一止点位置移动或从该中间位置朝向所述第二止点位置移动的过程中,所述进油口与所述出油口之间的通流开度能够通过所述减压阀阀芯的移动而改变。
优选地,所述进油口与所述出油口之间为常通状态;或者在所述驱动件处于所述起点位置的状态下,所述进油口与所述出油口之间为截止状态,在所述驱动件从所述起点位置朝向所述止点位置移动过程中,所述进油口与所述出油口通过所述减压阀阀芯的移动而从截止状态变为连通状态,其中所述驱动件从所述起点位置朝向所述止点位置的过程中,所述进油口与所述出油口之间自处于连通状态开始,所述通流开度随着所述减压阀阀芯的移动位移的增大而呈线性比例地改变,以使得所述机械联动式减压阀形成为比例减压阀。
优选地,所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
作为一种具体结构形式,,所述驱动件为中心轴线沿所述第二方向的导向驱动杆,所述从动件为中心轴线沿所述第一方向的顶杆,该顶杆的两端分别为用于与所述导向驱动杆配合的接触端和用于与所述减压阀阀芯配合的连接端,所述减压阀阀芯与所述顶杆同轴。
作为一种优选的具体结构,所述运动转换结构包括形成在所述导向驱动杆外周上的弧形凹槽,所述顶杆的所述接触端或该接触端上所设置的接触件与所述弧形凹槽的底面接触,且该顶杆与所述减压阀阀体之间弹性支撑有顶杆复位弹簧,其中所述导向驱动杆处于所述起点位置的状态下,所述顶杆的接触端或所述接触件在所述顶杆复位弹簧的弹力作用下与所述弧形凹槽底面的最凹区域接触;在所述导向驱动杆沿所述第二方向从所述起点位置朝向所述止点位置移动的过程中,所述顶杆的接触端或所述接触件随着所述导向驱动杆的移动而与所述弧形凹槽底面的最凹区域相应一侧的弧面区域接触,从而使得所述顶杆克服所述顶杆复位弹簧的弹力而沿所述第一方向移动。
作为进一步优选的具体形式,所述顶杆的接触端形成有球形安装槽,该球形安装槽内设有作为所述接触件的阀球,所述阀球与所述弧形凹槽的底面接触。
作为一种优选的具体结构形式,所述顶杆的连接端端部设置有沿该顶杆的轴向延伸的阀芯移动孔,该阀芯移动孔依次包括导向孔部分和直径大于该导向孔部分的容纳孔部分,从而形成为具有限位台阶面的台阶孔;所述减压阀阀芯的一端端部形成为具有止挡台阶面的凸缘止挡部,所述减压阀阀芯伸入所述阀芯移动孔内而使得所述凸缘止挡部位于所述阀芯移动孔的容纳孔部分内,所述减压阀阀芯在相对于所述顶杆移动时,所述凸缘止挡部能够在所述容纳孔部分内沿所述第一方向移动,且在所述减压阀阀芯相对于所述顶杆朝向远离该顶杆的接触端移动时,通过所述止挡台阶面与所述阀芯移动孔的所述限位台阶面相互止挡,而使得所述顶杆与所述减压阀阀芯不能相互分离。
作为阀芯移动孔的一种具体形成方式,所述顶杆的连接端的端面上设置有相互叠置的承载限位片和支撑垫片,该承载限位片和支撑垫片上的相互同轴的通孔形成所述导向孔部分,所述容纳孔部分形成在所述顶杆的连接端端部,所述承载限位片的朝向所述容纳孔部分的表面形成为所述阀芯移动孔的所述限位台阶面。
更具体地,所述减压阀阀芯依次包括所述凸缘止挡部、弹簧设置部和密封配合部,其中所述凸缘止挡部和密封配合部的直径大于所述弹簧设置部的直径,从而所述凸缘止挡部与所述弹簧设置部之间形成有所述止挡台阶面,且所述弹簧设置部与所述密封配合部之间分别形成有弹簧支承台阶面;以及所述减压阀阀体内的阀腔依次包括弹簧腔和工作配合腔;其中所述顶杆的连接端伸入到所述弹簧腔内,所述减压阀阀芯的密封配合部与所述工作配合腔能够滑动地密封配合,所述弹簧设置部位于所述导向孔部分和所述弹簧腔内,所述减压作用弹簧套设在所述弹簧设置部上,且该减压作用弹簧的一端弹性支撑在所述连接端上,另一端弹性支撑在所述弹簧支承台阶面上。
具体选择地,所述弹簧腔的直径大于所述工作配合腔的直径,从而所述弹簧腔与所述工作配合腔之间形成有顶杆弹簧支承台阶面,所述顶杆复位弹簧间隔地围绕所述减压作用弹簧布置,该顶杆复位弹簧的一端弹性支撑在所述顶杆的所述连接端上,另一端弹性支撑在所述顶杆弹簧支承台阶面上。
作为一种油口连通截止状态切换的具体结构形式,所述减压阀阀芯的密封配合部内形成有连通油道,该连通油道贯通所述减压阀阀芯的与所述凸缘止挡部相对的一端端面且沿该减压阀阀芯的轴向延伸,所述连通油道与所述出油口连通,且该连通油道的侧壁上形成有第一连通孔,所述进油口延伸至所述工作配合腔,其中在所述导向驱动杆处于所述中间位置的状态下,所述减压阀阀芯处于所述第一连通孔与所述进油口沿所述第一方向相互间隔的位置,从而所述出油口与所述进油口通过所述密封配合部的外周面与所述工作配合腔的内周面的密封配合而相互截止;在所述驱动件从所述起点位置朝向所述止点位置移动的过程中,所述减压阀阀芯通过所述顶杆的驱动而移动,从而所述第一连通孔与所述进油口从相互截止的位置切换到至少部分对准的位置而相互连通,并且所述进油口与所述出油口之间的通流开度能够通过所述减压阀阀芯的移动而改变。
进一步地,所述减压阀阀体上还形成有泄油口,在所述进油口与所述出油口之间处于截止状态下,所述出油口与所述泄油口连通;在所述进油口与所述出油口之间变为连通状态下,所述出油口与所述泄油口相互截止。
更具体地,所述泄油口与所述弹簧腔连通,所述连通油道的侧壁上还形成有第二连通孔,该第二连通孔沿所述减压阀阀芯的轴向相对于所述第一连通孔更靠近所述弹簧设置部,在所述进油口与所述出油口之间处于截止状态下,所述第二连通孔与所述弹簧腔连通,从而使得所述出油口与所述泄油口连通;在所述进油口与所述出油口之间通过所述减压阀阀芯的移动而变为连通状态下,所述第二连通孔与所述弹簧腔相互截止,从而使得所述出油口与所述泄油口相互截止。
更具体地,所述减压阀阀体上螺纹连接有接头管,所述顶杆能够沿所述第一方向来回移动地安装在该接头管的通孔内,且该顶杆的连接端伸入到所述减压阀阀体的阀腔内以与所述减压阀阀芯配合,并且所述接头管的外周面螺纹配合有螺母。
在本发明的上述机械联动式减压阀的技术方案的基础上,本发明提供一种主阀与减压阀联动阀组,包括主阀以及减压阀,所述主阀的阀芯至少具有两个工作位置,其中,所述减压阀为上述的机械联动式减压阀,其中,该机械联动式减压阀的驱动件与所述主阀的阀芯连接,从而所述主阀的阀芯沿所述第二方向的来回移动能够带动所述驱动件沿所述第二方向的来回移动。
典型地,所述减压阀还包括驱动件安装部和从动件安装部,所述驱动件能够沿所述第二方向往复移动地安装在所述驱动件安装部上,所述从动件能够沿所述第一方向往复移动地安装在所述从动件安装部上。
作为一种结构紧凑的优选实施方式,,所述驱动件安装部为所述主阀的弹簧罩,所述从动件安装部为连接在所述弹簧罩与所述减压阀阀体之间的接头管,所述从动件从所述减压阀阀体的阀腔内穿过所述接头管伸入到所述弹簧罩内而与所述驱动件配合;以及所述驱动件安装在所述弹簧罩内,并且该驱动件的一端穿过该弹簧罩内的主阀复位弹簧连接于所述主阀的阀芯的一端,以能够跟随该主阀的阀芯沿所述第二方向往复移动。
在上述技术方案的基础上,本发明进一步提供一种工程机械,其包括液压控制系统,其中,所述液压控制系统中包括上述的主阀与减压阀联动阀组。
通过上述技术方案,本发明的机械联动式减压阀利用包括驱动件和从动件的减压联动机构,通过驱动件的往复移动驱动从动件的往复移动,并通过从动件带动减压阀阀芯往复移动,在减压阀阀芯被驱动而移动的过程中,由于减压阀阀芯具有一定的惯性(例如由静到动或移动速度改变过程中),因此支撑在从动件与减压阀阀芯之间的减压作用弹簧的压缩量存在一个变化,同时在减压阀阀芯移动过程中,出油口与进油口之间的通流开度变化,出油口处的液压油的油压对减压阀阀芯的作用力与减压作用弹簧对减压阀阀芯的作用力形成动态平衡,从而在减压阀阀芯沿第一方向的某一单向移动过程中,其出油口K处的液压油的油压总体趋向于升高(相应地减压作用弹簧的压缩量增大)或者总体趋向于降低(相应地减压作用弹簧的压缩量减小)。在本发明的优选实施方式中,出油口的液压油压力最高可以等于进油口C的压力,最低可以为零。由此可见,本发明的机械联动式减压阀在与主阀配合使用而构成联动阀组时,可提供一个压力随着主阀的主阀芯移动而使得油压对应变化的可控油源,尤其在使得主阀芯移动位移与油压变化存在线性比例关系的情形下,能够适合应用于工程机械的液压比例控制系统。总体而言,本发明的机械联动式减压阀这能够很好地满足执行机构的渐进控制的要求,从而保证执行机构的动作稳定性和可靠性,减缓液压冲击,改善控制效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
下列附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明,但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中:
图1是现有技术的输出控制阀的剖视结构示意图。
图2是本发明具体实施方式的主阀与减压阀联动阀组的剖视结构示意图,其中主阀芯处于中位位置,并且该联动阀组中包含了本发明具体实施方式的机械联动式减压阀。
图3是是本发明具体实施方式的主阀与减压阀联动阀组的剖视结构示意图,其中主阀芯处于左位位置,并且该联动阀组中包含了本发明具体实施方式的机械联动式减压阀。
图4是本发明具体实施方式的主阀与减压阀联动阀组的剖视结构示意图,其中主阀芯处于右位位置,并且该联动阀组中包含了本发明具体实施方式的机械联动式减压阀。
图5是图4中部位I的局部放大图,其中更清楚地显示了阀芯移动孔和第二连通孔等结构。
图6是本发明另一种具体实施方式的主阀与减压阀联动阀组的剖视结构示意图,并且该联动阀组中包含了本发明另一种优选实施方式的机械联动式减压阀。
附图标记说明:
1主阀阀体; 2主阀芯;
3阀套; 4主阀弹簧支承垫片;
5主阀复位弹簧; 6主阀弹簧座;
7导向驱动杆; 8弹簧罩;
9螺母; 10顶杆;
11接头管; 12减压阀阀体;
13承载限位片; 14支撑垫片;
15顶杆复位弹簧; 16减压作用弹簧;
17减压阀阀芯; 18螺套;
19阀球; 20密封圈;
21弧形凹槽; 22接触端;
23连接端; 24阀芯移动孔;
25凸缘止挡部; 26弹簧设置部;
27密封配合部; 28第二连通孔;
29第一连通孔; 30连通油道;
31弹簧腔; 32工作配合腔;
33止挡台阶面; 34限位台阶面;
35弹簧支承台阶面; 36顶杆弹簧支承台阶面;
C进油口; L泄油口;
K出油口; D1第一方向;
D2第二方向。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明,应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。
首先需要说明的是,本发明旨在提供了一种机械联动式减压阀,当应用到液压系统中时,其在进油口压力不变的条件下,随着与主阀联动的驱动件的位移,该机械联动式减压阀的出油口输出的液压油的油压总体趋向于增大或减小(优选地呈比例升降)。在此技术构思范围内,本发明的机械联动式减压阀并不局限于图2至图6中所示的特定的具体细节结构,例如有关减压联动机构中的驱动件与从动件之间的运动转换结构,可以采用多种结构形式,而不局限于图中所示的弧形凹槽与顶杆配合的形式;再如,有关减压作用弹簧、顶杆复位弹簧的支撑结构,也可以采用多种具体支撑形式。另外,特别需要注意的是,尽管在图2至图6显示的本发明的机械联动式减压阀主要适用与三位型式的主阀(例如三位换向阀)联动,但是在本发明的技术构思范围内,本领域技术人员可以想到本发明的机械联动式减压阀可以成形为与二位型式的主阀(例如二位换向阀)联动。这将在下文的具体实施方式的描述中,附带予以简略说明。
适当参见图2至图6,为了实现本发明的上述技术目的,本发明基本实施方式的机械联动式减压阀可以包括具有进油口C和出油口K的减压阀阀体12,该减压阀阀体12的阀腔内安装有能够沿第一方向D1往复移动的减压阀阀芯17,且该减压阀阀芯17上设有减压作用弹簧16,以能够在所述减压阀的工作状态下通过该减压作用弹簧16的弹力作用而使从进油口C输入并从出油口K输出的液压油减压。
在此附加说明的是,本发明的机械联动式减压阀作为一种减压阀,其减压工作原理与常规的减压阀类似,对于本领域技术人员熟知地,减压阀的减压原理是通过出油口处的液压油油压对减压阀阀芯的作用力与减压作用弹簧对减压阀阀芯的作用力形成动态平衡,从而通过减压阀阀芯的小幅移动,而改变出油口与进油口之间的通流开度,从而使得出油口处的油压维持基本恒定。但是,常规的减压阀在减压作用弹簧的预压缩量调定的情形下,在进油口的进油压力不变的情形下,出油口与进油口之间的通流开度是基本不变的,如此才能保持出油口处的液压油油压对减压阀阀芯的作用力与减压作用弹簧对减压阀阀芯的作用力形成平衡,维持出油口处的油压不变。只有在进油口处的油压发生改变,导致出油口处的油压发生变化,减压阀阀芯才会因为出油口处的液压油油压对减压阀阀芯的作用力与减压作用弹簧对减压阀阀芯的作用力不相互平衡而发生移动,重新建立平衡,以使得出油口油压保持在预定值。也就是说,常规的减压阀的减压作用弹簧的压缩量以及出油口与进油口之间的通流开度在工作过程中并不能够人为地动态改变,而完全是减压阀自身进行的一种动态平衡,这使得减压阀的出油口的输出油压并不能动态调节。
适当参照图2,与现有常规的减压阀不同的是,本发明的机械联动式减压阀还设有包括驱动件和从动件的减压联动机构,所述驱动件与从动件设有配合的运动转换结构,以能够通过驱动件沿第二方向D2的往复移动而驱动从动件沿第一方向D1往复移动,且该从动件能够带动减压阀阀芯17沿第一方向D1往复移动,减压作用弹簧16弹性支撑在从动件与减压阀阀芯17之间,以使得减压阀阀芯17在减压工作过程中能够相对于从动件沿第一方向D1移动。也就是说,从动件在能够带动减压阀阀芯17往复移动的同时,减压阀阀芯17还能够相对于从动件进行小幅移动,这是减压阀进行减压工作所需要的,为此,减压作用弹簧16需要支撑在从动件与减压阀阀芯17之间,以在从动件与减压阀阀芯17之间形成一种既能传递驱动力、又能相对于彼此相对移动的弹性活动连接。
另外,所述驱动件沿第二方向D2的往复移动行程范围包括起点位置和至少一个止点位置,该驱动件能够在所述起点位置与所述止点位置之间往复移动,其中在所述驱动件从起点位置朝向止点位置移动的过程中,进油口C与出油口K之间的通流开度能够通过减压阀阀芯17的移动而改变,例如增大或减小。在图2至图5显示的具体实施方式中,在所述驱动件从起点位置朝向止点位置移动的过程中,进油口C与出油口K之间的通流开度通过减压阀阀芯17的移动而增大。但是,容易想到的是,根据应用需要,通过设置进油口C与出油口K之间油道结构,在所述驱动件从起点位置朝向止点位置移动的过程中,进油口C与出油口K之间的通流开度也可以通过减压阀阀芯17的移动而减小,在此情形下在本发明的机械联动式减压阀与主阀联动时,可以输出油压不断减小的液压油。
在工程机械的液压系统中,广泛采用三位型式的主换向阀,因此作为一种优选形式,所述驱动件沿第二方向D2的往复移动行程范围至少包括第一和第二止点位置以及位于该第一与第二止点位置之间的中间位置(作为上述起点位置),该驱动件能够在所述中间位置与所述第一止点位置之间以及该中间位置与所述第二止点位置之间往复移动,其中在驱动件从中间位置朝向第一止点位置移动或从该中间位置朝向第二止点位置移动(例如图2中的导向驱动杆7向右移动距离S)的至少部分过程中,进油口C与出油口K之间的通流开度能够通过减压阀阀芯17的移动而改变。显然地,在驱动件从第一或第二止点位置向中间位置返回的过程中,进油口C与出油口K之间的通流开度能够通过减压阀阀芯17的移动而减小。
参见图2至图6,在本发明的上述基本实施方式的机械联动式减压阀中,由于包括驱动件和从动件的减压联动机构,通过驱动件的往复移动驱动从动件的往复移动,并通过从动件带动减压阀阀芯17往复移动,当该机械式联动减压阀的主动件与主阀的阀芯连接而应用于液压系统中时,在减压阀阀芯17被驱动而移动的过程中,由于减压阀阀芯17具有一定的惯性(例如由静到动或移动速度改变过程中),因此支撑在从动件与减压阀阀芯17之间的减压作用弹簧16的压缩量在从动件开始移动初始会存在一个变化,进而减压作用弹簧16带动减压阀阀芯17移动,在减压阀阀芯17移动过程中,出油口K与进油口C之间的通流开度变化,出油口处的液压油的油压对减压阀阀芯的作用力F发生变化,该作用力F与减压作用弹簧16对减压阀阀芯17的作用力需要形成平衡,在平衡建立之后出油口K处于形成一个输出油压,因此在减压阀阀芯17沿第一方向D1的某一单向移动过程中(例如图2中减压阀阀芯17在从动件带动下向下移动或向上移动),其出油口K处的液压油的油压总体趋向于升高(相应地减压作用弹簧的压缩量总体趋向于增大)或者总体趋向于降低(相应地减压作用弹簧的压缩量总体趋向于减小)。因此,本发明的机械联动式减压阀在与主阀配合使用而构成联动阀组时,可提供一个压力随着主阀的主阀芯移动而输出油压对应变化的可控油源,其能够很好地满足执行机构的渐进控制要求,从而保证执行机构的动作稳定性和可靠性,减缓液压冲击,改善控制效果。
在本发明机械联动式减压阀的上述基本实施方式的基础上,优选地,参见图2至图6,在驱动件处于中间位置的状态下,进油口C与出油口K之间为截止状态,在所述驱动件从所述中间位置朝向所述第一止点位置或第二止点位置移动过程中,进油口C与出油口K通过减压阀阀芯17的移动而从截止状态变为连通状态(从小通流开度状态向大通流状态变化),在这种优选形式下,当进油口C与出油口K之间为截止状态,出油口K的油压为零,当出油口K处的油压与减压作用弹簧16建立平衡后,出油口K与进油口C处于全通流状态时,出油口K的油压可以等于进油口C的油压,即这种优选形式可以使得出油口K的输出油压从零增大到等于进油口C的油压。当然,本发明并不局限于图示的优选形式,进油口C与出油口K可以初始处于小通流状态,随着减压阀阀芯17的移动而增大通流开度,即进油口C与出油口K之间可以为常通状态,这同样属于本发明的技术构思。
作为一种优选实施方式,驱动件从所述中间位置朝向所述第一止点位置移动以及从该中间位置朝向所述第二止点位置移动的过程中,进油口C与出油口K之间自处于连通状态开始,通流开度随着减压阀阀芯17的移动位移的增大而呈线性比例地增大,以使得所述机械联动式减压阀形成为比例减压阀。这主要使得驱动件的移动位移与出油口K的输出油压之间呈线性比例关系,这可以通过不断调试和工况试验,对驱动件与从动件之间的运动转换结构的具体尺寸参数进行设计即可实现。
参见图2至图6,优选地,第一方向D1与第二方向D2相互垂直。也就是说,在本发明的上述包括驱动件与从动件的减压联动机构中,驱动件与从动件之间的运动转换结构需要实现将驱动件沿一个方向的移动转化为从动件沿另一个与主动件运动方向相垂直的方向的移动。
图2至图6显示了一种简单紧凑、易于加工的运动转换结构,具体地,上述驱动件可以为中心轴线沿第二方向D2的导向驱动杆7,从动件可以为中心轴线沿第一方向D1的顶杆10,减压阀阀芯17与顶杆10同轴。上述运动转换结构可以包括形成在导向驱动杆7外周上的弧形凹槽21,顶杆10的接触端22与弧形凹槽21的底面接触。在这种具体实施方式中,为了保持顶杆10的接触端22与弧形凹槽21的底面接触,并且实现顶杆10的复位,该顶杆10与减压阀阀体12之间可以弹性支撑有顶杆复位弹簧15,其中在导向驱动杆7处于上述中间位置的状态下,顶杆10的接触端22在顶杆复位弹簧15的弹力作用下与弧形凹槽21的最凹区域接触;在导向驱动杆7沿第二方向D2从中间位置朝向第一止点位置或第二止点位置移动的过程中,顶杆10的接触端22随着导向驱动杆7的移动而与弧形凹槽21的最凹区域相应一侧的弧面区域接触,从而使得顶杆10克服顶杆复位弹簧15的弹力而沿第一方向D1移动。在此特别需要说明的是,图2至图6所示的机械联动式减压阀主要适用于与三位换向阀之类的主阀联动,因此导向驱动杆7以中间位置作为起点位置,在该起点位置的两侧具有第一止点位置和第二止点位置。对于本领域技术人员容易想到的是,例如在图2至图6中,弧形凹槽21如果仅形成为1/4圆弧形凹槽,在此情形下导向驱动杆7可以仅具有一个起点位置和止点位置,通过在该起点位置和止点位置之间运动驱动顶杆沿第一方向D1移动,在此情形下可以良好地适用于二位换向阀之类的主阀的联动。
在上述具体实施方式中,为了使得顶杆10的接触端22与弧形凹槽21的底面之间的相对滑动顺畅,顶杆10的接触端22可以形成为弧形。更优选地,参见图6,顶杆10的接触端22可以形成有球形安装槽,并在该球形安装槽内安装作为接触件的阀球19,阀球19与弧形凹槽21的底面接触。工作时阀球19能有效的校正导向驱动杆7对顶杆11的左右方向的作用力,减小顶杆10与接头管11之间的摩擦力,使得减压阀的动作更灵活可靠。
在此需要注意的是,图2至图6所示通过弧形凹槽21、顶杆10的接触端22以及顶杆复位弹簧15形成的运动转换结构仅是一种优选具体实施方式,本发明并不局限于此,有关驱动件与从动件之间的运动转换结构还可以通过丝杆机构、凸轮机构、楔块机构、连杆机构之类其它公知运动转换结构实现。例如,驱动件(例如类似于导向驱动杆7)上可以形成有齿条结构,从动件可以包括可转动安装的空心齿轮(例如该空心齿轮可转动地安装在减压阀阀体12上)、由该齿轮带动住转动的丝杆螺母(例如齿轮同轴连接于丝杆螺母或者直接在齿轮的内部形成与丝杆配合的螺纹)、以及与该丝杆螺母配合或者直接与齿轮内部的螺纹配合的丝杆(类似于上述顶杆10)。这样,当驱动件移动时,通过齿条与齿轮的配合驱动齿轮转动,齿轮带动丝杆螺母转动,进而驱动丝杆往复移动,在这种方式下,由于丝杆的往复移动可以通过齿轮的正反转实现,无需上述的顶杆复位弹簧15之类的弹性复位装置。再如,驱动件可以形成有对称的楔面,该对称的楔面形成为V形,在此情形下,与上述弧形凹槽21的具体实施方式的运动转换原理类似,在此不再赘述。
在上述导向驱动杆7和顶杆10的具体实施方式中,作为一种具体结构,参见图6,顶杆10的与接触端22相对的一端端部为连接端23,该顶杆10的连接端23设置有沿该顶杆10的轴向延伸的阀芯移动孔24,该阀芯移动孔24依次包括导向孔部分24a和直径大于该导向孔部分的容纳孔部分24b,从而形成为具有限位台阶面34的台阶孔。减压阀阀芯17可以依次包括凸缘止挡部25、弹簧设置部26和密封配合部27,其中凸缘止挡部25的直径和密封配合部27的直径大于弹簧设置部26的直径,从而凸缘止挡部与弹簧设置部26之间形成有止挡台阶面33,弹簧设置部26与密封配合部27之间形成有弹簧支承台阶面35。另外,减压阀阀体12内的阀腔依次包括弹簧腔31和工作配合腔32。其中顶杆10的连接端23伸入到弹簧腔31内,减压阀阀芯17的密封配合部27与工作配合腔32能够滑动地密封配合,弹簧设置部26与导向孔部分24a配合且部分地处于弹簧腔31内,凸缘止挡部25安装于容纳孔部分24b内,减压作用弹簧16套设在弹簧设置部26上,且该减压作用弹簧16的一端弹性支撑在连接端23的端面上,另一端弹性支撑在弹簧设置部26与密封配合部27之间的弹簧支承台阶面35上,从而减压阀阀芯17在减压工作过程中相对于顶杆10移动时,凸缘止挡部25能够在容纳孔部分内沿第一方向D1移动,且在减压阀阀芯17相对于顶杆10朝向远离该顶杆10的接触端22移动时,通过凸缘止挡部25上的止挡台阶面33与阀芯移动孔24的限位台阶面34相互止挡,而使得顶杆10与减压阀阀芯17不能相互分离。
在上述实施方式中,顶杆复位弹簧15只要支撑在顶杆10与减压阀阀体12之间提供弹性支撑力即可,作为一种进一步的具体结构,上述弹簧腔31的直径可以大于工作配合腔32的直径,从而弹簧腔31与工作配合腔32之间形成有顶杆弹簧支承台阶面36,顶杆复位弹簧15间隔地围绕减压作用弹簧16布置,该顶杆复位弹簧15的一端弹性支撑在顶杆10的连接端23上(例如连接端23的端面上),另一端弹性支撑在弹簧腔31与工作配合腔32之间的所述台阶面上。另外,为了便于阀芯移动孔24的加工成形以及安装的方便,阀芯移动孔24并不需要全部形成在顶杆10的本体上,参见图2,顶杆10的连接端23的端面上可以设置相互叠置的承载限位片13和支撑垫片14,该承载限位片13和支撑垫片14上的相互同轴的通孔形成所述导向孔部分24a,支撑垫片14的朝向弹簧腔31的表面可以用于支撑上述顶杆复位弹簧15和减压作用弹簧16,承载限位片13的朝向所述容纳孔部分的表面形成为阀芯移动孔24的上述限位台阶面34。
作为液压阀领域的一种典型技术结构,由于减压阀阀芯17与工作配合腔32需要实现能够相对滑动地密封配合,加工精度较高,直接在减压阀阀体12的本体内加工不宜实现,因为减压阀阀体12优选地可以包括主体部和安装在该主体部内的螺套18,工作配合腔32和出油口K通过形成在螺套18上的油腔和油口而形成。
如上所述,减压阀阀芯17的移动改变出油口K与进油口C之间的通流开度,作为一种具体结构,参见图2至图6,减压阀阀芯17的密封配合部27内可以形成有连通油道30,该连通油道30贯通减压阀阀芯17的与凸缘止挡部25相对的一端端面且沿该减压阀阀芯17的轴向延伸,连通油道30与出油口K连通,且该连通油道30的侧壁上形成有第一连通孔29,进油口C延伸至工作配合腔32,即在工作配合腔32未安装减压阀阀芯17的状态下,进油口C与工作配合腔32相互连通。其中,在导向驱动杆7处于上述作为起点位置的中间位置的状态下,减压阀阀芯17处于使得第一连通孔29与进油口C沿第一方向D1相互间隔的位置,这样出油口K与进油口C通过密封配合部27的外周面与工作配合腔32的内周面的密封配合而相互截止;在驱动件从所述中间位置朝向第一止点位置移动或从该中间位置朝向第二止点位置移动的过程中,减压阀阀芯17通过顶杆10的驱动而移动,从而第一连通孔29与进油口K从相互截止的位置切换到至少部分对准的位置而相互连通,并且进油口C与出油口K之间的通流开度能够通过减压阀阀芯17的移动而改变(图2至图5的具体实施方式中为增大)。
参见图2至图6,为了防止弹簧腔31内泄入液压油而影响减压阀的工作性能,减压阀阀体12上一般设有泄油口L。在上述具体实施方式中,当进油口C与出油口K之间处于截止状态下,出油口K与泄油口L连通,在工作过程中也就是说出油口K的油压为零;在进油口C与出油口K之间变为连通状态下,出油口K与泄油口L相互截止。具体地,泄油口L与弹簧腔31连通,连通油道30的侧壁上还形成有第二连通孔28,该第二连通孔28沿减压阀阀芯17的轴向相对于第一连通孔29更靠近弹簧设置部26,在进油口C与出油口K之间处于截止状态下,第二连通孔28与弹簧腔31连通,从而使得出油口K与泄油口L连通;在进油口C与出油口K之间通过减压阀阀芯17的移动而变为连通状态下,第二连通孔28与弹簧腔31相互截止,从而使得出油口K与泄油口L相互截止。
在上述各个实施方式中,由于驱动件和从动件分别需要沿第二方向D2和第一方向D1往复移动,为了确保移动的稳定性,一般需要具有相应的导向结构。因此,典型地,就具体机械结构而言,本发明的机械联动式减压阀还包括驱动件安装部和从动件安装部,所述驱动件能够沿第二方向D2往复移动地安装在驱动件安装部上,所述从动件能够沿第一方向D1往复移动地安装在从动件安装部上。对于本领域技术人员而言,这种驱动件安装部和从动件安装部的具体结构形式和形成方式可以多种多样,例如,所述驱动件安装部和所述从动件安装部可以分别为减压阀阀体12的一部分,即直接形成在减压阀阀体12上。当然,驱动件安装部和从动件安装部也可以为具有导向结构的独立导向件,在此情形下,将这种导向件安装固定到减压阀阀体12上即可。例如,在图2至图6中,减压阀阀体12上螺纹连接有接头管11,顶杆10能够沿第一方向D1来回移动地安装在该接头管11的通孔内,且该顶杆10的连接端23伸入到减压阀阀体12的阀腔内以与减压阀阀芯17配合,并且接头管11的外周面螺纹配合有螺母9。此外,主动件安装部直接采用了主阀的弹簧罩8,在此实施方式中,顶杆10的接触端22可以伸入到该弹簧罩内,并且与弹簧罩8的螺纹孔螺纹配合,为了保证连接可靠,可以通过上述螺母9进行锁紧。这种优选结构可以使得本发明的机械联动式减压阀与主阀连接为联动阀组后,结构更加紧凑精简。
参见图2至图6,在本发明上述机械联动式减压阀的技术方案的基础上,本发明提供一种主阀与减压阀联动阀组,包括主阀以及减压阀,所述主阀的阀芯至少具有三个工作位置,其中,所述减压阀可以为上述的机械联动式减压阀,其中,该机械联动式减压阀的驱动件与所述主阀的阀芯连接,从而所述主阀的阀芯沿第二方向D2的来回移动能够带动所述驱动件沿第二方向D2的来回移动。在此联动阀组中,主阀一般为三位换向阀,例如三位四通换向阀等,这在液压缸伸缩控制回路或液压马达正反转控制回路中是常用的。
在这种联动阀组中,作为一种优选结构方式,上述驱动件的驱动件安装部可以为所述三位换向阀的弹簧罩8,所述从动件安装部为连接在所述弹簧罩8与减压阀阀体12之间的接头管11,从动件从减压阀阀体12的阀腔内穿过接头管11伸入到弹簧罩8内而与所述驱动件配合。驱动件能够移动地安装在弹簧罩8内,并且该驱动件的一端穿过该弹簧罩8内的主阀复位弹簧5连接于三位换向阀的阀芯的一端,以能够跟随该三位换向阀的阀芯沿第二方向D2往复移动。参见图2至图6,主阀(例如三位换向阀)的主阀阀体1的阀腔(一般通过阀套3形成)安装有主阀芯2,主阀芯2的主阀复位弹簧5设置在位于主阀芯2一端的弹簧罩8内,该弹簧罩8内一般设置有主阀弹簧座6,主阀复位弹簧5一般弹性连接在主阀芯2的一端与主阀弹簧座6之间(例如在图2中主阀芯2的一端通过主阀弹簧支承垫片4形成主阀复位弹簧5的支承端面)。在此需要注意的是,主阀(例如三位换向阀)的主阀复位弹簧5的具体设置形式在现有技术中多种多样,本发明的机械联动式减压阀的驱动件借用主阀的弹簧罩8作用驱动件安装部,只要不影响主阀复位弹簧5的对主阀芯2施加弹性复位作用力即可,其并不局限于图2至图6中一种主阀复位弹簧5的一种设置形式。
在上述技术方案的基础上,本发明进一步提供一种工程机械,包括液压控制系统,其中,所述液压控制系统中包括上述的主阀与减压阀联动阀组。
以上描述了本发明机械联动式减压阀的基本实施方式、具体实施方式以及可能的简单变型实施方式,上述各个实施方式中的技术特征在不违背本发明的目的情形下可以单独或组合使用。为了帮助本领域技术人员更加深刻地理解本发明的技术方案,以下结合图2至图6所示的优选实施方式描述本发明的工作过程,其中将涉及一些更加具体的细节结构描述。
参见图2,导向驱动杆7与主阀的主阀芯2螺纹连接在一起,在外力作用下按照图中显示的方位可左右移动,即沿第二方向D2移动。主阀复位弹簧5设置在主阀弹簧支承垫片4和主阀弹簧座6之间,保证主阀芯2在失去外力作用后自动复位。减压阀阀体12通过接头管11固定在弹簧罩8上,并设置螺母9锁紧。顶杆10的接触端22与导向驱动杆7的弧形凹槽21的底面接触,随着导向驱动杆7的左右移动而上下动作,即沿第一方向D1移动。顶杆10的连接端23包括承载限位片13,即顶杆10的本体的一端顶在承载限位片13上。承载限位片13与支撑垫片14层叠接触,在支撑垫片14与减压阀阀芯17之间设置减压作用弹簧16。在支撑垫片14与作为减压阀阀体12的组成构件的螺套18之间弹性支撑有顶杆复位弹簧15。减压阀阀芯17在出油口K的液压油的油压作用下能够克服减压作用弹簧16的弹簧力而相对于顶杆10沿第一方向D1移动(按照图2至图6所示的方位即沿上下方向移动)。
在图2中,主阀芯2处于中位时,顶杆10的接触端22顶在导向驱动杆7上的弧形凹槽的中间最凹区域,减压阀阀芯17保持在图2所示位置,出油口K与进油口C截止,同时出油口K与泄油口L连通。
结合图3和图4,当主阀芯2往左移动时,导向驱动杆7向左移动。顶杆10的接触端22因与导向驱动杆7上的弧形凹槽21接触的凹处不断变浅而逐渐向下移动,从而顶杆10的连接端23处的承载限位片13和支撑垫片14克服顶杆复位弹簧15的弹力向下移动,由于减压阀阀芯17从静止到移动具有一个过程,由于减压阀阀芯17的存在,顶杆10初始压缩减压作用弹簧16,减压作用弹簧16推动减压阀阀芯17向下移动。在这过程中,出油口K逐渐与泄油口L截止,且出油口K与进油口C逐渐连通。进油口C的压力油流至出油口K,并且减压阀阀芯17的下端面因承受液压油(即压力油)的作用而产生向上的作用力F。当该作用力F大于减压作用弹簧16的弹性压力时,减压阀阀芯17向上移动,出油口K与进油口C之间的通流开度减小,起到减压作用。当上述作用力F与减压作用弹簧16的预压力平衡时,出油口K的压力稳定不变。当主阀芯2继续向左移动,顶杆10继续向下移动,通过减压阀作用弹簧16继续推动减压阀阀芯17向下移动,出油口K与进油口C之间的通流开度增大,上述作用力F增大,这会增加减压作用弹簧16的压缩量,即减压作用弹簧16的压缩量需要增大到形成的弹性力与出油口K的液压油压力相平衡。主阀芯2的位移达到S时,出油口K压力达到最高值。同理,如果此时主阀芯10变为往右移动,顶杆10往上移动,减少减压作用弹簧16的压缩量,即可使出油口K的压力(就出油口K的液压油的油压)下降到使上述作用力F与减压作用弹簧16的预压力相平衡的压力值;主阀芯2位移为零时,即回到图1所示的中位,出油口K腔与泄油口L连通,出油口K的压力降至零。另外,参见图4所示,主阀芯2从中位向右移动时的工作原理与从中位向左移动时基本相同,对此不再赘述。
通过本发明的机械联动式减压阀的工作过程的描述可以看出,出油口K输出的液压油的油压随着主阀芯2的位移(无论左右方向)的增减而升降,从而实现了机械联动调节式减压技术。这种机械联动式减压阀与现有技术中的电比例减压阀通过控制电流的大小实现比例减压形成鲜明的区别,其结构更加精简,并且在使用过程中无需布置复杂的电控线路以及相关的电控元件。
在上述图2至图6所示的本发明具体实施方式的主阀与减压阀联动阀组中,本发明的机械联动式减压阀利用主阀的弹簧罩8,并且导向驱动杆7可往复移动地安装到弹簧罩8内,通过使得导向驱动杆7连接于主阀芯2,从而导向驱动杆7跟随主阀芯2运动,导向驱动杆7进而顶杆10上、下运动,从而使得出油口K的出口压力跟随主阀芯2的行程大小而变化。同时,减压阀阀体12通过锁紧螺母固定在弹簧罩8上,调节顶杆10与导向驱动杆7的凹槽的距离,防止减压阀阀体12固定后松动。另外,在图示的具体实施方式中,顶杆10与接头管11之间可以设置密封圈密封,保证顶杆10向下移动时不会发生液压油泄漏。
对于本领域技术人员可以容易想到的是,就本发明的上述机械联动式减压阀而言,在实际设计中,减压作用弹簧16弹性系数的大小选择应当适中,既保证减压阀阀芯17复位灵活,又使主阀杆的操纵力不会增加太多;同时,导向驱动杆7的弧形凹槽21的凹面坡度应当适当,保证导向驱动杆7与顶杆10相对运动时不会卡死,这可以通过调试即可确定。
由上描述可以看出,本发明优点在于:本发明的机械联动式减压阀利用包括驱动件和从动件的减压联动机构,通过驱动件的往复移动驱动从动件的往复移动,并通过从动件带动减压阀阀芯17往复移动,在减压阀阀芯17被驱动而移动的过程中,由于减压阀阀芯17具有一定的惯性(例如由静到动或移动速度改变过程中),因此支撑在从动件(例如顶杆10)与减压阀阀芯17之间的减压作用弹簧的压缩量存在一个变化,同时在减压阀阀芯17移动过程中,出油口与进油口之间的通流开度变化,出油口处的液压油的油压对减压阀阀芯17的作用力与减压作用弹簧16对减压阀阀芯17的作用力形成动态平衡,从而在减压阀阀芯17沿第一方向的某一单向移动过程中,其出油口K处的液压油的油压总体趋向于升高(相应地减压作用弹簧16的压缩量增大)或者总体趋向于降低(相应地减压作用弹簧16的压缩量减小)。
由此可见,本发明的机械联动式减压阀在与主阀配合使用而构成联动阀组时,可提供一个压力随着主阀的主阀芯2移动而使得油压对应变化的可控油源,尤其在使得主阀芯移动位移与油压变化存在线性比例关系的情形下,能够适合应用于工程机械的液压比例控制系统,这能够很好地满足执行机构的比例控制要求,从而保证执行机构的动作稳定性和可靠性,减缓液压冲击,改善控制效果。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (19)
1.机械联动式减压阀,包括具有进油口(C)和出油口(K)的减压阀阀体(12),该减压阀阀体(12)的阀腔内安装有能够沿第一方向(D1)往复移动的减压阀阀芯(17),且该减压阀阀芯(17)上设有减压作用弹簧(16),其中,
所述减压阀还设有包括驱动件和从动件的减压联动机构,所述驱动件与从动件设有配合的运动转换结构,以能够通过所述驱动件沿第二方向(D2)的往复移动而驱动所述从动件沿所述第一方向(D1)往复移动,且该从动件能够带动所述减压阀阀芯(17)沿所述第一方向(D1)往复移动,所述减压作用弹簧(16)弹性支撑在所述从动件与所述减压阀阀芯(17)之间,以使得该减压阀阀芯(17)能够相对于所述从动件沿所述第一方向(D1)移动;以及
所述驱动件沿所述第二方向(D2)的往复移动行程范围包括起点位置和至少一个止点位置,该驱动件能够在所述起点位置与所述止点位置之间往复移动,其中在所述驱动件从所述起点位置朝向所述止点位置移动的过程中,所述进油口(C)与所述出油口(K)之间的通流开度能够通过所述减压阀阀芯(17)的移动而改变。
2.根据权利要求1所述的机械联动式减压阀,其中,所述至少一个止点位置包括第一止点位置和第二止点位置,所述起点位置为位于该第一止点位置与第二止点位置之间的中间位置,所述驱动件能够在所述中间位置与所述第一止点位置之间以及该中间位置与所述第二止点位置之间往复移动,其中在所述驱动件从所述中间位置朝向所述第一止点位置移动或从该中间位置朝向所述第二止点位置移动的过程中,所述进油口(C)与所述出油口(K)之间的通流开度能够通过所述减压阀阀芯(17)的移动而改变。
3.根据权利要求1所述的机械联动式减压阀,其中,所述进油口(C)与所述出油口(K)之间为常通状态;或者
在所述驱动件处于所述起点位置的状态下,所述进油口(C)与所述出油口(K)之间为截止状态,在所述驱动件从所述起点位置朝向所述止点位置移动过程中,所述进油口(C)与所述出油口(K)通过所述减压阀阀芯(17)的移动而从截止状态变为连通状态,
其中所述驱动件从所述起点位置朝向所述止点位置的过程中,所述进油口(C)与所述出油口(K)之间自处于连通状态开始,所述通流开度随着所述减压阀阀芯(17)的移动位移的增大而呈线性比例地改变,以使得所述机械联动式减压阀形成为比例减压阀。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机械联动式减压阀,其中,所述第一方向(D1)与所述第二方向(D2)相互垂直。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的机械联动式减压阀,其中,所述驱动件为中心轴线沿所述第二方向(D2)的导向驱动杆(7),所述从动件为中心轴线沿所述第一方向(D1)的顶杆(10),该顶杆(10)的两端分别为用于与所述导向驱动杆(7)配合的接触端(22)和用于与所述减压阀阀芯(17)配合的连接端(23),所述减压阀阀芯(17)与所述顶杆(10)同轴。
6.根据权利要求5所述的机械联动式减压阀,其中,所述运动转换结构包括形成在所述导向驱动杆(7)外周上的弧形凹槽(21),所述顶杆(10)的所述接触端(22)或该接触端(22)上所设置的接触件与所述弧形凹槽(21)的底面接触,且该顶杆(10)与所述减压阀阀体(12)之间弹性支撑有顶杆复位弹簧(15),其中
所述导向驱动杆(7)处于所述起点位置的状态下,所述顶杆(10)的接触端或所述接触件在所述顶杆复位弹簧(15)的弹力作用下与所述弧形凹槽(21)底面的最凹区域接触;在所述导向驱动杆(7)沿所述第二方向(D2)从所述起点位置朝向所述止点位置移动的过程中,所述顶杆(10)的接触端(22)或所述接触件随着所述导向驱动杆(7)的移动而与所述弧形凹槽(21)底面的最凹区域相应一侧的弧面区域接触,从而使得所述顶杆(10)克服所述顶杆复位弹簧(15)的弹力而沿所述第一方向(D1)移动。
7.根据权利要求6所述的机械联动式减压阀,其中,所述顶杆(10)的接触端(22)形成有球形安装槽,该球形安装槽内设有作为所述接触件的阀球(19),所述阀球(19)与所述弧形凹槽(21)的底面接触。
8.根据权利要求5所述的机械联动式减压阀,其中,所述顶杆(10)的连接端(23)端部设置有沿该顶杆(10)的轴向延伸的阀芯移动孔(24),该阀芯移动孔(24)依次包括导向孔部分(24a)和直径大于该导向孔部分的容纳孔部分(24b),从而形成为具有限位台阶面(34)的台阶孔;
所述减压阀阀芯(17)的一端端部形成为具有止挡台阶面(33)的凸缘止挡部(25),所述减压阀阀芯(17)伸入所述阀芯移动孔(24)内而使得所述凸缘止挡部(25)位于所述阀芯移动孔(24)的容纳孔部分(24b)内,所述减压阀阀芯(17)在相对于所述顶杆(10)移动时,所述凸缘止挡部(25)能够在所述容纳孔部分(24b)内沿所述第一方向(D1)移动,且在所述减压阀阀芯(17)相对于所述顶杆(10)朝向远离该顶杆(10)的接触端(22)移动时,通过所述止挡台阶面(33)与所述阀芯移动孔(24)的所述限位台阶面(34)相互止挡,而使得所述顶杆(10)与所述减压阀阀芯(17)不能相互分离。
9.根据权利要求8所述的机械联动式减压阀,其中,所述顶杆(10)的连接端(23)的端面上设置有相互叠置的承载限位片(13)和支撑垫片(14),该承载限位片(13)和支撑垫片(14)上的相互同轴的通孔形成所述导向孔部分(24a),所述容纳孔部分(24b)形成在所述顶杆(10)的连接端(23)端部,所述承载限位片(13)的朝向所述容纳孔部分(24b)的表面形成为所述阀芯移动孔(24)的所述限位台阶面(34)。
10.根据权利要求8所述的机械联动式减压阀,其中,
所述减压阀阀芯(17)依次包括所述凸缘止挡部(25)、弹簧设置部(26)和密封配合部(27),其中所述凸缘止挡部(25)和密封配合部(27)的直径大于所述弹簧设置部(26)的直径,从而所述凸缘止挡部(25)与所述弹簧设置部(26)之间形成有所述止挡台阶面(33),且所述弹簧设置部(26)与所述密封配合部(27)之间分别形成有弹簧支承台阶面(35);以及
所述减压阀阀体(12)内的阀腔依次包括弹簧腔(31)和工作配合腔(32);
其中所述顶杆(10)的连接端(23)伸入到所述弹簧腔(31)内,所述减压阀阀芯(17)的密封配合部(27)与所述工作配合腔(32)能够滑动地密封配合,所述弹簧设置部(26)位于所述导向孔部分(23a)和所述弹簧腔(31)内,所述减压作用弹簧(16)套设在所述弹簧设置部(26)上,且该减压作用弹簧(16)的一端弹性支撑在所述连接端(23)上,另一端弹性支撑在所述弹簧支承台阶面(35)上。
11.根据权利要求10所述的机械联动式减压阀,其中,所述弹簧腔(31)的直径大于所述工作配合腔(32)的直径,从而所述弹簧腔(31)与所述工作配合腔(32)之间形成有顶杆弹簧支承台阶面(36),所述顶杆复位弹簧(15)间隔地围绕所述减压作用弹簧(16)布置,该顶杆复位弹簧(15)的一端弹性支撑在所述顶杆(10)的所述连接端(23)上,另一端弹性支撑在所述顶杆弹簧支承台阶面(36)上。
12.根据权利要求10所述的机械联动式减压阀,其中,所述减压阀阀芯(17)的密封配合部(27)内形成有连通油道(30),该连通油道(30)贯通所述减压阀阀芯(17)的与所述凸缘止挡部(25)相对的一端端面且沿该减压阀阀芯(17)的轴向延伸,所述连通油道(30)与所述出油口(K)连通,且该连通油道(30)的侧壁上形成有第一连通孔(29),所述进油口(C)延伸至所述工作配合腔(32),
其中在所述导向驱动杆(7)处于所述中间位置的状态下,所述减压阀阀芯(17)处于所述第一连通孔(29)与所述进油口(C)沿所述第一方向(D1)相互间隔的位置,从而所述出油口(K)与所述进油口(C)通过所述密封配合部(27)的外周面与所述工作配合腔(32)的内周面的密封配合而相互截止;在所述驱动件从所述起点位置朝向所述止点位置移动的过程中,所述减压阀阀芯(17)通过所述顶杆(10)的驱动而移动,从而所述第一连通孔(29)与所述进油口(K)从相互截止的位置切换到至少部分对准的位置而相互连通,并且所述进油口(C)与所述出油口(K)之间的通流开度能够通过所述减压阀阀芯(17)的移动而改变。
13.根据权利要求12所述的机械联动式减压阀,其中,所述减压阀阀体(12)上还形成有泄油口(L),在所述进油口(C)与所述出油口(K)之间处于截止状态下,所述出油口(K)与所述泄油口(L)连通;在所述进油口(C)与所述出油口(K)之间变为连通状态下,所述出油口(K)与所述泄油口(L)相互截止。
14.根据权利要求13所述的机械联动式减压阀,其中,所述泄油口(L)与所述弹簧腔(31)连通,所述连通油道(30)的侧壁上还形成有第二连通孔(28),该第二连通孔(28)沿所述减压阀阀芯(17)的轴向相对于所述第一连通孔(29)更靠近所述弹簧设置部(26),在所述进油口(C)与所述出油口(K)之间处于截止状态下,所述第二连通孔(28)与所述弹簧腔(31)连通,从而使得所述出油口(K)与所述泄油口(L)连通;在所述进油口(C)与所述出油口(K)之间通过所述减压阀阀芯(17)的移动而变为连通状态下,所述第二连通孔(28)与所述弹簧腔(31)相互截止,从而使得所述出油口(K)与所述泄油口(L)相互截止。
15.根据权利要求5所述的机械联动式减压阀,其中,所述减压阀阀体(12)上螺纹连接有接头管(11),所述顶杆(10)能够沿所述第一方向(D1)来回移动地安装在该接头管(11)的通孔内,且该顶杆(10)的连接端(23)伸入到所述减压阀阀体(12)的阀腔内以与所述减压阀阀芯(17)配合,并且所述接头管(11)的外周面螺纹配合有螺母(9)。
16.主阀与减压阀联动阀组,包括主阀以及减压阀,所述主阀的阀芯至少具有两个工作位置,其中,所述减压阀为根据权利要求1至14中任一项所述的机械联动式减压阀,其中,该机械联动式减压阀的驱动件与所述主阀的阀芯连接,从而所述主阀的阀芯沿所述第二方向(D2)的来回移动能够带动所述驱动件沿所述第二方向(D2)的来回移动。
17.根据权利要求16所述的主阀与减压阀联动阀组,其中,所述减压阀还包括驱动件安装部和从动件安装部,所述驱动件能够沿所述第二方向(D2)往复移动地安装在所述驱动件安装部上,所述从动件能够沿所述第一方向(D1)往复移动地安装在所述从动件安装部上。
18.根据权利要求17所述的主阀与减压阀联动阀组,其中,所述驱动件安装部为所述主阀的弹簧罩(8),所述从动件安装部为连接在所述弹簧罩(8)与所述减压阀阀体(12)之间的接头管(11),所述从动件从所述减压阀阀体(12)的阀腔内穿过所述接头管(11)伸入到所述弹簧罩(8)内而与所述驱动件配合;以及
所述驱动件安装在所述弹簧罩(8)内,并且该驱动件的一端穿过该弹簧罩(8)内的主阀复位弹簧(5)连接于所述主阀的阀芯的一端,以能够跟随该主阀的阀芯沿所述第二方向(D2)往复移动。
19.工程机械,包括液压控制系统,其中,所述液压控制系统中包括根据权利要求16至18中任一项所述的主阀与减压阀联动阀组。
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