CN104806780B - 阀以及具备该阀的工程机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种阀和具备该阀的工程机械。阀包括：阀体，形成流路孔；保持部件，允许阀体向第一及第二方向转动地保持阀体，且入口部及出口部；以及转动限制部，限制阀体的转动，其中，阀体具有开位置和闭位置，在开位置时，流路孔将入口部与出口部相互连通，在闭位置时，将该入口部与该出口部之间隔断，转动限制部使阀体向第一方向的转动在开位置停止，所述开位置是指阀体的外周面的特定部位与入口部重合的位置，特定部位是在第一方向上位于流路孔后侧的部位，通过承受流过入口部的液体的压力而使该压力对处于开位置的阀体向第一方向施力。据此，能够抑制意外闭阀的问题。

Description

阀以及具备该阀的工程机械
技术领域
本发明涉及调节流路管内的液体流动的阀和具备该阀的工程机械。
背景技术
在流路管中，设有调节液体流动的各种阀。例如，日本实用新型公开公报实开平2-23056号中公开了一种液压挖掘机，其具备：前附属装置，具备能够安装破碎机等特殊作业工具的远端部；大流量用配管，为了对所述特殊作业工具供应工作油而沿着所述前附属装置设置；以及断流阀，设置在该大流量用配管的下游侧。所述断流阀在所述前附属装置上安装有所述特殊作业工具时打开，而在除此以外的情况下关闭。
作为如上述断流阀等设置在流路管中的阀，已知有图8所示的阀。该阀110具有：阀体111，具有流路孔113；以及作为保持部件的块体112，将该阀体111保持为能够以垂直于所述流路孔113的旋转中心轴X为中心旋转。在所述阀体111的上部设置有转动板115，通过转动操作该转动板115而改变所述流通孔113的方向，以使流路开闭。具体而言，所述块体112具有入口部121与出口部122，所述入口部121连接于流路管的上游侧部分，所述出口部122连接于该流路管的下游侧部分。
如图9所示，所述转动板115通过螺栓117固定于所述保持部件112，由此将所述阀体111固定在开位置与闭位置。该结构具有能够切实地固定阀体111的位置的优点，但每当其开闭切换时，需要相对于块体112装卸螺栓117，作业效率不佳。若为了避免该问题而简化或者省略用于将该阀体111卡止于所述开位置与所述闭位置的结构，则有可能会因位于开位置的阀体111偏向闭位置侧而导致开口面积容易下降，或者导致阀关闭。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具备阀体的阀和具备该阀的工程机械，能够抑制该阀体意外从开位置转动至闭位置而闭阀的问题。
本发明提供一种阀，被设置在形成流路的流路管的中途，用于调节该流路中的液体的流动，包括：阀体，具有以垂直于所述流路管的流路方向的转动中心轴为中心的圆筒状的外周面，且形成有沿与所述转动中心轴垂直的方向贯穿所述阀体的流路孔；保持部件，以允许所述阀体以所述转动中心轴为中心向第一方向及与该第一方向相反的第二方向转动的方式贴合于所述阀体的所述外周面并保持该阀体，且具有在与所述转动中心轴垂直的方向上分别位于所述阀体的两侧的入口部及出口部，所述流路管的上游侧部分及下游侧部分分别连接于所述入口部及所述出口部；以及转动限制部，限制所述阀体以所述转动中心轴为中心的转动，其中，所述阀体具有开位置和闭位置，在所述开位置，所述流路孔将所述入口部与所述出口部相互连通以开通流路，在所述闭位置，通过让所述流路孔在所述阀的转动方向上偏离所述入口部及所述出口部而将该入口部与该出口部之间隔断，以使所述流路关闭，所述转动限制部限制所述阀体的转动以便使所述阀体向所述第一方向的转动在所述开位置停止，所述开位置是指所述阀体的外周面的特定部位与所述入口部重合的位置，所述特定部位在所述第一方向上位于所述流路孔的后侧的部位，通过承受流过所述入口部的液体的压力而使该压力对处于所述开位置的阀体向所述第一方向施力。
本发明提供一种工程机械，以工作液体为媒介来工作，所述工程机械包括：流路管，形成所述工作液体的流路；以及所述阀，其中，所述阀被设置在所述流路管的中途，以调节所述流路管内的所述工作液体的流动。
根据本发明，能够抑制阀体意外从开位置转动至闭位置而闭阀的问题。
附图说明
图1是表示本发明实施方式所涉及的工程机械的前附属装置的立体图。
图2A是设置在上述工程机械中的阀的立体图。
图2B是表示上述阀中除了保持部件以外的部分的立体图。
图3是表示在上述阀的阀体位于开位置时转动板相对于该阀的转动限制螺栓的位置的俯视图。
图4是表示在上述阀的阀体位于闭位置时转动板相对于上述转动限制螺栓的位置的俯视图。
图5A是表示比较例中的阀的阀体位于开位置时的该阀的俯视图。
图5B是表示实施方式中的阀的阀体位于开位置时的该阀的俯视图。
图6A是表示比较例中的阀的阀体位于开位置时的该阀的局部剖切主视图。
图6B是表示实施方式中的阀的阀体位于开位置时的该阀的局部剖切主视图。
图7A是表示沿图6A的VIIA-VIIA线的剖面的俯视图。
图7B是表示沿图6B的VIIB-VIIB线的剖面的俯视图。
图8是以往的断流阀的立体图。
图9A是表示以往的断流阀上所设置的转动固定部将该断流阀的阀体固定于开位置的状态的俯视图。
图9B是表示以往的断流阀上所设置的转动固定部将该断流阀的阀体固定于闭位置的状态的俯视图。
图10A是表示上述实施方式中的阀体位于开位置时的所述转动限制部的俯视图。
图10B是表示上述实施方式中的阀体位于闭位置时的所述转动限制部的俯视图。
图11A～图11C是表示在上述比较例的阀的各转动位置上的转动限制部的转动板相对于转动限制螺栓的相对位置的俯视图。
图12A～图12C是表示分别与图11A～图11C对应的转动位置上的阀体的流路孔的开口度的局部剖切主视图。
图13A是表示沿图12A的X IIIA-X IIIA线的剖面的俯视图。
图13B是表示沿图12B的X IIIB-X IIIB线的剖面的俯视图。
图13C是表示沿图12C的X IIIC-X IIIC线的剖面的俯视图。
具体实施方式
基于图1至图7来说明本发明的实施方式所涉及的阀及具备该阀的工程机械。以下，作为工程机械及阀的一例，分别以液压挖掘机及设置在该液压挖掘机中的断流阀(stopvalve)为例进行说明。
图1表示作为所述工程机械的示例的液压挖掘机的前附属装置1。该液压挖掘机还具备流路管3及阀10。
所述流路管3沿着所述前附属装置1的侧面而设置，形成工作液体例如油的流路。
所述阀10以调节该流路管3内的工作液体的流动的方式设置在所述流路管3的中途。本实施方式所涉及的阀10作为使所述流路管3所形成的流路开放或关闭的断流阀发挥功能。具体而言，在将工具装卸于前附属装置1的远端部时，关闭阀10，由此，流路管3内的工作液体暂时停止流动。随后，当在前附属装置1的远端部安装好工具后，再次打开阀10，使流路管3内的工作液体重新开始流动。作为将工具装卸于前附属装置1的远端部的状况，例如，假设有为了进行破碎作业而将安装于该远端部的铲斗取下，并安装特殊作业工具的情况。
如图2A及图2B所示，所述阀10具备形成有流路孔13的阀体11、保持部件12以及转动限制部，转动限制部具有转动板15和螺栓17。
阀体11具有以指定的转动中心轴X1为中心的圆筒状的外周面14。本实施方式中，阀体11呈圆柱状，且以沿着与所述旋转中心轴X1垂直的中心轴X2穿该阀体的方式形成所述流路孔13。本实施方式中的流路孔13在其整个轴向上具有均等的剖面，具体为圆形的剖面。阀体11以所述转动中心轴X1与所述流路孔13的中心轴X2及所述流路管3中形成的流路的中心轴X2相互垂直的姿势插入并保持在所述保持部件12中。
所述保持部件12在本实施方式中为长方体状的块体，具有包围供所述阀体11插入的空间的内周面12a，该内周面12a呈与该阀体11的外周面14一致的圆筒状。并且，在该内周面12a与所述外周面14贴合的状态下保持所述阀体11，且允许所述阀体11随着所述外周面14与该内周面12a的滑动接触而相对于所述保持部件12以所述转动中心轴X1为中心相对转动。
所述保持部件12具有入口部18A与出口部18B。入口部18A与出口部18B在与所述转动中心轴X1垂直的方向上分别位于所述阀体11的两侧，将供所述阀体11插入的空间与所述保持部件12的外部予以连通。所述入口部18A与所述流路管3中的上游侧部分3a连接，所述出口部18B与所述流路管3中的下游侧部分3b连接。本实施方式中的入口部18A与出口部18B都为圆形，其中心与所述流路管3中形成的流路的中心轴X2一致，且具有与所述流路孔13的入口侧开口13a一致的形状。
所述阀体11以所述转动中心轴X1为中心转动，由此能够在开位置与闭位置之间移动。如图2A所示，在所述开位置，形成在所述阀体11上的流路孔13的中心轴X3与所述流路管3中形成的流路的中心轴X2一致，以便经由该流路孔13来使该流路开通，即，所述流路孔13使所述入口部18A与出口部18B彼此连通。在所述闭位置，阀体11将入口部18A与出口部18B之间隔断以堵住所述流路。具体而言，在所述闭位置，所述流路孔13的中心轴X3与所述流路的中心轴X2交叉(例如垂直)，阀体11的流路孔13在该阀体11的转动方向上与该流路偏离，以便该阀体11的外周面14挡住入口部18A与出口部18B而将该流路隔断。
所述转动板15是连接于阀体11的上部且与该阀体11一体转动的转动部件。该转动板15还作为如下部件发挥作用：操作部件，使使用者能够抓住该转动板15来操作该阀体11绕所述转动中心轴X1转动；以及转动指示部件，将阀体11的转动位置向外部表示。
所述螺栓17是与所述转动板15卡合以限制所述阀体11的转动的转动限制部件。具体而言，螺栓17固定于该保持部件12，从所述保持部件12的上表面突出，并且以将所述阀体11的转动范围限制在所述开位置及所述闭位置之间的方式与所述转动板15卡合。
所述转动板15呈平板状，且具有与所述转动中心轴X1平行的方向的厚度方向。该转动板15的外周面包含：占据与指定的中心角对应的范围的圆弧状的通常部16、以及占据除此以外的范围的卡合部19。
所述卡合部19是能够与所述螺栓17卡合的部分，该实施方式中，如图3及图4所述，具有从大致圆形的圆板的外周缘切除周向的一部分后的形状。具体而言，该卡合部19包括：中间部19c，其具备比所述通常部16小的曲率半径、以及第一被约束部19a及第二被约束部19b，位于该中间部19c的两侧。所述中间部19c形成为能够沿所述阀体11的转动方向与所述螺栓17滑动接触的圆弧状，以允许所述阀体11在所述开位置与所述闭位置之间转动。所述第一被约束部19a具有在所述第一方向RD1(从闭位置至开位置的方向)上与所述螺栓17接触的形状，以便阻止所述转动板15及连结于该转动板15的所述阀体11超过图3所示的开位置而向该图中的第一方向RD1转动。所述第二被约束部19b具有在所述第二方向RD2(从开位置至闭位置的方向，即，与所述第一方向RD1相反的方向)上与所述螺栓17接触的形状，以便限制所述转动板15及连结于该转动板15的所述阀体11超过图4所示的所述闭位置而向该图中的第二方向RD2转动。
即，如图3所示，在所述转动板15和阀体11沿第一方向RD1从闭位置向开位置转动时，卡合部19的第一被约束部19a在所述第一方向RD1上与螺栓17接触，使得转动板15及阀体11的向该第一方向RD1的转动在开位置PS1停止。相反的，如图4所示，在所述转动板15和阀体11沿第二方向RD2从开位置向闭位置转动时，卡合部19的第二被约束部19b在所述第二方向RD2上与螺栓17接触，使得转动板15及阀体11的向该第二方向RD2的转动在闭位置PS2停止。
所述转动板15及螺栓17如上所述地相互协作，作为使阀体11停止在开位置PS1(图3)及闭位置PS2(图4)的装置发挥作用，换句话说，作为将该阀体11的转动范围限制在两位置PS1、PS2之间的转动限制部。
接下来，参照图5～图7对所述阀10的所述阀体11的开位置PS1进行更详细的说明。图5A是表示比较例中的阀10C的阀体11位于开位置PS1时的转动板15的位置的俯视图，图5B是表示本实施方式中的阀10的阀体11位于开位置PS1时的转动板15的位置的俯视图。图6A是表示比较例中的阀10C的阀体11位于开位置PS1时的状态的剖切主视图，图6B是表示本实施方式中的阀10的阀体11位于开位置PS1时的状态的剖切主视图。图7A是表示沿图6A的VIIA-VIIA线的剖面的俯视图，图7B是表示沿图6B的VIIB-VIIB线的剖面的俯视图。
图5A、图6A及图7A所示的比较例中的阀10C中，在开位置PS1，流路孔13的入口侧开口13a与入口部18A一致时，有时因通过流路孔13的液体的影响而导致阀体11意外从开位置PS1转动至闭位置PS2。具体而言，如图11A所示，只要阀体11因承受通过所述比较例的阀10C的流路孔13的液体的压力而沿第二方向RD2从开位置向闭位置稍许转动，则如图12A及图13A所示，入口部18A与包围所述流路孔13的阀体11的外周面14的一部分即第一方向的前侧的部分14c重合。而且，由于所述液体的压力持续作用于该部分14c，而可能如图11B、图12B及图13B，进而如图11C、图12C及图13C所示，阀体11逐渐向闭位置转动，最终使阀10C关闭。
相对地，在图5B、图6B及图7B所示的上述实施方式的阀10中，在所述开位置PS1的阀体11的流路孔13的入口侧开口13a(在图6B中以两点划线表示)被设定在相对于所述入口部18A而向所述第一方向RD1(即离开闭位置PS2的方向)稍许偏移的位置。换而言之，该螺栓17相对于该转动板15的位置被设定为，在从图6A及图7A所示的使所述流路孔13的入口侧开口13a的中心与所述入口部18A的中心一致的位置稍许向所述第一方向RD1转过一点的位置，即图6B及图7B所示的位置上，如图5B所示地转动板15的第一被约束部19a与螺栓17抵接。
上文所述的开位置PS1的设定能够使所述阀体11的外周面14的特定部位14a在该开位置PS1时重合于所述入口部18A。该特定部位14a是所述外周面14中在所述第一方向RD1上位于所述流路孔13后侧的部位，该特定部位14a承受流过所述流路管3内并通过所述入口部18A的液体的压力，使得该液体的压力对处于所述开位置PS1的所述阀体11进一步向所述第一方向RD1施力。
因此，对于所述转动板15的位于该开位置PS1的阀体11而言，所述液体的压力作为将第一被约束部19a推向所述螺栓17的力，即作为将该阀体11保持在所述开位置PS1的力而作用。
由此，能够有效地抑制阀10的阀体11意外从开位置PS1转动至闭位置PS2而使阀10关闭的问题。
能够实现上述效果的所述特定部位14a的面积，即所述阀体11的外周面14上的在所述开位置PS1时出现在所述入口部18A内的部分的面积可考虑压力损失等的影响来适当地设定。
如上所述，本实施方式的阀10中，通过在由转动板15和螺栓17组合而成的转动限制部中对转动板15和螺栓17的相对位置进行适当设定这一简单的结构，就能够实现防止断流阀10意外关闭这一显著的效果。换而言之，能够防止断流阀10意外关闭，而不导致显著的结构复杂化。
本发明的阀以及工程机械并不局限与上述实施方式，可在本发明主旨的范围内进行各种变形。
本发明的转动限制部并不局限于上述实施方式的转动板15和螺栓17的组合。例如，螺栓17也可以是其它的轴状部件。或者，也可以是，该轴状部件以与阀体成一体地转动的方式连结于该阀体，限制该轴状部件的转动的突出部设置在保持部件上。另外，本发明的转动限制部并非一定要兼用为操作部件或转动指示部件，例如也可设置于保持部件的内侧。
本发明的转动限制部件只需能够至少在该阀体的开位置阻止阀体向第一方向转动即可。因此，该转动限制部不一定必须具有在该阀体的闭位置阻止阀体向第二方向转动的功能。例如，也可以是，上述实施方式的转动板15的外周部的形状为在相当于上述第一被约束部19a的位置具有向外的突起，通过该突起与所述螺栓17抵接来阻止阀体11向第一方向的转动。
本发明的流路孔的入口侧开口和保持部件的入口部不一定必须为同一形状。例如，即使在所述入口侧开口小于所述入口部的情况下，也能够将该开位置设定为，通过所述入口部的液体的压力能够对处于所述开位置的阀体向第一方向施力。具体而言，所述开位置可设定为，使所述阀体的外周面上的在所述第一方向上位于所述流路孔的入口侧开口后侧的部位所受到的液体压力大于所述阀体的外周面上的在所述第一方向上位于所述流路孔的入口侧开口前侧的部位所受到的液体压力，一般而言，使与所述入口部重合的部位中的位于所述入口侧开口的后侧的部位的面积大于位于所述入口侧开口的前侧的部位。
上述实施方式的阀10被应用与工程机械的断流阀，然而，本发明的阀例如也能够适用于断流阀以外的阀，例如选择阀。
如上所述，本发明提供一种阀，其具备阀体，且能够抑制该阀体意外从开位置转动至闭位置而闭阀的问题。本发明的阀被设置在形成流路的流路管的中途，用于调节该流路中的液体的流动，包括：阀体，具有以垂直于所述流路管的流路方向的转动中心轴为中心的圆筒状的外周面，且形成有沿与所述转动中心轴垂直的方向贯穿所述阀体的流路孔；保持部件，以允许所述阀体以所述转动中心轴为中心向第一方向及与该第一方向相反的第二方向转动的方式贴合于所述阀体的所述外周面并保持该阀体，且具有在与所述转动中心轴垂直的方向上分别位于所述阀体的两侧的入口部及出口部，所述流路管的上游侧部分及下游侧部分分别连接于所述入口部及所述出口部；以及转动限制部，限制所述阀体以所述转动中心轴为中心的转动，其中，所述阀体具有开位置和闭位置，在所述开位置，所述流路孔将所述入口部与所述出口部相互连通以开通流路，在所述闭位置，通过让所述流路孔在所述阀的转动方向上偏离所述入口部及所述出口部而将该入口部与该出口部之间隔断，以使所述流路关闭，所述转动限制部限制所述阀体的转动以便使所述阀体向所述第一方向的转动在所述开位置停止，所述开位置是指所述阀体的外周面的特定部位与所述入口部重合的位置，所述特定部位是在所述第一方向上位于所述流路孔的后侧的部位，通过承受流过所述入口部的液体的压力而使该压力对处于所述开位置的阀体向所述第一方向施力。
根据上述结构，能够利用流过流路管的液体的压力，可靠地将阀体保持在开位置。具体而言，在位于开位置的阀体的外周面上的在第一方向上位于所述流路孔后侧的部位承受通过入口部的液体的压力，使得该压力对所述阀体向所述第一方向施力，由此，能够抑制所述阀体意外从开位置转动至闭位置而闭阀的问题。
具体而言，在所述流路孔具有圆形的入口侧开口，所述入口部为圆形的情况下，所述阀体的开位置被设定为超过所述入口侧开口的中心与所述入口部的中心相一致的位置而偏向所述第一方向的位置。
较为理想的是，所述转动限制部使所述阀体向所述第二方向的转动在所述闭位置停止，以便将所述阀体的转动范围限制在所述开位置和所述闭位置之间。
作为所述转动限制部件，较为理想的是，所述转动限制部包括：转动部件，连接于所述阀体，以便和所述阀体成一体地转动；以及转动限制部件，固定于所述保持部件，以限制所述阀体转动的方式与所述转动部件卡合，其中，所述转动限制部件与和所述阀体成一体地向所述第一方向转动的所述转动部件在所述开位置所对应的位置接触，以便阻止所述阀体超过所述开位置向所述第一方向转动。此处，“所述开位置所对应的位置”例如为“在所述阀体处于所述开位置时所述转动部件所处的位置”。此处，“所述转动限制部件与和所述阀体成一体地向所述第一方向转动的所述转动部件在所述开位置所对应的位置接触”例如为“在所述阀体处于所述开位置时所述转动部件所处的位置上，所述转动限制部件与所述转动部件接触”。
根据该转动限制部，可通过设定所述转动部件和所述转动限制部件的相对位置来容易地决定所述阀体的开位置。
较为理想的是，所述转动限制部件与和所述阀体成一体地向所述第二方向转动的所述转动部件在所述闭位置所对应的位置接触，以便阻止所述阀体超过所述闭位置向所述第二方向转动。此处，“所述闭位置所对应的位置”例如为“在所述阀体处于所述闭位置时所述转动部件所处的位置”。此处，“所述转动限制部件与和所述阀体成一体地向所述第二方向转动的所述转动部件在所述闭位置所对应的位置接触”例如为“在所述阀体处于所述闭位置时所述转动部件所处的位置上，所述转动限制部件与所述转动部件接触”。
另外，本发明提供一种工程机械，以工作液体为媒介来工作，所述工程机械包括：流路管，形成所述工作液体的流路；以及所述阀，其中，所述阀被设置在所述流路管的中途，以调节所述流路管内的所述工作液体的流动。

Claims (6)

1.一种阀，被设置在形成流路的流路管的中途，用于调节该流路中的液体的流动，该阀包括：
阀体，具有以垂直于所述流路管的流路方向的转动中心轴为中心的圆筒状的外周面，且形成有沿与所述转动中心轴垂直的方向贯穿所述阀体的流路孔；
保持部件，以允许所述阀体以所述转动中心轴为中心沿第一方向及与该第一方向相反的第二方向转动的方式贴合于所述阀体的所述外周面并保持该阀体，且具有在与所述转动中心轴垂直的方向上分别位于所述阀体的两侧的入口部及出口部，所述流路管的上游侧部分及下游侧部分分别连接于所述入口部及所述出口部；以及
转动限制部，限制所述阀体以所述转动中心轴为中心的转动，其中，
所述阀体具有开位置和闭位置，在所述开位置，所述流路孔将所述入口部与所述出口部相互连通以开通流路，在所述闭位置，通过让所述流路孔在所述阀的转动方向上偏离所述入口部及所述出口部而将该入口部与该出口部之间隔断，以使所述流路关闭，
其特征在于，
所述转动限制部限制所述阀体的转动以便使所述阀体沿所述第一方向的转动在所述开位置停止，所述开位置是指所述阀体的外周面的特定部位与所述入口部重合的位置，所述特定部位是在所述第一方向上位于所述流路孔的后侧的部位，通过承受流过所述入口部的液体的压力而使该压力对处于所述开位置的阀体沿所述第一方向施力。
2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于：
所述流路孔具有圆形的入口侧开口，
所述入口部为圆形，
所述阀体的开位置为超过所述入口侧开口的中心与所述入口部的中心相一致的位置而偏向所述第一方向的位置。
3.根据权利要求1或2所述的阀，其特征在于：
所述转动限制部使所述阀体沿所述第二方向的转动在所述闭位置停止，以便将所述阀体的转动范围限制在所述开位置和所述闭位置之间。
4.根据权利要求1或2所述的阀，其特征在于：
所述转动限制部包括：
转动部件，连接于所述阀体，以便和所述阀体成一体地转动；以及
转动限制部件，固定于所述保持部件，以限制所述阀体转动的方式与所述转动部件卡合，其中，
所述转动限制部件与和所述阀体成一体地沿所述第一方向转动的所述转动部件在所述开位置所对应的位置接触，以便阻止所述阀体超过所述开位置沿所述第一方向转动。
5.根据权利要求4所述的阀，其特征在于：
所述转动限制部件与和所述阀体成一体地沿所述第二方向转动的所述转动部件在所述闭位置所对应的位置接触，以便阻止所述阀体超过所述闭位置沿所述第二方向转动。
6.一种工程机械，以工作液体为媒介来工作，其特征在于，所述工程机械包括：
流路管，形成所述工作液体的流路；以及
权利要求1至5中任一项所述的阀，其中，
所述阀被设置在所述流路管的中途，以调节所述流路管内的所述工作液体的流动。
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