CN104822949B - 带有流量分配器的防止受压油泄漏到控制阀汽缸管的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防止受压油泄漏到汽缸管的系统。在不使用阀门或者系统，或者不减少外壳与阀芯间的直径空间的情况下，能达到非常低的泄漏率。所述系统除包括外壳、主阀芯、流量分配器先导阀芯、止回阀与流量分配器先导阀芯连接管、流量分配器和主阀芯入口连接管、流量分配器先导阀芯和油箱连接管、主阀芯转送管连接结构和流量分配器先导阀芯和流量分配器弹簧侧连接管之外，还包括汽缸管上分泄漏油排放口，当溢流管受压时，所述汽缸管上的泄漏油排放口使溢出的油在流入汽缸管之前，排入油箱。

Description

带有流量分配器的防止受压油泄漏到控制阀汽缸管的系统
技术领域
本发明涉及通过机械控制对液压升降机进行的控制，从而在拖拉机和农业机械中能够使用三点挂接系统和依附于前述三点挂接系统的设备。
背景技术
当前带有流量分配阀的液压升降机控制阀，通过泵将液体流泵入控制阀，通过控制阀中的流量分配阀将液体流在液压升降机汽缸管和溢流管之间分配成两部分。液压升降机汽缸管与液压升降机汽缸连接，这些液压升降机汽缸与三点挂接系统连接，三点挂接系统与拖拉机设备连接，从而液压升降机汽缸管控制这个设备。
溢流管是与外部控制阀连接的管。这些阀用于控制其他的液压系统(例如挖掘机)，但不用于控制拖拉机上的三点挂接系统上的设备位置，或者这些阀用于控制设备(例如旋转式犁)内部的液压系统。
包含流量分配器的系统，利用泵分流的方式能同步的使用两个阀；但是，液压升降机汽缸和溢流管不是必然的同时受压，也不是必然的工作在相同的压力水平。
但在当前的系统中，当溢流管受压时，液压升降机汽缸管也受压。举例来说，当车辆的驾驶员试图去升起连接到溢流管的车辆前面的铲斗时，连接于该车辆后面的负载(设备)也被升起。这种违背驾驶员的意愿和不受驾驶员控制的情形出现的原因是由于油管之间的控制阀发生漏油导致的。换句话说，当溢油管受压时，受压油会从控制阀中的间隙泄漏到液压升降机汽缸管，液压升降汽缸也受压从而发生移动。
在现有的系统中，要求减小阀芯与外壳之间的径向间隙，因为该径向间隙会导致阀芯卡在外壳上。
另一个避免这个错误的方法是，增加外壳和阀芯之间的搭接距离。但是当使用这个方法时，液压系统的响应时间会延长，从而导致设备反应变慢，这会引起重大的问题尤其是在耕作的过程中。
上述两种解决方法均不能精确的解决这个问题，仅能缓解汽缸管的受压。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防止受压油泄漏到汽缸管的系统，利用避免受压的阀芯，所述系统将从溢流管与液压升降机汽缸管之间泄漏的油引导到无压油箱管，从而防止了从溢流管泄漏到液压升降机汽缸管的油增压和驱动液压升降机汽缸。
附图说明
图1是本发明的防止受压油泄漏到汽缸管中的系统的控制阀及其附属部件的截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明防止受压油泄漏到汽缸管中的系统实现本发明目的的过程。附图中：
图1是本发明的防止受压油泄漏到汽缸管中的系统的控制阀及其附属部件的截面示意图。
图中包含防止受压油泄漏到汽缸管中的本发明系统的各组件，各个组件由独立的附图标记表示，如下所示：
1.外壳
2.主阀芯
3.主阀芯弹簧
4.流量分配器阀芯
5.流量分配器阀芯弹簧
6.下降螺栓和主阀芯的机械连杆机构
7.下降螺栓
8.下降阀弹簧
9.下降阀外壳
10.止回阀
11.止回阀弹簧
12.流量分配器先导阀芯
13.进油口
14.溢流管
15.流量分配器与主阀芯连接管
16.主阀芯与止回阀连接管
17.止回阀与流量分配器先导阀芯连接管
18.主阀芯与油箱管连接管
19.流量分配器与主阀芯入口连接管
20.流量分配器先导阀芯和油箱连接管
21.流量分配器先导阀芯弹簧
22.连接结构
23.主阀芯转送管
24.液压升降机汽缸管
25.流量分配器阀芯静压腔
26.液压汽缸
27.流量分配器动压腔
28.油箱
29.流量分配器先导阀芯与流量分配器弹簧侧连接管
30.位置反馈机构
31.流量分配器减压阀
32.汽缸管上的泄漏油排放口
33.下降阀芯-油箱连接管
本发明的目的是防止受压油泄漏到汽缸管的系统，该系统包括：
-外壳1，它具有设在控制阀上的部件，
-主阀芯2，限定液压升降机的上升、下降或中立位置以及主阀芯2的位置，
-主阀芯弹簧3，能使主阀芯2顶靠机械管以及切换到下降位置，
-流量分配器阀芯4，将系统入口流量分成到汽缸管和溢流管两部分，
-流量分配器阀芯弹簧5，决定流量分配器阀芯位置，相应地确定入口流量对分割部分的比例，
-下降螺栓和主阀芯的机械连杆机构6，当控制阀切换到下降位置时该连杆机构6移动下降螺栓，
-下降螺栓7，当液压升降机控制阀处在下降位置的时候，下降螺栓7能通过排放汽缸中被捕获的油的方式降低负载，
-下降螺栓弹簧8，能使下降螺栓7保持在关闭位置，
-下降阀外壳9，容纳下降螺栓7，当螺栓处在关闭位置时，该下降阀外壳9通过连接到它自己的一侧使液压液体流入液压汽缸，
-止回阀10，在液压升降设备和负载被举起时，通过给汽缸中装油使负载维持在调节后的高度，
-止回阀弹簧11，使止回阀10保持在关闭状态，
-流量分配器先导阀芯12，防止系统在上升过程的末端残留压力，
-进油口13，能使油进入液体流量控制阀，
-溢流管14，供给拖拉机上使用的、液压升降机之外的液压系统，
-流量分配器与主阀芯连接管15，使油在流量分配器4和主阀芯2之间保持连接，
-主阀芯与止回阀连接管16，能连接主阀芯2和止回阀10，
-止回阀与流量分配器先导阀芯连接管17，在举起过程中使进入到主阀芯与止回阀连接管16的受压油流到流量分配器先导阀芯，
-主阀芯与油箱管连接管18，根据主阀芯2的位置将流量分配器与主阀芯入口连接管连接到油箱管，
-流量分配器与主阀芯入口连接管19，连接主阀芯2入口的油到流量分配器先导阀芯12的末端，
-流量分配器先导阀芯和油箱连接管20，根据流量分配器先导阀芯12的位置，将流量分配器先导阀芯连接管向油箱开放，
-流量分配器先导阀芯弹簧21，除了举起位置，在进程中使流量分配器先导阀芯12保持在关闭位置，
-主阀芯转送管连接结构22，根据主阀芯2的位置将主阀芯转送管23连接到流量分配器与主阀芯入口连接管19，
-主阀芯转送管23，将从流量分配器流入主阀芯的油连接到在左侧的主阀芯与止回阀连接管16和在右侧的主阀芯转送管连接结构22，
-液压升降机汽缸管24，能连接液压升降机汽缸和控制阀，
-流量分配器主阀芯静压腔25，在举起过程中通过压力朝着压缩的方向压迫流量分配器阀芯弹簧5，
-至少一个液压汽缸26，能使连接到液压升降机的设备和三点挂接系统移动，
-流量分配器动压腔27，在举起过程中通过压力压迫流量分配器阀芯4向L方向移动，
-油箱28，在大气压下容纳受压油，
-流量分配器先导阀芯和流量分配器弹簧侧连接管29，依靠流量分配器先导阀芯-油箱连接管将流量分配器动压腔27经由流量分配器先导阀芯12向油箱开放，
-位置反馈机构30，根据连接于液压升降机的三点挂接系统的位置来移动主阀芯2，
-流量分配器减压阀31，限制出现在流量分配器动压腔27的压力，
-汽缸管上的泄漏油排放口32，在溢流管14受压时能将泄漏到汽缸管的油排放到油箱28，
-下降阀芯-油箱连接管33，能将处在下降位置的液压升降机汽缸中捕获的油连接到油箱28。
图1中显示的各部件设置在外壳1上。所述外壳可以根据拖拉机或农用机械的设计应用在油箱28中，也可以设置在外部环境。
控制阀基本上有三个位置，分别为上升位置R、中立位置N和下降位置L。
在上升位置，控制阀将被液压泵引导的受压油转送到一个或多个液压汽缸26中，从而连接到液压升降机的三点挂接系统以及连接到它们上的设备能被举起。
在下降位置，当引导液压汽缸中的油经由阀芯7到油箱中时，控制阀将被泵引导的受压油经由流量分配器阀芯4转送到溢油管14，从而连接到液压升降机的三点挂接系统以及连接到它们上的设备能下降。
在中立位置，控制阀通过止回阀弹簧11和下降螺栓7来保持液压汽缸中的油，从而使汽缸维持它们的位置。因此，使连接到液压升降机的三点挂接系统以及连接到它们上的设备维持稳定。同时，控制阀将被泵引导的受压油经由阀芯4转送到溢流管14。
关于这三个位置的进一步说明如下：
中立位置：当主阀芯2处在被显示为N的位置时，控制阀处在中立位置。当液体没有被送到控制阀时，即拖拉机不工作时，由于流量分配器阀芯弹簧5的压力，流量分配器阀芯4向右侧顶靠，不同于图1中显示的那样。当液体被送到控制阀时，该液体通过油入口输送管13进入控制阀，这时，由于流量分配器阀芯4与右侧对齐，所以在油入口输送管13和溢流管14之间没有或仅有非常小的连接。因此，液体被引导到流量分配器与主阀芯连接管15，遍及液体流量分配器阀芯4与外壳1之间的整个空间；但是，在主阀芯的中立位置，在流量分配器与主阀芯连接管15左侧，主阀芯与止回阀连接管16之间的连接是关闭的，在流量分配器与主阀芯连接管15右侧，主阀芯与流量分配器-主阀芯入口连接管19之间的连接是关闭的，也就是流动的路径关闭，这样导致在流量分配器与主阀芯连接管15中存在压力。同时，液体填充流量分配器主阀芯静压腔25并且遍及流量分配器阀芯4上的各孔，在流量分配器与主阀芯连接管15中出现的压力被转移到流量分配器主阀芯静压腔25中。流量分配器主阀芯静压腔25中的压力在流量分配器阀芯4的表面引起了力去压缩流量分配器阀芯弹簧5。此外，在这个位置上，流量分配器动压腔27是向油槽开放的，也就是，通过流量分配器先导阀芯和流量分配器弹簧侧连接管29，经由汽缸管上的泄漏油排放口32，向流量分配器先导阀芯和油箱连接管20敞开。所以与产生在流量分配器主阀芯静压腔25上的力相同的力没有出现在流量分配器动压腔27和流量分配器阀芯4上而向左移动到图1中显示的位置。这样，利用进油口13与溢流管14之间的空间，液体被引导进入溢流管。流量分配器阀芯到达某一个位置中的平衡位置，入口流量被导入溢流管。
同时，为了防止液压汽缸移动，通过止回阀10和下降螺栓7将汽缸中的受压油捕获进汽缸。
上升：当试图抬高设备时，借助于与主阀芯2接触的位置反馈机构30，主阀芯2朝着R方向移动。如在中立位置描述的那样，由于流量分配器与主阀芯连接管，即使在中立位置主阀芯转送管23中也充满油。当主阀芯2朝着R移动时，主阀芯转送管23是向左侧的主阀芯与止回阀连接管16开放的，也通过右侧的主阀芯连接结构22向流量分配器与主阀芯入口连接管19开放。然后，主阀芯转送管23中的受压油一部分贯穿连接结构22流向主阀芯2，一部分流向流量分配器先导阀芯12的右侧，凭借施加在阀芯的力去压缩流量分配器先导阀芯弹簧21，阀芯压缩流量分配器先导阀芯弹簧21同时向左侧移动。作为移动的结果，(流量分配器先导阀芯和流量分配器弹簧侧的)连接管29与(流量分配器先导阀芯和油箱的)连接管20之间的连接被断开。因此，流量分配器动压腔27不再与流量分配器先导阀芯和油箱连接管20连接，也就不再与油箱连接，通过汽缸管上的泄漏油排放口32和(止回阀与流量分配器先导阀芯之间的)连接管17将先导阀芯和流量分配器弹簧侧连接管29及主阀芯与止回阀连接管16连接起来。从进油口13进入的油经过流量分配器阀芯4、流量分配器与主阀芯连接管15、主阀芯转送管23、主阀芯与止回阀连接管16进入到止回阀10，然后进入到液压升降机汽缸管。当流量分配器主阀芯静压腔25连接到主阀芯与止回阀连接管16时，该腔受压。所以，推进阀芯向L方向移动的力作用在流量分配器阀芯4上，流量分配器阀芯4在流量分配器阀芯弹簧5的弹簧力的作用下向L方向移动，进油口13与流量分配器与主阀芯连接管15之间的连接空间变宽，就中立位置而言该连接空间是较多的。另一方面，进油口13与溢流管14之间的连接空间变短，由此，油开始流向流量分配器与主阀芯连接管15。当油流从主阀芯转送管23流向主阀芯与止回阀连接管16时，油流存在压力损失，所以流量分配器主阀芯静压腔25上的压力大于流量分配器动压腔27上的压力。通过控制上述压力损失，可以调整溢流管与汽缸管之间的流入量的分配比例。油流从流量分配器与主阀芯连接管15出发，分别经由主阀芯转送管23、主阀芯与止回阀连管16流入止回阀，通过压缩止回阀弹簧11将止回阀10推向L方向，然后通过液压升降机汽缸管24流入液压汽缸26，从而通过驱动汽缸实行上升过程。由于流量分配器减压阀的作用，流量分配器动压腔27上的压力被限制，从而防止系统出现过压。
下降：当试图下降设备时，通过驱动与朝向L方向的主阀芯2接触的位置反馈机构30来驱动主阀芯2朝L方向移动。在这个位置，流量分配器先导阀芯12和流量分配器阀芯4处在与中立位置相同的位置上；就是说，来自进油口13的液体被导向了溢流管14。主阀芯2机械地连接到部件6上。随着主阀芯朝L方向行进，下降螺栓和主阀芯的机械连杆机构6朝L方向移动。当下降螺栓和主阀芯的机械连杆机构6移动到足以与下降阀芯接触时，随着超过下降螺栓弹簧8，驱动下降螺栓7朝着L方向移动。从而，液压升降机汽缸管24和下降阀芯油箱连接管33之间的连接建立起来，液压升降机汽缸管24向油箱28开放。汽缸中的油经由液压升降机汽缸管24被引导到下降阀芯-油箱连接管33，然后到无压的油箱中。设备的重量试图去排掉汽缸中的油，通过排掉汽缸中的油，设备下降。
在液压升降机的操作过程中，通过图中示意显示的位置反馈机构30，控制阀的三个位置协同工作。例如，当控制阀处在上升位置，设备开始被抬升时，位置反馈机构同时向N方向释放主阀芯，从而带动主阀芯到N位置，主阀芯2通过主阀芯弹簧3开始向N方向移动。随着设备上升，主阀芯朝N方向移动，当来到中立位置时，设备的上升进程停止，同时反馈机构的移动也停止，系统稳定在一个预期的高度。系统从上升位置到中立位置的过程中，流量分配器先导阀芯12防止系统承受压力(残留压力)。
受压油泄漏进汽缸管的问题及其防范方法：不必同时使用液压升降机汽缸管和溢流管。当使用者使液压升降机保持在稳定位置(控制阀处在中立位置)，加压其他连接到溢流管的液压系统时，受压油出现在溢油管14中。上述受压油从流量分配器阀芯4与外壳间的口进入流量分配器与主阀芯连接管15，然后进入主阀芯转送管23和主阀芯-止回阀连接管16，之后经由止回阀10进入液压升降机汽缸管24，接着进入液压升降机汽缸从而驱动汽缸。用这个新的方法，出现在主阀芯与止回阀连接管16中的受压油经由止回阀与流量分配器先导阀芯连接管17进入流量分配器先导阀芯12。通过汽缸管上的泄漏油排放口32将止回阀与流量分配器先导阀芯连接管17中的受压油连接到流量分配器先导阀芯和油箱连接管20的方式，来源于溢流管泄漏油的受压油在进入液压升降机汽缸管24之前被排到油箱28，从而防止了液压升降机的不良移动。
按照上面描述，在上升位置，随着流量分配器先导阀芯12朝R方向移动，(流量分配器先导阀芯和流量分配器弹簧侧的)连接管29和(止回阀与流量分配器先导阀芯的)连接管17之间的连接相对于(流量分配器先导阀芯和油箱的)连接管20是关闭的，因此相对于油箱28也是关闭的，新的方法没有对上升进程产生消极影响。

Claims (1)

1.一种防止受压油泄漏到汽缸管中的系统，该系统包括
外壳(1)，所述外壳(1)具有设于控制阀上的部件，
主阀芯(2)，所述主阀芯(2)决定其位置，并使液压升降机到达上升位置、下降位置或者中立位置，
流量分配器先导阀芯(12)，所述流量分配器先导阀芯(12)防止所述系统在上升进程的末端承受压力，
止回阀与流量分配器先导阀芯连接管(17)，该连接管(17)使在上升进程中流入止回阀(10)的受压油进入流量分配器先导阀芯(12)，
流量分配器和主阀芯入口连接管(19)，所述流量分配器和主阀芯入口连接管(19)将所述主阀芯(2)入口中的油连接到所述流量分配器先导阀芯(12)的末端，
流量分配器先导阀芯和油箱连接管(20)，所述流量分配器先导阀芯和油箱连接管(20)根据流量分配器先导阀芯(12)的位置将流量分配器先导阀芯和流量分配器弹簧侧连接管(29)向油槽开放，
主阀芯转送管连接结构(22)，所述主阀芯转送管连接结构(22)根据主阀芯(2)的位置将主阀芯转送管(23)连接到流量分配器主阀芯入口连接管，
所述流量分配器先导阀芯和流量分配器弹簧侧连接管(29)利用流量分配器先导阀芯(12)将流量分配器动压腔(27)经由流量分配器先导阀芯(12)向油槽开放，
其特征在于，所述系统还包括汽缸管上的泄漏油排放口(32)，当溢流管(14)受压时，所述汽缸管上的泄漏油排放口(32)使溢出的油在流入汽缸管(24)之前，排入油箱(28)。
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