CN106368999A - 用于静液压设备的环路冲洗系统 - Google Patents

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Abstract

用于静液压设备的液压流体环路冲洗装置，包括具有圆柱形阀孔的阀壳体，所述圆柱形阀孔具有高压入口、低压入口和排放出口。第一冲洗阀阀芯布置成弹性预压在阀孔内以用于借助于第一流体通道使低压入口与排放出口之间能够流体连接。另外，梭阀阀芯布置成弹性预压在阀孔内以用于借助于流体通路进一步使低压入口与排放出口之间能够流体连接。为此，第一冲洗阀阀芯和梭阀阀芯同心布置并可相对于彼此移动，并且低压入口与排放出口之间的流体连接仅在第一冲洗阀阀芯和梭阀阀芯处于各自的打开位置时才开启。

Description

用于静液压设备的环路冲洗系统
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的主体部分的用于静液压设备的液压环路冲洗装置。本发明还涉及使用这样的环路冲洗装置的液压设备。
背景技术
在具有用于液压流体的封闭回路的液压机器、例如静液压驱动或推进系统中，特别是在静液压机器、例如静液压泵和静液压马达中，用于产生液压力和液压性能的液压流体分别在所述机器或设备的工作期间承受升高的温度。此外，在工作期间，静液压设备的可动部件，例如支承件、轴承、导向靴等需要润滑以正常工作并防止过热。这样的润滑和防止过热通常由环路冲洗系统执行，所述系统产生——除了系统中的阀、转动部件和移动部件的不可避免的泄漏之外——从静液压设备的低压侧向液压设备的低压区域、例如到设备或储罐的壳体的有意流体泄漏。通常，静液压系统中的这种流体泄漏由充料泵(charge pump)再次填补，充料泵在低压侧从壳体/罐泵送新鲜和“冷”的油进入液压回路。
一种在液压设备中被实施的环路冲洗系统根据静液压回路中低压侧的压力水平以及高压侧与低压侧之间的压力差两者来控制环路冲洗流。冲洗系统的液压流体流过所述可动部件，如轴承，以使其润滑和冷却。这种偏离的环路冲洗流体流通常收集在壳体和/或储罐中以用于进一步输送到液压流体冷却器，然后被充料泵再次吸入。充料泵对冷却的液压流体加压并根据液压设备的压力水平和工作条件将其泵回到液压回路的低压侧。
静液压机器或系统中的最高流体温度通常发生在液压驱动机构例如液压机器的旋转套件中。这就是为什么环路冲洗系统常常结合在液压驱动系统的液压马达中并将流体冲到马达壳内，马达壳通常由排放管线连接至储罐。常用的环路冲洗系统包括梭阀以通过使用低压来选择低压侧以及高压来使梭阀切换到适当位置。在其打开位置的梭阀在低压侧开放流体路径 以从低压管线分支出液压流体。通常，梭阀阀芯的两个端面因此分别被加压至低压或高压。如果存在低压侧和高压侧之间的预定的压力差，梭阀阀芯被移动到其打开位置之一，并且与冲洗阀合作能够形成至低压区域的流体连接。如果在梭阀和冲洗阀之间的连接管线中的压力达到给定的阈值压力，冲洗阀也打开以及来自液压推进系统的低压侧的液压流体可以冲洗以相应地润滑和冷却液压设备的(可动的)部件。被收集在壳体或储罐中之后，用过的冲洗流体随后被传输到例如冷却器，然后通过充料泵再次引入到液压设备的低压侧。
这种公知的环路冲洗系统在例如U.S.2014/0150880A1中有所描述。这里，控制阀布置在梭阀和冲洗阀之间，用于在特定的机器工作事件——冲洗可能导致不期望的性能问题——中撤销冲洗回路的正常功能。U.S.6,430,923B1示出了根据权利要求1的主体部分的另一公知冲洗回路，其中所述梭阀阀芯的致动由微控制器控制。另一种用于液压设备的封闭液压回路的冲洗阀在EP 2 314 897A2中示出。在这个系统中，梭阀单独执行用于检测高压侧和低压侧的选择功能，以及将液压流体从低压侧冲到储罐中的功能。由此，只要低压管线的压力高于储罐压力，来自低压侧的冲洗总是开启。此外，该系统允许从低压侧到储罐的恒定的不可调的流量。
现有技术中已知的所有这些冲洗系统的缺点是，发生永久冲洗(EP 2 314 897A2)或者环路冲洗系统可以产生压力振荡——该压力振荡可被携带至液压回路的低压侧——至少造成不期望的、不寻常的和/或莫名其妙的噪音。这例如在液压推进系统的低压侧的压力比梭阀的移动压力稍高时发生。在这种状态下，梭阀定位在其打开位置，允许低压侧与冲洗阀之间进行液压流体连接。如果冲洗阀之前的连接管线中的压力高于打开冲洗阀所需的压力，则冲洗阀打开并排放液压流体到低压区内。通过打开冲洗阀，在冲洗阀之前的连接管线中的压力下降。如果压力下降到用于保持冲洗阀打开的压力水平以下，冲洗阀再次关闭。随后，由于液压推进系统的低压侧中的压力被比梭阀的打开压力更高，冲洗阀阀芯之前的连接管线中的压力增加，这样如果冲洗阀阀芯上的压力足够高，则冲洗阀再次打开。如果低压管线中的压力增量小于打开冲洗阀时发生的压降，则冲洗阀再次关闭。只要液压装置的低压侧的压力超过冲洗阀的打开压力的量不高于由冲洗 阀的打开引起的压降，就会发生冲洗阀的这种周期性的打开和关闭。打开和关闭冲洗阀的这种振荡产生/引起对暗示液压系统中有损的噪音。此外，这些振荡也可能阻碍液压流体和液压系统的可动部件的有效和/或最佳冷却，因为不能建立受控的恒定冲洗流。这些振荡被进一步带回低压管线，可能造成更多困扰。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种环路冲洗系统，借助于该环路冲洗系统，在液压设备或系统的工作期间不会发生这种振荡和噪音。本发明的另一个目的是提供一种环路冲洗系统，该环路冲洗系统是经济的并其结构空间被减小，从而允许减小液压设备和/或液压系统的尺寸。本发明的又一个方面是提供一种环路冲洗系统，该环路冲洗系统可以在现有的液压设备或系统中使用，而不会对现有部件造成大的修改。本发明的再一个目的是提供一种环路冲洗系统，该环路冲洗系统可以在现有的液压设备或系统中以备用件的方式使用或者作为备用组或改装套件使用。
所有目的都通过根据权利要求1的环路冲洗系统被解决，而直接或间接地引用权利要求1的从属权利要求是针对本发明的优选实施例。上面给出的本发明的目的也通过根据独立权利要求12的液压设备被解决。
要在静液压设备中使用的本发明的液压流体环路冲洗装置包括内部具有圆柱形阀孔的阀壳体。圆柱形阀孔包括高压入口、低压入口和排放出口。第一冲洗阀阀芯布置成弹性预压在阀孔内以用于使低压入口与排放出口之间能够借助于设置在冲洗阀阀芯中的第一流体通道流体连接。另外，梭阀阀芯也布置成弹性预压在阀孔内以用于进一步使低压入口与排放出口之间能够借助于由梭阀阀芯提供的流体通路而流体连接。由此，如果低压入口的流体压力超过第一阈值，则第一冲洗阀阀芯可移动到打开位置，所述第一流体通道在打开位置是开放的。只有当高压入口与低压入口之间的压力差超过第二阈值时，梭阀阀芯可移动到打开位置，所述流体通路在打开位置开放以使低压入口与排放出口相连。由于冲洗阀阀芯和滑阀阀芯同心布置并且在阀孔内可相对于彼此移动，低压入口与排放出口之间的流体连接仅当冲洗阀阀芯和梭阀阀芯同时处于其各自的打开位置时才开启。
在本领域已知的系统中，梭阀和冲洗阀液压地串联布置，使得经过梭阀的冲洗流随后作用在冲洗阀上。因此，经过梭阀的液压流体中的压力的下降影响冲洗阀的致动。如果，在现有技术中，液压系统的高压侧与低压侧之间的压力差比该梭阀的打开压力只是高出一点点，则传递到冲洗阀的液压流体流的横截面较差。这导致如以前面详细说明的冲洗阀的振荡的打开和关闭。这是由本发明避免的一个方面，因为梭阀和冲洗阀两者都相对于其打开力液压地并联布置。作用在梭阀上用于在适当位置移动梭阀阀芯的相同的压力水平也作用在冲洗阀阀芯上用于打开和关闭冲洗阀。
根据本发明，梭阀和冲洗阀液压地彼此平行布置，使得如果液压装置的相应工作管线中的压力超过用于打开冲洗阀的至少第一阈值水平则冲洗阀被打开。由此，冲洗阀的打开独立于通过梭阀的液压流体流的压力或量。如果在配备有本发明的液压流体环路冲洗装置的液压(推进)系统的工作管线中的一者或两者中的压力超过用于冲洗阀的打开压力(第一阈值)，只要工作管线中的压力超过该第一阈值，则冲洗阀打开并保持打开状态。由此，第一阈值对应于用于冲洗阀的打开压力。
如果本发明的液压环路冲洗装置用于其中高压侧与低压侧可以互换的液压系统，例如在液压马达或液压泵中，那么第二冲洗阀可与梭阀同心布置以用于第二压力管线或以及工作管线。在这种情况下，设置用于两个工作模式的环路冲洗装置，其中，所述高压侧和低压侧根据所述液压设备的工作状态而改变。例如用于两个旋转方向、即正向和反向的液压马达，或如果马达处于加速或减速模式的情况就是这样。在处于加速或减速模式的马达中，所述液压马达的旋转方向不改变。
如果在本发明的液压流体环路冲洗装置中为每个工作管线布置一个冲洗阀，在高压侧的压力超过用于打开第一冲洗阀的第一阈值压力时，冲洗阀中的一个打开。第二冲洗阀只有在低压也超过第一阈值压力时才打开，该第二冲洗阀可以与第一冲洗阀相同，但是，必须不是同一个冲洗阀。在任何情况下，第一阈值应选择成将被静液压装置的正常运转状态下的低压水平所超过的压力水平。只有在紧急情况或其他极端工作条件下应禁用冲洗。本领域技术人员将容易看到，本发明的液压流体环路冲洗装置中的用于两个冲洗阀的打开压力可以不同，例如可能期望在液压推进系统的加速 或减速模式下具有不同的环路冲洗行为。这可以例如通过改变冲洗阀阀芯中的流体通道的横截面——例如形成流体通道的孔口的直径——来完成。
由于仅在(一个或多个)清洗阀和梭阀两者都处于其各自的打开位置时发生冲洗，那么高压侧的冲洗阀可以保持在其打开位置，只要开启压力的阈值在高压工作管线中被超过即可。根据本发明的环路冲洗仅当低压与高压侧之间的压力差超过第二给定阈值并且同时梭阀因而打开液压装置的低压侧的流体连接时发生。
在本发明的环路冲洗系统中使用的梭阀的功能类似常见的梭阀，即，梭阀阀芯被弹性预压在两个端部上。在其初始位置，梭阀阀芯通过两个梭阀弹簧在阀孔中居中布置，因此关闭两个用于环路冲洗的通路。端部的一侧被处于高压的液压流体加压，另一侧被低压流体而被加压。如果高压侧与低压侧之间的压力差比预定的第二阈值高，梭阀阀芯在冲洗阀孔中被移动到打开位置，其中，流体通路开放以使液压流体环路冲洗装置的低压入口与排放出口流体连接。根据本发明，这种情况仅当同时地液压系统的低压侧的压力水平高于预定的用于打开冲洗阀的第一阈值的值时发生。只有当两个阈值都被超过时，从低压管线到液压系统中的低压区域、例如到壳体或储罐的环路冲洗被开启。梭阀设计成使得梭阀阀芯在移动时同时在高压侧关闭/禁用环路冲洗。最后，当高压入口与低压入口的压力差超过第二阈值，并且同时，低压超过用于打开冲洗阀的第一阈值时，冲洗仅通过本发明的环路冲洗装置开启。另外同时，梭阀阀芯在打开位置关闭高压入口与排放出口之间的流体连接。
本发明不仅避免了现有技术的已知冲洗阀的振荡的打开和关闭运动，而且本发明的环路冲洗装置与公知的装置相比还减小了尺寸。对于本发明的环路冲洗装置，在液压设备的壳体中只需要一个阀筒或只需要一个阀孔。因此，液压机器的壳体设计可以缩小尺寸。在一个特殊的实施例中，本发明的环路冲洗装置可被安装到现有的梭阀阀孔的阀孔内。这是例如通过冲洗阀阀芯与梭阀阀芯的同心布置来实现，特别是当实施盒设计时尤其如此。根据这样的实施例，已经存在的环路冲洗布置可以使用例如壳体中现有的梭阀阀孔和拆卸现有冲洗阀而升级为本发明的环路冲洗装置。
本发明的环路冲洗系统的另一个优点是在正常工作条件下，每个压力 侧只需要一个控制边缘来开启/禁用冲洗。在液压装置或系统的这种正常工作条件下，高压水平以及低压水平超过冲洗阀的打开压力的第一阈值，并且同时，也超过了为高压侧与低压侧之间所需的压力差给定的第二阈值。
在另一优选实施例中，冲洗阀以安全减压阀的方式工作，并在关键的系统状况下做出反应。如果低压比冲洗阀的打开压力低，则不能开启冲洗，因为冲洗阀阀芯通过冲洗阀弹簧被偏置到其关闭位置。在另一关键系统状况下，如果低压增大至高于所需压力水平的压力水平，则冲洗阀阀芯移入流体通道开放的位置之外的另一极端位置，从而关闭一体的流体通道。通过本发明的环路冲洗系统的这个实施例，可以将环路冲洗流调节至低压的优选压力范围。优选地，这是液压系统以正常条件/状态工作的压力范围。通过该范围，对于本发明的环路冲洗装置，用于开启环路冲洗的最小压力可被容易地限定，与限定应禁用冲洗时的最大压力以防止在高压条件下冲洗一样，其中，例如，环路冲洗会从工作回路带出太多的液压流体，或者在升高的低压水平下进行的环路冲洗可能增大损坏静液压机器的风险。
此外，通过本发明的环路冲洗系统，实现了快速反应的环路冲洗系统，特别是，关于配备有本发明的环路冲洗系统的液压系统在液压设备运行期间工作条件的改变和压力侧的改变方面是这样。如果第一阈值压力水平在两个压力侧——低压侧和高压侧——都被超过，冲洗阀保持在其打开位置和仅梭阀阀芯必须被带到/移入其正确打开位置以开启低压入口与排放出口之间的环路冲洗流。因此，如果高压侧发生变化，特别是，如果发生工作模式改变(加速或减速)或者推进方向变化，则只有梭阀阀芯移动。
通常，对于根据本发明的同心布置的冲洗阀阀芯和梭阀阀芯有两种建结构性选择。第一种，梭阀阀芯，其端部的相应的一个被容纳在冲洗阀阀芯中或者梭阀阀芯的两个端部都被容纳在冲洗阀阀芯中，或者，第二种，梭阀阀芯容纳冲洗阀阀芯或处于盒状设计的冲洗阀阀芯。在这两种选择中，当本发明的环路冲洗系统的入口端口之一的压力超过第一阈值时，冲洗阀阀芯保持在其打开位置。如果工作模式发生改变，梭阀阀芯从一个打开位置移动到另一打开位置，总是仅在低压入口与排放出口之间开启冲洗。如果冲洗阀阀芯包绕梭阀阀芯，冲洗阀——沿冲洗流的方向上观看——布置在梭阀前面。如果冲洗阀阀芯被结合到梭阀阀芯，则仍沿冲洗流的方向观 看，冲洗阀阀芯被布置在梭阀阀芯后面。在这两种情况下，经过冲洗阀阀芯的流体通道的流体流和经过梭阀阀芯的通路离开的流体流都不影响阀的阀芯相对于彼此的位置。因此，在冲洗阀阀芯上或在梭阀阀芯上的压降对相应的另一阀芯的位置没有影响。
根据本发明的冲洗阀的设计还可以包括过压保护，如上面已经提到的，如果低压达到临界水平，该过压保护将停止所述冲洗。如果冲洗在高水平下启动，将从静液压系统抽出过多的液压流体，另外，同样可以通过在设计仅用于低压的区域引起过压而造成损坏。然而，如果从一个工作管线到另一个工作管线的迅速发生高压变化，例如液压系统或装置的振荡的工作应用，则较短的时间内会发生很高程度的低压。通过本发明的环路冲洗装置，可以通过相应地设计冲洗阀阀芯而在低压侧实施“高压切断”。本发明的这方面以及其它方面在优选实施例的描述中详细示出。因此，通过冲洗阀和梭阀及其阀芯的同心布置，不仅提供了保存与快速反应的环路冲洗装置，也提供了其结构空间与现有技术已知的环路冲洗装置相比减小了的环路冲洗装置。迄今为止，本发明的环路冲洗装置可以安装在例如静液压泵或马达的液压设备的外壳中以及安装到将环路冲洗流体流引导至例如冷却系统的外部(阀)壳体内。
附图说明
下面将通过对优选实施例的描述详细示出本发明的环路冲洗装置。这些优选实施例并非将本发明的构思限制于这些实施方式，正如可由本领域技术人员容易地看出的。附图示例性地示出：
图1是根据现有技术的环路冲洗装置的示意性回路图；
图2是液压系统内的本发明的示意性回路图；
图3是液压系统中的本发明的循环冲洗设备的布置的另一示意性回路图；
图4是根据图3的本发明的环路冲洗装置的第一优选实施例在初始状态的示意性剖视图；
图5是图4的实施例处于第一工作状态；
图6是图4的实施例处于第二工作状态；
图7是图4的实施例处于第三工作状态；
图8a-8c是本发明的环路冲洗装置的第二优选实施例的示意性视图，该环路冲洗装置具有用作减压安全阀的冲洗阀；
图9是根据图8a-8c的实施例的替代实施例的示意性视图；
图10是根据图8a-8c和图9的实施例的用于环路冲洗条件的示意图；
图11是在图8a-8c和图9中示出的第二优选实施例的示意性回路图；
图12是根据图2的示意图的本发明的环路冲洗装置的又一优选实施例作为盒状设计的示意性视图。
具体实施方式
图1示意性地示出现有技术中已知的环路冲洗系统的回路图，例如在US 6,430,923B1的教导中的环路冲洗系统。在这个系统中，静液压推进系统的每个工作管线2和3被引导至梭阀20的梭阀阀芯22的感测直径25或26中的一个。如果高压侧与低压侧之间的压力差在感测直径25或26中的一个上产生压力，该压力高于布置在相对的感测直径26或25上的梭阀弹簧24的力，梭阀阀芯22被移动使得通向通路29的流体连接被开启以用于入口端口5或6(用于低压的入口端口)中的一个。以这种方式在通路29中产生的流体压力被用来产生抵抗冲洗阀10的冲洗阀阀芯12的感测表面18上的冲洗阀弹簧14的力的开启压力。因此，开启力的值取决于经过梭阀20的流体流量和流体压力。如果，打开冲洗阀10时的压降最终使得通路29中的压力比维持冲洗阀10开放所需的压力更低，则冲洗阀10关闭，直到通路29中的压力再次升高至足以再次打开冲洗阀10的水平。这种振荡的打开和关闭不仅产生噪音造成的损害，而且还在特定压力条件下禁止了适当的环路冲洗。
图2示出了根据本发明的用于环路冲洗的示意性静液压图。对于该图和下面的附图，相同的部分用相同的附图标记表示。
液压系统或设备1，例如具有旋转套件4的静液压泵或静液压马达被连接至提供液压驱动机构的工作管线2和3，其中旋转套件4具有液压能量。在此以前，分别地，压力管线2或压力管线3中的一个导通高压的液压流体以及另一个压力管线导通低压的液压流体。用于控制和操纵静液压单元、此处为旋转套件4的位移的细节被省略，因为这些细节是本领域技术人员 公知的，并且与本发明构思的工作原理不相关，其中本发明的环路冲洗装置50基于本发明构思的工作原理。
梭阀20经由压力入口端口5和6与工作管线2和3相连。根据工作管线2或3中的任一者导通高压下的液压流体，入口端口5或6中的一个引导高压下的液压流体到阀孔9(见图4-10或图12)。因此，另一者则是用于低压的入口端口。梭阀20的梭阀阀芯22由两个梭阀弹簧24保持，该梭阀弹簧弹性预压在阀孔中的其初始居中位置。在梭阀22的初始位置中，不可能有流体流过梭阀20，因为梭阀22的通路29被关闭。梭阀阀芯22的感测直径25和26与入口端口5和6经由连接管线27和28流体连接，所述连接管线27和28将加压的流体从入口端口5和6引导至感测直径25和26。
在根据图2的所述液压装置1的工作中，工作管线2或3中的一个导通高压下的液压流体。如果假定工作管线2导通高压下的液压流体，则相应地，梭阀20的入口端口6被连接至液压装置1的高压侧并且高压下的液压流体经由梭阀阀芯22的感测直径26上的连接管线28起作用。另一方面，压力入口端口5相应地连接到液压装置1的低压侧，连接管线27将低压下的液压流体导通至梭阀阀芯22的感测直径25。优选地，连接管线27和28设计成具有节流效果，或者使得节流阀布置在连接管线内以使来自压力入口端口5、6的压力在作用于梭阀阀芯22的感测直径25或26上之前被降低。
继续上述假定的示例，其中工作管线2导通高压下的液压流体。因此，梭阀20的压力入口6处于高压下并且如果作用在梭阀阀芯22的感测直径26上的高压产生的液压力大于布置在相对的感测直径25上的梭阀弹簧24的弹簧力并且也大于作用其上的低压液压力——该低压液压力由从入口端口5经由连接管线27引导至感测直径25的液压压力产生——则梭阀阀芯22被移动。作用在感测直径25上的液压力由低压下的液压流体产生。根据假定的情况并参照图2，如果存在前面提到的情况，则梭阀阀芯22被向下移动。因此，液压流体被引导到冲洗阀11，该冲洗阀在图1示出的示意性的本发明的环路冲洗装置50的下部示出。
如本领域技术人员可以容易地看出，如果液压装置1的工作模式被改变则梭阀阀芯22向上移动，使得工作管线3是导通高压下的液压流体的工作管线。然后从入口端口6——新的低压入口端口——到第二冲洗阀10的 流体连接被开启。
图2中示出的两个冲洗阀10、11各自分别包括冲洗阀阀芯12、13，该冲洗阀阀芯通过冲洗阀弹簧14和15被保持在其初始关闭位置。如图2中进一步可见，连接管线27和28将液压流体从处于与作用在梭阀阀芯22的感测直径25、26上的压力水平相同的压力水平的入口端口5、6直接引导至冲洗阀阀芯12、13的感测表面18、19。由此，感测表面18、19与相应的冲洗阀弹簧14、15相对，因此，在冲洗阀弹簧14、15的闭合力分别确定冲洗阀10和11的打开压力。这些打开压力限定了用于打开和关闭冲洗阀10和11的第一阈值压力。由此，本领域技术人员考虑打开压力可以是初始地或以及动态地可调节或根据工作条件进行适应，如果需要的话；通过简单地调节冲洗阀弹簧14、15的偏置力。同样情况适用于两个冲洗阀10、11的两个打开压力可以设定成独立的不同的阈值压力的情况，以及用于设定经过冲洗阀10、11的不同的冲洗流量的情况。后者也可以通过在冲洗阀10和11上施用不同尺寸的冲洗流截面来实现。
如果连接管线27和28中的一者或两者的压力高于由相应的冲洗阀10或11所限定的阈值压力，则相同的上述压力水平使流体能够从梭阀20流向本发明的环路冲洗装置50的排放出口7。相应的冲洗阀10、11的打开压力——即分别移动冲洗阀阀芯12、13的最小力——由此通过冲洗阀弹簧14或15的强度来限定，其还限定了每个冲洗阀10、11的阈值打开压力值。因此，如果在液压装置1的正常工作中低压侧的压力超过预定的第一阈值压力水平，冲洗阀10、11两者都打开。
如图2可以进一步看出，如果梭阀阀芯22处于其初始居中位置，则不发生从低压入口端口到排放出口7的流体冲洗。当作用在两个感测直径25和26上的压力差超过预定的第二阈值时，梭阀阀芯22被移动到其两个可能的偏心打开位置中的一个。该第二阈值由梭阀弹簧24来确定，因为梭阀弹簧的力必须被克服以使梭阀阀芯22移动到其偏心位置之一。如果梭阀弹簧24是可调节的，则第二阈值也是可调节的。
在图2中示出的实施例中，两个冲洗阀10、11在通过本发明的环路冲洗装置50冲洗的流体的流动方向上布置在梭阀20的下游。不同于图2所示的实施例，图3的实施例示出布置在梭阀20的上游的两个冲洗阀10、11的 设置。再次假定工作管线2引导高压下的液压流体，如果冲洗阀阀芯12的感测表面18上的压力高得足以反抗冲洗阀弹簧14的弹力，则连接管线28中的流体压力打开第一冲洗阀10。如果入口端口5的低压超过由对应于冲洗阀弹簧15的强度的第一预定阈值限定的压力水平，这同样适用于冲洗阀11。
根据图3所示的实施例，如果压力入口5或6存在的一个或两个压力高得足以打开一个冲洗阀10或11，则液压流体可以流动到梭阀20。在图3中，梭阀20再次示出在其初始位置，在该位置处禁止流体流过梭阀20。当感测直径25或26上的液压力处于不同的高度并且同时所得的液压力高得足以克服梭阀弹簧24之一的弹性力时，流体将能够流过梭阀20。继续所述假定的初始示例，其中工作管线2导通高压下的液压流体，感测直径26通过高压来加压。因此，梭阀阀芯22在图3的投影平面中再次向下移动。这意味着换句话说进入本发明的环路冲洗装置50的液压流体在入口端口5被引导/冲入下方冲洗阀11和处于其“较低位置”的梭阀20以通过出口7排出液压流体，例如排到储罐100或马达壳(未示出)。
图4示出了本发明的环路冲洗装置50的另一优选实施例的剖视图。图4中示出的环路冲洗装置50处于其无压力的、初始的位置，其中梭阀阀芯22被两个梭阀弹簧24居中(设置)。为此，梭阀弹簧24抵靠拧入本发明的环路冲洗装置50的壳体8的阀孔9的远端的端盖40。同心地围绕阀芯22，冲洗阀阀芯12和13布置在梭阀阀芯22的端部21上。在环路冲洗装置50的无压力的初始状态下，冲洗阀阀芯12和13也抵靠端盖40。冲洗阀弹簧14和15偏压冲洗阀阀芯12和13使其弹性抵靠这些端盖40，使得冲洗阀阀芯12、13的感测表面18和19也抵靠端盖40。两个压力入口5和6经由连接管线27和28连接至感测室30和31。感测室30和31中存在的压力对应于连接的入口端口5或6的压力。最终，感测腔室中的液压压力被降低，这是因为连接管线27和28的直径作为节流阀工作以防止检测室30和31中的过压。
在本发明的环路冲洗装置50的初始位置，冲洗阀阀芯12和13中的流体通道16和17——在此优选的实施例中为径向定向的孔口——由梭阀阀芯22关闭。另外，这些孔口16和17不与对应的压力入口5和6流体连接，这是因为冲洗阀弹簧14和15引起冲洗阀阀芯12和13抵靠端盖40。图4所示的冲洗阀阀芯12、13位于其相应关闭位置，因为作用在冲洗阀阀芯12和13的感 测表面18和19上的压力不存在或不够高。无压力的梭阀阀芯22也位于其在阀孔9中轴向居中的关闭位置。
图5示出了处于第一工作状态的本发明的环路冲洗装置50，其中，冲洗阀阀芯12和13被移动到打开位置，在该打开位置，流体通道16和17分别与对应的压力入口5和6流体连接，各自与周向槽35和36——该周向槽设置用于周向地供给液压流体到分别布置在冲洗阀阀芯12和13的圆周上的多个流体通道16和17——流体连接。周向槽35和36也可以用于将液压流体提供/绕流到另一用户，例如用于液压设备的控制装置。在该状态下，如图5所示，两个感测室30和31中的压力高到足以通过在冲洗阀阀芯12和13的感测表面18和19上产生压力而压缩冲洗阀弹簧14和15。由此，冲洗阀阀芯12和13的感测表面18和19上的液压力比由冲洗阀弹簧14和15产生的弹性力更高。图5所示的情况也示出了两个感测室30和31中的压力差比第二阈值低。如果在两个感测室30和31中的压力差将超过第二阈值，梭阀阀芯22会朝向布置在具有较低压力的感测室的一个端盖40移动。这意味着，根据图4的示例，通过在感测室30和31中的压力所产生的力也可以是相等的，因此它们的差异不够高到足以使梭阀阀芯22移出其居中的位置。这种情况示例性地发生在液压推进装置的空转(idle)状态。
图6示出了本发明的环路冲洗装置50的另一状态，其中冲洗阀阀芯12、13继续位于其各自的打开位置，但梭阀阀芯22位于其两个打开位置之一。这里，梭阀阀芯22在图6的绘图平面上向右移动。在此状态下，感测室30和31中的压力差超过第二阈值。通过等于或大于第二阈值的压力差，由液压压力在本发明的环路冲洗装置50的高压侧——此处在感测室30中——在梭阀阀芯22的感测直径25上产生的压力高于由布置在感测室31中的梭阀阀芯22的对向侧——即低压侧——的梭阀弹簧24产生的反作用力与通过由感测室31中的低压在感测直径26上产生的压力的总和。
从图6可以看出，在低压入口6和排放出口7之间的流体连接是开通的，因为梭阀阀芯22被移动直到在端盖40处的物理止挡部。从低压入口6经由在冲洗阀阀芯12中形成液压通道的孔口17开启环路冲洗。液压流体可以从孔口17流过在梭阀阀芯22的中部23上形成的通路29流向排放出口7。通路29形成在梭阀阀芯22的中部23上，通过减小了直径的部分示例性地示出。 因此，液压推进装置1的必须被润滑或冷却的部件可通过开启的液压流体流经过，该液压流体流可进一步排出到流体冷却器、该装置壳体或储罐100。
图7示出了本发明的环路冲洗装置50的另一可能的工作状态，其中只有一个冲洗阀阀芯位于其打开位置，即，冲洗阀阀芯13布置在液压装置1的高压侧，因此在图7中的左侧。液压连接在低压侧的另一冲洗阀阀芯12——图7的右侧示出的一个——处于其关闭位置，其中，所述流体通道17不与本发明的环路冲洗装置50的低压入口6具有流体连。这种情况示例性地发生在如下情况中：低压没有示出高到足以在冲洗阀阀芯12的感测表面18上产生液压力——该压力使冲洗阀阀芯12能够对抗阀弹簧14的力移动到打开位置——的水平。在这种情况下，环路冲洗装置50的低压侧的感测室31中的压力低于所述第一预定阈值。这种情况发生在例如如下情况：要求工作机器紧急停机或者低压侧不能产生压力或产生的压力很小——这是例如在低压管线上或低压管线中的取决于压力的缺陷而引起的。
在图8a至8c中示出了本发明的环路冲洗装置的另一实施例，但仅示出本发明的环路冲洗装置50的一侧的剖视图。由此，液压装置1的低压侧的冲洗阀阀芯12示出为具有布置在阀壳体8中的对应的低压入口6。在图8a中，冲洗阀阀芯12通过冲洗阀弹簧14被带入其关闭位置，这意味着本发明的环路冲洗装置50的低压侧的感测室31中的压力低于第一阈值。参照图10，其中示出了阀芯行程对液压压力的曲线图，可以看出，在感测室31中达到第一阈值之前，冲洗阀阀芯12的阀芯行程等于零。如果低压侧的阈值超过第一阈值，冲洗阀阀芯12对抗冲洗阀弹簧14移动到打开位置，其中，孔口16与低压入口6流体连接(参见图8b)。再次转到图10，可以看出，阀行程随着感测室31中的压力升高而相应地增加。如果感测室31中的压力达到用于该低压的第三阈值，孔口16不再与低压入口6重叠，因此不可能有流体流过孔口16(参见图8C)。同时，冲洗阀阀芯12抵接例如形成在感测室31内部的壳体8的肩部42。因此，在图10中，阀芯行程保持不变；但是，低压侧的压力升高。通过图10中的斜线区域，示出了冲洗阀阀芯12的冲程区域，其中从低压侧到排放出口7的液压环路冲洗仅当本发明的环路冲洗装置50的高压侧与低压侧之间的压力差高到足以将梭阀阀芯22带入低压侧的对应的打开位置时才开启。
图9示出用于当低压水平对于无损伤的环路冲洗来说过高时在本发明的环路冲洗装置50上停止流体冲洗的另一优选实施例。在本实施例中，当低压达到第三阈值时，在低压侧的冲洗阀阀芯12抵靠冲洗阀阀芯12的高压侧。从图8c所示的实施例不同的是，在本实施例中，两个冲洗阀阀芯12和13的两个阀芯轴相互抵靠，以使通路29朝排放出口7流体密封，并防止高压下的液压流体发生损失。
图11的示意性回路图示出了图8a-8c和图9中所示实施例的工作原理的简要方式。因此，冲洗阀10和11被示为2通3位比例阀，其致动力分别通过连接管线27和28中的流体压力而产生。
图12示出本发明的环路冲洗装置50的另一优选实施例。与图3至9所示的实施例不同，图12的实施例示出布置在梭阀阀芯22的纵向孔44内部的冲洗阀阀芯12和13。该实施例对应于图2的示意性回路图，其中冲洗阀10和11布置成——在可能的液压环路冲洗方向上观看——处于梭阀20的后面。所示的布置还处于所谓的盒式设计中，因为更大的部件——此处为梭阀阀芯22——接收冲洗阀阀芯12和13。如前面指出的，与先前实施例共同的部分具有相同的附图标记以便易于识别。由于本发明的环路冲洗装置50的基本运行已经在描述图2至6时详细解释，因此将只说明关于图12的不同之处。
图12示出的梭阀阀芯22可以由两部分的梭阀阀芯22构成，而阀芯22的(优选地对称的)所述两部分在出口端口7相互接触。由此，梭阀阀芯22的总体形状为套筒。梭阀阀芯22的通路29被构建成布置在梭阀阀芯22的中间端部46中的径向定向的孔口。根据图12所示的实施例，梭阀阀芯22的轴的通孔33布置成使得来自高压入口5或6或者低压入口6或5的加压流体可以作为作用在冲洗阀阀芯12和13上形成的环形区域48上的液压力。该液压力被定向为能够使冲洗阀阀芯12和13对抗抵靠于冲洗端盖45的冲洗阀弹簧14和15移动到其打开位置。这些冲洗端盖45优选地拧入梭阀阀芯22的远端部分21中。如果冲洗阀阀芯12和13处于其关闭(初始)位置，在冲洗端盖45与冲洗阀阀芯12、13之间形成缝隙47，如图8所示。当压力入口5或6中的一者或者两者上的液压压力升高时，加压流体作用在冲洗阀阀芯12或13的环形表面48上，由此产生针对冲洗阀弹簧14和15的力的反作用力，通过在梭阀阀芯22的纵向孔44内移动冲洗阀阀芯12或13而关闭缝隙47并同 时打开通路29。在图12的实施例中，开启从低压侧到排放出口7的环路冲洗的通路29布置在梭阀阀芯22内。与图2至9所示的实施例相反，梭阀阀芯22通过固定在梭阀阀芯22的外周边上的螺母49上的端面25上的压力移动到其打开位置，移动梭阀阀芯使其远离排放端口6，朝向阀孔9的端盖40。当本发明的环路冲洗装置50处于其初始状态、即无压力时，螺母49被梭阀弹簧24弹性预压，使得梭阀弹簧24经由螺母49将梭阀阀芯22居中设置在阀孔9中。
附图标记列表
1液压装置
2工作管线
3工作管线
4旋转套件
5入口端口
6入口端口
7排放出口
8壳体
9阀孔
10第一冲洗阀
11第二冲洗阀
12第一冲洗阀阀芯
13第二冲洗阀阀芯
14第一冲洗阀弹簧
15第二冲洗阀弹簧
16第一流体通道
17第二流体通道
18感测表面
19感测表面
20梭阀
21端部
22梭阀阀芯
23中部
24梭阀弹簧
25感测直径
26感测直径
27连接管线
28连接管线
29通路
30感测室
31感测室
33通孔
35周向沟槽
36周向沟槽
40端盖
42肩部
44纵向孔
45冲洗阀端盖
46中间端部
47缝隙
48环形区域
49螺母
50环路冲洗装置
100储罐。

Claims (13)

1.一种用于静液压设备(1)的液压流体环路冲洗装置(50)，包括：
·阀壳体(8)，具有圆柱形阀孔(9)，该阀孔具有高压入口(5或6)，低压入口(6或5)和排放出口(7)，
·第一冲洗阀阀芯(12)，布置成弹性预压在阀孔(9)内以用于借助于第一流体通道(16)使低压入口(6或5)与排放出口(7)之间能够流体连接，
·梭阀阀芯(22)，布置成弹性预压在阀孔(9)内以用于借助于流体通路(29)进一步使低压入口(6或5)与排放出口(7)之间能够流体连接，其中
·如果在低压入口(6或5)处的流体压力超过第一阈值，第一冲洗阀阀芯(12)能够移动到打开位置，在所述打开位置，第一流体通道(16)是开放的，并且其中
·如果高压入口(5或6)与低压入口(6或5)之间的压力差超过第二阈值，梭阀阀芯(22)能够移动到打开位置，在所述打开位置，流体通路(29)是开放的，以用于使所述低压入口(6或5)与排放出口(7)相连，其特征在于
·第一冲洗阀阀芯(12)和梭阀阀芯(22)同心布置并能够相对彼此移动，并且其中
·所述低压入口(6或5)与排放出口(7)之间的流体连接仅在第一冲洗阀阀芯(12)和梭阀阀芯(22)都处于各自的打开位置时才能实现。
2.根据权利要求1所述的环路冲洗装置，包括第二冲洗阀阀芯(13)，所述第二冲洗阀阀芯(13)具有用于使高压入口(5或6)与排放出口(7)之间能够流体连接的第二流体通道(17)，其中，所述第一冲洗阀阀芯(12)和第二冲洗阀阀芯(13)布置在对称成形的梭阀阀芯(22)的各个端部(21)上，其中，通路(29)布置在梭阀阀芯(22)的中央部分。
3.根据权利要求1或2所述的环路冲洗装置，其中，所述一个或多个冲洗阀阀芯(12，13)呈现套管的整体形状，在所述冲洗阀阀芯的内部同心布置有梭阀阀芯(22)的至少一个端部(21)，并且其中所述一个或多个流体通道(16，17)通过在一个或多个冲洗阀阀芯(12，13)中径向布置的孔而形成。
4.根据权利要求3所述环路冲洗装置，其中，所述第一冲洗阀阀芯(12)和第二冲洗阀阀芯(13)的孔(16，17)具有不同的尺寸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的环路冲洗装置，其中，所述梭阀阀芯(22)呈现大致圆柱杆形状，且所述通路(29)通过梭阀阀芯(22)中部(23)的直径减小的区域或纵向凹部形成。
6.根据权利要求1或2的环路冲洗装置，其中，所述梭阀阀芯(22)呈现套筒的总体形状，所述一个或多个冲洗阀阀芯(12,13)同心布置在该梭阀阀芯内，并且其中，所述通路(29)轴向地布置在梭阀阀芯(22)中。
7.根据权利要求6所述的环路冲洗装置，其中，所述一个或多个冲洗阀阀芯(12，13)呈现大致圆柱形，并且所述一个或多个流体通道(16，17)由梭阀阀芯(22)内的径向排列的孔口形成。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的环路冲洗装置，其中，所述阀孔(9)的远端由端盖(40)流体密封地关闭以便与阀孔(9)共同形成感测室(30，31)，该感测室与高压入口(5或6)或低压入口(6或5)中的任一者流体连接，并且所述一个或多个冲洗阀阀芯(12，13)和/或梭阀阀芯(22)的感测表面(18，19，25，26)延伸到所述感测室(30，31)内。
9.根据权利要求8所述的环路冲洗装置，其中，所述梭阀阀芯(22)在梭阀阀芯(22)的两个端部(21)处通过梭阀弹簧(24)弹性地预压靠这些端盖(40)。
10.根据权利要求9所述的环路冲洗装置，其中，所述端盖(40)被拧入阀壳体(8)的阀孔(9)中，并且与阀孔一起形成可调节弹簧座以用于调节梭阀弹簧(24)的预压力。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的环路冲洗装置，其中，所述端盖(40)形成用于所述一个或多个冲洗阀阀芯(12，13)和/或所述梭阀阀芯(22)的阀芯行程限制器。
12.具有根据权利要求1至11中任一项所述的环路冲洗装置(50)的液压设备(1)，其中，高压入口(5或6)由液压设备(1)的高压管线供给，低压入口(6或5)由液压设备(1)的低压管线供给，并且其中，排放出口(7)通入液压装置的壳体(8)或罐(100)。
13.根据权利要求12所述的液压设备，其中，所述阀壳体(8)是液压设备(1)的外壳的一体部分，并且其中，环路冲洗装置(50)的阀孔(9)位于所述液压装置的壳体(8)内。
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