CN106401345B - 用于闭门器的阀 - Google Patents

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CN106401345B CN201610830047.XA CN201610830047A CN106401345B CN 106401345 B CN106401345 B CN 106401345B CN 201610830047 A CN201610830047 A CN 201610830047A CN 106401345 B CN106401345 B CN 106401345B
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    • F16K3/30—Details
    • F16K3/34—Arrangements for modifying the way in which the rate of flow varies during the actuation of the valve

Abstract

本发明涉及用于门、闸门或者窗的液压驱动装置的阀、尤其是用于液压闭门器的阀，该阀布置在液压流体能够流过的液压通道中，并且该阀包括能够在阀孔中移动的阀元件以及设置在阀孔的内圆周上或者设置在阀元件的外圆周上的、包括至少一个流出通道的节流轮廓，该节流轮廓根据阀元件相对于阀孔的轴向移动而开启或闭合以便使液压流体溢流，和/或通过该节流轮廓经由阀元件的轴向移动能够调节溢流的液压流体的流量。

Description

用于闭门器的阀
技术领域
本发明涉及一种用于门、闸门或窗的液压驱动装置的阀，尤其是用于液压闭门器的阀，该阀布置在液压通道中。
背景技术
液压闭门器通常具有一个布置在闭门器壳体中的、被弹簧加载的活塞，该活塞与一轴相互作用，用于操纵门的杠杆布置在该轴上。在开门时操纵该杠杆，通过轴和活塞使贴靠在活塞上的弹簧张紧。处于闭门器壳体中的液压流体此时可以经由液压通道和阀从活塞的一侧溢流到另一侧，这是因为活塞两侧的活塞腔因为活塞移动而改变。在开门时可以使液压流体尽可能略微溢流，从而无阻碍地操纵门。通过使在开门时张紧的弹簧松弛而使门自动关闭，活塞重新回到其初始位置，液压流体此时必须再次溢流。通过布置具有阀的液压通道可以使得关闭过程受阻，关闭过程的多个阶段可以具有不同的关闭速度，从而实现门的可靠关闭。也可以在其它门、闸门或者窗的驱动装置的液压回路中使用这样的阀。
迄今为止在闭门器中多数将具有节流锥的调节阀用于控制关闭速度。然而由于体积流量很小并且截面变化很大，对迄今为止常见的这些阀进行相应调整通常很难实现或者再现关闭速度的精确调整。此外迄今为止常见的这些阀因为环形的节流间隙比较狭窄而特别容易变脏。
发明内容
本发明的任务在于提供一种排除所述缺点的开头所述类型的阀。尤其是可改善关闭速度的可调性并且减轻易脏污性。
根据本发明的阀布置在液压流体可以流过的液压通道中，该阀包括可以在阀孔中移动的阀元件，该阀元件例如通过在螺纹中转动而可轴向移动并且因此该阀是可调的，并且该阀包括设置在阀孔的内圆周上或在阀元件的外圆周上的、包括至少一个流出通道的节流轮廓，所述节流轮廓根据阀元件相对于阀孔的轴向移动而开启或闭合以便使液压流体溢流，并且/或者通过所述节流轮廓经由阀元件的轴向移动可以调节溢流的液压流体的流量。
采用这种设计能够更精确地调整和再现阀的关闭速度。此外，该阀不太容易变脏，因为相应流出通道的过流横截面可以限于此而选用较大的。最后可以针对相应的闭门器和阀行程适当调整节流轮廓或相应流出通道的沿阀元件的运动方向产生的轴向过流横截面分布，从而得到最佳的关闭速度可调性。
优选地，在圆柱形阀孔的内圆周上和/或在阀元件的具有一个或多个流出通道的圆柱形区段的外圆周上设置偏离圆柱形的节流轮廓。
因此与迄今为止常见的阀相比，不再需要节流锥以及锥形阀孔。
优选地，阀元件具有与设置在阀孔的内圆周上的节流轮廓相互作用的轮廓，并且/或者阀孔具有与设置在阀元件的外圆周上的节流轮廓相互作用的轮廓。有利的是，该轮廓具有相对于阀孔或阀元件沿径向伸出的底切。该轮廓可以沿阀的轴向设计成略高的控制面、使过流横截面骤然变窄、如同挡板一样尽可能与粘度或温度无关地作用，或者该轮廓可以沿阀的轴向设计成较高的控制面而与节流板一样作用。可以通过径向伸出的轮廓控制节流轮廓的不同节流区域。采用略高的轮廓可以实现精确且匹配于节流轮廓的控制。
然而，没有底切的实施方式也是有益的，以此同样可以实现类似于节流板的流动特性。
该轮廓可以在阀元件的外圆周上和/或在阀孔的内圆周上形成，或者例如也可以通过布置在阀元件外圆周上的凹槽中的密封环或通过布置在阀孔内圆周上的凹槽中的密封环形成。
如果节流轮廓包括多个沿圆周方向分布的流出通道，则尤其有利于可变控制。
优选地，节流轮廓的各个流出通道至少基本上沿轴向延伸，阀元件可以沿所述轴向移动。在此，所述节流轮廓可以包括至少一个具有沿轴向至少部分不变的过流横截面的流出通道，和/或包括至少一个具有沿轴向变化的过流横截面的流出通道，其过流横截面也可以呈阶梯状实现。另外可想而知，也可以采用具有如下的至少一个流出通道的实施方式，所述流出通道包括由至少一个过流横截面不变的区段和至少一个过流横截面变化的区段组成的组合。
如果节流轮廓具有沿轴向变化的过流横截面，则节流轮廓可以包括例如至少一个具有沿轴向至少部分连续变大或连续变小的过流横截面的流出通道，和/或包括至少一个具有至少部分呈阶梯状变大或呈阶梯状变小的过流横截面的流出通道。另外，相应的流出通道也可以包括过流横截面沿轴向变化和不变的区段的任意组合。原则上，相应流出通道的过流横截面例如可以呈圆形、楔形、四边形或者类似形状，并且可根据需要构造为沿x、y或z方向变细、变粗、连续增大或减小或者具有曲线变化。因此，相应流出通道的深度可以例如连续增大或减小或者设有相应的连续的斜坡。另外，也可以例如将阶梯和斜坡相结合，因此例如用于控制过流横截面。
尤其也有利的是，节流轮廓包括多个至少部分具有不同轴向长度的流出通道。通过相应轴向移动阀元件就能依次开启或闭合不同的流出通道。
阀元件也可以通过可在阀孔中移动的活塞形成。因此，尤其也可以在这种活塞的外圆周上设置节流轮廓，以此可相应降低制造成本。该活塞可以是弹簧加载的、经由齿部与闭门器驱动轴相互作用的闭门器活塞。通过将节流轮廓整合在活塞工作面中或者整合在容纳活塞的阀孔的内圆周上，尤其也能实现随相应的过流横截面变化的关闭时间曲线。通过将节流轮廓整合在活塞的外圆周中或者整合在阀孔的内圆周中或活塞工作面上，就能省去以往所需的调节阀。通过将沿轴向产生的节流轮廓或流出通道的过流横截面变化适当组合，就能实现尤其是关闭延迟、影响关闭时间、终端止挡。
按照本发明的阀的另一种有益的实施方式，节流轮廓包括至少一个流出通道，其轴向过流横截面变化与阀元件的行程或者与螺纹的导程相配，可以通过所述螺纹调整阀元件的行程。通过螺纹导程和(一个流出通道或多个流出通道的)节流轮廓的变化曲线可以精确设计需要在调整时将阀转动多少圈才能达到让油流过的特定截面变化。
尤其也能通过可插入闭门器壳体中的套筒或类似部件的孔来形成阀孔。这样的套筒连同同样设置在套筒内圆周上的节流轮廓例如可以采用注射成型工艺以低廉成本制造。例如也可以利用冲头通过冲压在套筒中引入节流轮廓。然而原则上也可以在装入套筒时在阀元件或活塞的外圆周上设置节流轮廓。
例如可以将套筒旋入、压入、卡入或者以类似方式安装到闭门器壳体中。
如前所述，例如可以在套筒的内圆周中产生节流轮廓，或者也可以直接在闭门器壳体中或者在闭门器壳体内形成的阀孔的内圆周中产生节流轮廓。
附图说明
以下将根据实施例参考附图对本发明进行详细解释。
图1示出根据本发明的阀的示例实施例的示意图，其具有设置在阀孔的内圆周上的、包括多个流出通道的节流轮廓，
图2示出图1所示的阀的横断面示意图，
图3a和3b示出具有不同过流横截面的各种流出通道的示意纵剖视图，
图4示出根据本发明的阀的示例实施例的示意图，其具有设置在阀孔的内圆周上的节流轮廓，通过可插入到闭门器壳体中的套筒的相应的孔形成包括节流轮廓在内的阀孔，
图5示出根据本发明的阀的示例实施例的示意图，其具有设置在阀孔的内圆周上的节流轮廓，在闭门器壳体中设置阀孔，并且因此直接在闭门器壳体中产生节流轮廓，
图6a和6b示出根据本发明的阀的示例实施例的示意图，其具有设置在阀元件的外圆周上的节流轮廓和阀孔，该阀孔通过可插入到闭门器壳体中的套筒的相应的孔形成，所述套筒设有通过密封环形成的轮廓，
图7a和7b示出根据本发明的阀的示例实施例的示意图，其具有设置在阀元件的外圆周上的节流轮廓和阀孔，该阀孔通过可插入到闭门器壳体中的套筒的相应的孔形成，在所述套筒上固定或模制一轮廓，并且
图8示出另一种根据本发明的阀的示意图，其具有设置在阀元件的外圆周上的节流轮廓和阀孔，该阀孔设置在闭门器壳体中，并且因此密封环直接安装到闭门器壳体中。
具体实施方式
图1～8示出根据本发明的用于液压闭门器的阀10的不同实施例的示意图，该阀布置在液压流体12可以流过的液压通道中。
在此，该阀10包括在阀孔14中、这里在螺纹26中可轴向移动的阀元件16以及设置在阀孔14的内圆周上或设置在阀元件16的外圆周上的、包括至少一个流出通道18的节流轮廓20，所述节流轮廓根据阀元件16相对于阀孔14的轴向移动22开启或闭合以便使液压流体12溢流，和/或通过所述节流轮廓经由阀元件16的轴向移动22可以调节溢流的液压流体12的流量。
阀元件16通过圆柱形区段在同样是圆柱形的阀孔14中轴向可移动地被引导，在图1、2、4和5所示的阀10的实施方式中，节流轮廓20相应设置在圆柱形阀孔14的内圆周上，在图6a和6b和7a和7b所示的阀10的实施方式中，节流轮廓相应设置在阀元件16的圆柱形区段的外圆周上。
如图4和5所示，如果节流轮廓20设置在套筒30或阀孔14的内圆周上，则阀元件16包括与该设置的节流轮廓20相互作用的轮廓24。如果节流轮廓20设置在阀元件16的外圆周上，则阀孔14具有与设置在阀元件16的外圆周上的节流轮廓20相互作用的轮廓24(参考图6a、6b和7a、7b)。
轮廓24在阀内的轴向高度影响流量并且可以在阀元件16上或者在阀孔14的内圆周上形成(参考图4、5和7a、7b)，或者通过布置于阀元件16外圆周上的凹槽中的密封环形成或者通过布置于阀孔14内圆周上的凹槽中的密封环形成(参考图6a、6b)。如果在阀元件16上形成略高的轮廓24，在此产生类似于挡板的流动特性，使得阀在温度变化时与液压油的粘度变化无关。在没有底切或者具有轴向较高轮廓24的实施方式中产生类似于节流板的流动特性。阀10及其部件以及套筒30可以由金属或者塑料相互组合而成。如果轮廓24的轴向高度与流出通道18中的过流横截面的直径之比大于约1.5，就会形成轴向较高的轮廓24，使得阀具有类似于节流板的流动特性。为了形成略高的、使得过流横截面骤然变窄的、具有类似于挡板的流动特性的轮廓24，所述比例可在其之下。
节流轮廓20可以包括一个或多个沿圆周方向分布的流出通道18(例如参考图1和2)。在这些实施例中，节流轮廓20的相应流出通道18至少基本上沿轴向延伸，阀元件16可以沿所述轴向移动。在此，所述节流轮廓20可以包括至少一个具有沿轴向至少部分不变的过流横截面的流出通道18，和/或包括至少一个具有沿轴向变化的过流横截面的流出通道18。在此，具有沿轴向变化的过流横截面的相应流出通道18可以包括例如沿轴向至少部分连续变大或连续变小的过流横截面，和/或包括至少部分呈阶梯状变大或呈阶梯状变小的过流横截面。这种流出通道18的节流轮廓20原则上也可以例如包括这种过流横截面变化的区段连同至少一个过流横截面不变的区段的组合。在此，相应流出通道18的过流横截面例如可以呈圆形、楔形、四边形等等，并且可以在所有三个方向上变细、变粗、保持不变、倾斜等等。
图3a示出具有不同过流横截面的各种流出通道的示意纵剖视图。在此，流出通道181具有沿轴向至少部分不变的过流横截面，流出通道182具有至少部分沿轴向连续变大或者连续变小的过流横截面，并且流出通道183具有至少部分呈阶梯状变大或者呈阶梯状变小的过流横截面。图3b示出在阀孔14或套筒30中的其它合理的过流横截面。
尤其从图1可以看出，节流轮廓20尤其也可以包括多个至少部分具有不同轴向长度的流出通道18。因此通过相应轴向移动阀元件16就能依次开启或者闭合不同的流出通道18。
阀元件16例如可以通过可在阀孔14中移动的活塞形成。通过将节流轮廓20整合到活塞工作面中，不仅可将制造成本减小到最低程度，也可以实现完全随相应的过流横截面变化的关闭时间变化曲线。
尤其如图4～8所示，例如也能实现如下实施方式：能够通过螺纹26调整阀元件16的行程。在此，节流轮廓20可以包括至少一个流出通道18，其轴向过流横截面变化与阀元件16的行程或者与螺纹26的导程相匹配，通过所述螺纹能够调整阀元件16的行程。阀元件16在其朝向液压流的端部在此有利地具有一个孔，该孔有助于使得液压压力沿径向作用于阀元件壁部，因而朝向阀孔14压迫轮廓24从而提高密封作用。也可选择将液压压力用来将套筒30的壁部朝向阀元件16压紧，以此同样提高密封作用。
阀孔14与节流轮廓20一起在必要时可以直接引入到闭门器壳体28中(参考图5)。尤其也能实现阀10的如下设施方式：阀孔14通过可插入到闭门器壳体28中的套筒30的相应的孔形成(参考图1、2、4、6a、6b和7a、7b)。如果在阀孔14的内圆周上设置节流轮廓20，则可以相应地在套筒30的内圆周上设置该节流轮廓20。在此，例如可以用注射成型法制作包括节流轮廓20在内的这种套筒30。例如也可以利用冲头通过冲压在套筒30中引入节流轮廓20。
套筒30例如可以旋入(螺纹26)、压入、卡入或者以类似方式安装到闭门器壳体28中。
在图1和2所示的实施方式中，在阀孔16的内圆周上设置包括多个流出通道18的节流轮廓20，所述阀孔可以引入到闭门器壳体28中或者通过可插入到闭门器壳体28中的套筒30的相应的孔形成。
图4示出根据本发明的阀10的一种实施例，其具有设置在阀孔14的内圆周上的节流轮廓20，包括节流轮廓20在内的阀孔14通过可插入到闭门器壳体28中的套筒30的相应的孔形成。
图5示出根据本发明的阀10的一种实施例，其具有设置在阀孔14的内圆周上的节流轮廓20，阀孔14设置在闭门器壳体28中并且节流轮廓20因此直接引入到闭门器壳体28中。阀元件16在这里以可转动的方式支承在阀中并且具有一个开口，油压通过该开口朝向阀孔加载阀元件壁部。
图6a和6b示出根据本发明的阀10的一种实施例，其具有设置在阀元件16的外圆周上的节流轮廓20和阀孔14，该阀孔通过可插入到闭门器壳体28中的套筒30的相应的孔形成，所述套筒设有通过密封环形成的轮廓24。套筒30利用防止油通过的密封件34插入到闭门器壳体之中。如图6b所示，轮廓24和密封件34组合地布置在一个共同的容纳部中，也就是说它们可以单独或者整体形成。
图7a示出根据本发明的阀10的一种实施例，其具有设置在阀元件16的外圆周上的节流轮廓20和阀孔14，该阀孔通过可插入到闭门器壳体28中的套筒30的相应的孔形成，轮廓24构造或者模制在所述套筒上。可以例如采用可转动地支承在阀体32上的阀头的形式的阀元件16。
因此通过轴向移动阀元件16或活塞使得各个流出通道18开启或闭合和/或使得流出通道18的过流横截面变窄或者变宽。阀元件16或阀头可以设有轮廓24和/或具有密封环，以便与闭门器壳体28密封隔绝，密封构件可以整体模制在或者作为单独部件固定在阀10上。如果通过该实施方式形成底切，则由此产生类似于挡板的流动特性，而在没有底切的实施方式中产生类似于节流板的流动特性。流出或流入通道28也可以直接设置在闭门器的活塞工作面中或者在阀头上。流出通道18的过流横截面变化可以适配于阀10的螺纹的导程，通过所述螺纹能够调整阀行程，从而改善可调性。流出通道18或节流轮廓20也可以直接设置在闭门器壳体28中的活塞工作面上，从而不再需要调节阀。可想而知，可以任意组合过流横截面变化。因此，例如可以实现相应的关闭延迟、关闭时间、终端止挡和/或类似功能。在此例如在图4所示的图中可以看出具有由阶梯和斜坡组成的组合的流出通道18(参考图4右下)以及具有不变斜坡的流出通道18(参考图4左下)。
图7b示出另一种实施方式：通过螺纹26固定的套筒30具有密封件34，该密封件允许液压油经由间隙38进入套筒30的起始区域，从而朝向阀元件16对套筒外壁施加压力，并且因此保持液压油流量稳定不变。
利用沿轴向略高的且具有底切的轮廓24(参考图4和5)产生类似于挡板的流动特性。而在没有这种底切或者具有沿轴向较高轮廓24的实施方式中产生类似于节流板的流动特性。
图8示出在阀元件的外圆周上设置有节流轮廓20的阀，密封环24直接引入到闭门器壳体中。
在一些实施方式中，液压流体在阀元件16下方排出液压流体并且进一步在上方侧面供应液压流体。而在其它实施方式中则从下方供应液压流体12并且进一步在上方侧面排出液压流体。
附图标记列表
10 阀
12 液压流体
14 阀孔
16 阀元件
18 流出通道
20 节流轮廓
22 轴向移动
24 轮廓
26 螺纹
28 闭门器壳体
30 套筒
32 阀体
34 密封件
36 螺纹
38 间隙

Claims (16)

1.用于门或者窗的液压驱动装置的阀(10)，其中，该阀布置在液压流体(12)能够流过的液压通道中，该阀具有能够在阀孔(14)中轴向移动的阀元件(16)以及在阀孔(14)的内圆周上或在阀元件(16)的外圆周上形成的、包括至少一个流出通道(18)的节流轮廓(20)，该节流轮廓根据阀元件(16)相对于阀孔(14)的轴向移动(22)而开启或闭合以便使液压流体(12)溢流，并且/或者通过该节流轮廓经由阀元件(16)的轴向移动(22)能够调节溢流的液压流体(12)的流量，其特征在于，所述阀孔(14)通过能够插入到闭门器壳体(28)中的套筒(30)的相应的孔形成，并且在该套筒的内圆周上设置所述节流轮廓(20)。
2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述节流轮廓(20)设置在阀孔(14)的内圆周上和/或在阀元件(16)的区段的外圆周上。
3.根据权利要求1或2所述的阀，其特征在于，所述阀元件(16)具有与设置在阀孔(14)内圆周上的节流轮廓(20)相互作用的、从阀元件(16)沿径向伸出的轮廓(24)，并且/或者所述阀孔(14)具有与设置在阀元件(16)的外圆周上的节流轮廓(20)相互作用的、沿径向伸出的轮廓(24)。
4.根据权利要求3所述的阀，其特征在于，所述轮廓(24)通过布置在阀元件(16)外圆周上的凹槽中的密封环或者通过布置在阀孔(14)内圆周上的凹槽中的密封环形成。
5.根据权利要求1或2所述的阀，其特征在于，所述节流轮廓(20)包括多个沿圆周方向分布的流出通道(18)。
6.根据权利要求1或2所述的阀，其特征在于，所述节流轮廓(20)的各个流出通道(18)至少基本上沿轴向延伸，阀元件(16)能够沿所述轴向移动。
7.根据权利要求6所述的阀，其特征在于，所述节流轮廓(20)包括至少一个具有沿轴向至少部分不变的过流横截面的流出通道(18)。
8.根据权利要求6所述的阀，其特征在于，所述节流轮廓(20)包括至少一个具有沿轴向变化的过流横截面的流出通道(18)。
9.根据权利要求6所述的阀，其特征在于，所述节流轮廓(20)包括至少一个具有至少部分沿轴向连续变大或者连续变小的过流横截面的流出通道(18)。
10.根据权利要求6所述的阀，其特征在于，所述节流轮廓(20)包括至少一个具有至少部分呈阶梯状变大或者呈阶梯状变小的过流横截面的流出通道(18)。
11.根据权利要求1或2所述的阀，其特征在于，所述节流轮廓(20)包括多个流出通道(18)，所述流出通道至少部分具有不同的轴向长度。
12.根据权利要求1或2所述的阀，其特征在于，所述阀元件(16)通过能够在阀孔(14)中移动的活塞形成。
13.根据权利要求1或2所述的阀，其特征在于，所述节流轮廓(20)包括至少一个流出通道(18)，所述流出通道的轴向过流横截面变化与阀元件(16)的行程相匹配或者与螺纹(26)的导程相匹配，通过所述螺纹能够调整阀元件(16)的行程。
14.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述套筒(30)能够旋入、压入或者卡入安装到闭门器壳体(28)中。
15.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，该阀用于液压闭门器。
16.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，该阀用于闸门的液压驱动装置。
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