CN106931188A - 阀活塞和具有阀活塞的滑阀 - Google Patents

Abstract

公开了一种阀活塞和具有这种阀活塞的滑阀。该阀活塞具有一个区段，该区段圆柱形地以恒定的直径构造，且在该区段上开设有多个彼此平行的纵向槽，这些纵向槽均匀地分布在圆周上。通过余下的接条，阀活塞的该区段始终都无歪斜地可在阀中移动。每个纵向槽都可以具有较陡峭的边沿和不太陡峭的边沿。较陡峭的边沿可以贴靠到流入的压力剂上。

Description

阀活塞和具有阀活塞的滑阀

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的阀活塞和一种具有该阀活塞的滑阀。

背景技术

由现有技术已知用于滑阀的阀活塞，其具有径向的台阶，该台阶由活塞套（Kolbenbund）和相对于该活塞套径向地缩小的活塞区段构成。在该台阶上形成了环绕的活塞侧的控制边缘。在阀活塞安装于阀壳体中的状态下且在如此形成的阀的工作中，活塞侧的控制边缘相对于阀壳体的环绕的控制边缘移动。由此打开环绕的环开口并调节其大小，或者，环开口在阀活塞沿相反方向移动时缩小并最终关闭。

在文献US 2,747,612和US 4,923,172中披露了一些阀，它们的阀活塞没有径向的台阶。替代地，轴向地在活塞的具有相同直径的两个区域之间形成环绕的活塞颈。对于具有这种阀活塞的阀来说，液流径向向内地进入到活塞颈中，然后径向地从活塞颈出来。为此提出活塞颈的与该液流适配的形状。

所述阀活塞的缺点是，在活塞移动到阀的关闭的位置时，活塞的环绕的边缘必须移动到壳体的环绕的控制边缘之下或之中，由此对配合精确度和活塞的同轴的引导产生了很高的要求。

发明内容

相比之下，本发明的目的在于，提出一种阀活塞，在该阀活塞上，在其两个轴向地相互间隔开的区域之间引入和引出液流，其中，阀活塞可靠地且无歪斜地可在相关阀的壳体中移动。

该目的通过一种具有权利要求1的特征的阀活塞且通过一种具有权利要求10的特征的滑阀得以实现。

本发明的阀活塞具有无中断的圆柱形的第一区域和无中断的圆柱形的第二区域，其中，两个区域具有相同的直径。在压力剂的流向一致的情况下，在入口侧设置有一个区域，在出口侧设置有一个区域。在有两个不同的流向的情况下，每个区域都可以在入口侧和出口侧。为了控制两个区域之间的开口横截面，在它们之间延伸着多个连贯的纵向槽。因而省去了径向的台阶和活塞颈。在这些连贯的纵向槽之间留下连贯的纵向接条，这些纵向接条在两个区域之间延伸。由于这些纵向接条，阀活塞独立于其移动位置始终都可靠地且无歪斜地可在阀壳体中引导。

尤其是当第二区域处于入口侧时，液流可以通过纵向槽得到优化，如果这些纵向槽与第一区域相邻地具有第一边沿且与第二区域相邻地具有第二边沿，其中，第一边沿的在与第一区域直接相邻处的陡峭度小于第二边沿的在与第二区域直接相邻处的陡峭度。

在第一区域向第一边沿的过渡中，且在第二区域向第二边沿的过渡中，优选—在阀活塞的纵剖视图中观察—分别在纵向槽的端部上形成拐弯（Knick）。这些拐弯在功能上考察与现有技术的前述阀活塞的控制边缘相仿。

在一种优选的设计中，比较平缓的第一边沿的陡峭度基本上或者逐段地大致恒定。第一边沿的与第一区域直接相邻处的陡峭度优选小于40度，例如大致为20~30度。

在一种优选的设计中，比较陡峭的第二边沿—在阀活塞的纵剖视图中观察—呈弓形，其中，第二边沿的陡峭度从第二区域起减小。如果第二边沿处于入口侧，则可以利用该造型实现贴靠在其上的液流，并减小空穴风险。

第二边沿的与第二区域直接相邻处的陡峭度优选大于55度，例如大致为65~75度。如果第二边沿处于入口侧，则可以利用所述陡峭度减小空穴风险，活塞力由于液流力而较小，这导致对阀活塞位置的良好的可控性。此外，噪声产生较小。

当不同纵向槽的与第一区域相邻地布置的第一端部区段轴向地设置在阀活塞的不同位置时，精细控制得到改善，如果第一区域进而第一端部区段处于入口侧。

在每个纵向槽的优选的制造技术上简单的改进中，其第一端部区段和第二端部区段—在阀活塞的径向视图中—分别为弓形，其中，在两个端部区段之间的纵向槽具有恒定宽度的主要区段。由此，在这些端部区段之间的纵向槽具有两个长的边缘区段，这些边缘区段相互平行且平行于阀活塞的纵轴线。第二端部区段可以大致为半圆形。

为了使得各个纵向槽的流动阻力（Strömungskraft）相互补偿并由此减小活塞力，这些纵向槽优选均匀地分布在阀活塞的圆周上。

为了尽可能无干扰地实现流经纵向槽，优选的是，纵向槽的相应的槽底包括相应的两个边沿在内—在阀活塞的纵剖视图中观察—具有连续的延展。

本发明的可连续调节的滑阀具有前述阀活塞，其中，在第一区域的外圆周上和/或在第一边沿上设置有第一压力腔，而在第二区域的外圆周上和/或在第二边沿上设置有第二压力腔。两个压力腔通过设置在纵向槽的外圆周上的径向的缩窄部彼此隔开。缩窄部和第二压力腔构造在套筒上，该套筒由于制造技术和安装技术的原因而设置在阀活塞与阀壳体之间，且可相对于阀活塞移动。通过阀活塞的纵向接条，该阀活塞独立于其移动位置始终都可靠地被引导，而不会与套筒的缩窄部卡住。

为了实现使得第二压力腔通过套筒径向向外地连接至阀壳体的接头，套筒在第二压力腔的外圆周上具有多个贯通凹口，通过这些贯通凹口，第二压力腔与在阀壳体中形成的外部的压力腔连接。

如果第一区域布置在入口侧，则平缓的第一边沿就处于入口侧。于是，滑阀的开口横截面与阀活塞的移动路程成超比例（überproportional），因为在移动路程较小情况下纵向槽以较小的深度被流过，且在移动路程增加时才使得纵向槽的开通的深度也增加。

如果第二区域设置在入口侧，则陡峭的第二边沿处于入口侧。于是，阀活塞的移动路程与滑阀的开口横截面大致成比例，因为即使在移动路径较小情况下纵向槽已经能够以较大的深度被流过。

在滑阀的第一应用情况下，它被构造成断裂防止阀，其中，第一压力腔可通过要防护的工作接头与要防护的工作管路连接，而第二压力腔可通过泵接头与泵管路连接。断裂防止阀在正常工作中从泵接头到要防护的工作接头被流过，进而从第二区域到第一区域被流过。如果要防护的工作管路是管，则也可以将断裂防止阀称为管断裂防止阀。

特别优选的是，在要防护的工作接头与第一区域之间设置有止回阀功能或止回阀，其打开方向从第一区域朝向要防护的工作接头。在紧急情况下，在由于要防护的工作管路不密封致使泵接头上的压力下降时，由此首先自动地防止从要防护的工作接头流至泵接头，进而防止从第一区域流至第二区域，并防止与工作接头连接的负载不受控地移动例如向下移动。

止回功能可以在装置技术上简单地通过在阀活塞的第一区域中构造的锥体来产生，该锥体可贴靠在套筒的边缘上且可从该边缘提升离开。

在断裂防止阀的一种特别优选的改进中，其具有控制压力接头，通过该控制压力接头，可以取消止回功能，且可以通过纵向槽的第一端部区段控制从第一压力腔到第二压力腔的开口横截面。这样就能实现负载的受控的移动例如向下移动。

在滑阀的第二种应用情况下，其被构造成负荷降低制动阀，其中，第一压力腔可例如通过工作管路与负载连接，其承载着要制动的负荷且产生负荷压力。两个这种负荷降低制动阀可以特别优选地设置在挖掘机的悬臂的两个要同步地降低的气缸上。利用这两个负荷降低制动阀可以在紧急情况下控制悬臂的下降速度。

附图说明

附图中示出了本发明的阀活塞和本发明的滑阀的一个实施例。现在将参照这些附图详述本发明。其中：

图1为根据该实施例的本发明的阀活塞的视图；

图2为图1的阀活塞的纵向槽的纵剖视图；

图3为带有图1的阀活塞的滑阀的纵剖视图；

图4为图3的滑阀的套筒的视图。

具体实施方式

图1所示为本发明的阀活塞1的实施例的视图。它具有圆柱形的区段，该区段带有两个轴向地彼此间隔开的区域2、4，这两个区域全面地圆柱形地设计且在这种情况下具有相同的直径。在这两个区域2、4之间，在阀活塞1的圆周上均匀地设置有五个纵向槽6，这些纵向槽用于连接两个在两个区域2、4的外圆周上形成的（图1中未示出的）压力腔。

图2在阀活塞1的横剖视图中示出纵向槽6。在此可以看到，其深度从第一区域2起比较缓慢地增加，而其深度从第二区域4起比较快速地增加。由此产生比较平缓的第一边沿8和比较陡峭的第二边沿10。第一边沿8从第一端部区段12起首先大致恒定地下降，而第二边沿10从第二端部区段14起具有减小的陡峭度，从而第二边沿呈弓形地设计。在两个边沿8、10之间设置有同样连续地倒圆的中间的槽底16。

第一边沿8的在与第一端部区段12直接相邻处的陡峭度大致为20～30度，而第二边沿10的在与第二端部区段14直接相邻处的陡峭度大致为65～75度。

图3示出本发明的滑阀18，其带有根据图1和2的阀活塞1。该滑阀18具有阀壳体20，在其阀孔中插入套筒22，该套筒覆盖第二区域4且至少覆盖纵向槽6的大部分长度。在套筒22的内部，在第二区域4的外圆周上构造有第二压力腔24，该第二压力腔通过套筒22的径向的贯通凹口26与外部的压力腔28处于流体连接中。

在阀活塞1的第一区域2的外圆周上，与套筒22相邻地在阀壳体20中构造有第一压力腔30。

两个压力腔24、30通过壳体固定的径向的缩窄部32彼此分开，该缩窄部构造在套筒22的端部区段上。由于纵向槽6的第二端部区段14轴向地观察处于相同的位置，且由于纵向槽6的第一端部区段12径向地观察处于不同的位置，所以，这些纵向槽6的长度不同。

图3中示出阀活塞1的一个位置，在该位置，至少较长的纵向槽6的第一端部区段12未被径向的缩窄部32覆盖，从而滑阀18在至少部分地打开的位置被示出。

第一压力腔30通过通道与工作接头连接（二者未示出）。外部的压力腔28通过通道与泵接头连接（二者未示出）。

此外，滑阀18具有与控制压力腔34连接的控制压力接头S，该控制压力腔被阀活塞1的端侧的压力面限定。通过利用控制压力给控制压力接头S施加压力，阀活塞1可以（在图3中向左）移动，从而纵向槽6的第一端部区段12从径向的缩窄部32的覆盖出来移入到第一压力腔30中，且滑阀18可以打开。

另外，在第一压力腔30的内部，与第一区域2相邻地，在阀活塞1上构造有锥体35，该锥体可以贴靠到套筒22的边缘36上，由此形成阀座。如果第一压力腔30中的压力高于第二压力腔24中的压力，进而高于在外部的压力腔28中的压力，且如果控制压力接头S上的控制压力足够小或者等于零，则如此形成的止回阀关闭。

图4所示为套筒22的侧视图。这里能看到总共五个贯通凹口26中的三个，在套筒22内部形成的第二压力腔24与在其外圆周上形成的外部的压力腔28通过所述贯通凹口始终连接。

图3中所示的滑阀18用作管断裂防止阀。在正常工作中，所述滑阀从泵接头到要防护的工作接头被流过，进而从第二压力腔24到第一压力腔30被流过。当由于要防护的工作管路不密封致使在泵接头上的进而在第二压力腔24中的压力下降时，通过止回阀首先自动地防止从要防护的工作接头流至泵接头，进而防止从第一区域流至第二区域，并防止与工作接头连接的负载不受控地移动。于是，通过给控制压力腔34施加以控制压力，可以打开止回阀和滑阀18，并且负载可以按照载荷受控地移动。

公开了一种阀活塞和具有这种阀活塞的滑阀。该阀活塞具有一个区段，该区段圆柱形地以恒定的直径构造，且在该区段上开设有多个彼此平行的纵向槽，这些纵向槽均匀地分布在圆周上。通过余下的接条，阀活塞的该区段始终都无歪斜地可在阀中移动。每个纵向槽都可以具有较陡峭的边沿和不太陡峭的边沿。较陡峭的边沿可以贴靠到流入的压力剂上，由此形成阀座。

附图标记清单

1 阀活塞

2 第一区域

4 第二区域

6 纵向槽

8 第一边沿

10 第二边沿

12 第一端部区段

14 第二端部区段

16 中间的槽底

18 滑阀

20 阀壳体

22 套筒

24 第二压力腔

26 贯通凹口

28 外部的压力腔

30 第一压力腔

32 缩窄部

34 控制压力腔

35 锥体

36 边缘

S 控制压力接头。

Claims (13)

1.一种阀活塞（1），具有圆柱形的第一区域（2）和圆柱形的第二区域（4），其中，这两个区域（2、4）具有相同的直径，其中，在所述第一区域（2）和所述第二区域（4）之间延伸着多个纵向槽（6）。

2.如权利要求1所述的阀活塞，其中，所述纵向槽（6）与所述第一区域（2）相邻地具有第一边沿（8）且与所述第二区域（4）相邻地具有第二边沿（10），其中，所述第一边沿（8）的在紧邻所述第一区域（2）的附近的陡峭度小于所述第二边沿（10）的在紧邻所述第二区域（4）的附近的陡峭度。

3.如权利要求2所述的阀活塞，其中，所述第一边沿（8）的在所述第一区域（2）附近的陡峭度大致恒定。

4.如权利要求2或3所述的阀活塞，其中，所述第一边沿（8）的陡峭度小于40度。

5.如权利要求2~4中任一项所述的阀活塞，其中，所述第二边沿（10）是弓形的，其中，其陡峭度从所述第二区域（4）起减小。

6.如权利要求2~5中任一项所述的阀活塞，其中，所述第二边沿（10）的在紧邻所述第二区域（4）附近的陡峭度大于55度。

7.如前述权利要求中任一项所述的阀活塞，其中，所述纵向槽（6）的与所述第一区域（2）相邻地布置的第一端部区段（12）轴向地设置在所述阀活塞的不同位置。

8.如权利要求7所述的阀活塞，其中，所述第一端部区段（12）和第二端部区段（14）分别为弓形，和/或，其中，所述纵向槽（6）在这两个端部区段（12、14）之间具有恒定的宽度。

9.如前述权利要求中任一项所述的阀活塞，其中，所述纵向槽（6）的槽底（16），包括两个边沿（8、10）在内，是连续的。

10.一种滑阀，带有根据前述权利要求中任一项所述的阀活塞（1），其中，在第一区域（2）的外圆周上设置有第一压力腔（30），其中，在第二区域（4）的外圆周上设置有第二压力腔（24），其中，这两个压力腔（24、30）通过在所述纵向槽（6）的外圆周上形成的径向的缩窄部（32）彼此隔开，其中，所述缩窄部（32）和所述第二压力腔（24）构造在套筒（22）上，该套筒设置在所述阀活塞（1）与阀壳体（20）之间。

11.如权利要求10所述的滑阀，其被构造成断裂防止阀，其中，所述第一区域与要防护的工作接头连接或可连接，其中，所述第二区域与泵接头连接或可连接。

12.如权利要求10或11所述的滑阀，其中，在所述第一压力腔（30）与所述第一区域（2）之间设置有止回阀功能（34、36），其打开方向从所述第一区域（2）朝向所述第一压力腔（30）。

13.如权利要求10所述的滑阀，其被构造成负荷降低制动阀，其中，所述第一区域（2）可通过工作接头与负载连接。