CN115917164A - 油压控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油压控制装置，其具有阀体、可在阀体中轴向移动的主活塞、在主活塞的第一端部上操作的致动件、可在阀体内部在引导室内移动的引导活塞、用于控制引导室中的流体的通路的引导遮蔽件、用于产生朝向引导室的节流的节流件、相对于节流件并联配置成实现从引导室的流动的单向件、在主活塞和引导活塞之间的引导辅助活塞，其中引导辅助活塞具有较大的密封直径，从而引发较大的引导比。

Description

油压控制装置

技术领域

本发明涉及一种控制装置，特别是一种适于控制油压致动器的装置。

本发明可以具体地但非排他性地用在用于控制液压马达的液压回路中，该液压马达具有一个或两个旋转方向，具有固定或可变的排量，特别是用于负载提升设备、例如绞车。在任何情况下，本发明可以用于控制不同类型的油压致动器，例如可以特别是在运土机械中使用的液压缸。

本发明特别涉及一种根据权利要求1的前序部分的油压控制装置，其中节流件提高了操作稳定性，并且单向件减小了由节流件引起的致动延迟。专利公开文献EP 2631517A1公开了一种类似的油压控制装置。

背景技术

然而这种已知的控制装置在某些情况下不太适用，尤其是当需要特征在于高校准的阀装置时，即可以构造成通过在较高的压力下启动以打开遮蔽体来激活操作流体的流量(flow rate)并且同时能够快速到达期望的遮蔽体打开位置，以对抗小的阻力并进而降低能量消耗的装置。例如，当待控制的油压致动器是液压马达时，可能发生这种情况。

还期望进一步提高现有技术的控制装置的操作稳定性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的一个或多个前述限制和缺点。

目的是提供一种可替代现有技术的那些油压控制装置的油压控制装置。

优点是能够在较高的压力下开始打开流动控制遮蔽体。

优点是提供一种控制装置，其能够在较短的时间内从油压流的初始关闭位置切换到油压流的期望的打开位置。

优点是实现一种能量消耗较小的油压控制装置。

优点是形成一种能够在较低的工作压力下达到期望的阀打开位置的控制装置。

优点是提供一种具有相对高的操作稳定性的油压控制装置。

优点是能够实现精确、稳定和可靠地控制油压致动器、特别是液压马达。

优点是能够控制致动器，以避免或减少在其中操作者致动引导的时刻与其中致动器的可移动元件开始移位的时刻之间的延迟，特别是在当油压流体更为粘稠时、例如在冬天时。

这些目的和优点还以及其他目的和优点通过根据在下文所叙述的权利要求中的一项或多项所述的控制装置实现。

在一个实施方式中，油压控制装置包括：阀体，该阀体具有内腔和引导开口；主活塞，该主活塞能够在阀体的腔中轴向移动；致动件，该致动件配置在主活塞的第一端部处；引导活塞，该引导活塞能够在阀体内部在引导室中移动；遮蔽件，该遮蔽件用于控制在引导开口和引导室之间的流体的通路；节流件，该节流件用于在引导开口和引导室之间产生节流；单向件，该单向件相对于节流件并联配置；辅助引导活塞，该辅助引导活塞具有面向主活塞的第二端部的第一端部以及具有面向引导活塞的第一端部的第二端部，其中该辅助引导活塞的至少一个密封直径构造使得获得具有较高的引导比的结构，例如大于8：1的引导比。

在一个实施方式中，油压控制装置包括阀体、能在阀体中轴向移动的主活塞、在主活塞的第一端部上操作的致动件、在主活塞中限定第一密封区域的第一密封件、能在内部引导室内移动以用于控制进入引导室的流体通路的引导活塞、产生朝向引导室的节流的节流件、相对于节流件并联配置的单向件、配置在主活塞和引导活塞之间的辅助引导活塞、在辅助引导活塞上限定第二密封区域的第二密封件。第二密封区域构造使得引导比相对大，例如使得引导比大于8：1。

附图说明

参考附图会更好地理解和实施本发明，附图示出了本发明的非限制性实施方式，其中：

图1是根据本发明制成的控制装置的实施例的纵向剖面；

图2是基于相对于图1的装置的正交截面的、图1的装置的纵向剖面；

图3示出了图2的放大细节图；

图4是包括图1的控制装置的工作设备的液压示意图。

具体实施方式

参考前述附图，总体上通过1来表示油压控制装置。特别地，控制装置1可以用于控制油压致动器。特别地，控制装置1可以用在用于控制液压马达M的液压回路中，例如在负载提升设备(例如绞车等)中采用的液压马达。特别地，液压马达M可以具有两个旋转方向、具有固定或可变的排量等。

特别地，控制装置1可以包括阀体2，其具有用于流体的通路的至少一个内腔。特别地，阀体2可以包括以单件(例如在所示的实施例中)或以组装的多件制成的块。特别地，阀体2可以包括用于油压流体(油)的操作流量的通路的至少一个第一开口3或第一门和用于油压流体的操作流量的通路的至少一个第二开口4或第二门。

特别地，阀体2可以包括用于引导流量的通路的至少一个引导开口P或引导门，其可以用于提供引导信号，如会在下文中阐述的那样。

配置在阀体2上的开口或门能够将控制装置1连接到工作设备的，如特别是负载提升设备(例如绞车)的油压回路(参见图4)。

特别地，第一开口3和第二开口4可以被构造用于对供给液压致动器所需的流体的操作流量的通路。在使用中，例如为了提升负载，第一开口3可以用作流体进入阀体2的腔的入口，并且反之亦然，为了降低负载，第二开口4可以用作流体从阀体2的腔离开的出口。

特别地，控制装置1可以包括可在阀体2的腔中轴向移动的主活塞5。主活塞5是可移动的，特别是在能够具有至少一个关闭位置和至少一个打开位置的情况下是可移动的。在打开位置，主活塞5关闭穿过腔的流体的通路区段，其中该通路区段配置在第一开口3和第二开口4之间。在打开位置，主活塞5打开通路区段以实现流动。特别地，通路区段可以被限定在主活塞5的遮蔽体和配置在腔中的可移动主体C的环形座部之间。特别地，可以配置弹簧M以将可移动主体C(轴向滑动地)朝向主活塞5的遮蔽部推动。

特别地，控制装置1可以包括致动件6，其配置在主活塞5的第一端部处以在主活塞5上施加轴向力。特别地，这种致动件6可以包括弹性件，该弹性件被配置为将主活塞5朝向关闭位置推动。特别地，弹性件可以包括弹簧。

特别地，控制装置1可以包括配置在主活塞5上以限定第一密封区域的第一密封件7。特别地，第一密封件7可以被限定在第二开口4和主活塞5的与前述第一端部相反的第二端部之间。特别地，第一密封件7可以包括密封环。

特别地，控制装置1可以包括可在阀体2中移动的引导活塞8。特别地，引导活塞8可以以相对于主活塞5同轴的方式移动。特别地，引导活塞8可以在引导室9内移动，该引导室存在于阀体2内部并且连接到引导开口P。

特别地，控制装置1可以包括引导遮蔽件10，其配置成与引导活塞8相互作用(接触)来控制引导流体的通路。该通路位于引导开口P和引导室9之间。

特别地，引导遮蔽件10可以构造使得选择性地具有至少一个打开构型和关闭构型，在打开构型中引导遮蔽件打开引导流体的前述通路，在关闭构型中引导遮蔽件关闭引导流体的前述通路。在该关闭构型中，引导流体将从引导开口P经过节流件11流动到引导室9(如会在下文中更好地阐述的那样)，以移动辅助活塞，如会在下文中更好地阐述的那样。

特别地，控制装置1可以包括节流件11，该节流件配置成在引导开口P和引导室9之间产生节流(具有相对受限的负载损失)。

特别地，节流件11可以包括借助螺纹连接件与阀体2联接的关闭元件。该螺纹连接件限定引发节流的引导流体的通路(特别是螺旋形的通路)。

特别地，关闭元件可以设置有调节件，该调节件配置成调节关闭元件本身的旋拧，从而因此调节由节流件11提供的节流的程度(即位于节流中的负载损失的程度)。

在未示出的其他实施例中，节流件可以包括其他类型的节流，例如由固定螺接件产生的节流、或者由部分地适配到彼此内以限定尺寸可调节的孔口的几个(锥形或柱形的)同轴元件产生的节流、或者由其他装置产生的节流。

特别地，控制装置1可以包括相对于节流件11并联配置的单向件12。特别是如在这些实施例中那样，单向件12可以构造使得引导流体从引导室9朝向引导开口P流动。在未示出的其他实施例中，单向件12可以构造以实现反向流动。

特别地，单向件12可以包括配置在节流件11的关闭元件中的止回阀。

单向件12使得能够快速填充和排空引导室9。例如，当操作者例如开始引导式操作例如用于提升负载时，主活塞5会打开配置在第一开口3和第二开口4之间的前述通路区段，由此引导室9会被快速填充。当操作者例如结束引导式操作时，主活塞5会再次阻挡在第一开口3与第二开口4之间的通路区段，由此引导室9会被快速排空。当在引导室9中的压力克服预定值时，单向件12进一步使得引导流体朝向引导开口P安全流动。

特别地，控制装置1可以包括在阀体2中可移动的辅助引导活塞13。特别地，辅助引导活塞13可以以相对于主活塞5同轴的和/或相对于引导活塞8同轴的方式移动。

特别地，辅助活塞13可以轴向地被包括在主活塞5和引导活塞8之间。

特别地，辅助活塞13可以具有面向主活塞5的第二端部的第一端部。特别地，辅助活塞13的第一端部可以以与主活塞5的第二端部接触的方式相互作用。

特别地，辅助活塞13可以具有面向引导活塞8的第一端部的第二端部(例如与第一端部相反)。特别地，引导室9可以至少部分地由辅助活塞13的前述第二端部界定。

特别地，控制装置1可以包括配置在辅助活塞13上的第二密封件14。特别地，第二密封件14可以配置成限定第二密封区域。特别地，第二密封件14可以包括密封环。在其他实施例中，第二密封件14可以包括在辅助活塞13和容纳活塞的腔之间的滑动联接件，其具有间隙，以获得适当的密封效果，特别是在任何情况下都适用于实现气体排出或释放的密封效果。如在该实施例中，第二密封区域可以大于第一密封区域。

如在该实施例中，由主活塞5控制的通路区段的区域可以小于第二密封区域。如在该实施例中，由主活塞5控制的通路区段的区域可以大于第一密封区域。

特别地，辅助活塞13可以至少部分地配置在轴向地被包括在第一密封件7和第二密封件14之间的辅助室15中。特别地，第二密封件14可以构造使得将引导室9与辅助室15分开。如在该实施例中，辅助室15可以与第一开口3或与外部环境流体连通。特别地，控制装置1可以包括通道16，该通道构造成将辅助室15与第一开口3或与外部环境流体连接。特别地，可以在主活塞5内部获得在辅助室15和第一开口3之间的连接通道16。

特别地，辅助活塞13的第一端部可以构造成以与主活塞5的第二端部接触的方式相互作用。

如在该实施例中，辅助活塞13的第一端部可以具有直截面，直截面的区域小于第一密封区域。

特别地，辅助活塞13的第一端部可以构造成以与引导活塞8的第一端部接触的方式相互作用。

特别地，引导遮蔽件10可以包括至少一个纵向元件。特别地，引导遮蔽件10可以包括至少一个遮蔽体17。特别地，引导遮蔽件10可以包括至少一个弹簧。特别地，纵向元件可以例如通过螺接联接件联接到阀体2。特别地，遮蔽体17可以配置在纵向元件内部。特别地，弹簧可以配置在纵向元件内部。

如在该实施例中，前述弹簧可以构造成将遮蔽体17推动到关闭位置，其中遮蔽体17关闭存在于纵向元件中的孔。特别地，孔可以与引导室9连通。如在该具体实施例中那样，引导活塞8可以部分地容纳在孔中。

特别地，控制装置1可以包括具有选择阀19的制动松放阀18，其可以特别地构造使得能够禁用与液压马达M(参见图4)操作地相关联的液压停机制动器20。特别地，阀装置1可以包括检修开口21或检修门，其如在该实施例中可以用于将制动松放阀18与液压停机制动器20连接。

在图4中，示出了包括分配器D和连接到分配器D的液压马达M的工作设备的示意图。工作设备还包括上述控制设备1。控制装置1由长虚线和短虚线表示。

特别地，工作设备可以包括连接到分配器D的(类型已知且未示出的)泵。特别地，液压马达M可以包括具有两个旋转方向的液压马达。特别地，工作设备可以包括负载提升设备、例如绞车，其拉动构件包括液压马达。

正如所述的那样，控制装置1可以用于控制液压马达M(然而其可能用于其他致动器、例如挖掘机液压缸)。特别地，当需要使用高校准控制阀时，可以使用控制装置1，以能够安全地打开控制阀和解锁在使用液压马达的情况下通常存在的制动器(例如液压停机制动器20)。

在使用中，操作者可以通过操纵装置(未示出，例如已知类型的操纵装置)启动引导操作、特别是在分配器D上的操作。

当要降低负载时，穿过引导开口P进入控制装置1的引导流体是对液压马达M进行供应的加压流体的一部分。

引导流体会以这种引导压力到达引导室9，以在辅助活塞13上施加轴向力，辅助活塞又会在主活塞5上施加轴向力。

必须注意的是，引导室9通过引导遮蔽件10和节流件11与引导开口P流体连通。还必须注意的是，辅助室15与第一开口3(或与外部环境)流体连通，由此辅助室15中的压力大致等于第一开口3中的压力。辅助室15中的压力作用在辅助活塞13的一侧，并且引导室9中的压力作用在另一侧。此外，引导开口P通过选择阀19与检修开口21流体连通。

主活塞5可以构造使得通过执行预运行而没有在该初始预运行步骤中打开阀体2内部的腔的通路区段地开始沿轴向打开方向移动。

引导压力较高，由此该压力将能够解锁连接到检修开口21的液压停机制动器20。

引导流体的一部分流过节流件11并到达引导室9，在辅助活塞13上施加推动作用并关闭引导遮蔽件10(特别是遮蔽体17)，由此通过已经流过节流件11的引导流体会使主活塞5进一步朝向开口移动。

主活塞5移动，直到其打开通路区段，由此流体的操作流量会经过并且负载的下降开始。

为了中断降低负载，加压流体的供应被中断，由此引导开口P不再接收加压流体。阀体2中的引导流体会经过单向件12流出。主活塞5通过致动件6(弹簧)朝向轴向关闭方向移动，该致动件的力不再受到辅助活塞13的对抗(contrast)，从而关闭通路区段并中断在第一开口3和第二开口4之间的连接。

控制装置1形成控制阀，该控制阀在初始打开步骤之后可以继续相当快地继续打开步骤。控制装置1实质上能够仅在致动器的第一打开步骤期间就对液压致动器执行实际控制，而在该第一打开步骤之后的时间段中、即在其中不再需要严格控制并且流体的流量可以快速增加的时间段中，可以快速地打开遮蔽体，从而减少能量损失。

辅助活塞13实际上可以用作附加的引导活塞，其能实现获得大于6：1、或大于8：1、或大于10：1的相对高的引导比。特别地，引导比可以是在引导活塞13的区段的区域(或第二密封区域，或由第二密封件14限定的区段)与由主活塞5控制的通路区段和密封区域(或由第一密封件7限定的区段)之间的差限定的环形区域之间的比。在所示的具体实施例中，引导比为约13：1。

特别地，控制装置1可以用于控制负载的移动。引导比是调整控制装置1的开口的参数中的一个。特别地，打开控制装置1并因此移动负载所需的引导压力是引导比、校准压力和由负载引起的压力的函数，引导比会由控制装置1的结构而定，校准压力会由控制装置1的校准而定，负载会由具体用途而定。

节流件11(在这种情况下包括节流螺杆)能够降低系统的不稳定性。相对于节流件11形成一种旁路的单向件12(在这种情况下包括止回阀)使得能够消除或在任何情况下明显减少可能会由于需要排空(或填充)引导室9的体积而产生的关闭(或打开)延迟。

辅助活塞13实质上形成附加的引导活塞，其确保装置的高校准。同时可以非常快速地完全打开装置本身。

辅助活塞13还能使得获得装置的稳定效果。事实上在控制装置1中作用在主活塞5上的力特别大，这是因为辅助活塞13会能够以较大的直径作用在主活塞5的一侧，并且致动件6会能够以相对非常刚性的弹性件作用在另一侧。这会意味着油压流的力会较少地影响主活塞5的打开。

Claims (12)

1.控制装置(1)，包括：

-阀体(2)，所述阀体具有用于流体的通路的至少一个内腔、用于流体的通路的第一开口(3)、用于流体的通路的第二开口(4)、引导开口(P)；

-主活塞(5)，所述主活塞在能够具有至少一个关闭位置和至少一个打开位置的情况下能在所述腔中轴向移动，在所述关闭位置，所述主活塞(5)关闭在所述第一开口(3)和所述第二开口(4)之间的通路区段，并且在所述打开位置，所述主活塞(5)打开所述通路区段；

-致动件(6)，所述致动件配置在所述主活塞(5)的第一端部处，用于在所述主活塞(5)上施加轴向力；

-在所述主活塞(5)上的第一密封件(7)，用于限定在所述第二开口(4)与所述主活塞(5)的与所述第一端部相反的第二端部之间的第一密封区域；

-引导活塞(8)，所述引导活塞能在所述阀体(2)内部在引导室(9)内以与所述主活塞(5)同轴的方式移动；

-引导遮蔽件(10)，所述引导遮蔽件配置成与所述引导活塞(8)相互作用来控制在所述引导开口(P)和所述引导室(9)之间的流体的通路；

-节流件(11)，所述节流件配置成在所述引导开口(P)和所述引导室(9)之间产生节流；

-单向件(12)，所述单向件配置成相对于所述节流件(11)并联；

其特征在于，包括：

-辅助活塞(13)，所述辅助活塞能以与所述主活塞(5)同轴的方式移动，所述辅助活塞(13)的第一端部面向所述主活塞(5)的所述第二端部，所述辅助活塞(13)的第二端部面向所述引导活塞(8)的第一端部，所述引导室(9)至少部分地由所述辅助活塞(13)的所述第二端部界定。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括：在所述辅助活塞(13)上的第二密封件(14)，用于限定大于所述第一密封区域的第二密封区域；所述辅助活塞(13)至少部分地配置在辅助室(15)中，所述辅助室轴向地被包括在所述第一密封件(7)和所述第二密封件(14)之间。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述辅助室(15)与所述第一开口(3)或与外部环境流体连通，特别是借助存在于所述主活塞(5)中的通道(16)与所述第一开口(3)或与外部环境流体连通。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述通路区段的区域小于所述第二密封区域和/或大于所述第一密封区域。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述辅助活塞(13)的所述第一端部构造成以与所述主活塞(5)的所述第二端部接触的方式相互作用。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述辅助活塞(13)的所述第二端部构造成以与所述引导活塞(8)的所述第一端部接触的方式相互作用。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述辅助活塞(13)的所述第一端部具有直截面，所述直截面与所述主活塞(5)的所述第二端部接触并且所述直截面的区域小于所述第一密封区域。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述引导遮蔽件(10)能选择性地具有至少一个打开构型和关闭构型，在所述打开构型中所述引导遮蔽件(10)打开所述流体的通路，在所述关闭构型中所述引导遮蔽件(10)关闭所述流体的通路，并且其中所述流体从所述引导开口(P)穿过所述节流件(11)通到所述引导室(9)，以移动所述辅助活塞(13)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述致动件(6)包括弹性件，所述弹性件配置成将所述主活塞(5)朝向所述关闭位置推动。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述引导遮蔽件(10)包括至少一个纵向元件、遮蔽体(17)和弹簧，所述纵向元件例如借助螺接联接件联接到所述阀体(2)，所述遮蔽体(17)和所述弹簧配置在所述纵向元件内，所述弹簧构造成将所述遮蔽体(17)推动到关闭位置中，在所述关闭位置中所述遮蔽体(17)关闭孔，所述孔存在于所述纵向元件中并且与所述引导室(9)连通，所述引导活塞(8)被部分地容纳在所述孔内部。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述节流件(11)包括借助螺纹连接件与所述阀体(2)联接的关闭元件，所述螺纹连接件限定流体的通路，所述关闭元件设置有调节件，所述调节件配置成调整所述关闭元件的旋拧并且因此调节所述节流件(11)，所述单向件(12)包括配置在所述关闭元件中的止回阀。

12.工作设备，包括泵、连接至所述泵的分配器(D)、连接至所述分配器(D)的液压马达(M)、以及连接至所述液压马达(M)和所述分配器(D)的并且根据前述权利要求中任一项所述制成的控制装置(1)。

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