CN1198058C - 配管破断控制阀装置 - Google Patents

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Abstract

一种配管破断控制阀装置，由提动阀体构成主阀，由滑阀体构成导阀，其中，具有提动阀体(5)、滑阀体(6)、及小安全阀(7)；该提动阀体(5)作为使配管破断控制阀装置(200)的缸连接室(8)与配管连接室(9)开闭的主阀；该滑阀体(6)配置在连接提动阀体(5)的背压室(10)与配管连接室(9)之间的先导通道(15a、15b)，为由作为外部信号的先导压力作动的导阀；该小安全阀(7)具有过载安全阀的功能；另外，还在先导通道(15b)设置隔断从配管连接室(9)到背压室(10)的液压油流动的止回阀(39)。这样，在将先导压力作用于滑阀体的状态下也可从配管连接室将液压油供给到缸连接室，可在突然相反操作时无提动阀体开阀延迟地顺利进行操作。

Description

配管破断控制阀装置
技术领域
本发明涉及一种设于液压挖掘机等液压机械用于在缸用软管破断时防止负荷落下的配管破断控制阀装置(保压阀)。
背景技术
在液压机械例如液压挖掘机中，希望即使当将液压油输送到驱动动臂等负荷的促动器即液压缸的软管或钢管万一破损时也能够防止负荷落下，针对这样的需求，设置有被称为保压阀的配管破断控制阀装置。作为这样的配管破断控制阀装置的现有例，例如记载于日本特开平11-303810号公报中。该现有技术例在图6中由液压回路示出。
如图6所示，符号100为现有技术的配管破断控制阀装置，该阀装置100具有设置了2个输入输出孔1、2的壳体3，输入输出孔1直接安装于液压缸102的底孔102a，输入输出孔2通过促动器管线105连接到控制阀103的促动器孔的1个。在壳体3内设置作为主阀的提动阀体55、按照外部信号即手动导阀108的先导压力作动从而使提动阀体55作动的滑阀体60、及小安全阀7，在小安全阀7的泄油通道15d设置作为压力发生装置的节流孔34。另外，滑阀体60除引导先导压力(外部信号)的受压室17外，还在与受压室17相同侧与其直到地设置另1个受压室35，在该受压室35通过信号通道36连接节流孔34上游侧，将节流孔34产生的压力与作为外部信号的先导压力相同侧的驱动力作用于滑阀体60。
在促动器管线105不破断的正常情况下，配管破断控制阀装置100如以下那样动作。
当要向液压缸102的底侧供给液压油时，朝图中A方向操作手动导阀108的操作杆，将控制阀103切换到图中右侧的位置，则液压泵101的液压油通过控制阀103和先导管线105供给到阀装置100的配管连接室9，使该配管连接室9的压力上升。此时，阀装置100的缸连接室8的压力为液压缸102底侧的负荷压力，当配管连接室9的压力比负荷压力高时，提动阀体55朝图中上方移动，液压油流入到缸连接室8，液压泵101的液压油供给到液压缸102的底侧。
当要从液压缸102的底侧将液压油排出到控制阀103时，朝图示B方向操作手动导阀108的操作杆，将控制阀103切换到图中左侧的位置，则液压泵101的液压油通过控制阀103和先导管线106供给到液压缸102的负荷侧，与此同时，从手动导阀108供给的先导压力被引导至滑阀体60的受压室17，由先导压力打开滑阀体60，所以，形成从缸连接室8通过反馈狭缝11、先导通道15a、可变节流部60a、先导通道15b到达促动器管线105的先导流，由可变节流部60a和反馈狭缝11的作用使背压室10的压力下降，按与可变节流部60a的开度成比例的开度打开提动阀体55。为此，液压缸102底侧的液压油一边受到流量限制一边从控制阀103排出，并进一步排出到油箱109。
如在控制阀103的中立位置保持吊起负荷的场合那样，在液压缸102的底侧的负荷压力成为高压的状态下，处于隔断位置的提动阀体55与现有技术的保压阀同样地保持负荷压力，实现减少泄漏量的功能(保压阀功能)。
当在液压缸102作用过大的外力使得缸连接室8成为高压时，小安全阀7的输入侧的压力上升，打开小安全阀7，液压油流入到设置了节流孔34的泄油通道15d，所以，信号通道36的压力上升，打开滑阀体60，形成从缸连接室8通过反馈狭缝11、背压室10、先导通道15a、15b到达促动器管线105的先导流，提动阀体55也打开，由与促动器管线105连接的过载安全阀107a将由外力产生的高压的液压油排出到油箱109，防止机器破损。
万一促动器管线105破断时，在液压缸102例如为使液压挖掘机的动臂上下移动的油缸的场合，如没有设置配管破断控制阀装置100，则液压缸102底侧的液压油从破断的促动器管线105流出，动臂落下，所以从安全上考虑不理想。配管破断控制阀装置100用于确保这样事态下的安全性，与保持上述吊起负荷的场合同样，处于隔断位置的提动阀体55作为保压阀起作用，阻止液压缸102的底侧的液压油的流出，防止动臂落下。另外，当要在该状态下使动臂下降到安全的位置时，使手动导阀108的操作杆朝图B的方向操作，则如上述那样将手动导阀108的先导压力引导至滑阀体60的受压室17，由先导压力打开滑阀体60，从而打开提动阀体55，所以，在对液压缸102底侧的液压油进行流量控制的状态下将其排出，可缓慢地使动臂下降。
然而，上述现有技术存在以下问题。
在图6所示现有技术的配管破断控制阀装置中，当液压缸102如上述那样、例如为使液压挖掘机的动臂上下移动的动臂油缸时，为了使动臂的动作方向从下降方向突然朝上升方向改变，有时会使手动导阀108的操作杆从图示B方向的操作位置朝A方向突然进行相反操作。当进行这样的突然相反操作时，在操作杆朝B方向操作时产生的动臂下降的先导压力达到滑阀体60的开阀压力以下之前，使操作杆朝A方向操作产生的动臂上升的先导压力上升，将控制阀103切换到图中右侧的位置，所以，在滑阀体60闭阀前来自促动器管线105的主流量被引导至配管破断控制阀装置100的配管连接室9。为此，主流量的动臂上升的加载压力被引导至配管破断控制阀装置100的配管连接室9，同时，该主流量的一部分通过先导通道15b、15a被引导至提动阀体55的背压室10，提动阀体55不能开阀，产生开阀延迟。结果，在动臂升降的突然相反操作时动臂上升的起动延迟，不能顺利进行操作。液压缸102驱动的构件在动臂以外的场合也产生同样的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配管破断控制阀装置，该配管破断控制阀装置由提动阀体构成主阀，由滑阀体构成对主阀的动作进行控制的导阀，对于该配管破断控制阀装置，即使在将先导压力作用于滑阀体的状态下，也可从配管连接室将液压油供给到缸连接室，在突然相反操作时可没有提动阀体开阀延迟地顺利操作。
本发明的一种配管破断控制阀装置，具有提动阀体和滑阀体；该提动阀体可自由滑动地配置在壳体，在液压缸的给排孔与液压配管之间将与上述给排孔相连的缸连接室、与上述液压配管相连的配管连接室、及背压室设置于壳体，提动阀体作为使上述缸连接室与上述配管连接室之间隔断和连通的主阀；该滑阀体配置在连接上述背压室与配管连接室之间的先导通道，按上述外部信号作动，隔断和连通上述先导通道；在上述提动阀体设置使上述缸连接室和上述背压室连通的节流通道；其特征在于：设置有压力控制装置，当在上述滑阀体闭阀之前从上述液压配管将液压油引导至上述配管连接室时，该压力控制装置阻止在上述背压室产生妨碍上述提动阀体开阀的压力，该压力控制装置具有差压产生机构，该差压产生机构设于上述先导通道，用于在配管连接室与上述背压室之间产生差压。
(1)为了达到上述目的，本发明的配管破断控制阀装置具有提动阀体和滑阀体；该提动阀体可自由滑动地配置在壳体，在液压缸的给排孔与液压配管之间将与上述给排孔相连的缸连接室、与上述液压配管相连的配管连接室、及背压室设置于壳体，提动阀体作为使上述缸连接室与上述配管连接室之间隔断和连通的主阀；该滑阀体配置在连接上述背压室与配管连接室之间的先导通道，按上述外部信号作动，隔断和连通上述先导通道；在上述提动阀体设置使上述缸连接室和上述背压室连通的节流通道；其中：设置有压力控制装置，当在上述滑阀体闭阀之前从上述液压配管将液压油引导至上述配管连接室时，该压力控制装置阻止在上述背压室产生妨碍上述提动阀体开阀的压力。
这样设置压力控制装置，当在滑阀体开阀之前从液压配管将液压油引导至配管连接室时，通过阻止在背压室产生妨碍提动阀体开阀的压力，从而可在先导压力作用于滑阀体的状态下也可从配管连接室将液压油供给到缸连接室，在突然相反操作时可没有提动阀体的开阀延迟地顺利操作。
(2)在上述(1)中，最好上述压力控制装置为止回阀，设置在上述先导通道，用于隔断从上述配管连接室到上述背压室的液压油的流动。
这样，当在滑阀体闭阀之前从液压配管将液压引导至配管连接室时，配管连接室的液压油的压力不会传递到背压室，从而可阻止在背压室产生妨碍提动阀开阀的压力。
(3)在上述(1)中，最好上述压力控制装置具有止回阀和差压产生机构，该止回阀设置在上述提动阀体内，允许从上述背压室到上述缸连接室的液压油的流动，该差压产生机构设于上述先导通道，用于在配管连接室与上述背压室之间产生差压。
这样，当在滑阀体闭阀之前从液压配管将液压油引导至配管连接室时，即使从配管连接室向背压室供给液压油，液压油也可通过止回阀，不在背压室作用压力，另外，在配管连接室与背压室产生差压，所以，背压室的压力下降，阻止在背压室产生妨碍提动阀体开阀的压力。
附图说明
图1为以液压回路示出本发明第1实施形式的配管破断控制阀装置和配置了它的液压驱动装置的图。
图2为示出图1所示配管破断控制阀装置的构造的断面图。
图3为示出在对操作杆进行突然相反操作的场合由手动导阀产生的先导压力变化的图。
图4为以液压回路示出本发明第2实施形式的配管破断控制阀装置和配置了它的液压驱动装置的图。
图5为示出图4所示该配管破断控制阀装置的构造的断面图。
图6为以液压回路示出现有配管破断控制阀装置和配置了它的液压驱动装置的图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施形式。
图1为以液压回路示出本发明第1实施形式的配管破断控制阀装置的图，图2为示出该配管破断控制阀装置的构造的断面图。
如图1所示，符号200为本实施形式的配管破断控制阀装置，具有该阀装置200的液压驱动装置具有液压泵101、由该液压泵101排出的液压油驱动的液压促动器(液压缸)102、控制从液压泵101供给到液压缸102的液压油的流动的控制阀103、连接于从控制阀103延伸的液压配管即促动器管线105、106的用于限制回路内最大压力的主过载安全阀107a、107b、手动导阀108、及油箱109。液压促动器102例如为驱动液压挖掘机的动臂的动臂油缸。
配管破断控制阀装置200如图1和图2所示那样具有设置了2个输入输出孔1、2的壳体3，输入输出孔1直接安装于液压缸102的底孔102a，输入输出孔2通过促动器管线105连接于控制阀103的促动器孔的1个上。
在壳体3内设置作为主阀的提动阀体5、按照外部信号即手动导阀103的先导压力作动从而使提动阀体5作动的滑阀体6、及具有过载安全阀的功能的小安全阀7。
在壳体3内还设置有与输入输出孔1连接的缸连接室8、与输入输出孔2连接的配管连接室9、及背压室10，作为主阀的提动阀体5以背面承受背压室10的压力，可自由滑动地配置于壳体3内，并可隔断和连通缸连接室8与配管连接室9之间而且相应于移动量使开口面积变化。在提动阀体5形成使缸连接室8与背压室10连通的通道50a、50b，设置固定于通道50b的固定节流部51。背压室10由塞子12封闭(参照图2)，在背压室10内配置将提动阀体5保持于图中所示隔断位置的弹簧13。
在壳体3内，还设置有连接背压室10与配管连接室9之间的先导通道15a、15b，作为导阀的滑阀体6可连通和隔断该先导通道15a、15b间地设置。
滑阀体6具有可连通和隔断先导通道15a、15b的开闭部6a，在滑阀体6的闭阀方向作动端部设置用于将滑阀体6保持于闭阀位置(关闭开闭部6a的位置)的较弱的弹簧16，在滑阀体6的开阀方向作动端部设置引导上述作为外部信号的先导压力的受压室17，将先导压力(外部信号)引导至该受压室17时，滑阀体6朝图示下方移动，打开开闭部6a而开阀。弹簧16由弹簧支架18支承，配置弹簧16的弹簧室20为了使滑阀体6的动作变得平滑而通过泄油通道21连接到油箱。
在壳体3内还设置有位于小安全阀7的输入侧的卸载通道15c和位于输出侧的泄油通道15d，先导通道15c通过先导通道15a连接于背压室10，泄油通道15d通过泄油通道21连接到油箱109。另外，在泄油通道15d设置作为压力发生装置的节流孔34，从小安全阀7与节流孔34之间分支出信号通道36。
在上述滑阀体6的开闭方向工作端部侧除了引导先导压力(外部信号)的受压室17外，还设置有1个受压室35，在该受压室35连接信号通道36，引导由节流孔34发生的压力。另外，滑阀体6在受压室35内分成2部分6b、6c，当将先导压力引导至受压室17时，2部分6b、6c保持着接触状态的一体朝图中下方移动，使开闭部6a为开状态，同时，当将节流孔34发生的压力引导至受压室35时，2部分6b、6c分离，仅图中下侧的部分6b朝图中下方移动，使开闭部6a为开状态。即，引导至受压室17的先导压力和引导至受压室35的由节流孔34发生的压力都作为对滑阀体6进行开阀的驱动力起作用。
本实施形式的阀装置200还具有止回阀39，该止回阀39设于壳体3内的先导通道15b，隔断从配管连接室9到背压室10的液压油的流动。止回阀39具有止回阀体39a和将该止回阀体39a保持于闭阀位置的弹簧39b，弹簧39b由塞子39c保持。
下面，说明这样构成的配管破断控制阀装置200的动作。
首先，说明促动器管线105未破断的正常时的动作。
1)向液压缸102的底侧供给液压油时
当使手动导阀108的操作杆朝图示A方向操作使控制阀103切换到图中右侧的位置时，液压泵101的液压油通过控制阀103和促动器管线105供给到装置200的配管连接室9，该配管连接室9的压力上升。此时，配管破断控制阀装置200的缸连接室8的压力为液压缸102底侧的负荷，背压室10通过由通道50a、50b和固定节流部51构成的节流通道连通到缸连接室8，所以，背压室10的压力也成为该负荷压力，为此，在配管连接室9的压力低于负荷压力期间，提动阀体5保持于隔断位置，但当配管连接室9的压力变得高于负荷压力时，提动阀体5朝图中上方移动，液压油可流入到缸连接室8，液压泵101的液压油供给到液压缸102的底侧。在提动阀体5朝上方移动期间，背压室10的液压油通过由通道50a、50b和固定节流部51构成的节流通道移动到缸连接室8，提动阀体5的开阀可顺利进行。来自液压缸102的杆侧的液压油通过控制阀103排出到油箱109。
2)从液压缸102的底侧将液压油排出到控制阀103的场合
朝图中B方向操作手动导阀108的操作杆，将控制阀103切换到图中左侧的位置，则液压泵101的液压油通过控制阀103和先导管线106供给到液压缸102的杆侧。与此同时，手动导阀108的先导压力被引导至滑阀体6的受压室17，由先导压力使滑阀体6移动而开阀。为此，形成通过由通道50a、50b和固定节流部51构成的节流通道、背压室10、先导通道15b到达促动器管线105的先导流动，由固定节流部51的作用使背压室10的压力下降，将提动阀体5打开。为此，液压缸102的底侧的液压油排出到控制阀103，进而排出到油箱109。
3)保持液压缸102的底侧负荷压力的场合
如在控制阀103的中立位置保持吊起负荷的场合那样，在液压缸102的底侧负荷压力成为高压的状态下，处于隔断位置的提动阀体5与现有保压阀同样地保持负荷压力，起到减少泄漏量的功能(保压阀功能)。
4)过大的外力作用液压缸102的场合
如在液压缸102作用过大的外力，缸连接室8成为高压，则通过通道50a、50b和固定节流部51构成的通道、背压室10、先导通道15a，使卸载通道15c的压力上升，小安全阀7打开，液压油流入到设置了节流孔34的泄油通道15d。结果，信号通道36的压力上升，移动滑阀体6而开阀，形成从缸连接室8通过通道50a、50b和固定节流部51构成的通道、背压室10、先导通道15a、15b到达促动器管线105的先导流，使提动阀体5也打开，由外力产生的高压的液压油由与促动器管线105连接的过载安全阀107a排出到油箱109，防止机器破损。此时，通过小安全阀7的液压油为小流量，所以，可由小型的小安全阀7实现与现有过载安全阀同等的功能。
万一促动器管线105破断时，与上述保持吊起负荷的场合同样处于隔断位置的提动阀体5作为保压阀起作用，阻止液压缸102的底例的液压油的流出，防止动臂落下。另外，当要在该状态下使动臂下降到安全位置时，如朝图中B方向操作手动导阀108的操作杆，则如上述那样将手动导阀108的先导压力引导至滑阀体6的受压室17，由先导压力打开滑阀体6，使提动阀体5开阀，所以，可排出液压缸102的底侧液压油，使动臂下降。
另外，在促动器管线105未破断的正常操作时，为了使动臂的动作方向从下降方向突然改变为上升方向，可能使手动导阀108的操作杆从图中B方向的操作位置突然朝A方向进行相反操作。在进行这样的突然相反操作时，由手动导阀108产生的先导压力如图3所示那样变化。即，如图3中的斜线所示那样，在使操作杆朝B方向操作时产生的动臂下降的先导压力下降到滑阀体6的开阀压力以下之前，使操作杆朝A方向操作所产生的动臂上升的先导压力上升，将控制阀103切换到图中右侧的位置。为此，在滑阀体6闭阀之前，促动器管线105的主流量被引导至配管破断控制阀装置的配管连接室9，如上述那样，在未具有止回阀39的现有装置中，主流量的动臂上升的加载压力被引导至配管连接室9，同时，其一部分被引导至提动阀体5的背压室10，提动阀体5不能开阀，产生开阀延迟。
而在本实施形式中，即使在滑阀体6闭阀之前将主流量的动臂上升的加载压力引导至配管连接室9，该油压力也不会由止回阀39引导至背压室10，所以，提动阀体5可确实地开阀，可在动臂的起动不延迟的状态下顺序操作。
如上述那样按照本实施形式，在给排到液压缸102的液压油的全油量通过的流路设置提动阀体5，即可实现配管破断控制阀装置的供给用单向阀、载荷单向阀(オ-バ-ロ-ドリリ-フバルブ)、过载安全阀的功能，所以，可构成压力损失少的阀装置，可进行能耗少的高效运行。
另外，动臂升降的突然相反操作时提动阀体5可确实地开阀，所以，可没有动臂上升的起动延迟地顺利操作。
下面根据图4和图5说明本发明的第2实施形式。图中，与图1和图2所示构件同等的构件采用相同的符号。
如图4、图5所示，本实施形式的配管破断控制阀装置300具有设置于提动阀体5内并允许从背压室10到配管连接室9的液压油流动的止回阀40和设置于先导通道15b的固定节流部41，由此替代第1实施形式的止回阀39。
止回阀40与固定节流部51一体构成。
即，如图5所示，在提动阀体5中，作为使缸连接室8与背压室10连通的通道，与第1实施形式同样地形成通道50a，同时，作为第1实施形式的通道50b的一部分形成通道50c，在通道50c的背压室10侧形成阀室42。
止回阀40具有配置于阀室42的阀体43，阀室42由塞子44封闭，阀体43可在阀室42内朝图中上下方向移动。阀体43由直径不同的2个圆筒基部43a、43b和圆锥状的阀部43c构成，圆筒基部43b形成比圆筒基部43a小的直径，在其周围形成通道45。在圆筒基部43a、43b内形成将通道45连通到通道50c的内部通道43d。
在塞子44形成作为第1实施形式的通道50b的一部分的通道50d，而且在阀室42侧形成阀部43c的圆锥部入座的圆锥状的阀座部44a。在阀部43c形成将内部通道43d连通到塞子44的通道50d的小直径的通道46，该小直径的通道46作为固定节流部51起作用。
当缸连接室8的压力比背压室10的压力高时，阀体43移动到图示位置，止回阀40关闭，缸连接室8与背压室10通过小直径的通道46即固定节流部51连通。因此，从缸连接室8到背压室10的液压油的流动成为仅通过固定节流部51的流动。
当背压室10的压力比缸连接室8的压力高时，阀体43从图中的位置朝下方移动，阀体43的阀部43c从阀座部44a离开，将止回阀40打开。为此，从背压室10到缸连接室8的液压油的流动为通过通道50d、止回阀40(阀部43c与阀座部44a间的通道、通道45、内部通道43d)、通道50c的流动。
在如以上那样构成的本实施形式中，通常时的1)向液压缸102底侧供给液压油时、2)从液压缸102底侧向控制阀103排出液压油的场合、3)保持液压缸102底侧的负荷压力的场合、4)在液压缸102作用过大外力的场合的动作和促动器管线105破断的场合的动作与第1实施形式相同。
另外，进行突然相反操作的场合也可获得与第1实施形式同样的作用。即，即使进行液压缸102的从下降到上升(动臂从下降到上升)的突然操作(突然相反操作)，在滑阀体6处于开阀位置的状态下将主流量的动臂上升加载压力引导至配管连接室9和背压室10，被引导至背压室10的加载压力也从止回阀40开放到缸连接室8，而且由节流部41使背压室10的压力比配管连接室9的压力低，所以，提动阀体5开阀，可没有动臂上升起动延迟地顺利操作。
因此，按照本实施形式也可获得与第1实施形式同样的效果。
以上的实施形式在滑阀体6设置开闭部6a，在提动阀体5设置固定节流部51，滑阀体6和提动阀体5构成为开闭阀，但也可如日本特开平11-303810号公报所记载的那样在滑阀体设置可变节流部，在提动阀体5设置相应于提动阀体的移动量增大开口面积并相应于该开口面积控制从缸连接室流到背压室的先导流量的通过量的反馈狭缝，将滑阀和提动阀体构成为相应于手动导阀的先导压力(外部信号)控制通过流量的可变节流阀，在该场合，当在滑阀体6闭阀之前从促动器管线105将液压油引导至配管连接室9时，通过设置止回阀39或止回阀40和节流部41，可获得同样的效果。
另外，在上述实施形式中，将构成压力控制装置的止回阀39或节流部41配置于先导通道15b，但当然也可配置于先导通道15a侧。
按照本发明，即使在将先导压力作用于滑阀体的状态下，也可从配管连接室将液压油供给到缸连接室，在突然相反操作时可没有提动阀体开阀延迟地顺利操作。

Claims (2)

1.一种配管破断控制阀装置(200)，具有提动阀体(5)和滑阀体(6)；
该提动阀体(5)可自由滑动地配置在壳体(3)，在液压缸(102)的给排孔(102a)与液压配管(105)之间将与上述给排孔相连的缸连接室(8)、与上述液压配管相连的配管连接室(9)、及背压室(10)设置于壳体(3)，提动阀体(5)作为使上述缸连接室与上述配管连接室之间隔断和连通的主阀；
该滑阀体(6)配置在连接上述背压室与配管连接室之间的先导通道(15a、15b)，按上述外部信号作动，隔断和连通上述先导通道；
在上述提动阀体设置使上述缸连接室和上述背压室连通的节流通道(50a、50b、51)；
其特征在于：
设置有压力控制装置(39；40、41)，当在上述滑阀体(6)闭阀之前从上述液压配管(105)将液压油引导至上述配管连接室(9)时，该压力控制装置(39；40、41)阻止在上述背压室(10)产生妨碍上述提动阀体(5)开阀的压力，
该压力控制装置具有差压产生机构(41)，该差压产生机构(41)设于上述先导通道(15b)，用于在配管连接室(9)与上述背压室(10)之间产生差压。
2.根据权利要求1所述的配管破断控制阀装置；其特征在于：上述压力控制装置具有止回阀(40)，该止回阀(40)设置在上述提动阀体(5)内，允许从上述背压室(10)到上述缸连接室(8)的液压油的流动。
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