CN1239758A

CN1239758A - 优先型分流阀

Info

Publication number: CN1239758A
Application number: CN99107231A
Authority: CN
Inventors: 山下茂
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 1999-12-29
Anticipated expiration: 2019-05-13
Also published as: CN1094181C; US6164310A; JP2000009103A

Abstract

一种优先型分流阀是使其阻尼孔6的小孔61的孔径不变，在阀柱2上切出切口62，通过该切口62，分成两个阶段转换阻尼效果的装置。为此，转向操作时，不开通节口62，提高阻尼效果，阀柱2上作用抑制振荡所要的足够的保持力的同时，移动时开通节口62，减少阻尼效果，减少阀柱2的拖曳阻力，能获得快速响应特性。该阀能兼顾转向操作时的稳定性和操作状态之间的快速切换特性。

Description

优先型分流阀

本发明是关于适用于像叉车那样，利用共用的液压源的有压液体，进行转向和装卸控制的优先型分流阀。

例如叉车等，利用分流阀，把单一的液压源提供的有压液体进行分流，优先保证一定流量用在转向的同时，剩余流量供给装卸操作。如此，为转向等特定目的，优先确保一定流量的分流阀，被称为优先分流阀。

然而已有的优先型分流阀具有高压接口、转向用接口及装卸用接口的本体；配装在该本体内能滑动，并通过控制孔，把高压接口的有压液体导向转向用接口，还直接导向装卸接口的阀柱；按照所述控制孔前后的压差，因而在阀柱上作用液压推力，而与该推力相反方向，在该阀柱上作用弹性反力的弹簧；设置在所述阀柱与所述本体之间，随着阀柱的进退动作，开闭流入所述转向用接口通路的第1节流口；设置在所述阀柱与所述本体之间，随着阀柱的进退动作，与所述第1节流口动作相反，开闭所述装卸接口通路第2节流口；向所述转向用接口优先导入所定量有压液体的同时，根据要求，把剩余流量分流到所述装卸用接口。

也就是说，被称为PF流量的优先流是通过控制孔流动，但这时在控制孔前后产生压力差。该压力差产生的推力将压缩予先规定弹簧特性的弹簧，并推动阀柱。但是由于阀柱与本体之间设置的第1、第2节流口的均衡作用下，最后使阀柱停留在压差的弹簧力相平衡的位置上。所述第1节流口是开闭转向用接口通路的所谓PF节流口，而第2节流口是开闭装卸用接口通路的所谓MF节流口。

这两个节流口是根据转向操作压力与装卸操作压力的高低程度进行切换。当转向压力(也就是转向接口压力)高时，MF节流口起作用；而当装卸操作压力(也就是装卸用接口压力)高时，PF节流口起作用，使PF流量保持在一定值。

上述控制孔、PF节流口、MF节流口及弹簧是为控制阀柱构成反馈控制系统，在阀柱上容易产生所谓振荡的振动。特别是即使在使用分流阀的各种液压控制式转向系统中，全液压式转向系统，振动系的刚性弱，振荡容易导致不能进行控制的程度。因此，过去所述阀柱与所述本体之间，形成一个阻尼室，通过阻尼孔，高压接口的有压液体流进流出，扩大或缩小其容积，利用阻尼孔的阻力抑制振荡。

然而，为了抑制振荡，把阻尼孔的直径变小，提高对有压流体的阻力，增大衰减抑制效果的话，靠PF节流口动作的装卸状态和靠MF节流口动作的转向状态之间进行转换时，对阀柱移动的阻力变大，阀柱的移动产生时间滞后现象。由于这个时间滞后，转向状态和装卸状态的转换会延迟，尤其是给从操作感和安全性观点考虑很重量的转向操作，带来很不好的影响。

上述内容以叉车为例进行说明。当阻尼孔变大，让阀柱较顺利地移动的话，阻尼孔前后的压差，也就是有压液体的阻力变小，那么转向系统产生振荡，容易导致不能操作的状态。相反，当阻尼孔径变小，那么转换到转向操作状态或者是从转向操作脱离时，阀柱的移动滞后，产生压力的举动，对手柄产生冲击(反冲)现象。

为了解决上述相互矛盾的问题，本发明是当阀柱在转向操作位置时，有效地发挥阻尼作用，而在其他位置，则减轻阻尼作用，因而能兼顾转向操作时的稳定性和操作状态之间的快速切换特性。

为此，本发明的特征是转向用接口压力达到操作压力时，阀柱向打开PF节流口、关闭MF节流口的方向移动的所谓MF节流口位置，给阀柱产生阻力的阻尼孔的节流量最大。然后阀柱从该所定位置逐步向关闭PF节流口、打开MF节流口的方向移动时，节流量逐步减少的可变形装置。

采用这样的结构，使阻尼孔具有能抑制振动的效果，那么阀柱移动过程中，减轻阻尼作用，阀柱的阻力变小，因而阀柱能快速移动到MF节流口位置或者离开MF节流口位置。在MF节流口位置，阻尼作用很强，给阀柱足够的阻力，为抑制振动发挥充分的阻尼效果。

下面对附图进行简单的说明。

图1为表示本发明一实施例的总体截面图。

图2为与图1对应的动作说明图。

图3为表示上述实施例的节流口特性的图表。

图4为图1的重要部位放大图。

图5为表示上述实施例的阻尼孔特性的图表。

图6为表示上述实施例的动作特性图表。

图7为表示与上述实施例对比的已有结构。

图8为表示与上述实施例对比的其他已有结构产生的动作特性图表。

图中，1—本体，2—阀柱，4—第1节流口(PF节流口)，5—第2节流口(MF节流口)，6—阻尼孔，7—阻尼室，12—高压接口，13—转向用接口，15—装卸用接口，23—控制孔，25—弹簧。

下面参照附图说明本发明的一个实施例。

该实施例的优先性分流阀，例如用于叉车，从共用的液压源提供的油等有压液体，优先分流到转向控制，又根据要求，把剩余部分分流到装卸控制用，如图1所示，在本体1内配装阀柱2和弹簧25构成。

本体1内有阀柱导向孔1a，在该阀柱导向孔1a里插入阀柱2，而志向孔的一端用堵头11堵死。该本体中，所述阀柱导向孔1a的一端开孔的位置上设置高压接口12，在另一端开孔位置上，通过优先控制接头14，设置转向用接口13。另外在本体内靠近接口12的位置上，设置装卸用接口15的同时，一端在所述阀柱导向孔1a中部的内侧面开口，另一端连通到所述转向用接口13形成的内部流路16。

阀柱2是底部有空心部21的圆柱体，在它的头部有横向孔22。该横向孔22和所述空心部21是通过在它们界面部分设置的控制孔23及负载检测阀24相通。所述空心部21里套装弹簧25，而这个弹簧的一端顶在阀柱导向孔1a里安装的弹簧止动器25a上，把该阀柱2推向另一端。在该阀柱2靠近后端的园周上，开有横向孔2b。这样，所述高压接口12的有压液体，将通过横向孔22、控制孔23、负载检测阀24、空心部21及横向孔2b，进入所述内部流路1b的一端。另外，该阀柱2的前端附近的园周上，有园周沟槽27，所述高压接口12的有压液体，将通过该园周沟槽27直接通向装卸用接口15。

阀柱2与本体1之间，设有调节流到转向用接口13的有压液体流量的第1节流口即PF节流口4及调节流到装卸用接口15的有压液体流量的第2节流口即MF节流口5。PF节流口4是如图2所示，阀柱2在右边位置时被开通，而像图1所示，在左边位置时被关闭。在这两者之间位置，正如图3所示，通过向转向接口13的开面的开口面积基本上与阀柱2的行程成正比地变化。对MF节流口5而言，阀柱2在右边位置时被关闭，在左边位置时被开通，在这两个状态之间的位置上，通向装卸用接口15的开口面积，与阀柱2的行程大致成正比地变化。也就是说，这两个节流口4、5正好相反地增减通向转向用接口13的通路开口面积的通向装卸用接口15的通路开口面积。

在此说明一下该优先型分流阀的基本动作。从高压接口12流进的油等有压液体，通过阀柱2的控制孔23、负载检测阀24、PF节流口4流到转向用接口13。由于某种原因，从高压接口12流进的流量增大时，在控制孔23前后产生压差，阀柱2的两端受到控制孔23前后压力产生的压差，结果阀柱2向关闭PF节流口的方向，也就是往左移动。这时，优先流X会减少，压差也减少。通过这样的作用，优先流量保持在控制孔23与弹簧25设定的流量。

当进行转向操作时，优先流X的压力增大，同时，全体压力也上升。但剩余流Y侧处于低压状态，所以要流过更多的有压液体。结果，在控制孔23的流量减少，前后压差也减少，因而阀柱2往关闭MF节流口5的方向，也就是向右移动。据此，控制孔23的前后压差保持一定值，优先流X保持在一定流量。

当进行装卸作业时，剩余流Y增大，同时全体压力也增大。这时，优先流X的压力比剩余流Y的压力低，所以优先的流量要增加，然而，如果优先流量增加，控制孔23前后的压差会增大，被PF节流口节流，控制流X保持在一定值。

如上所述，该实施例的优先型分流阀，能向所述转向用接口13优先导入所定量的优先流X的同时，根据要求，把剩余量Y能分流到所述装卸用接口15。

所述控制孔23、PF节流口4、MF节流口5弹簧25构成控制阀柱2的反馈控制系，在阀柱2会产生被称为振荡的振动。

因此，所述阀柱2与所述本体1之间，通过阻尼孔6，流进流出高压接口12的有压液体，形成能量变大或变小的封闭的阻尼室7。

阻尼室7由阀柱2的顶端面2a、阀柱2的导向孔1a内圆周面的堵头11的内面11a封闭的位置上形成的。

阻尼孔6，正如图4表示的放大图，由阀柱2的顶端面2a、横向孔22的圆柱面之间连通的位置上设置的小孔61和阀柱2的顶端部外圆周上接等分的位置(例如4个位置)设置的切口62组成的。由于高压接口12附近的有压液体将流进流出阻尼室7时产生流路阻力，所以根据阀柱2能得到足够抑制振动效果的要求决定小孔61的孔径。另外，切口62可采用各种不同形状，阀柱2的顶端部外圆周阀杆台肩面2b的一部分，靠近阻尼室7的部位，切去一部分，这样，如图2所示，当阀柱2在右侧位置时，截断阻尼室7与高压接口12之间通路；当阀柱2从该位置往左只移动所定量位置时，如图1所示，通过该切口62、阻尼室7的高压接口12能连通。这就是说，当阀柱2位于PF节流口4能起作用的左侧位置时，高压接口12提供的有压液体，通过阻尼孔6的小孔61外，还能通过节口62；当阀柱2位于MF节流口5起作用的右侧位置时，有压液体只能通过阻尼孔6的小孔61，不能通过切口62。图5表示阀柱2从位于右侧位置的图2状态开始，向左移动时，小孔61及切口62在内的总阻尼孔经的变化情况。

下面说明本实施例的优先型分流阀的动作。例如，阀柱2处于PF节流口4起作用的图1的左侧位置时，可以进行装卸作业(即使这时从结构上，转向用接口13能得到所定时的优先流量)。装卸作业结束后，阀柱2要从图1的位置移动到MF节流口5起作用的图2的右侧位置。这时，对阻尼孔6而言，小孔61和切口62同时与高压接口相通，所以出入阻尼室7的有压液体的流通阻力变小，阀柱2的移动速度加快。因此，进行转向作业的阀柱2到达图2的右侧位置的移动时间缩短，能够抑制由于有压液体不足而对转向产生的冲击。

然后，阀柱2移动到图2所示位置后，有压液体只能通过阻尼孔6的小孔61，所以有压液体的流通阻力变大，阀柱2的移动受到限制，可以抑制转向时的振荡。

如上所述，本实施例的分流阀，在阀柱2的移动途中，减轻阻尼作用，使阀柱2的拖曳阻力变小，所以阀柱2能很快地移到MF节流口5起作用的右侧位置或者脱离该右侧位置。另外，小孔61的孔径很小，因而在上述右侧位置上阻尼作用大，给阀柱2施加足够的阻力，所以在抑制振动方面能发挥充分的阻尼效果。

因此，应用于叉车等时，通过阀柱2的稳定化，能稳定地进行转向操作，且从装卸操作向转向操作过渡时，或者从转向操作向装卸操作过渡时，通过阀柱2的快速动作，能有效地抑制对操作手柄的反冲现象。

图6(a)是本实施例中，在转向操作状态下，阀柱2发生振动的重要原因的转向用接口13压力变化的测试结果，图6(b)是从该转向操作状态过渡到装卸操作状态时，手柄所受的反冲作用的测试结果。为了跟这些图作比较，在图7(a)、(b)上表示了只有小孔61的阻尼孔6中，孔径极端变小时的测试结时。从这些图可以清楚地看到；如果孔径变得很小，当然振动也很小，但响应时间大大滞后，而且只有小孔61的阻尼孔6中，把孔径变大，如图8(a)、(b)所示，虽然响应比较快，但阀柱2的振幅变大。因此，本实施例能够有效地解决阀柱2的响应特性和稳定性相互矛盾的问题。

各部的具体结构并不限定在图示的实施例，只要不脱离本发明的宗旨范围内，可以采用各种不同形式。例如，在上述实施例中，利用阀柱上的切口改变阻尼功能，但除切口方向以外，还可采取其他形式；例如在本体上安装圆锥体，插入小孔，随着阀柱的移动，改变孔径，或者在本体侧设置切口等不同的实施状态。

如上所述，本发明是阻尼孔孔径的大小不变，通过阀柱上切口等手段，把阻尼效果分成两个阶段。因此，转向操作时，有效地发挥阻尼效果，给阀柱作用保持力，能有效地抑制振荡，同时，由装卸作业结束过渡到转向操作，要移动阀柱时，减少阻尼效果，减少阀柱的拖曳阻力，所以阀柱能快速移动，能有效地缓解由移动滞后带来的、给转向侧的冲击力。

Claims

1.一种优先型分流阀具有高压接口、转向用接口及装卸用接口的本体；配装在该本体内能滑动，并通过控制孔把高压接口的有压液体导向转向用接口，并直接导向装卸用接口的阀柱；按照所述控制孔前后的压差，因而在阀柱上作用液压推力，而与该推力相反方向，在该阀柱上作用弹性反力的弹簧；设置在所述阀柱与所述本体之间，随着阀柱的进退动作，开闭流入所述转向用接口通路的第一节流口；设置在所述阀柱与所述本体之间，随着阀柱的进退动作，与所述第1节流口动作相反，开闭所述装卸用接口通路的第2节流口；在所述阀柱与所述本体之间被封闭，高压接口的有压液体只能通过阻尼孔流进或流出，扩大或缩小其容积，给阀柱的移动产生阻力的阻尼室；向所述转向用接口优先导入所定量有压液体的同时，根据要求，把剩余流量分流到所述装卸用接口的装置中，其特征在于，当转向用接口的压力达到操作压力时，阀柱向开通第1节流口，关闭第2节流口的方向移动到所定位置时，所述阻尼孔的节流量最大，而阀柱从该所定位置向关闭第1节流口，开通第2节流口的方向移动时，能逐步减少节流量的可变形的优先型分流阀。