CN1244236A - 液压缸轴位置保持装置 - Google Patents

Abstract

保持装置由安装在液缸(1)的供应回路之间的液压独立组件(2)构成。所述独立组件(2)包括闸门(9),闸门在其两个开口的每一开口上均有一止回阀,一个为一级阀(11),它与液缸的轴(7)的出口室(6)液压联通,并通向所述室;和一个安全阀(13),它在同一方向打开,且后一阀以不同于一级阀(11)关闭的速率进行关闭。本发明对于将任何液缸,特别是加载的轴保持于适当位置是有用的,而且对液压装置、特别是提升液缸的生产者,及使用者也有价值。

Description

液压缸轴位置保持装置

本发明涉及一种将液压缸轴保持于适当位置的装置。它也用于检测发动机室的回路中的泄漏。

液压轴经常被用于推动支承结构的上升和下降部件。这些装置是众所周知的，并被用于运输领域，以及建筑和其它要求频繁上升和下降人力难以举起的重负载的领域。

将负载保持在轴上的常用方法是采用一种止回阀，它插入在轴出口室方向的阀门供应回路开口中。用此方法保持负载时，只要阀门保持密封，就能确保装置适当运转。这是生产过程期间安装的质量控制部件。但是，在某一时期后，由于种种与其运行有关的原因、或由于老化、或甚至由于一个细小的未检测到的结构缺陷，阀门的密封可能逐渐或突然失效。一种可能的起因是结构缺陷，诸如滚珠轴承不完全成球形，或者由于油路中的固体杂质沉积在阀中，或由于阀体和其套管之间的不良机械接触或不规则的加厚等某一其它原因。

这些缺陷会引起泄漏，尽管它不是十分严重，但一段时间后会缓慢地减弱负载，这对材料和对在机械下工作的人均会造成危险。

因此，在所有维持负载的应用场合，将轴牢固地保持在支承位置是一个重要的，且主要是有关安全的问题。

在液压轴的情况，保证止回阀维持轴上的负载的唯一途径是要确信阀门是密封的。

为防止与液压缸的保持同样重要的功能失效，阀门必须完全密封。

但目前尚未有这种保证，为此，当安全有要求时，提升缸总是安装有联动锁紧机械装置，例如锁紧销钉或安全制动器。

这种联动锁紧装置或制动器的目的在于，如果发生长时间的机械故障，装载的支承结构也能保持在适当位置。虽然将结构牢固地保持在适当位置是一种对厂方及操作轴和控制回路的人员均有利的安全措施，但尚未有可能确保完全的安全，因为止回阀还经常有泄漏的可能性。

本发明目的在于消除对辅助机械固位装置的需要，而这在过去为将加载的液压缸安全地锁紧在适当位置是必须的。

为达到以上目的，本发明提出一种将液压缸的轴、至少是单作用缸的轴保持于适当位置的装置，该装置包括一个室，它可以位于轴的出口；以及至少一个安装在室供应回路上的、通向室的止回阀，其中该保持装置包括一个独立液压部件，通过此独立部件向室供应流体，其特征在于：

称为一级阀的止回阀由一个止回安全阀加以完善，该止回安全阀与一级阀隔开，安装在室供应回路的上游，并沿同一方向通向室；

闸门在其两个进口-出口中的每一个均具有止回阀，它们包括第一阀，即一级阀，此阀最靠近所述室，和第二阀，即安全阀；

关闭安全阀的装置，它不同于关闭一级阀的装置；

控制两个阀打开的装置。

本发明在许多场合具有多种用途，其中负载必须上升或下降，而缸轴必须保持于固定位置，或更具体地说，保持于伸展位置。

一个例子就是将货物提升以装载车辆运输拖车，将平台或支承平板提升和固定在这些拖车上或类似装置上。

本发明的装置有许多优点：

缸轴可锁紧在任何位置；

自动锁紧；

本发明的液压装置无需大的花费就能自动锁紧；和

液压装置能十分安全地将负载保持于适当位置。

本发明的其它特点及优点将通过结合附图进行的下述实例的说明变得更为清晰，其中：

图1是一个总体截面示意图，它表示安装在缸供应回路支路上的本发明提出的保持装置；

图2是保持装置第一实施例的纵向截面图；

图3和4分别为两个实施例中每一保持装置中心部分的放大纵向截面图；一个具有锥形阀，而另一个具有总体密封阀，所示阀处于关闭状态；

图5是一个总体截面示意图，它表示安装在具有阀的轴供应支路上的本发明保持装置的简化方案，所示阀处于关闭状态；

图6为保持装置简化方案的纵向截面图。

所示的用于将液压缸1的轴保持于适当位置的装置形式为一个独立的组件2，它安装在通过液压缸1的轴7上的进口室5和出口室6供应液压传动流体的一个支路3和另一支路4之间。

独立组件2形成一个密封闸门室9的液压部件8，为方便起见，密封闸门室将简单称为闸门。所述闸门具有一个安装有一级止回阀11的下开口10，它与液缸轴7的出口室6液压联通，并与其相对；一个安装有止回安全阀13的上开口12，它与伸入横向通道15的液压入口14液压联通，该横向通道15通过液压进口14供应来自出口室6的液压传动流体。

一级止回阀11和安全阀13在本质上是不同的，并自顶部至底部进行循环，也即如图所示，沿着从轴7上的出口室6通过液压进口14的流动方向进行循环。

一级阀11最好采取滚珠轴承止回阀16的形式，它受压抵靠在安装它的底座上而关闭，例如，底座可为下开口10横越其中心的锥形部件17。回复力由封闭在独立部件2的下端附近的壳体19内的回复弹簧18提供。

第一方案中的止回安全阀13由一件具有锥形工作表面的截头部件构成，在关闭位置时，锥形工作表面接触环形贴合面22的圆周形边缘21，它由上开口12通过中心穿孔而形成。

安全阀13由于偶然压力而按常规地自动打开。

安全阀13由独立部件2之外的某种方式加以打开，例如向轴的回复室供应的加压液压流体的力，或其它方法。它也按顺序打开一级阀11。

为此，在关闭位置时，安全阀13向下伸下控制轴23，在其侧表面具有回复弹簧24。所述控制轴23的终端是一个具有直立接触表面的自由端，它通过闸门9的下开口10抵靠一级阀11的主体，并将其打开，也即，当它与来自弹簧18的弹性回复力会合时，将主体推出其底座17。

由于有两个独立的部件，且在轴23的端部与一级阀11的轴承16之间存在间隙25，因此两个阀可独立移动。

安全阀13与一个装置成整体制成，该装置减缓其关闭，以便在关闭此阀与关闭一级阀11之间产生差异。这消除了相当大的冲击压力，因而也就消除了安全阀13关闭期间有任何流体流入闸门9。

此特点是重要的，因为它得以应用一种连接以完善密封，从而增加安全阀的效率。此类型阀和连接将称为总体密封阀26。这是一个密封闸门9、并对加载的液缸轴保持于适当位置加以强化的理想方法。在图4中所示的这一方案是形式为具有抵靠在其凹槽形底座28上的连接27的总体密封阀26，它可以是一种复曲面连接。

这些总体密封阀对冲击压力产生小的阻力，因为存在着压力能引起接头推出的风险。

在总体密封阀的实施例的另一示例中，如图3所示，以紧压在突肩22上的涂层或密封材料部分地或全部地围绕安全阀13主体的锥形表面，为此目的突肩22最好是倾斜的。

本发明的优点之一是，对于称作安全阀的第二阀门有可能采用如阀门26的总体密封阀，因为当阀门关闭时，不存在对底座的冲击压力。

在所示的示例中，用于减缓安全阀13回程的装置是一种由可移动导向装置构成的上复合机械连接器29。此上复合机械连接器29由三个自由移动部分组成，这些部分相互相对导向和移动。上部分由一个被接头31加以密封的活塞按钮30形成，此活塞按钮沿室32移动，而室32则通过在独立部分2的一个表面上开口的排气孔33与大气相通。

还有一个在形成在辅助部件36中的导向凹槽35内自由滑移的平衡块34。此平衡块的上端37与活塞按钮30的下表面接触。

复合机械连接器29上的平衡块34有一个位于其下端附近的密封件38，将此部分与活塞按钮30在其中移动的室32相隔离开。

上可移动装置由形状为轴的、与阀体成一体的最终部分39构成。所述轴39具有一个指向顶部的上圆柱形端部，它构成以一定间隙沿形成在辅助部件36中的导向凹槽35滑移的端部活塞40。

所述辅助部件36与独立部件2一起在侧向确定一个环形室41，用作作用于安全阀13主体上的油的通道。

平衡块34及端部活塞40相对的端部由一个空间隔开，该空间与导向凹槽的侧壁一起形成一个储存室42，其中充装着用于吸收冲击的油。

活塞按钮30应用来自控制装置的力驱动安全阀13向下移动以将其打开，此力可例如是源自液缸轴7回复室5的液压传动流体的压力，它作用在置于所述回复室供给导管中的活塞按钮30的上表面。

打开安全阀13的力也可源于其它装置或其它能量源。

储存室42中的油起缓冲器的作用，产生冲击吸收效应，当安全阀13回至关闭位置时，油将逐渐从此储存室42中排出。当油被活塞与其导向凹槽35之间的间隙迫使沿着端部活塞40移动时，油将实际上被排出此室外。

安全阀轴与油进行粘性接触，从而提供了另外的冲击吸收效应。此特点与阀门上回复弹簧间刚性变化或液压元件形状变化所提供的冲击吸收效应共同起作用。这些参数之一或两者可单独应用，或结合起来应用。

闸门9通过通道43与压力传感器或检测器44液压联通，检测器44可例如是插入在电路或电子回路中的压力计，假如出现任何泄漏，它会产生视觉的、听觉的或其它类型的信号。

图2展示了压力计44的机械部件45及其两个用于与检测线路进行电连接的输出锁46和47。

对于单作用的液压轴，诸如电动机械或电磁装置或类似的某种独立装置对安全阀进行驱动。

此外，就供应支路而言，本发明的保持装置是完全可逆的。因此，独立部件2的出口可与进口室5连接，或相反，出口室6可直接连接至压力源。

首先描述的运转涉及液缸1及其轴7的提升位移，接着，将对独立部件2用于将加载位置保持于要求高度的运行进行说明。

当已标定的压力到达液压部件8的液压进口14时，液缸轴7伸出。此压力控制在阀13和11与每一弹簧24和18的回复力相会合时，自动一个接一个打开两个阀13和11，然后将向轴出口室6输送液体。当液缸轴7伸至要求长度时，切断压力。

一旦压力被切断，弹簧18和24的回复力趋于将阀11和13推回至关闭位置，在到达强于控制压力的力之前，回复力是一直上升的。

接着，对安全阀的缓冲作用使两个阀的关闭减慢，也即，它以不同的速率来减慢安全阀13和一级阀11的关闭。于是闸门中的相对压力基本为零。

只要在阀门关闭时刻存在机械原因，就会在一级阀11中发生泄漏，如果在一级阀11中发生泄漏，则在闸门中占优势的静压将迅速超过压力计44中标定的阀值，并将触发警报。

此压力增加将迅速到达平衡，并抵消泄漏效应，因为安全阀13将随后密封仅有的泄漏。

为驱动液缸轴的回复运作，将压力输送至回复室5。当压力到达活塞按钮30，它向下推动按钮，移动可运动部件，并一个接一个地按次序打开阀门13和11，从而将流体从出口室6放出，并通过闸门9输送流体。

图5和6展示了本发明位置保持装置的一个简化方案，它保持有相同的总体功能，并应用相同的或等效的操作装置。

监控闸门室9中的压力并不是必不可少的。

此外，置于活塞按钮30之下的室不与外界联通，而与在液压缸轴7中上升的液压传动流体的流动相联通。

主要部件及机构的作用保持不变，因而一般保留相同标号。

为清晰起见，组件的其余简述如下。

本发明提出的位置保持装置主要应用于，但不是唯一地应用于液压缸1，该液压缸1用一个支架支承需上升、下降和安全地保持于要求位置的负载。

位置保持装置由一件形状为液压部件8的液压独立组件2构成，在双作用缸的情况，该液压部件8安装在分别向轴7的进口室5和出口室6输送液压传动流体的两个支路3和4之间。

液压组件8包围着一个闸门室9，它包括一个安装有与出口室6相联通的一级止回阀11的下开口10，以及一个安装有与伸入横向通道15的液压进口14液压联通的止回安全阀13的上开口12。

在所示实施例中，一级阀11具有滚珠轴承16，它被弹簧18弹性地推入关闭位置，从而倚靠在其底座上。

在此所示方案的实施例中，安全阀13具有一个平的圆形主体48，该主体有一个直径小于其壳体49的突起区域。

存在有一个安装着可以是复曲面密封件的密封件51的环形凹槽50。与控制轴23同轴的回复弹簧52弹性地将阀体48推压在其底座上，从而加以关闭，其下端能通过下开口10以便对滚珠轴承16施加机械力。

此总体密封阀13确保维持加载位置。

如上所述，在轴23的下端和轴承16之间存在某个间隙25，从而使两个阀之间得以有某种运动自由度，而在受控模式下，这将减缓被安全阀13的打开所触发的一级阀11的打开。

阀13确保此装置被安全地保持于适当位置。但是，多次操作之后，此安全阀的有效性取决于其连接的强度。

此阀在即使只有十分少或几乎没有什么液体流动时也必须能足够可靠地进行关闭。

只要在一级阀11关闭之后安全阀13能稳定地关闭，则这些要求就能满足。

在上述方案中，此特征应用一个延迟机构以减缓安全阀13的关闭，此机构将可移动上部件分割成在轴向自由滑移的平衡块34，其上端接触沿室32移动的、并与大气相通的活塞按钮30的底部。

平衡块34的下端与活塞40的端部相对，而活塞40则通过充满用于冲击吸收的油的储存室42与阀体相连。

在图5和6所示的本方案中，不存在用作安全阀13和启动活塞按钮30之间的可移动机械中间部件的平衡块34。

如在前述方案中一样，在不同时间关闭阀门的延迟特征可采用不同方法单独或联合获得，例如，改变阀门上的回复弹簧的刚度；阀13的轴在闸门室9中的粘性接触；还有，一般说来，应用油以及液压元件的形状和尺寸以减缓轴的移动。

具有不同标号的改变说明如下：

液压进口14的横向通道15具有一条通向位于活塞按钮30之下的缓冲室54的分路53。为此，缓冲室54不再通过出口与外界连通。它与进口14相连，并充满着加压油。结果，由于部件暴露引起的腐蚀风险完全消除。

当液缸活塞的轴开始通过管路3下降时，来自液缸室6的供应回路55的过口14通过装置与储存室同时又作为缓冲室54相连接。被来自管路3的流体压力引起的活塞按钮30的可控向下位移打开安全阀13，然后陆续地，例如，在与轴23进行机械接触后，它打开一级阀11。

回复弹簧56推动活塞按钮30向上返回。

此方案的另一优点涉及密封。由于泄漏流体流入了液压回路的管路中，因此密封变得较不重要。因而，在一方面可以取消缓冲室54和活塞按钮30的上部分管路3的进口之间的密封，在另一方面，还能取消安全阀13的上轴40和缓冲室54之间的密封。

此特别使装置成为更加可靠。

下述说明涉及本发明提出的保持装置的运行，它采用一个加载液缸作为一个示例。当尚未加载时，通过调换所述操作中的步骤，容易推知其运行。

加载轴的上升

加压流体进入液压部件8，通过支路15和53趋近安全阀13和缓冲室54。

此压力足以首先打开安全阀13，接着打开一级止回阀11，通过轴7上的出口室6向轴供应流体。

轴7带着它支承的负载上升至要求高度，这可以是或可以不是经预先设定的。随后切断压力，轴固定在适当位置。紧接它固定之后，负载在短时间内引起油流回。

由于弹性回复力，油的快速返回推动一级阀11的轴承返回进入其底座。

假如没有负载，则一级阀11完全是由于回复弹簧的作用而关闭。

由于不存在压力，安全阀13在闸门室9内再一次关闭，因为一级阀11先前已关闭并与压力隔开。在不存在冲击压力和液体流动的情况下，阀的关闭控制安全阀的密封，并防止阀离开其壳体。

为确保已定的阀门关闭次序，采用了以上已说明过的各种手段，诸如：改变阀回复弹簧的刚度；阀13的轴在闸门室9中的粘性接触；以及一般说来，减缓轴在油中的行程，还有液压元件的形状和尺寸。

在大多数情况，当加载的轴上升时，流体流动及回复力对轴面16来说是足以在安全阀13关闭之前关闭一级阀11。

保持在加载位置

两个止回阀确保装置被保持在加载位置。带有轴承16的一级阀11关闭以立即保持负载。

正常运行期间，闸门室9内的压力是较低的。

假如一级阀11中存在缝隙或泄漏，即使它是如此的小，但也不能在整个期间内适当保持其密封。这样的泄漏将不知不觉引起负载的缓慢下降，对液缸支承的平台下的货物形成危险。

安全阀13能确保保持位置。

由于它制作有密封51，且密封51在关闭期间没有受到足以影响其固定的力，因而安全阀提供了高度可靠的密封。

负载将几乎无限期地保持在适当位置。

加载轴的下降

控制加载液缸的轴7的下降要求两个阀门都被打开。打开它们的力的源泉是控制压力。这可由作用在双作用缸的另一室上的压力或由独立于控制装置的压力组成。

首先压力作用在活塞按钮30上，活塞按钮30移动，并在其接触安全阀13的轴的上部分40的端部时通过机械移动而引起阀体的移动。

安全阀的轴继续下降。其轴23的下端抵靠并推动一级阀的制动器，且由于制动器随从其进程，从而将其打开。

这样，加压流体可自由流向与储存室相连的管道15和进口14。接着，流体从室6通过闸门室9和管道15排入储存室。

由于安全阀处于打开位置，因而对密封没有磨损风险，也没有它从其壳体中滑出的可能性。

加载轴下降的制动

假如加压液压传动流体3的供给被切断，阀门不再保持打开，如上述相同的方式，安全阀13的关闭要慢于一级阀11。可移动部件组件和活塞按钮30向上移动。

要着重指出的是，本发明的一个目的是，即使有一点油的流动，安全阀也关闭，用以避免阀密封的破损或移位，并确保装置可靠地运行。

当液缸轴回复至适当位置时，它也会打开阀门，从而提供了打开阀门的另一种手段，这是独立于作用于轴上、迫使其返回的控制压力的。

轴也可由来自加载平台的重力驱动返回。

需特别指出的是，在最后实施例中应用的改进的简化方法也可应用于先前的方案，此外任何技术形式的阀门都可使用。

显然，采用相同系统，本发明的装置可被定位以便沿着图中所示的相对方向移动，或任何其它定位。

Claims (21)

1、一种用于将液压缸(1)的轴、至少是单作用液压缸的轴保持于适当位置的装置，该装置包括一个驱动室，例如一个在轴(7)出口处的室(6)，和一个用作轴的回复室(5)的第二室，以及至少一个弹性地安装在室之一的供应回路上的、通向所述室的止回阀(11)，此装置包括一个单独的液压部件(2)，通过此部件向室供应流体，其特征在于：

称为一级止回阀的止回阀(11)，由一个弹性安装的、被闸门室(9)与一级阀分隔开的止回安全阀(13)加以完善，每一阀门具有两个向液压轴的室之一供应流体的端部开口，且两个阀均向着液压传动流体流向所述室的方向打开；

不同于一级阀(11)的关闭装置的安全阀(13)的关闭装置；

控制安全阀(13)打开的装置，安全阀的打开也引起一级阀(11)打开。

2、如权利要求1的保持装置，其特征在于，不同于一级阀(11)的关闭装置的安全阀(13)的关闭装置是一个延迟机构，它减缓其回复行程。

3、如权利要求2的保持装置，其特征在于，安全阀(13)的回复行程被一个与阀主体成一体的部件加以减缓。

4、如前述任一权利要求的保持装置，其特征在于，通过油的压延达到缓冲作用。

5、如权利要求3的保持装置，其特征在于，通过在安全阀(13)的轴的一部分上的粘性接触达到缓冲作用。

6、如权利要求1的保持装置，其特征在于，打开一级阀(11)的控制通过安全阀(13)传输实现连接以打开一级阀(11)。

7、如前述任一权利要求的保持装置，其特征在于，打开一级阀(11)的控制的传输导致出现传输间隙，该间隙实际上使这两个阀分离。

8.如前述任一权利要求的保持装置，其特征在于，一级阀(11)打开的控制连接终止于一根与安全阀(13)主体成一体的轴(23)，该轴是这样的长，在两个阀均关闭时，得以使轴端部与一级阀(11)主体之间存在某个间隙(25)。

9、如权利要求6或7的保持装置，其特征在于，通过安全阀(13)控制一级阀(11)打开的连接还包括相对一级阀(11)的关闭延迟安全阀(13)关闭的装置。

10、如权利要求1或如权利要求5至8中任一权利要求的保持装置，其特征在于，施加压力以控制打开安全阀(13)。

11、如前述任一权利要求的保持装置，其特征在于，控制压力是驱动另一轴室的压力。

12、如前述任一权利要求的保持装置，其特征在于，安全阀(13)通过驱动液缸轴(7)回复的压力被控制打开。

13、如权利要求9的保持装置，其特征在于，阀打开控制和延迟装置的连接由一个复合机械连接(29)构成，它由一系列部件组成，包括一个承受控制压力的活塞按钮(30)，一个形状为可沿导向凹槽移动、接触活塞按钮的平衡块(34)的接头，一个形成构成安全阀(13)主体(20)延伸部分的轴的端部(40)的端部，所述端部(40)活塞带有间隙地在平衡块(34)滑移的同一导向凹槽(35)内滑移；平衡块(34)和端部(40)活塞被一个空隙在导向凹槽(35)上分隔开，该空隙和导向凹槽(35)的侧壁共同形成油的储存室(42)；压在平衡块(34)上的活塞按钮(30)在一个室(32)内移动，该室通向大气，并受到来自供应与通过闸门(9)被供应的室相对的液缸室的流体的压力。

14、如前述任一权利要求的保持装置，其特征在于，安全阀(13)是一个密封阀(26)。

15、如前述任一权利要求的保持装置，其特征在于，位于活塞按钮(30)之下的室是一个充满油、并与大气隔绝的缓冲室(54)，且此室由一个支路(53)与液压传动流体进口(14)相连。

16、如权利要求3的保持装置，其特征在于，通过阀(11)和阀(13)的弹簧刚度的不同达到缓冲作用。

17、如权利要求3的保持装置，其特征在于，通过液压元件的形状和尺寸的不同达到缓冲作用。

18、如权利要求3、16或17的保持装置，其特征在于，通过液压缓冲、阀弹簧的回复弹簧的刚度不同、以及液压部件的形状和尺寸的不同的结合达到缓冲作用。

19、如前述任一权利要求的保持装置，其特征在于，液缸是一种单作用液缸。

20、如前述任一权利要求的保持装置，其特征在于，安全阀(13)是由诸如电动机械或电磁装置、或某种其它装置的某种独立装置加以驱动的。

21、如前述任一权利要求的保持装置，其特征在于，在闸门(9)上设置有压力传感器或压力检测器(44)，如果压力超过参考压力，它就发出信号。

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