CN1285837C - 在重型施工设备中用来控制流量的装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种在重型施工设备中用来控制流量的装置。利用本发明的装置，即使在传动装置的荷载压力和液压泵的压力改变的情况下，预设量的流体可以恒定地供给到传动装置并且传动装置的回流被阻止，并且提供了一种控制阀来控制连接着液压泵的传动装置的驱动，一个逻辑止回阀安装在液压泵和控制阀之间的通路中来打开和关闭，一个逻辑控制阀安装在液压泵和逻辑止回阀的压力腔之间并且用来控制在开关时从液压泵穿过逻辑止回阀上边的流量。

Description

在重型施工设备中用来控制流量的装置

技术领域

本发明涉及一种在重型施工设备中用来控制流量的装置，它可以为传动装置稳定地提供一定量的液压流体，并且在有荷载压力作用于安装在重型施工设备例如挖掘机上的传动装置上和液压泵的压力改变的情况下防止流体从传动装置中回流。

背景技术

图1显示了在重型施工设备中用来控制流量的常规装置的液压回路图。

如图1所示，在重型施工设备中用来控制流量的常规装置包括连接着引擎的液压泵P，传动装置300连接在液压泵P上并且被驱动来提供液压流体，控制阀100安装在位于液压泵P和传动装置300之间的平行液压通路103上用来控制传动装置300的开始、停止和方向转换，流量控制阀400、400A和400B安装在控制阀100的出口孔101和102以及传动装置300之间的通路上用来限制提供给传动装置300的流量和控制它的传动速度。

在图中没有描述的标号105表示一个中心旁通通路，泄压阀106用来在施加的荷载超过液压回路中设置的压力时把液压流体排放到液压油罐T中。

相应地，当没有标示出来的基于操纵杆操纵的指示信号压力Pi被施加到控制阀100的右端来把一个内部卷轴转换到图1所示的向左的方向时，从液压泵P排出的液压流体通过平行通路103和位置切换控制阀100被供给到传动装置的一个大腔302中，与此同时，从传动装置300的一个小腔301返回的液压流体通过一个止回阀405B被排放到液压油罐T中，使得传动装置300被驱动。

这时，如果为了根据工作状态控制传动装置300的传动速度而限制流量，流量控制阀400A可以控制流入大腔302的流量，它的基础在于弹簧阀404A由于节流阀401A的开口宽度和根据卷轴402的入口和出口通路402A和403A的压力差异而设置的压力差异。

然而，如上所述的流量控制装置需要单独的区段在控制阀100的出口孔101和102以及传动装置300之间的液压回路中安装流量控制阀400，导致了许多问题，如由于部件数量的增加而增加了成本，在设计时干涉了布局中各个部件，使它不可能用于狭窄的地方。

另外，如上所述，流量控制阀400在传动装置边的荷载压力高于液压泵P边的排泄压力的情况下不具有检验功能，使单独安装在控制阀100入口边的平行通路103上的止回阀104出问题。

图2显示了用来控制流量的常规装置的液压回路图。

如图2所示，流量控制装置具有一个液压泵P，传动装置A、B和C连接着液压泵并且驱动液压流体供给，方向转换阀D、E和F安装在液压泵P和传动装置A、B和C之间的液压通路上用来控制供给给传动装置A、B和C的液压流体的流动方向。

这时，方向转换阀E包括一个连接着传动装置B的泵通路500，荷载通路503和504使得荷载通道501和502与传动装置B相连，传输通路505从泵通路500中分支出来并且连接着荷载通路503和504，控制阀511安装在中心旁通通路510上用来控制供给到传动装置B的液压流体，安装的基座阀512用来在泵通路500和控制阀511之间打开和关闭，一个导向短管阀513安装在基座阀512和控制阀511之间，使它可以限制从液压泵P穿过泵通路500和传输通路505供给到控制阀511的可调节的节流阀515和516的液压流量，并且控制流入传动装置B的荷载通路503和504的液压流体的数量。

这时，传输通路505具有一个连接着泵通路500的通路506，一对位于通路506两边的通路507和508，和一个连接着通路507和508以及通路506的环形通路509。

相应地，当一个基于驱动器的操作的指示信号压力被施加到方向转换阀D的控制阀514上时，从液压泵P排出的液压流体通过位置切换控制阀514被供给到传动装置A来驱动传动装置A，从而，由于指示信号压力的作用使控制阀511开关，部分地控制了供给到传动装置B的液压流量。

然而，因为导向短管阀513始终保持一个初始的开口状态，万一传动装置B的荷载通路503和504的荷载压力高于从液压泵P排出的液压流体的压力，穿过基座阀512发生回流，然后预设的工作压力不能提供给传动装置B使它的控制成为不可能，致使产生安全事故。

安装在基座阀中的防止回流的止回阀没有显示出来，但是它对回流有一个放送反应，导致的问题使设备的可靠性降低并且由于部件数量的增加而增加了制造成本。

此外，根据传动装置B的荷载压力供给到传动装置B的液压流量和从液压泵P的排出压力是变化的，导致的问题可以产生安全事故。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种在重型施工设备中控制流量的装置，当设计时它可以防止布局冲突，并且由于紧凑的结构可以用于狭窄的空间，其中控制传动装置传动速度的流量控制阀安装在控制供给传动装置液压流体的流动方向的控制阀内部。

本发明的另一个目的是提供一种在重型施工设备中控制流量的装置，通过减少由于传动装置的荷载压力和液压泵的压力引起的震荡和振动现象来增强各个部件的耐久性。

本发明的另一个目的是提供一种在重型施工设备中控制流量的装置，当工作装置的荷载压力高于液压泵的排出压力时，通过执行一个止回阀的功能增强响应特性。

为了实现以上目的，根据本发明的一个优选实施例的在重型施工设备中用来控制流量的装置，在重型施工设备中用来控制流量的装置具有一个液压泵，一个传动装置连接着液压泵并且驱动液压流体供给，一个控制阀安装在液压泵和传动装置之间的平行流体通路上用来控制传动装置的开始、停止和方向转换，包含一个逻辑止回阀，安装用来在控制阀的入口通路和平行通路之间打开和关闭，一个逻辑控制阀用来打开和关闭与平行通路连接的入口通路和与逻辑止回阀的压力腔连接的出口通路，在阀弹簧的预设弹性力和与压力腔一边连接的传动装置一边的通路中的压力的基础上进行开关，其中通路中的压力是相对于与压力腔另一边连接的入口边通路的压力的。

根据一个优选实施例，在与逻辑止回阀和逻辑控制阀连接的出口边通路中安装了一个节流孔。

另外，在逻辑止回阀的压力腔中安装了一个活塞，在穿过活塞的通路中安装了一个节流孔。

另外，在与逻辑止回阀和入口边通路连接的通路中安装了一个止回阀，在止回阀之前和之后的分支通路中安装了一个节流孔。

另外，在与逻辑控制阀的入口边通路和连接止回阀的压力腔连接的通路中安装了一个节流孔。

另外，在逻辑控制阀卷轴的入口边通路中安装了一个可变的节流孔。

另外，逻辑止回阀进一步包括一个，在逻辑止回阀阀座位移的基础上，用来改变平行通路相对于入口通路开口面积的可控制的节流阀。

附图说明

通过参考附图和对一个优选实施例详细的描述，本发明的上述目的和其它特征将会变得很明显，其中：

图1显示了在重型施工设备中用来控制流量的装置的常规液压回路图；

图2显示了另一个用来控制流量的装置的常规液压回路图；

图3显示了根据本发明的优选实施例在重型施工设备中用来控制流量的装置的液压回路图；

图4是一个图表，显示了指示压力和卷轴开口面积之间的关系；

图5显示了根据本发明的优选实施例用来控制流量的装置的主要部分；

图6显示了根据本发明的另一个优选实施例用来控制流量的装置的主要部分；

图7显示了根据本发明的另一个优选实施例用来控制流量的装置的主要部分；

图8显示了根据本发明另外的优选实施例用来控制流量的装置的主要部分。

具体实施方式

在下文中，将参考附图更详细地描述根据本发明的实施例的在重型施工设备中用来控制流量的装置。

图3显示了根据本发明的优选实施例在重型施工设备中用来控制流量的装置的液压回路图，图4是一个图表，显示了指示压力和卷轴开口面积之间的关系。

如图3和4所示，装置包括一个液压泵P，一个传动装置3连接着液压泵P并且驱动液压流体供给，一个控制阀4安装在液压泵P和传动装置3之间的平行流体通路中并且接通基于操纵杆L操作的指示信号压力来控制传动装置3的开始、停止和方向转换，一个回流保护和压力补偿型的流量控制阀22，它被安装用来在控制阀4入口边的通路7和平行通路6之间打开和关闭。

流量控制阀22包括一个安装在连接着出口边通路7的检验通路10上的节流孔9，一个压力腔12，和一个逻辑止回阀8，它通过一个阀弹簧11预设的弹性力偏压到初始状态切断平行通路6和出口边的通路7，一个逻辑控制阀13，它的压力腔13a连接着通路15用来探测穿过逻辑止回阀8的出口边通路7中的压力，它的压力腔13b连接着通路16用来探测穿过控制阀4和节流孔19a和19b的传动装置3的荷载压力，其中逻辑控制阀13打开和关闭一个与平行通路6连接的入口边通路17和一个与逻辑止回阀8的压力腔12连接的出口边通路18，它在通路5和16之间的压力差异和阀弹簧14的预设弹性力的基础上进行开关。

这时，通路16与液压油罐T连通以防控制阀4处于中立位置，并且与节流孔19、19a和19b下游的荷载压力连通以防控制阀4的卷轴5在指示信号压力Pi的作用下转换到向左或向右的方向。

在图中没有描述的标号20表示中心旁通通路，泄压阀21构成了设置在液压回路中的工作压力。

在下文中，将参考附图更详细地描述根据本发明的实施例的在重型施工设备中用来控制流量的装置的操作。

图4是一个图表，显示了指示压力和卷轴开口面积之间的关系。

如图4所示，假设当驾驶员操作操纵杆L时，在指示信号压力的作用下把控制阀4转换到向左或向右的方向，就是说，假设用指示压力“A”转换在卷轴5的开口面积的直线上，控制阀4的开口面积被设置为“A’”。

这时，中心旁通通路20被切断，从液压泵P排出的液压流体依次穿过平行通路6-逻辑止回阀8-入口边通路7-卷轴5的开口面积，然后进入传动装置3的大腔中，启动一个延长的传动。

这时，假设根据工作状态通过限制供给到传动装置3的液压流体来控制传动装置3的传动速度，如果当控制阀4的指示压力被转换到“A”时，液压流体穿过的面积被设置为“A’”，穿过它们的流体Q的数量为：

$Q=\mathrm{Cd}\×A\′\×\sqrt{\mathrm{\ΔP}}$

这里，Cd：流动系数，A’：节流孔面积，ΔP：节流孔前后的压力差异。

就是说，当节流孔19前后的压力差异同等维持时，穿过卷轴5的液压流体成比例地相称于节流孔的横截面积。

这时，当卷轴5的开口面积被设置为“A”并且节流孔19前后的压力差异(控制阀4入口的压力-传动装置3的荷载压力)低于预设值时，穿过节流孔19的液压流体不受控制的流动，因为逻辑控制阀13不被控制而是保持在初始的中立状态。

与此同时，假设液压流体逐渐增加，这样节流孔19前后的压力差异超过预设值，入口处通路7中的工作压力变得大于逻辑控制阀13的阀弹簧14的弹性力，把逻辑控制阀13转换到图中的向右方向，这样入口处通路17与出口处通路18连通，控制从液压泵P排出的液压流体到达逻辑止回阀8的压力腔12。

到达压力腔12的受控制的液压流体通过逻辑止回阀8的节流孔9流出到入口处通路。在逻辑止回阀8的压力腔12中流动的流量通过逻辑止回阀8的节流孔9增加，通过逻辑控制阀13的移动来减小，逻辑止回阀8的压力腔12的压力通过流量的增加和减少来控制。

另外，因为逻辑止回阀8由于在逻辑止回阀8的压力腔12的横截面积和阀座面积差异的基础上在逻辑止回阀8压力腔12中产生的压力而移向阀座方向，液压流体穿过的逻辑止回阀8的面积变小，从而减小了流体的数量。

相应地，穿过卷轴5的节流孔面积A’的流量保持不变，因为液压流体流动时始终没有不变的压力差异，不管传动装置3的荷载压力和液压泵P的压力是否变化，所以在设计时由于紧凑结构而对布局的干涉被防止了。

另外，假设传动装置3的荷载压力变化或者液压泵P的压力顷刻改变，逻辑止回阀8的压力腔12的压力在流量控制阀22位移的基础上两次被控制来减小震荡和振动，从而使液压系统的稳定性得以保证。

与此同时，假设传动装置3的荷载压力高于液压泵P的排出压力，逻辑控制阀13由于它的中立位置(参考图3)而被切断，所以逻辑止回阀8具有一个通常止回阀的功能，可以极好地作出反应，因此设备的可靠性被增强了。

如上所述，在根据本发明的一个优选实施例的流量控制装置中，当穿过逻辑止回阀8的压力腔12时，从液压泵P出来的液压流体在逻辑控制阀13转换量的基础上被控制，逻辑止回阀8的压力腔12的压力通过穿过压力腔12的液压流体而被控制，所以可以为传动装置3供给恒定量的流体，不管传动装置3的荷载压力和液压泵P的压力是否变化，防止了液压流体从传动装置3回流。

图5-8显示了根据本发明的其它优选实施例的流量控制装置的主要部分。

如图5-8所示，通过液压泵P连接，逻辑止回阀8安装在液压泵P和传动装置3之间的通路中，逻辑止回阀13安装在逻辑止回阀8的压力腔12和液压泵P之间的通路中，等等驱动的传动装置3与那些在图2中根据本发明的实施例的流量控制装置的操作相同，所以这些操作的描述将省略。

如图5所示，因为根据本发明的另一个优选实施例的流量控制装置用一个安装在连接着逻辑止回阀8的压力腔12和逻辑控制阀13的通路18中的节流孔23得到了一个阻尼效果，所以装置可以阻止液压泵P的压力变化或者由于传动装置3的荷载压力而产生的流量和压力的突然变化，从而使液压系统的震荡和不稳定性得以防止。

如图6所示，因为根据本发明的一个优选实施例的用来控制流量的装置在逻辑止回阀8的压力腔中具有一个活塞24并且在穿过活塞24的通路上安装了一个节流孔24a，假设传动装置3的荷载压力高于液压泵P的排出压力，逻辑止回阀8的压力腔12被提供了合适的液压流体，所以当实现一个回流保护功能时装置具有极好的反应。

如图7所示，根据本发明的一个优选实施例的用来控制流量的装置具有一个安装在连接着逻辑止回阀8的压力腔12和入口边通路7的通路中的止回阀25以及一个安装在止回阀25前后的分支通路中的节流孔26，所以当实现一个回流保护功能时，液压流体可以穿过止回阀25供给到逻辑止回阀8的压力腔12中，并且当调整流量时，受控制的液压流体可以仅仅穿过节流孔。

如图8所示，根据本发明的另一个优选实施例，在重型施工设备中用来控制流量的装置包括传动装置3通过连接液压泵P来驱动，控制阀4安装在液压泵P和传动装置3之间的通路上，逻辑止回阀8安装在液压泵P和控制阀4之间的通路中，逻辑控制阀13安装在逻辑止回阀8的压力腔12和液压泵P之间的通路中，等等，它的操作与图3中根据本发明的一个实施例用来控制流量的装置的操作相同，所以这些操作的描述将省略，相同的标号指示相同的部分。

根据本发明的另一个优选实施例在重型施工设备中用来控制流量的装置中，逻辑止回阀8的阀座具有一个形成在它的外缘的可控制的节流孔8a，节流孔8a在阀座位移的基础上改变相对于从液压泵P的平行通路6上延出的入口处通路7的开口面积，这样简化了供给到传动装置3的流量控制。

虽然这里描述了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员应该理解本发明不限定在所述的优选实施例中，而且可以在所附的权利要求限定的本发明的实质和范围内进行各种改变和修改。

Claims (7)

1.一种在重型施工设备中用来控制流量的装置，具有液压泵，连接着液压泵并且驱动液压流体供给的传动装置，以及安装在液压泵和传动装置之间的平行通路中用来控制传动装置的开始、停止和方向转换的控制阀，该装置包含：

逻辑控制阀，用来打开和关闭连接着平行通路的入口处通路和连接着逻辑止回阀的压力腔的出口处通路，在阀弹簧的弹性力和在连接着压力腔一边的传动装置一边的通路中压力的作用下开关，其中该压力是相对于连接着压力腔另一边的入口处通路的压力的。

2.如权利要求1的装置，其特征在于，节流孔安装在连接着逻辑止回阀和逻辑控制阀的出口边通路中。

3.如权利要求1的装置，其特征在于，活塞安装在逻辑止回阀的压力腔中并且节流孔安装在穿过活塞的通路中。

4.如权利要求1的装置，其特征在于，止回阀安装在连接着逻辑止回阀和入口边通路的通路中，节流孔安装在止回阀前后的分支通路中。

5.如权利要求1的装置，其特征在于，节流孔安装在连接着逻辑控制阀的入口边通路和逻辑止回阀压力腔的通路中。

6.如权利要求1的装置，其特征在于，可变节流孔安装在逻辑控制阀卷轴的入口边通路中。

7.如权利要求1的装置，其特征在于，逻辑止回阀进一步包括可控制的节流阀，在逻辑止回阀的阀座位移的基础上，用来改变相对于从平行通路延出的入口通路的开口面积。