CN1508448A - 流量控制阀 - Google Patents

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Abstract

在流量控制阀中，滑塞配置在包括输入口和输出口的圆筒形主体内。弹簧设置在滑塞和位于圆筒形主体一端的流速设定塞子之间。与输入口和输出口相通的流动旁路设置在圆筒形主体的外周边部。当流经流量控制阀的流量降低时，流经流动旁路的流体补偿流量的降低。因此，有可能保持固定的流速。

Description

流量控制阀
技术领域
本发明涉及一种流量控制阀，用于例如诸如运输车辆和叉式升降装卸车之类的各种工业设备，例如液压控制装置。
背景技术
日本专利公开平JP5-204465(KOKAI)中公开了如图6和7所示的传统压力补偿式流量控制阀。图6中所示的流量控制阀具有这样一种结构，即滑塞22可滑动地装配在圆筒主体21中，而弹簧24设置在滑塞22和螺纹连接在主体21底端的控制螺栓部23之间。当流体沿图6所示的箭头方向从流入口26流入流出口25时，滑塞22进行压力补偿操作，以便自动地控制在滑塞22和主体21之间形成的节流阀部22a的开口。由此，流体以对应于设置在流入口26的固定节流孔27的开口，以恒定流速流出流出口25。在此结构中，控制螺栓部23转动，用于调节弹簧24的弹力，以控制流速。
如图7所示的流量控制阀具有这样一种结构，即作为圆筒部的内圆筒32配置在外圆筒31内。在外圆筒31和内圆筒32之间形成环形空间34，该环形空间34的前端侧部起于螺栓部33。圆孔部31a、32a形成在外圆筒31和内圆筒32的周壁内，用于使外圆筒31和内圆筒32的内部分别与其外部连通。内圆筒32的内周边通过开孔部32a、环形空间34和开孔部31a与外圆筒31的外周边连通。圆筒形滑塞35可滑动地配置在环形空间34内。
滑塞35在靠近环台(land)部35a的位置处具有圆形开孔部35b。当滑塞35轴向移动时，设在开孔部35b和外圆筒31的开孔部31a之间节流阀部36从全关状态变成全开状态。弹簧37设置在滑塞35的右端侧壁和螺栓部33的内端之间，从而可与它们弹性接触，进而使滑塞35被弹簧37弹性地推向左侧端。
从外部操作的活塞38可滑动地配置在内圆筒32的内周边。活塞38包括一体的螺栓部38a，并可通过螺栓部38a可移动地拧固在内圆筒32内部，从而在内圆筒32的开孔部32a和活塞38之间形成可变节流孔部40。
当流体通过流入口41a流入时，流体就沿图7中的箭头(虚线)所指从内圆筒32的内周边穿过节流孔部40流入环形空间34。流体以固定流速通过节流阀部36流向出口部41b。在此结构中，移动活塞38，用于改变开孔部32a的面积，从而控制流量。
在具有上述结构的传统流量控制阀中，当流体(工作油)流入流量控制阀时，要向滑塞施加流体力。因此，在流量控制阀的前后侧存在压差。当流体力太大时，流体就以非常低的流速流入流量控制阀。因此，流量控制阀难于起到压力补偿的作用。
发明内容
针对上述问题，提出了本发明，而且本发明的目的是提供一种流量控制阀，该流量控制阀能够保持预定的流速，而与该流量控制阀前后侧的压差无关。
从下面对本发明的描述中，可更清楚本发明进一步的目的和优点。
为了实现上述目的，根据本发明，一种流量控制阀包括：圆筒形主体，该主体的侧壁上设有流体输入口或者节流孔、以及流体输出口或者节流孔；配置在圆筒形主体中的滑塞，用于补偿压力；与滑塞接触的弹簧，该弹簧用于沿着轴向施加力；以及连接流体输入节流孔和流体输出节流孔的流动旁路。在本发明所述的流量控制阀中，即便该流量控制阀的前后侧压力改变了，也有可能保持固定的流速。
附图说明
图1所示的垂直剖视图表示本发明的实施例所述流量控制阀的结构；
图2是根据本实施例所述的输入口和输出口的剖视图；
图3是根据本实施例所述的流动旁路的剖视图；
图4所示的剖视图表示根据本实施例所述流量控制阀工作状态；
图5所示的曲线图表示流量控制特征；
图6是传统流量控制阀的垂直剖视图；
图7是另一种传统流量控制阀的垂直剖视图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的实施例。图1所示的垂直剖视图表示根据本发明的实施例所述的流量控制阀的结构。该流量控制阀安装在液压驱动装置(未示出)的底盘支架(block)11内。滑塞(spool)2配置在圆筒主体1中，可轴向移动，而弹簧3插入滑塞2的圆筒部分。弹簧3的一端与滑塞2的液压部弹性接触，而其另一端与螺纹连接在主体1的螺栓部1a的塞子4的内端面弹性接触。
主体1包括将螺纹连接到形成于底盘支架11的螺栓部11a中的螺栓部1a；销孔1b，用于把流体注入包括弹簧3的大直径部13；由多个节流孔8构成的输入口1c，所述节流孔8分布在同一圆周上，用于使沿箭头方向从底盘支架11中的供流通道输送的流体流入滑塞2；以及由多个节流孔9构成的输出口1d，所述节流孔9分布在同一圆周上，用于以固定的流量使流体从滑塞2流向底盘支架11中的流动通道。
图2表示的剖视图包括通过组成输入口1c的节流孔8的中心或者组成输出口1d的节流孔9的中心剖开的表面。多个节流孔8和节流孔9平行于主体1的轴线设置。如图3所示，流动旁路10平行于主体1设置在供流通道和输出口1d之间。为防止流体泄露到外部，分别在底盘之间11和主体1之间设置O形圈6，在塞子4和主体1之间设置O形圈5。
在滑塞2中设置环形槽2a和形成小直径部分12的压力传输孔2b，从而使流自输入口1c的流体可通过输出口1d排出。滑塞2轴向向前或向后移动，以将由输入口1c和环形槽2a构成的流体开孔部从全关状态调节到全开状态。
在上述流量控制阀中，当流体穿过输入口1c流入时，流体就沿图1所示的箭头方向穿过环形槽2a从输出口1d流出。在此状态下，流体压力P1穿过压力传输孔2b作用在滑塞2的左侧端，而流体压力P2穿过销孔1b作用在右侧端。于是，如图4所示，值为πD2(P1-P2)/4的流体压力F1作用在滑塞2上，作为右向的驱动力，其中滑塞2左端的(最大)外径为D。弹簧3的弹力F2作用在滑塞2上，作为左向的驱动力，而且在环形槽2a中产生的流体力(后面将要说明)作用在滑动2上，作为右向的驱动力。
流体力F3由下述等式表示：
F3＝ρQV*cosθ…………(1)
其中，ρ为流体(工作油)的密度(千克力*秒2/厘米4(Kgf*sec2/cm4))；Q为流量(厘米3/秒(cm3/sec))；而V为节流阀部的流速(厘米/秒(cm/sec))。顺便提及，角度θ为流体沿流动方向在输入口1c的平均角度。
在流体的流速很低而可以忽略流体力F3的范围内，当流体压力F1小于弹力F2，即F1＜F2时，滑塞2与主体1的圆筒部的底部表面接触。因此，流速随该流体压力而增加。当流体压力F1大于弹力F2，即F1＞F2时，滑塞2如图4所示在主体1内向右移动。滑塞2停止在流体压力F1与弹力F2平衡的位置。因此，通过输出口1d以固定流速排出流体。
在流体压力F1与弹力F2平衡的状态下，当供流压力增加时，流体压力P1增加，从而向右移动滑塞2。于是，节流孔8的开孔变窄，以降低流体压力P1。弹力F2几乎为常数，而且以固定值控制正比于(P1-P2)的流体压力F1。因此，流体以固定流速从输出口1d流出。
当流速进一步增加时，如等式(1)所述，流体力F3正比于流速V而增加，以向右移动滑塞2。于是，节流孔8的开孔变窄，从而减少从节流孔9流出的流量。另一方面，增加了从流体供给一侧穿过旁路10向输出口1d流动的流速。相对于流体供给压力的总流量表示在图5中。
在本发明所述的流量控制阀中，设置流动旁路10作为流量控制阀外部的固定节流口，以便连接该阀的前后侧。当流速随作用在滑塞2上的流体力F3减小时，穿过流动旁路10流动的流体就补偿减小的量。因此，有可能利用精妙的压力补偿功能实现该流量控制阀。如图5所示，当流量控制阀没有流动旁路10时，流速会随着流体压力的升高而显著地降低。相反，当流量控制阀具有流动旁路10时，流速只随流体压力有很小的变化。
本发明并不局限于上述实施例，而是在本发明的保护范围内有各种变形。例如，对应于流速控制范围，根据需要改变节流孔8和9、流动旁路10等的尺寸和数量。
根据本发明，具有上述结构的流量控制阀可实现改进的性能。因此，即便在流量控制阀具有很小的尺寸时，流体力对其功能具有更大的影响，因此有可能很容易地控制流速，并实现极佳的性能。
虽然参照本发明的具体实施例解释了本发明，但这种解释只是说明性的，而且本发明由随附权利要求书进行限定。

Claims (6)

1、一种流量控制阀，包括：
圆筒形主体，该主体具有内部空间、流体输入口和流体输出口，用于使流体通过所述内部空间从流体输入口流向流体输出口；
滑塞，该滑塞配置在圆筒形主体的内部空间中、以沿其轴向移动，用于改变流体输入口和流体输出口其中至少一个的开口面积；
弹簧，该弹簧设置在圆筒形主体的内部空间中，用于在沿轴向的一个方向上推动滑塞；以及
用于连接输入口和输出口的流动旁路。
2、如权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于所述流动旁路是形成在圆筒形主体外周表面的槽。
3、如权利要求2所述的流量控制阀，其特征在于所述流体输入口和流体输出口设置在圆筒形主体的侧壁内。
4、如权利要求3所述的流量控制阀，其特征在于所述流体输入口和流体输出口分别包括多个输入节流孔和多个输出节流孔。
5、如权利要求3所述的流量控制阀，其特征在于所述滑塞包括设于其周边表面上的槽部，用于连接流体输入口和流体输出口；小直径部，该小直径部设置在所述滑塞的一侧并与槽部相通；以及大直径部，该大直径部设置在所述滑塞的另一侧并与流体输出口的流体外部相通。
6、如权利要求5所述的流量控制阀，其特征在于进一步包括塞子，所述塞子设置在圆筒形主体的另一侧，从而使弹簧定位在塞子和滑塞之间，所述塞子可在圆筒形主体的轴向方向上进行调节，以便调节弹簧的推动力。
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