CN1654833A - 减压阀 - Google Patents

Abstract

一种减压阀，其中液压流体的流速即使在温度变化时也不会变化很大，因此能进行平稳的操作并且防止包含在液压流体中的杂质导入进该减压阀中。该减压阀包括：设有高压入口和容器流体通道的套筒；设有流入流体通道和背压腔的主提升阀；设在主提升阀的前端上的环形流体通道；设有与背压腔连通的阀座流体通道的阀座；以及使阀座流体通道与容器流体通道连通的先导提升阀。

Description

减压阀

技术领域

本发明涉及一种减压阀，其中主提升阀设有流入流体通道和将高压入口和背压腔连通的环形流体通道，从而即使温度改变时液压流体的流速也不会改变太大，并且因此可以进行平稳的操作并且防止含在该液压流体中的杂质进入该减压阀中。

背景技术

通常，利用液压操作的重型设备例如挖掘机、运输装载机、集材机等采用了一种液压系统以便利用由液压泵提供的液压流体驱动安装在其上的各种操作工具。重型设备的液压系统设有减压阀，该减压阀用来调节最大压力以便防止包括驱动源的整个液压系统过载。

该减压阀是一种压力控制阀，它在该液压系统的压力达到阀门的设定压力时排出一部分流体或全部流体，由此执行将液压系统中的压力保持在设定值下的功能。该减压阀能够改变设定压力，从而可以应付改变该设备的促动器的情况。

图1显示出一传统减压阀的剖视图。

根据该传统的减压阀100，从液压泵200将液压流体提供给减压阀100的高压入口111，从而液压系统的整个压力施加在该高压入口111上。该减压阀在高压入口111的压力到达预定压力或更高时从高压入口111向容器201排出液压流体，由此防止该液压系统过载。

该减压阀100由一套筒110和与该套筒110连接的一主体180构成。该套筒110在其中设有一主提升阀120、一主提升阀弹簧122、一第二孔体130和一阀座140。

主提升阀120在其中部设有第一孔121，并且装配成在套筒110中可以沿着纵向方向运动。该主提升阀弹簧122弹性地支撑着主提升阀120。

另外，主提升阀弹簧122具有由第二孔体130支撑的后端。第二孔体130如此安装，从而其后端支撑在阀座140上。第二孔体130设有穿过第二孔体130的中央部分的第二孔131。

与套筒110连接的主体180在其中设有一先导提升阀150、一先导提升阀弹簧160和一可调活塞170。先导提升阀150由先导提升阀弹簧160弹性支撑，并且设置成可以沿着纵向方向运动。先导提升阀弹簧160由可调活塞170支撑在其后端上。

先导提升阀150采取一种锥形形状，并且通过先导提升阀弹簧160的弹簧力与阀座140的阀座表面141接触，因此用来打开/关闭阀座流体通道142。

支撑着先导提升阀弹簧160的可调活塞170能够相对于主体180运动，并且通过固定螺母171固定在主体180上。因此，用户可以通过使可调活塞120向左或向右运动来调节先导提升阀弹簧160的张力然后拧紧固定螺母171以将可调活塞170固定在套筒110上从而改变减压阀100的设定压力。

在先导提升阀150后面中设有与容器流体通道112连接的容器入口181。当先导提升阀150打开阀座140时，已经穿过阀座流体通道142的液压流体通过容器入口181排放进容器201中。

下面将针对具有上述结构的减压阀的操作进行说明。下面，由来自液压泵200的液压流体施加在高压入口111的侧面上的压力被称为“入口侧压力”，并且在液压流体穿过主提升阀120的第一孔121之前施加在该主提升阀120的空间120a上的压力被称为“腔室侧压力”。

通过高压入口111和第一孔121将来自液压泵200的液压流体导入进主提升阀120的空间120a中。当入口侧压力低于由先导提升阀弹簧160设定的设定压力时，先导提升阀150在先导提升阀弹簧160的弹簧力作用下与阀座表面141接触。因此，该空间120a的液压流体不会流进第二孔，从而使入口侧压力保持与腔室侧压力相等。

因此，由于其上施加有入口侧压力的主提升阀120的压力接收区域小于其上施加有腔室侧压力的主提升阀120的压力接收面积，所以主提升阀120通过主提升阀弹簧122朝着套筒110中的右侧支撑。因此，通过主提升阀120使容器流体通道112保持封闭。

同时，当该重型设备的操作工具(未示出)达到最大冲程时，该重型设备的系统压力增加。因此，在高压入口111侧上的压力增加，从而入口侧压力和腔室侧压力到达比由先导提升阀弹簧160所设定的设定压力更高的压力。这时，液压流体克服先导提升阀弹簧160的弹簧力作用，将先导提升阀150移到左侧，从而将阀座140的阀座流体通道142打开。

因此，由于液压流体通过阀座流体通道142和容器入口181返回至容器201，所以通过第一孔121导入进空间120a的液压流体受到阻力。因此，腔室侧压力变得低于入口侧压力。如果这样，施加在其上施加有入口侧压力的主提升阀120的压力接收表面上的力超过施加在其上有腔室侧压力的主提升阀120的压力接收表面上的力。因此，该主提升阀120向左边运动，并且液压流体通过容器流体通道112返回至容器201。

用在液压系统中的液压流体的粘度随着温度而改变。具体地说，当在冬季使用该设备时，液压流体的粘度随着温度下降而增加。另一方面，当在夏季使用该设备时，该液压流体的粘度随着温度增加而下降。因此，在液压流体的粘度由于温度变化而变化较大时，经过流体通道的液压流体的流速的变化增加。

公知的是，在液压设备处出现的故障大部分是由于用作液压流体的油受到污染。在液压系统内部循环流动的液压流体含有杂质例如灰尘、空气等。例如，细小颗粒物例如灰尘阻挡了排水口或流体通道，因此导致故障。此外，杂质例如型砂导入进减压阀的压力腔室中，因此阻碍了主提升阀的操作或者造成阀座损坏。

根据传统的减压阀100，高压入口111的液压流体通过流体通道导入进在主提升阀120后面的空间120a中，该流体通道由设在主提升阀120的前端上的第一孔121形成。为此，含在液压流体中的杂质通过第一孔121导入进减压阀100的内部，从而使该减压阀的操作变差。

为了解决由含在液压流体中的杂质引起的问题，在液压泵的入口部分上安装一容器过滤器，或者在液压泵的管道中安装用作管道过滤器的油过滤器。但是，仍然会有许多杂质包含在该液压流体中。另外，用在液压系统中的油过滤器比较昂贵，这成为增加成本和零部件数量的原因。

发明概述

为了解决上述问题，本发明目的在于提供一种减压阀，它能够通过防止流经流体通道的液压流体的流速出现大变化而不管温度变化，并且能够防止包含在液压流体中的杂质导入进该减压阀中。

为了实现上面的目的，本发明提供了一种减压阀，其中主提升阀设有流入流体通道和使高压入口与背压腔连通的环形流体通道。

根据本发明的减压阀由设有一高压入口和一容器流体通道的套筒构成，液压流体从泵提供给所述高压入口，并且高压入口的液压流体通过容器流体通道返回至容器。主提升阀设有在其前面处与高压入口连通的流入流体通道和在其后面处的背压腔。主提升阀由主提升阀弹簧弹性支撑，并且设在套筒中以打开/关闭高压入口和容器流体通道。环形流体通道设在主提升阀的前端上以使流入流体通道与背压腔连通。阀座在主提升阀的后面中以支撑着主提升阀弹簧的后端，并且设有与背压腔连通的阀座流体通道。并且，先导提升阀由先导提升阀弹簧弹性支撑，设置用来打开/关闭阀座流体通道，并且使阀座流体通道与容器流体通道连通。

优选的是，流入流体通道形成在与主提升阀的前端连接的通道阀座内部，并且环形流体通道由主提升阀的内壁和通道阀座的外壁形成。

更优选的是，流入流体通道包括一中央通道和一垂直通道，中央通道沿着向前方向穿过通道阀座的中央并且与高压入口连通，垂直通道沿着基本上垂直的方向穿过通道阀座并且与环形流体通道连通。

附图的简要说明

从下面详细说明中并且结合附图将更加了解本发明的上述目的、特征和优点，其中：

图1为普通减压阀的剖视图；

图2为根据本发明一优选实施方案的减压阀的侧面剖视图；并且

图3为图2的局部放大视图。

优选实施方案的详细说明

现在将参照这些附图对本发明的优选实施方案进行说明。在下面的说明中，即使在不同的附图中，相同的附图参考标号也用于相同的元件。在该说明中所限定的事情例如详细结构和电路元件仅仅用来帮助对本发明进行理解。因此，显然本发明可以在没有那些限制内容下实施。还有，这里没有对公知的功能和结构进行详细说明，因为它们会使本发明在不必要的内容上不清楚。

图2显示出根据本发明第一实施方案的减压阀1的侧面剖视图。图3为图2的局部放大视图，其中图3a为局部放大侧视图，而图3b为沿着图3a的A-A线剖开的剖视图。

该减压阀1由一套筒10、可动地装配在套筒10中的主提升阀20、设在主提升阀20前面的环形流体通道30、装配在主提升阀20后面的阀座40以及先导提升阀50构成。

减压阀1设有用来从液压泵200提供液压流体的高压入口11和用来打开/关闭与容器201连接的容器流体通道12的主提升阀12。如果高压入口11的压力超过减压阀1的设定压力，则主提升阀20朝着容器201排出高压入口11的液压流体。由此，该减压阀用来将整个液压系统的压力保持在给定的数值下。

套筒10的前端设有用来提供液压泵200的液压流体的高压入口11和容器流体通道12。容器流体通道12与高压入口11连接以便朝着容器201排出高压入口11的液压流体。

主提升阀20由主提升阀弹簧24弹性支撑，并且可动地装配在套筒10中，从而可以打开/关闭高压入口11和容器流体通道12。从该图中可以看出，当主提升阀20向右运动时，主提升阀20的前端阻断了在高压入口11和容器流体通道12之间的连接。但是，当主提升阀20向左运动时，主提升阀20的前端使高压入口11与容器流体通道12连接，从而来自高压入口11的液压流体排向容器流体通道12。

主提升阀20设有位于其前端上的一流入流体通道22和位于其后面中的背压腔23。主提升阀20的后端由主提升阀弹簧24弹性支撑，从而主提升阀20可以在套筒10中运动。主提升阀20的流入流体通道22与高压入口11连通。主提升阀20的前端设有用来使流入流体通道22和背压腔23连通的环形流体通道30。

如图3a所示，流入流体通道22形成在与主提升阀20的前端连接的通道阀座21内部，并且由一中央通道22a和一垂直通道22b构成，所述中央通道沿着向前方向穿过通道阀座21的中央部分以与高压入口11连通，所述垂直通道沿着基本上垂直的方向穿过通道阀座21以与环形流体通道30连通。环形流体通道30由主提升阀20的内壁20a和通道阀座21的外壁21a形成。

如图3b所示，环形流体通道30其横截面为环形。这具有这样的优点，即与具有圆形横截面的通道相比流速不会随着液压流体粘度变化而发生大的变化。

因此，即使在环境温度变化很大时，通过流入流体通道22和环形流体通道30导入进背压腔23中的液压流体的流速也不会变化很大，从而可以平稳地执行该减压阀1的功能，而不会受到温度的影响。

另外，环形流体通道30用作一过滤器，它防止了包含在液压流体中的杂质穿过，因此防止了这些杂质流进减压阀1。因此，该环形流体通道30保护了该减压阀1。

弹性支撑着主提升阀20的主提升阀弹簧24由第二孔体61支撑，该第二孔体由阀座40支撑。阀座40的后端固定在套筒10上，并且第二孔体61的后端坐在阀座40的前端中，因此可靠地支撑着主提升阀弹簧24。因此，通过主提升阀弹簧24使主提升阀20保持压向高压入口11。

第二孔62形成为穿过第二孔体61的中央并且与背压腔23连接。另外，阀座流体通道43形成为穿过阀座40的中央并且与第二孔62连通。

还有，阀座40的后端设有一阀座表面44，该阀座表面在阀座流体通道43外面延伸。在阀座40的后面中，容器入口52形成为与容器流体通道12连通。因此，套筒10在其中设有一流体通道，来自高压入口11的液压流体通过该流体通道依次经过流入流体通道22、环形流体通道30、背压腔23、第二孔62、阀座流体通道43和容器入口52。

先导提升阀50由先导提升阀弹簧51弹性支撑，因此可动地安装在套筒10中。先导提升阀50在其前端呈圆锥形形状，并且受到先导提升阀弹簧51的弹簧力的挤压，因此与阀座40的阀座表面44接触，由此打开/关闭该阀座流体通道43。因此，该先导提升阀50用来连通/阻断阀座流体通道43和容器入口52。

先导提升阀50的后端由可动地安装在套筒10上的可调活塞56支撑。可调活塞56通过固定螺母57固定在套筒10上。因此，用户可以通过相对于套筒10将可调活塞56定位在左/右侧上、调节先导提升阀弹簧51的拉伸力并且通过固定螺母57将可调活塞56固定，而改变减压阀1的设定压力。因此，在一直保持着先导提升阀弹簧51的受压状态时，将减压阀1的设定压力设定为所期望的压力。

下面将针对如上所述一样构成的减压阀1的操作进行说明。通过高压入口11、流入流体通道22和环形流体通道30将来自液压泵200的液压流体导入进主体提升阀20的背压腔23中。

当在高压入口11侧上的压力低于由先导提升阀弹簧51设定的设定压力时，通过先导提升阀弹簧51的弹簧力使先导提升阀50与阀座表面44接触。因此，背压腔23的液压流体不会流进第二孔62，从而使在高压入口侧上的压力保持与在背压腔23侧上的压力相等。因此，该主提升阀20由主提升阀弹簧24在套筒10中朝着右侧支撑。由此，通过主提升阀20使容器流体通道12保持关闭。

同时，当液压系统的压力上升时，在高压入口11侧上的压力上升，从而入口侧压力和腔室侧压力到达比由先导提升阀弹簧51设定的设定压力更高的压力。这时，液压流体克服先导提升阀弹簧51的弹簧力作用以使先导提升阀50向左侧运动，从而打开在该阀座40的阀座流体通道43。

因此，由于液压流体通过阀座流体通道43和容器入口52返回至容器201，所以通过流入流体通道22和环形流体通道30导入进背压腔23的液压流体受到阻力。因此，该腔室侧压力变得低于入口侧压力。在那情况下，主提升阀20向左侧运动，并且液压流体通过容器流体通道12返回至容器201。

使得在高压入口11侧上的液压流体流进背压腔23中的环形流体通道30其横截面呈环形，从而通过环形流体通道30的流速不会随着液压流体的粘度变化而变化很大。因此，即使在该减压阀1的操作期间温度变化很大时，导入进背压腔23中的液压流体的流速也不会变化很大。因此，该减压阀1可以平稳地执行其功能而不会受到温度影响。

另外，该环形流体通道30用作过滤器，它能够防止包含在液压流体中的杂质导入进该减压阀中，因此用来保护该减压阀1。

根据如上所述的减压阀，主提升阀设有流入流体通道和环形流体通道，它们使高压入口与该减压阀的背压腔连通，从而穿过该流体通道的流速即使在温度改变时也不会改变很大。因此，该减压阀平稳地操作，并且包含在液压流体中的杂质不会导入进该减压阀中。

虽然已经参照其某些优选实施方案对本发明进行了展示和说明，但是本领域普通技术人员要理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下可以在形式和内容上作出各种变化。

Claims (3)

1.一种减压阀，它包括：

套筒，设有高压入口和容器流体通道，液压流体从泵提供给所述高压入口，并且高压入口的液压流体通过容器流体通道返回至容器；

主提升阀，设有位于其前面处与高压入口连通的流入流体通道和在其后面处的背压腔，由主提升阀弹簧弹性支撑，并且设在套筒中以打开/关闭高压入口和容器流体通道；

环形流体通道，设在主提升阀的前端上以使流入流体通道与背压腔连通；

阀座，设在主提升阀的后面中以支撑着主提升阀弹簧的后端，并且设有与背压腔连通的阀座流体通道；以及

先导提升阀，由先导提升阀弹簧弹性支撑，设置用来打开/关闭阀座流体通道，并且使阀座流体通道与容器流体通道连通。

2.如权利要求1所述的减压阀，其中所述流入流体通道形成在与主提升阀的前端连接的通道阀座内部；并且所述环形流体通道由主提升阀的内壁和通道阀座的外壁形成。

3.如权利要求2所述的减压阀，其中所述流入流体通道包括中央通道和垂直通道，中央通道沿着向前方向穿过通道阀座的中央并且与高压入口连通，垂直通道沿着基本上垂直的方向穿过通道阀座并且与环形流体通道连通。

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