CN1936335A - 流量、压力组合控制阀和限压、限流液压泵 - Google Patents

Abstract

一种流量、压力组合控制阀和一种限压、限流液压泵；该阀的带有锥顶和锥底柱状体阀芯的内腔装配球阀或者锥阀及弹簧构成压力控制结构，该阀芯装配于阀体的内腔，通过锥顶锥面与阀体内腔配合锥面之间间隔，即阻尼通道构成限定工作液流量的流量控制结构；该泵以齿轮泵或者叶片泵或者滑块泵作为主体结构，在其壳体上设置的安装底孔内装配该阀，即构成该限压、限流液压泵，该泵主要做为机动车辆的转向助力泵使用；具有既经济，又适用的特点。

Description

流量、压力组合控制阀和限压、限流液压泵

一、技术领域：

本产品发明涉及一种用于控制液压泵或者其他液压源所输出的压力工作液流量和压力的组合控制阀和装配有该种控制阀的回转容积式液压泵；特别涉及一种具有控制阀和液压泵为一体结构的机动车辆转向助力泵及装配其中的组合控制阀。

二、背景技术：

与本产品发明最接近的背景技术是目前普遍在用的机动车辆转向泵产品技术。该种转向泵基本上就是在通用的叶片式液压泵的壳体上装配流量、压力组合控制阀所构成。

该种转向泵的综合性能虽然可基本满足目前所配车辆的技术要求，但在节能、提高工作寿命、降低故障率方面仍存在迫切的需求。

三、发明内容：

本发明所要解决的技术问题，一是为常规的液压泵或者液压系统提供一种更适用的新型工作液流量、压力组合控制阀；二是以该种组合控制阀与现有的液压泵相组合，构造一种新型限压、限流液压泵；三是为满足目前机动车辆所需更高性能转向泵的需求，将该种组合控制阀与一种滑块式新型液压泵装配组合构成一种具有全新结构的新型机动车辆转向泵，将目前该泵的综合工作性能提高到一个新的水平

上述技术问题的解决，是由如下方案实现的：

本发明的流量、压力组合控制阀的基本结构和工作原理如图1所示：由阀体ft的阀腔内装配阀芯fx构成流量控制阀，由阀芯fx的内腔装配锥阀芯或者球阀芯zf和压缩弹簧yh构成压力控制阀，两阀一并构成组合控制阀，该阀只能按阀芯及阀体的共有轴线沿铅锤方向安装，通过阀芯重力与其所受液压合力的平衡实现流量控制；其具体结构是，阀体内腔设置有上圆锥、下圆柱状，相接连通的上腔sq和下腔xq，该内腔上圆锥的锥度在1比2至1比5之间，下腔设置有压力工作液进油口J和泄油口T，上腔设置有出油口C；阀芯的主体外形自下而上，是由圆锥底端接柱状体再接圆锥顶端构成，圆锥底端的锥度在2比1至1比1之间，圆锥顶端的锥度与阀体内腔上圆锥的锥度相一致，该圆锥顶端大圆直径与阀体下腔泄油口直径的比值在3比1至5比1之间，小圆直径的大小需满足相当于大圆截面积减去1至2个泄油口截面积的差值的条件；阀体与阀芯的装配关系是，初始状态下，阀芯圆锥底端的一部分进入阀体下腔泄油口的端部并将其封堵，阀芯圆锥顶端的整个圆锥体处于阀体内腔上圆锥的范围内，两圆锥面之间存留设定间隔，由该间隔构成工作液自下腔通往上腔的环状阻尼通道zn，在工作状态下，该环状阻尼通道随着阀芯的上下移动缩小或增大，对所通过工作液的阻尼强度随之增大或减小，压力工作液通过该阻尼通道所形成的压力降随着流量的增减而增减，当该压力降使得阀芯上下承压面的液压合力足以克服阀芯的重力与浮力的合力推动阀芯上行，开通阀体下腔泄油口，进入下腔的工作液的一部分经由泄油口排出，上腔排出的工作液不再随同进入下腔工作液的增加同步增加，保持一个相对稳定的流量值，即实现该阀对输出工作液的流量控制；当上腔工作液压力超过限定值时，压力控制阀的锥阀或者球阀开通，工作液经由阀芯的底孔至阀体的泄油口排出，即实现该阀对输出工作液的压力控制。

本组合控制阀的一个典型实用结构如图2和图3所示：该阀是构成机动车辆转向泵的一部分，装配于该泵壳体预制的用于装配该阀的安装底孔之内，具体结构是，由阀芯08的内腔顺序装配压缩弹簧07、弹簧座06、球阀05、阀座04构成压力控制阀，该压力控制阀做为一个整体零件装配于外周设置有外螺纹的阀体03的内腔，阀体通过配合螺纹装配于该泵壳体01的安装底孔，该安装底孔的孔底设置的泄油孔xyk和排油孔pyk分别与该泵的壳体内腔与定子02外周相配合所构成的吸液连通腔xyq和排液连通腔pyq沟通，由此构成本阀；阀体内腔与阀芯外周之间的具体配合结构是，阀体内腔的内端是由一段圆柱面接一段圆锥面，外端口设置连接排液管路接头的内螺纹，阀芯外周的主体结构，是圆锥底端接带有圆角的四角或者六角棱柱体接圆柱体接圆锥顶端的柱状体，装配关系是，初始状态下，阀芯整体装配于阀体的内腔，阀芯四角或者六角面的过渡圆角与阀体内腔端部的圆柱面动配合，构成阀芯上下位移的导向定位结构，由阀体内腔与阀芯外周四角或者六角平面构成的弓形间隔即为工作液的出油通道cyd；阀芯的圆锥底端坐落于安装底孔的泄油口的口端将其封堵，阀芯的圆锥顶端的整个圆锥体处于阀体圆锥面的范围内，两锥面之间存有间隔，该间隔构成的环面即是压力工作液由下腔通往上腔的阻尼通道znd，该阻尼通道截面积随着阀芯的升、降而减、增，即是对所通过工作液流的阻尼强度同步增、减；工作状态下，当通过阻尼通道工作液的流量超过设定值时，阻尼通道阻力所形成的液压压力降造成阀芯上下承压面的压差所形成的液压合力推动阀芯上行打开泄油口，一部分工作液经由泄油口回到泵的吸液连通腔参与泵体内部的短路循环，对外输出的工作液流量不在随同该泵的总流量的增加而增加，保持在一个相对稳定的流量值，即实现其对液压泵的限流控制。

本发明限压、限流液压泵的基本构造方案是，在现有在用的齿轮式或者叶片式或者柱塞式或者滑块式液压泵的壳体上制备或者加装有装配本发明组合控制阀的安装底孔，该底孔按泵的工作位置，其轴线始终沿铅锤方向设置，并且，沿该轴线同轴设置泄油孔直接或者通过孔道、管路与泵的吸液工作腔或者吸液油口沟通，同时，隔开该中心泄油孔另外设置排油孔直接或者通过孔道、管路与泵的排液工作腔沟通，本发明的流量、压力组合控制阀装配于该底孔之内，由此，即构成本发明的限压、限流液压泵。

本发明的一种具有全新结构的限压、限流液压泵，是由在经过改进的滑块式液压泵做为主体结构的基础上加装本发明组合控制阀所构成的滑块式限压、限流液压泵；具体结构是，由该泵的前、后配流盘的内孔分别装配DU轴承构成前、后浮动轴承套，由轴齿轮作为转子，由横截面是扇形的柱状体做为滑块，由内孔相对于外周具有设定偏心距的空心旋转体做为定子，转子的各齿间依次装配滑块，外周套装定子，前后浮动轴承套由两侧装配于转子的轴颈，经由定位销钉通过前、后轴承套和定子预制的定位销孔将之组构为一个整体部件，一并装配于壳体的内腔，经由销钉的外露端与壳体预制的定位销孔相配合实现该整体部件在圆周方向的定位，再由后端盖将壳体内腔的端口密封封堵，由装配于壳体内腔端部挡圈槽内的孔用钢丝挡圈限定，由此构成该泵的主体结构，其中，与本发明组合控制阀相关的具体结构是，前、后配流盘的吸液配流槽经由导流槽于盘体内转折与外周沟通，后配流盘的排液配流槽通出背盘面，壳体上的吸液油口的底孔设置于对应吸液配流槽的导流槽通出盘体外周的部位，并且有径向通液孔通入内腔与两吸液配流槽的导流槽相通，即，将前、后配流盘的配流槽一并汇通至吸液油口，于后配流盘的背盘面与后端盖的内端面之间经由DU轴承外周的两道O形密封圈的隔垫形成的间隔构成与排液配流槽即泵的排液工作腔相通的排液连通容腔，本发明组合控制阀的装配底孔的孔口向上，轴线沿铅锤方向设置于壳体的吸液油口的底孔的上方，该阀装配底孔的孔底泄油孔直接与泵壳体的吸液油口的底孔贯通，排油孔直接与泵的排液连通容腔直接沟通，本发明的组合控制阀通过其阀体的外螺纹与该阀的装配底孔端部的内螺纹相配合装配于该底孔中，由此，即构成本泵的完整结构。

本发明的一种具有储液罐与液压泵一体结构的限压、限流液压泵的具体构造是，具有上述滑块式限压、限流液压泵基本相同的主体结构和包括组合控制阀在内的整体完整结构，主要差异在于，其储液罐的罐体与其主体结构的壳体采用一体结构，其中的罐体部分将壳体部分及其内置件全部包容在罐体的容腔之内，壳体内腔的端口朝前，即转子传动动力输入端方向，通出罐体外，该内腔的组合部件由端口装入，由前端盖密封封堵，该端盖由装配于端口卡环槽内的钢丝挡圈限定，在其内部结构中，前配流盘的排液配流槽通出背盘面，由前配流盘的背盘面与前端盖内端面之间的间隔构成排液连通容腔，组合控制阀配置于排液连通容腔的就近位置，该阀装配底孔的泄油孔直接通入罐体的内容腔，排油孔与排液连通容腔直接沟通，泵的吸液油口设置于对应前后配流盘吸液配流槽导流槽通出外周的位置，直接于储液罐的内容腔沟通，同时，于罐体上设置有空气滤清器安装座口装配有空气滤清器，设置有工作液回液过滤器的安装座口，由带有回液管路接口的上盖、标准过滤器滤芯、滤芯套筒装配组合构成滤油器组件，一并装配于该回液过滤器安装座口，构成直回式回液过滤器，由此构成本泵的完整结构。

上述技术方案所能导致的有益效果是，该限压、限流液压泵为现有在用液压泵产品领域增添了新的产品系列，特别是做为机动车辆转向助力泵予以应用，与现有在用转向泵相比，制造成本低，明显节能，故障率低，工作寿命长，经济、适用的优势明显，具有较大的产品开发和推广转化价值。

四、附图说明：

图1是本发明流量、压力组合控制阀的基本构造和原理图，图2是本发明流量、压力组合控制阀的实用结构构造图，图3是图2所示位置的剖视图，图4是本发明的第一个实施例，叶片式汽车转向泵的纵剖构造图，图5是其局部剖视、侧视图，图6是本发明第二个实施例，滑块式汽车转向泵的纵剖构造图，图7是其局部剖视、侧视图，图8、图9、图10分别是该实施例中由后配流盘内孔装配DU轴承构成的后浮动轴承套的正视图、剖视图和仰视图，图11、图12和图13分别是该实施例中由前配流盘的内孔装配DU轴承构成的前浮动轴承套的正视图、剖视图和仰视图，图14是本发明第三个实施例，与储液罐一体式的滑块式汽车转向泵的纵剖构造图，图15是其局部剖视、侧视图。

五、具体实施方式

在此，通过三个实施例来描述本实用新型的具体实施方式。

第一个实施例是装配有本发明流量、压力组合控制阀的叶片式汽车转向泵，具体构造如图4、图5所示；由转子轴101通过其外花键与转子103的内花键装配组合，转子的各叶片槽中装配叶片104，外周套装定子105，两侧装配前配流盘102和后配流盘106，一并装配于壳体100的内腔，由后端盖107将内腔端口封堵，由孔用钢丝挡圈108限定，由此构成该实施例的主体结构。图中的其他标记：109是压缩弹簧，110是O性密封圈，111是旋转轴唇形密封圈，112是自密封滚动轴承，113是传动齿轮，zkf是工作液流量、压力组合控制阀，plq是与泵的排液工作腔连通的连通容腔，xlq是与泵的吸液工作腔连通的连通容腔。工作过程是，经由吸液油口xyk吸入工作液，经泵转子加压后，经由组合控制阀zkf自动控制压力工作液以设定的流量和压力由排液油口pyk排出。

第二个实施例是装配有本发明流量、压力组合控制阀的滑块式汽车转向泵，具体构造如图6至图13所示，图中标记：200是壳体，201是转子，202是前DU轴承，203是前配流盘，204是定子，205是后配流盘，206是后DU轴承，207是后端盖，208是孔用钢丝挡圈，209是O形密封圈，210是滑块，zkf是组合控制阀，pyk是排液油口，plq是排液连通容腔，xyk是吸液油口，xlq是吸液连通容腔。

第三个实施例是本发明具有与储液罐一体结构的滑块式汽车转向泵，具体构造如图14、图15所示，图中标记：301是储液罐体和泵壳体的一体结构，302是前端盖，303是前配流盘，311是滤芯，312是滤芯套筒，313是滤芯压盖，314是空气滤清器，310是O形密封圈，zkf是组合控制阀，xyk是吸液油口，plq是排液连通容腔。

Claims (5)

1、一种可限定输出压力工作液的压力和流量的组合控制阀，由阀体的阀腔内装配阀芯构成流量控制阀，由该阀芯的内腔装配锥阀芯或者球阀芯和压缩弹簧构成压力控制阀，两阀一并构成组合控制阀，其特征是，该阀只能按阀芯及阀体的共有轴线沿铅锤方向安装，通过阀芯的重力与其所受液压合力的平衡实现流量控制；具体结构是，阀体内腔设置有上圆锥状、下圆柱状，相接连通的上腔和下腔，该内腔上圆锥的锥度在1比2至1比5之间，下腔设置有压力工作液进油口和泄油口，上腔设置有出油口；阀芯的主体外形，自下而上，是由圆锥底端接柱状体再接圆锥顶端构成，圆锥底端的锥度在2比1至1比1之间，圆锥顶端的锥度与阀体内腔上圆锥的锥度相一致，该圆锥顶端大圆直径与阀体下腔泄油口直径的比值在3比1至5比1之间，小圆直径的大小需满足相当于大圆截面积减去1至2个泄油口截面积差值的条件；阀体与阀芯的装配关系是，初始状态下，阀芯圆锥底端的一部分进入阀体下腔泄油口的端部并将其封堵，阀芯圆锥顶端的整个圆锥体处于阀体内腔上圆锥的范围内，两圆锥面之间存留设定间隔，由该间隔构成工作液自下腔通往上腔的环状阻尼通道；工作状态下，该环状阻尼通道随着阀芯的上下移动缩小或增大，对所通过工作液的阻尼强度随之增大或减小，压力工作液通过该阻尼通道所形成的压力降随着流量的增减而增减，当该压力降使得阀芯上下承压面的液压合力足以克服阀芯的重力与所受浮力的合力时，推动阀芯上行，开通阀体下腔泄油口，进入下腔的工作液的一部分经由泄油口排出，上腔排出的工作液不再随同进入下腔工作液的增加同步增加，保持一个相对稳定的流量值，即实现该阀对输出工作液的流量控制；当上腔工作液压力超过限定值时，压力控制阀的锥阀或者球阀开通，工作液经由阀芯的底孔至阀体的泄油口排出，即实现该阀对输出工作液的压力控制。

2、一种如权利要求1所述的组合控制阀，其特征是，该阀是构成机动车辆转向泵的一部分，装配于该泵壳体预制的用于装配该阀的安装底孔之内，具体结构是，由阀芯的内腔顺序装配压缩弹簧、弹簧座、球阀、阀座构成压力控制阀，该压力控制阀做为一个整体的阀芯零件装配于外周设置有外螺纹的阀体的内腔，阀体通过配合螺纹装配于该泵壳体的安装底孔，该安装底孔的孔底设置的泄油孔和排油孔分别与该泵的壳体内腔与定子外周相配合所构成的吸液连通腔和排液连通腔沟通，由此构成本阀；阀体内腔与阀芯外周之间的具体配合结构是，阀体内腔自下而上，由一段圆柱面接一段圆锥面，外端口设置连接排液管路接头的内螺纹，阀芯外周的主体结构，是圆锥底端接带有过渡圆角的四角或者六角棱柱体接圆柱体接圆锥顶端的柱状体，装配关系是，初始状态下，阀芯整体装配于阀体的内腔，阀芯四角或者六角柱体的过渡圆角与阀体内腔下端部的圆柱面动配合，构成阀芯上下位移的导向定位结构，由阀体内腔与阀芯外周四角或者六角平面构成的弓形间隔即为工作液的出油通道；阀芯的圆锥底端坐落于安装底孔的泄油口的口端将其封堵，阀芯的圆锥顶端的整个圆锥体处于阀体圆锥面的范围内，两锥面之间存有间隔，该间隔构成的环面即是压力工作液由下腔通往上腔的阻尼通道，该阻尼通道截面积随着阀芯的升、降而减、增，即是对所通过工作液流的阻尼强度同步增、减；工作状态下，当通过阻尼通道工作液的流量超过设定值时，阻尼通道阻力所形成的液压压力降造成阀芯上下承压面的压差所形成的液压合力推动阀芯上行打开泄油口，一部分工作液经由泄油口回到泵的吸液连通腔参与泵体内部的短路循环，对外输出的工作液流量不在随同该泵的总流量的增加而增加，保持在一个相对稳定的流量值，即实现其对液压泵的限流控制。

3、一种具有限压、限流功能的液压泵，其基本构造是由现有在用的齿轮式或者叶片式或者柱塞式或者滑块式液压泵的壳体上装配流量、压力组合控制阀构成，其特征是，在该泵的壳体上制备或者加装有装配组合控制阀的安装底孔，该底孔按泵的工作位置，其轴线始终沿铅锤方向设置，并且，沿该轴线同轴设置泄油孔直接或者通过孔道、管路与泵的吸液工作腔或者吸液油口沟通，同时，隔开该中心泄油孔另外设置排油孔直接或者通过孔道、管路与泵的排液工作腔沟通，如权利要求2所述的流量、压力组合控制阀装配于该泵的安装底孔之内，即构成本限压、限流液压泵。

4、一种如权利要求3所述的限压、限流液压泵，其特征是，由在经过改进的滑块式液压泵做为主体结构的基础上加装如权利要求2所述的流量、压力组合控制阀所构成；具体结构是，由该泵的前、后配流盘的内孔分别装配DU轴承构成前、后浮动轴承套，由轴齿轮作为转子，由横截面是扇形的柱状体做为滑块，由内孔相对于外周具有设定偏心距的空心旋转体做为定子，转子的各齿间依次装配滑块，外周套装定子，前后浮动轴承套由两侧装配于转子的轴颈，经由定位销钉通过前后轴承套和定子预制的定位销孔将之组构为一个整体部件，一并装配于壳体的内腔，经由销钉的外露端与壳体预制的定位销孔相配合实现该整体部件在圆周方向的定位，再由后端盖将壳体内腔的端口密封封堵，由装配于壳体内腔端部挡圈槽内的孔用钢丝挡圈限定，由此构成该泵的主体结构，其中，与本发明组合控制阀相关的具体结构是，前、后配流盘的吸液配流槽经由导流槽于盘体内转折与外周沟通，后配流盘的排液配流槽通出背盘面，壳体上的吸液油口的底孔设置于对应吸液配流槽的导流槽通出盘体外周的部位，并且有径向通液孔通入内腔与两吸液配流槽的导流槽相通，即，将前、后配流盘的配流槽一并汇通至吸液油口，于后配流盘的背盘面与后端盖的内端面之间经由装配于DU轴承外周的两道O形密封圈的隔垫形成的间隔构成与排液配流槽即泵的排液工作腔相通的排液连通容腔；组合控制阀的装配底孔的轴线沿铅锤方向，孔口向上，设置于壳体的吸液油口的底孔的上方，该阀装配底孔的孔底泄油孔直接与泵壳体的吸液油口的底孔贯通，排油孔与泵的排液连通容腔直接沟通；权利要求2所述的流量、压力组合控制阀通过其阀体的外螺纹与泵壳体该阀的装配底孔端部的内螺纹相配合装配于该底孔中，由此，即构成本泵的完整结构。

5、一种如权利要求4所述的限压、限流液压泵，其特征是，具有工作液的储液罐与液压泵一体式结构，其中的罐体部分将壳体部分及其内置件全部包容在罐体的容腔之内，壳体内腔的端口朝前，即转子传动动力输入端方向，通出罐体外，该内腔的组合部件由端口装入，由前端盖密封封堵，该端盖由装配于端口卡环槽内的钢丝挡圈限定，在其内部结构中，前配流盘的排液配流槽通出背盘面，由前配流盘的背盘面与前端盖内端面之间的间隔构成排液连通容腔，组合控制阀配置于排液连通容腔的就近位置，该阀装配底孔的泄油孔直接通入罐体的内容腔，排油孔与排液连通容腔直接沟通，泵的吸液油口设置于对应前后配流盘吸液配流槽导流槽通出外周的位置，直接于储液罐的内容腔沟通，同时，于罐体上设置有空气滤清器安装座口装配有空气滤清器，设置有工作液回液过滤器的安装座口，由带有回液管路接口的上盖、标准过滤器滤芯、滤芯套筒装配组合构成滤油器组件，一并装配于该回液过滤器安装座口，构成直回式回液过滤器，由此构成本泵的完整结构。

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