CN87101831A - 液压气动或液压-气动混合设备的流体供给装置 - Google Patents

Abstract

一种液压、气动或液压-气动混合设备的流体供给装置，有一个内空腔。空腔中的孔口(10、12、13)分别与压力源、受控装置以及泄流管路相连通。在该腔中可滑动地安装一个分流活门。此分流活门由两个同轴的可各自移动的部分(14a、14b)构成。借助该活门的控制，三个孔口(10、12、13)决不会同时互相连通。

Description

本发明旨在提供一种液压、气动或液压-气动混合设备的流体供给装置。

发明提及一种必须迅速变更状态的液压、气动或液压-气动混合设备的简易可靠的控制装置，这样可以对一个附加设备加压或卸压，或可控制一个起重装置的几个缸。

例如，这样的装置可为安装在被控装置上的节流阀供给流体。

有一些控制装置，能以不同速度完成供给功能。但是其状态在接近转换临界点时是不确定的。

特别是有一些分流式分配器，要在一个或几个中间位置上稳定，而这些位置往往使装置出现故障。此外，在这些装置中，分配器部分通常不同于控制元件。液压、气动或液压-气动联合，严重地影响了分配器位置改变的可靠性。而且，这些系统使活动部件和密封垫圈动作频繁，而转换频繁是使这些活动部件和垫圈磨损的一个重要原因。

本发明的目的是根治上述缺陷，提出一种液压、气动或液压-气动混合的设备的流体供给装置，能保证迅速充分地从一种状态过渡到另一种状态，而不存在处于中间平衡状态的可能性。

为此，本发明所提出的装置有一个主体部分，内有一个空腔，它与加压流体导引孔、通向流体供给装置的孔和泄流孔相通。在空腔里有一个滑动装配的分流活门，根据此活门滑动的不同位置，可以使被控设备与压力源相连，或者使该设备与泄流管相连。分流活门由两个各自独立的，可移动的同轴部分组成。当它们位移时，上述三个孔口分别与加压流体源，被控设备以及泄流孔相连通，但它们决不会同时互相连通。

由于分流活门仅处于一个中间稳定的位置，所以可保证操作高度的可靠性和安全性。

按照本发明的一个实施例，该装置内部有一个空腔，在该空腔长度大约一半的位置上，设置一个凸向空腔内部的环形件。两个孔口在此环形件的一侧，第三个孔口则在环形件的另一侧，分流活门由两部分组成，其中一部分的截面比环形件所限定的通道的截面大;分流活门的另一部分的截面小于环形件所限定的通道的截面，因此，可从该环形件中自由地通过。分流活门的第一部分受弹簧的作用，此弹簧可使分流活门的第一部分移动，并顶住形成阀座的环形件。分流活门的第二部分可受流体的作用而顶住或离开分流活门的第一部分。

当分流活门的第二部分受到流体压力时，它就从环形底座上抬起分流活门的第一部分。于是在两个孔口之间构成了第一条通道。当分流活门的第二部分不再受到流体压力时，作用在第一部分上的弹簧将整个活门一起向相反方向移动，直至分流活门的第一部分压在环形座上。于是在空腔里面的三个孔位都互相隔开。分流活门的第二部分继续运动与第一部分脱离开，则使另外两个孔口相互接通。当分流活门的第二部分重新受到流体压力时，它便又反向运动。因此，当分流活门第二部分重新与第一部分接触时三个孔口又被隔开。

按照该装置的第一种实施例，与加压流体源相连通的孔口通到分流活门第一部分所在的空腔区内，而另两个孔口则通到分流活门第二部分所在的空腔区域里的两个环形空间内。与被控装置相连通的孔口比与泄流管路相连通的孔口要更靠近环形座，而分流活门的第二部分就在分别与被控装置和泄流管路相连通的两个孔之间的空腔部分密封地滑动。分流活门的第二部分是一管形件，它在靠近第一部分的一端开口，在与分流活门第一部分相对的一端封闭，并有一个孔同与泄流孔相通的环形空间相连，由分流活门第二部分的封闭端外壁限定的空腔可被交替地供给加压流体或与泄流孔相连通。

当分流活门第二部分下面的空腔注入加压流体时，分流活门的第二部分将第一部分从其环形座上抬起，从而保证了加压流体源与被控装置的连通。当该空腔泄流时，与分流活门的第一部分相配的弹簧则使分流活门移动直至分流活门的第一部分靠在环形座上，于是分别与加压流体源、被控装置以及泄流孔口相连通的三个孔口就互相分隔开了。在与被控制装置相连通的环形空间内的压力的作用下，分流活门第二部分继续运动，使上述环形空间通过分流活门第二部分的内腔与泄流孔相连通。而当分流活门第二部分下面的空腔重新注入加压流体时，分流活门则又反向运动。

按照这个装置的另一种实施例，与加压流体源相连通的孔口轴向地通到分流活门的第一部分所在的空腔内，分流活门的第一部分由管形件构成。与泄流管路相连通的孔口则通到分流活门第一部分所在的空腔区域内的环形空间里。与被控装置相连通的孔口则通到分流活门第二部分所在的空腔区内，分流活门第二部分上远离第一部分的端头，限定了一个可以连续不断地注入加压流体的腔，该腔还可与泄流管路相连通。

当这个空腔与泄流孔相连通时，分流活门的第一部分就与第二部分相脱离，并且靠上环形底座，这样分别与加压流体源和被控装置相连通的孔口就相通了。当这个空腔被注入加压流体时，分流活门的第二部分则向第一部分方向移动。

一旦分流活门的第二部分顶住第一部分，加压流体装置与被控装置之间的通路即被切断。随后，分流活门第二部分抬起第一部分，于是与被控装置和泄流孔相连的几个孔口就相通了。

根据本发明的另一个特点，向在分流活门第二部分自由端下方的空腔内提供加压流体的装置有两个不同截面的同轴空腔，第一个空腔一直是与加压流体源相连通，在它的里面有一个直径小于第一空腔直径的滚珠，一弹簧能将滚珠推向两个空腔的连结部。第二个空腔与位于分流活门第二部分自由端下方的空腔相连通，一根与泄流管路相通的空心杆密封地穿过该第二个空腔，并可以压在滚珠上使其从第一和第二个空腔连结部位的阀座脱开。

当空心杆推下滚珠并使其从阀座脱离时，在分流活门的第二部分下面的空腔被注入加压流体。当空心杆松开时，滚珠将第二空腔同第一空腔隔开，于是第二空腔借助空心杆内的孔道与泄流孔相连通。

空心杆的活动方式可用一个活塞方便地控制。此活塞与一根从其中穿过并和杆同轴的心棒相联，并压在空心杆上，该活塞装在一空腔内，并可以无接触摩擦地滑动，活塞上面对空心杆的侧面限定与加压流体源相连通的空腔。由于在活塞和空腔之间插入了一个可挠曲的隔膜，活塞则自然地受到一个一定值的压力来平衡空腔内的流体所加的压力。

当活塞移动时，隔膜产生剪切变形在高压下工作，活塞的滞后现象可以忽略不计，也就是说在活塞刚起动时，两个方向上的压力差异极小。

根据另一个有益的特征，加压流体施加在活塞上的压力可由扁平弹簧垫片来平衡。垫片的周边紧压在控制装置端头里面，有一个中心开口可以让心棒通过，心棒上装有一些机构以在弹簧垫片上加上预应力，这样可使弹簧垫片在活塞所在的相反的一侧变形。

这一措施是很有效的，因为一个垫片要比一个弹簧小而紧凑，并且实施方便，加工也容易。总之，借助下文的说明，并参照所附的示意图，可以更好地理解本发明。下面将以非限制性的范例，介绍该装置的两种实施例。

图1是一个装置的纵向剖视图，该装置具有检测被控装置内的压力的功能，具有产生打开和关闭指令的功能以及操纵一个安装在被控装置上的节流阀的功能。

图2至图6是节流阀操纵装置所处的五个状态的五个纵向剖视图。

图7介绍了另一个操纵装置实施例分别在节流阀打开和关闭的两个不同位置的两个纵向半剖面图。

图8是一个在被控装置内部检测压力并与参照压力相比较的装置的纵向剖视图。

图1所示的装置有一个装有节流阀3的装置2，装置2内的压力通过节流阀3在需要时开或闭而保持预定的值，装置4用来检测装置2内的压力并同参照压力作比较。通过装置5产生打开和关闭指令，并通过操纵装置6控制节流阀3的打开和关闭。

按照图2至图6所示实施例的形状，操纵装置有一个主体部分7，在它内部有一空腔，一个向空腔内部凸起的环形件9将空腔分成8a和8b两部分。

在空腔的8a部分，孔口10同装置2相连通，而在空腔的8b部分有孔口12和13。孔口12更靠近环形件9，并与节流阀3的顶部相连通。孔口13与泄流管路相连通。分流活门装在空腔的8a和8b的内部，它由两个分开的同轴部分构成，即安装在空腔8a内的14a部分和安装在空腔8b内的14b部分。

分流活门14a的截面大于环形件9的开口15的截面，而分流活门14b正好能够顶住14a部分。分流活门14b的截面小于环形件开口15的截面从而可以自由地通过环形件开口15。

如图所示，分流活门14a受到弹簧16的作用，向环形件9的方向移动。分流活门14b可以在空腔8b内沿着一段环形空腔密封地滑动，该环形空腔位于分别与节流阀相连通的孔口12以及与泄流管路相连通的孔口13之间。

如图所示，分流活门14b是管形的。即由其中心孔17在顶端与分流活门14a相连通，另一端借助径向孔18在环形孔内与孔口13相连通。分流活门14b上远离14a的封闭端部19构成了主体部分7内的空腔20的活动内壁。

另外，借助分流活门14a的导引座23内的孔22以及开口24，空腔8a与装有滚珠26的空腔25相连通。

空腔27与空腔25同轴并与它连通，其内径小于滚珠26的直径，这样在弹簧28的作用下滚珠可封住空腔25和27之间的通道。

空腔27借助管路29可与空腔20直接相连。此外，空心杆30密封地穿过空腔27，空心杆30内开有一个与泄流管路相连通的管道32。空心杆30的喇叭形端可以压在滚珠26上，使滚珠从阀座上脱开，从而保证空腔25和27相连通。

当操纵装置呈图2所示的位置时，由空心杆30把滚珠26压下，空腔25则与27和20相连通，从而空腔20被注入加压流体。

空腔20中的流体压力推动分流活门14b，将14a从其环形座9上抬起。

从图2可以看到，此时孔口10和12相连通，使节流阀3的顶部注入加压流体致使节流阀3关闭。

当被控装置2内的压力值超过预定值时，杆30则回升，滚珠26则将空腔25与空腔27隔断，如图3所示，空腔20则与加压流体源隔开。

空心杆30继续向上运动，脱离滚珠26，于是空腔20则如图4所示与泄流管路32相连通。

由图可知，在弹簧16的弹力作用下，由分流活门14a和14b所构成的活动部件一直要移动到压上环形底座9为止。在这个位置上，如图5所示，分流活门14b仍和14a接触，因而三个孔口10、12、13互相隔开。

在与孔口12相通的环形腔内的压力作用下，分流活门14b继续向下运动而与14a脱离，于是如图6所示，使孔口12和13相连通，随后节流阀3的顶部与泄流管联接起来，节流阀3自行打开直至装置2内的压力重新达到所要求的值，当压力达到要求值，并且在空心杆30移动后，空腔20又重新注入加压流体。该装置根据与图2至图6相反的程序改变状态。

图7所示是一个图2至图6所示实施例的改型，图7采用了与先前相同的参考号。

在此例中，与节流阀3顶部相连通的孔口12仍与空腔8b相通，而与泄流管路相连通的孔口13则与空腔8a相通。此外，分流活门14a呈管状，并借助它来注入加压流体。在此例中，元件14b则不呈管状。

按照这个实施例，当空腔20与泄流孔相连通时，即图7左边所示，则节流阀3的顶部被注入加压流体。而当空腔20被注入加压流体体时，如图7右边所示，则节流阀3的顶部与泄流管路相连通。

从图8可以更清楚地看到图1的装置中检测被控装置内的压力的部分4，此部分4将测得的压力与参考压力相比较，并且施加在控制滚珠26的空心杆30上。

该部分4包括一个主体33，在其中无摩擦滑动地装了一个T形的活塞34。该活塞与主体限定了空腔35，空腔35则借助管道36与装置2连通。

要注意的是活塞34对面的空腔35的密封性是靠薄膜37来保证的，此薄膜有一个固定在主体空腔周边的垫圈。

活塞与从其中穿过的心棒38相联结，并且通过一可调件45压在空心杆30上。另一方面心棒38上可安装一些机构，用来提供一个与空腔35内的流体对活塞34的压力相平衡的反压力。这个平衡压力是借助弹簧垫圈39来获得的，垫圈周边被几个部位40压紧在主体上，其中央由一个管形件42穿通，管形件42则借助滚珠43抵住弹簧垫圈39的下部。

管形件42上有螺纹，从而可拧到衬筒44上，衬筒44本身也有螺纹，能拧到心棒38上。

管形件42在轴上越是往上方移动，垫圈39产生的弹性力则越大，两个拧固的零件42、44可以对弹簧垫圈39的预应力进行微调。

实际上，当装置2内的压力低于预定压力时，调整垫圈的标定安装角，以便能够使装置处于图8所示的位置。当此压力值超过预定值时，空腔35内的压力则压迫薄膜37使之变形，从而使活塞34往上移动。空心杆30则作相应的位移，杆30又作用于滚珠26，从而产生控制节流阀3打开的指令。

当空腔35内的压力值又低于预定的门限值时，活塞又回到它的原来位置上，并且控制节流阀3的关闭。

这一检测装置显著的特点是结构非常紧凑，又非常可靠。因为弹簧垫圈39的尺寸比起具有同样特性的传统弹簧要小得多，并且具有良好的转换功能，无滞后作用。薄膜可以避免应用活塞的装置所遇到的摩擦问题。因为空腔壁与活塞之间的密封性是由垫圈来保证的。

由上可见，本发明对现有的技术作了很大的改进。所提供的流体供给装置可以很快地从一个状态过渡到另一个状态，不存在分流活门在平衡的中间位置停滞不动的危险性。这是因为三个孔口分别与加压流体源、被控装置、以及泄流管路相连通，而决不会同时互相连通。

Claims (7)

1、一种液压、气动或液压-气动混合的设备的流体供给装置，有一个主体(7)，在主体内有一个腔(8a、8b)，该腔分别开有一个引入加压流体的孔口(10)，通往待供给流体的被控装置的孔口(12)，以及泄流孔口(13)，在空腔内还装有一个可以滑动的分流活门，根据分流活门的位置，可使被控装置与压力流体源相连通，或与泄流装置相连通；这种装置的特点是分流活门由两个可各自独立移动的同轴部分(14a，14b)构成，当分流活门移动时，这两个部分(14a，14b)相互配合，可使三个孔口(10、12、13)分别与加压流体源，被控装置以及泄流管路相连通。

2、根据权利要求1的装置，其特点是在空腔内大约一半的位置上有一个向空腔内凸出的环形件（9），孔口（12、13）位于该环形件的一侧，第三个孔口（10）则位于它的另一侧;分流活门两部分中的一部分（14a）的截面积比环形件（9）所限定的通道截面积大，而另一部分（14b）的截面积比环形件（9）所限定的通道截面积小，因而能自由通过，分流活门第一部分（14a）受到弹簧的作用，使其移动到顶住形成底座的环形件，而分流活门第二部分（14b）受到控制流体的作用，使其移动顶住第一部分。

3、根据权利要求2的装置，其特点是与加压流体源连通的孔口（10）通到装有分流活门第一部分（14a）的空腔区（8a）内，而其他两个孔口（12、13）则通到装有分流活门第二部分（14b）的空腔区（8b）内的两个环形空间内，与被控装置相连通的孔口（12）比与泄流管路相连通的孔口（13）更靠近环形座（9），分流活门第二部分（14b）在空腔（8b）中分别与被控装置和泄流管路相连通的两个孔口（12、13）之间密封地滑动;该第二部分（14b）由一管形件构成，其靠近第一部分（14a）的一端开口，其远离第一部分（14a）的一端（19）封闭，并通过孔口（18）和与泄流孔相连通的环形空间相连通;分流活门的封闭端（19）限定了空腔（20）的内壁，空腔（20）可被连续不断地注入控制流体并可与泄流管路相连通。

4、根据权利要求2的装置，其特点是与加压流体源相通的孔口（10）轴向通到分流活门的第一部分（14a）所在的空腔（8a），该第一部分（14a）是由管形件构成，与泄流管路相连通的孔口（13）通到分流活门第一部分（14a）所在的空腔（8a）内的环形空间里，而与被控装置相连通的孔口（12）则通到分流活门第二部分（14b）所在的空腔（8b）的环形空间里，分流活门第二部分（14b）上远离分流活门第一部分（14a）的端头（19）限定空腔（20），该空腔（20）中可连续不断地注入控制流体，并可与泄流孔相连通。

5、根据权利要求2至4中的任何一项的装置，其特点是向分流活门第二部分（14b）自由端（19）一侧的空腔（20）中供应加压流体的设备包括两个不同截面的同轴腔（25、27），其中第一个腔（25）始终与加压流体源相通，腔（25）中有滚珠（26），其直径大于第二个腔（27）的直径，滚珠（26）由一个弹簧（28）加推力，可在空腔中往复移动，并可将两个空腔（25、27）隔开;空腔（27）与位于分流活门第二部分（14b）的自由端一侧的空腔（20）相连通;与泄流管路相连通的空心杆（30）密封地从腔（27）中穿过，并能压在滚珠（26）上使其从腔（25、27）连结部的阀座上脱开。

6、根据权利要求5的装置，其特点是控制空心杆（30）动作的设备包括一个压在空心杆（30）上的活塞（34），和空心杆（30）同轴的心棒（38）贯穿活塞并与之相联，活塞（34）可在一个空腔内无接触摩擦地滑动，其靠近空心杆一侧的表面限定一个与加压流体源相连通的空腔（35）。在活塞与空腔（35）之间有一个可挠曲的隔膜（37）;活塞（34）上还作用着一个与空腔内的流体所施加的压力相抗衡的反压力。

7、根据权利要求6的装置，其特点是向活塞（34）上施加与流体压力相平衡的反压力的机构由一个扁平弹簧垫片（39）构成，该垫片周边紧压在控制装置端头部分（40）上，而其中央有一个让心棒（38）通过的中心孔，心棒（38）上有机构（42、43、44），用来给弹簧垫圈上施加预应力。

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