專利名稱：先導(dǎo)操作式減壓閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及減壓閥，尤其是涉及先導(dǎo)操作式減壓閥，其中設(shè)置平衡系統(tǒng)以抵消施加在活塞上的油箱壓力，從而即使當(dāng)油箱壓力改變時(shí)，也不會(huì)改變先導(dǎo)提升閥的設(shè)定壓力，由此穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)減壓閥的功能。
背景技術(shù)：
通常，例如使用液壓操作的挖掘機(jī)、運(yùn)輸裝載機(jī)、集材絞車等的重型設(shè)備采用液壓系統(tǒng)，以便使用由液壓泵供給的液壓流體來驅(qū)動(dòng)裝在其上的各種工具。
通過實(shí)現(xiàn)方向控制功能的主控制閥，液壓流體可以從液壓泵供給每一工具的致動(dòng)器。主控制閥內(nèi)設(shè)置有減壓閥，其稱作“主減壓閥”并且實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)最大壓力的功能，從而防止包括驅(qū)動(dòng)源的整個(gè)液壓系統(tǒng)過載。
該減壓閥是壓力控制閥中的一個(gè)，當(dāng)液壓系統(tǒng)的壓力達(dá)到減壓閥的設(shè)定壓力時(shí)其排放一部分或者全部流體，從而實(shí)現(xiàn)將液壓系統(tǒng)內(nèi)壓力保持在設(shè)定值之下的功能。該減壓閥能夠改變設(shè)定壓力，因此它能夠適應(yīng)變換用在該設(shè)備內(nèi)的致動(dòng)器的情形。
同時(shí)，在典型減壓閥的情況下，使用者不便于通過從外面直接觀察壓力計(jì)來改變設(shè)定壓力。為此，先導(dǎo)操作式減壓閥主要用在布置在主控制閥內(nèi)的主減壓閥中。
當(dāng)例如挖掘機(jī)的重型設(shè)備使用鏟斗完成挖掘操作或者借助旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作或者借助行進(jìn)電機(jī)完成行進(jìn)操作時(shí)，會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象，即液壓系統(tǒng)的壓力不足以實(shí)現(xiàn)這些操作。因此，近來，將先導(dǎo)操作式減壓閥的設(shè)定壓力分為兩步。進(jìn)而，當(dāng)進(jìn)行需要巨大負(fù)載荷的操作時(shí)，可以暫時(shí)增加先導(dǎo)操作式減壓閥的設(shè)定壓力。因此，能夠提高該重型設(shè)備的挖掘能力、行進(jìn)能力、旋轉(zhuǎn)能力等等。
通過先導(dǎo)信號(hào)壓力可以自由地改變先導(dǎo)操作式減壓閥的設(shè)定壓力。當(dāng)在外面或者在司機(jī)的座位上調(diào)節(jié)施加到先導(dǎo)操作式減壓閥上的先導(dǎo)信號(hào)壓力時(shí)，可以響應(yīng)這種調(diào)節(jié)自動(dòng)地改變該先導(dǎo)操作式減壓閥的設(shè)定壓力。
圖1是傳統(tǒng)的先導(dǎo)操作式減壓閥的剖面圖。根據(jù)傳統(tǒng)的先導(dǎo)操作式減壓閥，由液壓泵200供給的液壓流體經(jīng)過減壓閥100驅(qū)動(dòng)重型設(shè)備的工具(未示出)。當(dāng)工具的驅(qū)動(dòng)器(未示出)達(dá)到最大行程時(shí)，該液壓流體通過減壓閥100返回到油箱201。
減壓閥100包括套筒110和與套筒110聯(lián)接的主體180。
套筒110內(nèi)設(shè)置有主提升閥120、主提升閥彈簧122、第二小孔本體130和閥座140。主提升閥120在其中央部分設(shè)置有第一小孔121，并且將主提升閥裝配成能夠沿著縱向在套筒110內(nèi)移動(dòng)。主提升閥彈簧122彈性地支撐主提升閥120。
另外，主提升閥彈簧122具有由第二小孔本體130支撐的后端。第二小孔本體130安裝成由閥座140來支撐其后端。第二小孔本體130設(shè)置有貫穿第二小孔本體130的中央部分的第二小孔131。
閥座140設(shè)有閥座流體通道142和閥座表面141，閥座流體通道142貫穿閥座140并且與第二小孔131連接，閥座表面以錐形形狀形成在閥座流體通道142的后端。
與套筒110聯(lián)接的主體180在其內(nèi)設(shè)有先導(dǎo)提升閥150、先導(dǎo)提升閥彈簧160和活塞170。由先導(dǎo)提升閥彈簧160彈性地支撐先導(dǎo)提升閥150，并且該先導(dǎo)提升閥150設(shè)置成能夠沿著縱向移動(dòng)。先導(dǎo)提升閥彈簧160的后端由活塞170支撐。
先導(dǎo)提升閥150采用圓錐形狀，并且通過先導(dǎo)提升閥彈簧160的彈簧力作用使其與閥座140的閥座表面141接觸，從而實(shí)現(xiàn)打開/關(guān)閉閥座流體通道142。
支撐先導(dǎo)提升閥彈簧160的活塞170可滑動(dòng)地裝在主體180內(nèi)。在主體180的左側(cè)，形成先導(dǎo)信號(hào)管路190并且使其與活塞170的后表面連接。先導(dǎo)信號(hào)管路190從外面供給先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi，并且壓迫活塞170使其左右移動(dòng)?；钊?70的后表面設(shè)有背壓腔171，先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi施加在其上。
由于活塞170和先導(dǎo)提升閥160被通過先到信號(hào)管路190輸入的先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi壓向右側(cè)，所以可以改變先導(dǎo)提升閥彈簧160的彈簧力以建立減壓閥100的設(shè)定壓力。
套筒110設(shè)有高壓進(jìn)口111，來自液壓泵200的液壓流體供應(yīng)到該進(jìn)口；以及油箱流體通道112，它使高壓進(jìn)口111的液壓流體返回油箱210。因此，當(dāng)主提升閥120在套筒110內(nèi)向左移動(dòng)時(shí)，高壓進(jìn)口111的液壓流體經(jīng)過流體通道112返回到油箱201。
下面，通過來自液壓泵200的液壓流體施加在高壓進(jìn)口111上的壓力被稱為“進(jìn)口側(cè)壓力”，并且在經(jīng)過主提升閥120的第一小孔121的液壓流體被導(dǎo)入第二小孔131之前施加在主提升閥120的空間120a上的壓力被稱為“空腔側(cè)壓力”。
主提升閥120設(shè)計(jì)成這樣，即進(jìn)口側(cè)壓力施加在其上的高壓進(jìn)口111的承壓面積比空腔側(cè)壓力施加在其上的空間120a的承壓面積要小。
下面將描述具有上述構(gòu)造的先導(dǎo)操作式減壓閥100的操作。來自液壓泵200的液壓流體經(jīng)過高壓進(jìn)口111和第一小孔121被引入主提升閥120的空間120a。
當(dāng)進(jìn)口側(cè)壓力低于由先導(dǎo)提升閥彈簧160設(shè)置的設(shè)定壓力時(shí)，通過先導(dǎo)提升閥彈簧160的彈簧力的作用，先導(dǎo)提升閥150與閥座表面141接觸。因此，空間120a的液壓流體不能流進(jìn)第二小孔131，從而保持進(jìn)口側(cè)壓力等于空腔側(cè)壓力。
如上所述，主提升閥120設(shè)計(jì)成這樣進(jìn)口側(cè)壓力施加在其上的承壓面積比空腔側(cè)壓力施加在其上的承壓面積要小，所以由主提升閥彈簧122在套筒110內(nèi)將主提升閥120撐向右側(cè)。這樣，主提升閥120使油箱通道112關(guān)閉。
同時(shí)，當(dāng)重型設(shè)備的工具(未示出)到達(dá)最大行程時(shí)，該重型設(shè)備的系統(tǒng)壓力增大。因此，在高壓進(jìn)口111一側(cè)的壓力增大，從而進(jìn)口側(cè)壓力和空腔側(cè)壓力達(dá)到比先導(dǎo)提升閥彈簧160設(shè)置的設(shè)定壓力還高的壓力。此時(shí)，液壓流體反抗先導(dǎo)提升閥彈簧160的彈簧力，從而使先導(dǎo)提升閥150向左側(cè)移動(dòng)，所以打開閥座140的閥座流體通道142。
因此，由于液壓流體經(jīng)過閥座流體通道142和油箱進(jìn)口181返回油箱201，所以經(jīng)過第一小孔121引入空間120a內(nèi)的液壓流體受到阻力。結(jié)果，空腔側(cè)壓力變得低于進(jìn)口側(cè)壓力。如果這樣，作用到進(jìn)口側(cè)壓力施加在其上的主提升閥120的承壓表面上的力超過作用到空腔側(cè)壓力施加在其上的主提升閥120的承壓表面上的力。因此，主提升閥120向左側(cè)移動(dòng)，從而液壓流體經(jīng)過油箱流體通道112返回到油箱201。
圖2是表示傳統(tǒng)的先導(dǎo)操作式減壓閥的先導(dǎo)信號(hào)壓力和系統(tǒng)壓力之間關(guān)系的特性圖。
在先導(dǎo)操作式減壓閥100內(nèi)，當(dāng)進(jìn)口側(cè)壓力升高超過設(shè)定壓力時(shí)，液壓流體返回油箱201，由此實(shí)現(xiàn)減壓的功能。
當(dāng)先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi處于斷開狀態(tài)時(shí)，活塞170不會(huì)推壓先導(dǎo)提升閥彈簧160。這樣，就將減壓閥100的設(shè)定壓力設(shè)置為低壓即第一設(shè)定壓力。只有當(dāng)液壓泵200供給高壓進(jìn)口111的壓力高于由先導(dǎo)提升閥彈簧160設(shè)置的第一設(shè)定壓力時(shí)，主提升閥120才動(dòng)作。這樣，可以保持住該液壓系統(tǒng)的設(shè)定壓力，以適于不需要較大負(fù)載的通常操作。
相反，當(dāng)先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi供給先導(dǎo)信號(hào)管路190時(shí)，活塞170推壓先導(dǎo)提升閥彈簧160。因此，將減壓閥100的設(shè)定壓力設(shè)置為高壓即第二設(shè)定壓力。只有當(dāng)液壓泵200供給高壓進(jìn)口111的壓力高于由先導(dǎo)提升閥彈簧160設(shè)置的第二設(shè)定壓力時(shí)，主提升閥120才動(dòng)作。這樣，可以保持住該液壓系統(tǒng)的設(shè)定壓力，以適于例如挖掘、旋轉(zhuǎn)、行走等需要較大負(fù)載的操作。
如上所述，輸入先導(dǎo)信號(hào)管路190的先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi以可變方式改變減壓閥100的設(shè)定壓力。詳細(xì)說來，先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi壓迫活塞170，由此改變先導(dǎo)提升閥彈簧160的壓縮長度。因此，改變先導(dǎo)提升閥彈簧160的彈簧力，從而改變設(shè)定壓力。
然而，由先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi引起的壓力、由先導(dǎo)提升閥彈簧160引起的彈簧力以及由油箱進(jìn)口181施加的油箱壓力都作為作用力，施加到活塞170的相對兩側(cè)。
假設(shè)用Dp來表示先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi作用在其上的背壓腔171的信號(hào)壓力承受面積，用Fs表示先導(dǎo)提升閥彈簧160的彈簧力，用Pt表示施加到油箱進(jìn)口181上的油箱壓力，用Dt表示活塞170的油箱壓力的承壓面積，那么可以用下式來表示施加到活塞上的作用力的關(guān)系。
Pi×Dp＝Fs+(Pt×Dt)＝設(shè)定壓力根據(jù)該關(guān)系，減壓閥100的設(shè)定壓力受到油箱壓力Pt的影響。換句話說，即使先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi設(shè)置為恒定壓力，那么油箱壓力也可以在預(yù)定的壓力范圍內(nèi)改變。在這種情況下，產(chǎn)生如圖2中所示的脈動(dòng)。如果由于這種現(xiàn)象損害了減壓閥的性能，那么工具的工作能力就會(huì)下降，這會(huì)對該設(shè)備的整體可靠性產(chǎn)生負(fù)作用。
所以迫切需要這樣的先導(dǎo)操作式減壓閥技術(shù)，即能夠穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)減壓閥的功能，設(shè)定壓力不會(huì)受到油箱壓力改變的影響。
發(fā)明概述為了解決上述問題，本發(fā)明致力于提供一種先導(dǎo)操作式減壓閥，其中提供一種平衡系統(tǒng)以抵消施加在活塞上的油箱壓力，從而即使當(dāng)油箱壓力改變的時(shí)候也不會(huì)改變先導(dǎo)提升閥的設(shè)定壓力。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種先導(dǎo)操作式減壓閥，它包括設(shè)有高壓進(jìn)口和油箱流體通道的套筒，液壓流體從泵供應(yīng)給該進(jìn)口，高壓進(jìn)口的液壓流體通過該油箱流體通道返回到油箱；主提升閥，它這樣設(shè)置在套筒內(nèi)，即能夠與在其前面的高壓進(jìn)口連通，以允許將液壓流體導(dǎo)入設(shè)置在其后面的背壓腔，并且由主提升閥彈簧來彈性地支撐該主提升閥，從而打開/關(guān)閉高壓進(jìn)口和油箱流體通道；閥座，其設(shè)置有與背壓腔連通的閥座流體通道，并且其布置在套筒內(nèi)；殼體，它設(shè)有先導(dǎo)信號(hào)壓力輸入其內(nèi)的信號(hào)入口和與油箱流體通道連通的油箱進(jìn)口，并且它與套筒這樣連接，即能夠與在其前端的閥座流體通道連通；先導(dǎo)提升閥，其被先導(dǎo)提升閥彈簧彈性地支撐從而能夠在殼體內(nèi)移動(dòng)，并且設(shè)置它能夠打開/關(guān)閉在其前端的油箱進(jìn)口和閥座流體通道；活塞，可移動(dòng)地設(shè)置在殼體內(nèi)以支撐先導(dǎo)提升閥彈簧的后端，并且通過在信號(hào)入口輸入的先導(dǎo)信號(hào)壓力推壓先導(dǎo)提升閥彈簧；以及具有平衡腔、平衡流體通道和平衡后腔的平衡系統(tǒng)，平衡腔設(shè)置在殼體內(nèi)活塞的前面并且與油箱流體通道接通，平衡流體通道貫穿活塞的中央，平衡后腔通過平衡流體通道與平衡腔連通，并且抵消施加在活塞上的油箱壓力。
活塞最好具有設(shè)有信號(hào)接收表面的外圓周，來自信號(hào)入口的先導(dǎo)信號(hào)壓力施加在該信號(hào)接收表面上。殼體內(nèi)設(shè)有活塞彈簧，其彈性地支撐活塞抵抗先導(dǎo)信號(hào)壓力。由活塞的后部承壓表面和殼體的后部內(nèi)壁來限定該平衡后腔。該平衡腔與活塞的前部承壓表面接觸。并且，活塞的前部承壓表面具有與活塞的后部承壓表面相同的面積。
在此，活塞具有設(shè)有信號(hào)接收表面的后表面，來自信號(hào)入口的先導(dǎo)信號(hào)壓力施加在該信號(hào)接收表面上。由活塞的外圓周臺(tái)階形成的后部承壓表面和殼體的內(nèi)側(cè)壁限定該平衡后腔。該平衡流體通道包括與平衡后腔連通的垂直流體通道和從該垂直流體通道分叉分出來以便與平衡腔連通的中央流體通道。該平衡腔與活塞的前部承壓表面接觸。并且，活塞的前部承壓表面具有與活塞的后部承壓表面相同的面積。
另外，該活塞具有輔助活塞可移動(dòng)地塞入其中的后端。輔助活塞具有設(shè)有信號(hào)接收表面的后端，來自信號(hào)入口的先導(dǎo)信號(hào)壓力施加在該信號(hào)接收表面上。由在輔助活塞前端的凹坑與活塞后表面的后部承壓表面限定該平衡后腔。該平衡腔與活塞的前部承壓表面接觸。并且，活塞的前部承壓表面具有與活塞的后部承壓表面相同的面積。
附圖的簡要說明參考附圖并根據(jù)下面的詳細(xì)描述，將可以更加清楚本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。其中圖1是傳統(tǒng)的先導(dǎo)操作式減壓閥的剖面圖；圖2是一特性圖，表示傳統(tǒng)的先導(dǎo)操作式減壓閥的先導(dǎo)信號(hào)壓力和系統(tǒng)壓力之間的關(guān)系；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的先導(dǎo)操作式減壓閥的剖面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的先導(dǎo)操作式減壓閥的剖面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的先導(dǎo)操作式減壓閥的剖面圖；圖6是一特性圖，表示根據(jù)本發(fā)明的先導(dǎo)操作式減壓閥的先導(dǎo)信號(hào)壓力和系統(tǒng)壓力之間的關(guān)系。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述現(xiàn)在參考附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在下面的描述中，即使在不同的附圖中，相同的元件也使用相同的附圖標(biāo)號(hào)。在說明書中限定的內(nèi)容例如詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和回路元件只不過是用來幫助全面理解本發(fā)明的內(nèi)容。因此顯然，沒有這些限定的內(nèi)容，也能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。還有，公知的功能或者結(jié)構(gòu)不再詳細(xì)描述，因?yàn)槎嘤嗟拿枋龇炊鴷?huì)使本發(fā)明不清楚。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的先導(dǎo)操作式減壓閥1的剖面圖。
減壓閥1包括套筒10；可移動(dòng)地裝在套筒10上的主提升閥20；裝在套筒10上的閥座30；與套筒10后端連接的殼體40；可移動(dòng)地裝在套筒10上的先導(dǎo)提升閥50；由先導(dǎo)信號(hào)壓力移動(dòng)的活塞60；以及平衡系統(tǒng)79，用于抵消施加在活塞60上的油箱壓力。
減壓閥1的主提升閥20打開或者關(guān)閉高壓進(jìn)口11和油箱流體通道12，來自液壓泵200的液壓流體供給該高壓進(jìn)口，該油箱流體通道12與油箱201連接。
因此，減壓閥1用來以這樣的方式將整個(gè)液壓系統(tǒng)的壓力保持在某一值之下，即當(dāng)高壓進(jìn)口11的壓力超過先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi設(shè)置的設(shè)定壓力之時(shí)，主提升閥20將高壓進(jìn)口11的液壓流體排放進(jìn)入油箱201。
套筒10安裝在減壓閥1的前端并且包括油箱流體通道12和高壓進(jìn)口11，來自液壓泵200的液壓流體通過該高壓進(jìn)口11供給。該油箱流體通道12與高壓進(jìn)口11連通，以便朝向油箱201排放高壓進(jìn)口11的液壓流體。
在套筒10內(nèi)，主提升閥20、主提升閥彈簧23、第二小孔本體31和閥座30一件接一件地安裝。主提升閥彈簧23彈性地支撐主提升閥20，并且主提升閥可移動(dòng)地裝在套筒10內(nèi)，從而打開或者關(guān)閉高壓進(jìn)口11和油箱流體通道12。
因此，當(dāng)主提升閥20移動(dòng)到如圖中看到的右側(cè)時(shí)，主提升閥20的前端切斷高壓進(jìn)口11和油箱流體通道12之間的連通。還有，當(dāng)主提升閥20移動(dòng)到如圖中看到的左側(cè)時(shí)，高壓進(jìn)口11和油箱流體通道12彼此相互連通，由此將液壓流體從高壓進(jìn)口11排放到油箱流體通道12。
由第二小孔本體31來支撐主提升閥彈簧23，主提升閥彈簧23彈性地支撐主提升閥20的后端，而第二小孔本體31由閥座30來支撐。閥座30的后端固定到套筒10上，并且第二小孔本體31的后端安置在閥座30的前端以穩(wěn)定地支持主提升閥彈簧23，從而由主提升閥彈簧23朝向高壓進(jìn)口11推動(dòng)主提升閥20。
在主提升閥20的前部，形成與高壓進(jìn)口連通的第一小孔21。在主提升閥20的后部，形成與第一小孔21連通的背壓腔22。第二小孔32形成在第二小孔本體31的中央以便與背壓腔22連通。閥座流體通道33形成在閥座30的中央以便與第二小孔32連通。
這樣，在套筒10內(nèi)，可以依次提供穿過第一小孔21、背壓腔22、第二小孔32和閥座流體通道33延伸的流體通道。還有，在閥座30的后端形成閥座表面34，從而延伸到閥座流體通道33的外面。
套筒10的后端與殼體40配合，先導(dǎo)提升閥50、活塞60和先導(dǎo)提升閥彈簧51裝在該殼體40內(nèi)，以便實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)先導(dǎo)操作式減壓閥1的工作壓力的功能。
先導(dǎo)提升閥50可滑動(dòng)地裝在殼體內(nèi)，處于由先導(dǎo)提升閥彈簧51彈性支撐的狀態(tài)。先導(dǎo)提升閥50在其前端采用錐形的形狀，并且由先導(dǎo)提升閥彈簧51的彈簧力推壓該先導(dǎo)提升閥50，從而與閥座30的閥座表面34接觸，由此打開或者關(guān)閉閥座流體通道33。
在殼體40的前部，形成與油箱流體通道12連通的油箱進(jìn)口42。先導(dǎo)提升閥50的作用是通過打開或者關(guān)閉閥座流體通道33，將油箱進(jìn)口42和閥座流體通道33連通或者斷開。
活塞60可滑動(dòng)且可移動(dòng)裝在殼體40內(nèi)，同時(shí)支撐先導(dǎo)提升閥彈簧5 1的后端。在殼體40的大致中間一側(cè)，形成信號(hào)入口41，從外面將先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi輸入該信號(hào)入口41。信號(hào)接收表面66形成在活塞60的大致中央部分的外圓周上。信號(hào)接收表面66與信號(hào)入口41接通，以接收先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi。還有，由活塞彈簧62彈性地支撐活塞60的后端，迫使活塞60朝向圖中看到的右側(cè)移動(dòng)，該方向與施加到信號(hào)接收表面66上的先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi的方向相反。
平衡系統(tǒng)79裝在殼體40上以抵消施加在活塞60上的油箱壓力。平衡系統(tǒng)79包括平衡腔71，它形成在活塞60前面以便與油箱流體通道12接通；平衡流體通道73，其貫穿活塞60的中央形成；以及平衡后腔75，其通過平衡流體通道73與平衡腔71連通。
平衡后腔75形成為由殼體40的后部內(nèi)壁40a和活塞60限定的空間。平衡腔71形成為在活塞60前面的空間，先導(dǎo)提升閥彈簧51和先導(dǎo)提升閥50裝在其上。
平衡后腔75和平衡腔71通過平衡流體通道73彼此連接起來，并且平衡腔71與油箱流體通道12接通，因此，由油箱201通過油箱流體通道12供給的液壓流體，經(jīng)過平衡腔71和平衡流體通道73供給平衡后腔75。因此，在平衡腔71和平衡后腔75內(nèi)形成油箱壓力，從而該活塞60的前后兩側(cè)分別承受相同的油箱壓力。
因?yàn)橛梢簤簤毫κ┘拥奖砻嫔系淖饔昧εc承壓面積成比例，所以通過使與平衡后腔75接觸的活塞60的后部承壓表面67的面積等于與平衡腔71接觸的活塞60的前部承壓表面64的面積，能夠等效形成由該壓力作用到活塞60前后側(cè)上的作用力。
即使改變油箱壓力，那么通過操作平衡系統(tǒng)79也能抵消施加在活塞60上的油箱壓力。因此，油箱壓力不能影響先導(dǎo)操作式減壓閥1的設(shè)定壓力，從而確保減壓閥的功能。
圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的先導(dǎo)操作式減壓閥2的剖面圖。在下面有關(guān)本發(fā)明第二實(shí)施例的先導(dǎo)操作式減壓閥的描述中，將省略與第一實(shí)施例中的部件相同的那些部件的描述。
與上述的第一實(shí)施例不同，信號(hào)入口41裝在殼體40的后端，從而信號(hào)接收表面86形成在活塞80的后表面上，以接收由信號(hào)入口41輸入的先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi。當(dāng)先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi施加到活塞80的信號(hào)接受表面86上時(shí)，活塞80在殼體40內(nèi)移動(dòng)到右側(cè)，從而推壓先導(dǎo)提升閥彈簧51以改變設(shè)定壓力。
平衡系統(tǒng)89裝在殼體40上以抵消施加在活塞80上的油箱壓力。平衡系統(tǒng)89包括平衡腔81，它形成在活塞80的前表面上以便與油箱流體通道12接通；平衡流體通道83，其貫穿活塞80的中央；以及平衡后腔85，其通過平衡流體通道83與平衡腔81連通。
平衡后腔85形成為由后部承壓表面87和殼體40的內(nèi)側(cè)壁40b限定的空間，該后部承壓表面87在活塞80的外圓周上形成臺(tái)階。形成在活塞80里面的平衡流體通道83形成為T形形狀，它包括垂直流體通道83a和中央流體通道83b。垂直流體通道83a沿著活塞80的垂直方向形成，從而與背壓腔85連通。中央流體通道83b從垂直流體通道83a分叉，以便與在活塞80前面的平衡腔81連通。
因?yàn)槠胶馇?1與油箱流體通道12接通，所以由油箱201經(jīng)過油箱流體通道12供應(yīng)的液壓流體，經(jīng)過平衡腔81和平衡流體通道83供給平衡后腔85。油箱壓力形成在平衡腔81和平衡后腔85內(nèi)，從而活塞80的前后兩側(cè)分別承受相同的油箱壓力。
為了使油箱壓力產(chǎn)生的相同作用力施加到活塞80的前后兩側(cè)，所以與平衡后腔85接觸的活塞80的后部承壓表面87最好形成這樣，即其面積等于接觸平衡腔81的活塞80前部承壓表面84的面積。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使改變油箱壓力，平衡系統(tǒng)89也可以抵消施加在活塞80上的油箱壓力，所以油箱壓力不能影響設(shè)定壓力，從而保證減壓閥的功能。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的先導(dǎo)操作式減壓閥3的剖面圖。在下面有關(guān)本發(fā)明第三實(shí)施例的先導(dǎo)操作式減壓閥的描述中，將省略與第一實(shí)施例相同的部件的重復(fù)描述。
與第二實(shí)施例一樣，信號(hào)入口41裝在殼體40的后端。然而，信號(hào)接收表面96形成在活塞90的后表面上的結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施例不同。即，輔助活塞90a可移動(dòng)地插入活塞90的后端，并且信號(hào)接收表面96形成在該輔助活塞90a的后端，從而用來接受由信號(hào)入口41輸入的先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi。
當(dāng)先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi供給信號(hào)接收表面96時(shí)，活塞90與輔助活塞90a一起移動(dòng)到殼體40內(nèi)的右側(cè)，以推壓先導(dǎo)提升閥彈簧51，由此改變設(shè)定壓力。
平衡系統(tǒng)99裝在殼體40內(nèi)以抵消施加在活塞90上的油箱壓力。平衡系統(tǒng)99包括平衡腔91，它形成在活塞90的前表面上以便與油箱流體通道12接通；平衡流體通道93，其貫穿活塞90的中央；以及平衡后腔95，其通過平衡流體通道93與平衡腔91連通。
平衡后腔95形成為由形成在輔助活塞90a前端的前端凹坑98和在活塞90后表面上的后部承壓表面97限定的空間。形成在活塞90里面的平衡流體通道93將平衡后腔95與平衡腔91彼此連通。
因?yàn)槠胶馇?1與油箱流體通道12接通，所以由油箱201經(jīng)過油箱流體通道12供應(yīng)的液壓流體，經(jīng)過平衡腔91和平衡流體通道93供給平衡后腔95。油箱壓力形成在平衡腔91和平衡后腔95內(nèi)，從而活塞90的前后兩側(cè)分別承受相同的油箱壓力。
為了使油箱壓力產(chǎn)生的相同作用力施加到活塞90的前后兩側(cè)，所以與平衡后腔95接觸的活塞90的后部承壓表面97最好形成這樣，即其面積等于接觸平衡腔91的活塞90前部承壓表面94的面積。
因此，即使改變油箱壓力，平衡系統(tǒng)99也可以抵消施加在活塞90上的油箱壓力，所以油箱壓力不能影響設(shè)定壓力，從而保證減壓閥的功能。
圖6是一特性圖，說明根據(jù)本發(fā)明的先導(dǎo)操作式減壓閥的先導(dǎo)信號(hào)壓力與系統(tǒng)壓力之間的關(guān)系。
虛線表示根據(jù)前面的本發(fā)明第一實(shí)施例的特性，實(shí)線表示根據(jù)前面的第二和第三實(shí)施例的特性。
當(dāng)信號(hào)壓力Pi輸入給減壓閥時(shí)，在第一實(shí)施例的情況下，減壓閥1的設(shè)定壓力從高壓的第二設(shè)定壓力改變?yōu)榈蛪旱牡谝辉O(shè)定壓力，而在第二和第三實(shí)施例的情況下，它由低壓的第一設(shè)定壓力改變?yōu)楦邏旱牡诙O(shè)定壓力。
在先導(dǎo)提升閥彈簧51被壓縮從而將該設(shè)定壓力保持在高壓的第二設(shè)定壓力的狀態(tài)下，僅僅在液壓泵200供給高壓進(jìn)口11的壓力超過由先導(dǎo)提升閥彈簧51預(yù)設(shè)的高壓的第二設(shè)定壓力的時(shí)候，才操作主提升閥20，這樣，液壓系統(tǒng)的設(shè)定壓力變成合適的狀態(tài)，在該狀態(tài)下，重型設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)需要高載荷的工作，例如挖掘、旋轉(zhuǎn)、行進(jìn)等等。
相反，在使先導(dǎo)提升閥彈簧51伸長且其彈簧力減小從而使設(shè)定壓力保持在低壓的第一設(shè)定壓力的狀態(tài)下，只有當(dāng)液壓泵200供給高壓進(jìn)口11的壓力超過由先導(dǎo)提升閥彈簧51預(yù)設(shè)的低壓的第一設(shè)定壓力的時(shí)候，才操作主提升閥20，這樣，液壓系統(tǒng)的設(shè)定壓力保持在不需要高載荷的正常狀態(tài)。
如圖6所示，當(dāng)隨著先導(dǎo)信號(hào)壓力Pi供給減壓閥1、2和3而使壓力由第二設(shè)定壓力改變?yōu)榈谝辉O(shè)定壓力時(shí)，減壓閥1、2和3的設(shè)定壓力不會(huì)受到油箱壓力改變的影響，從而穩(wěn)定地保證減壓閥1、2和3的功能。
如前面所看到的那樣，根據(jù)本發(fā)明的先導(dǎo)操作式減壓閥，即使油箱壓力改變，平衡系統(tǒng)壓能夠抵消施加在活塞上的油箱壓力，從而不會(huì)改變先導(dǎo)提升閥的設(shè)定壓力，提供穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)減壓閥功能的效果。
盡管為了例示的目的描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是顯然，各種改進(jìn)、附加和替換都是可能的，只要不脫離所附的權(quán)利要求書披露的本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種先導(dǎo)操作式減壓閥，它包括設(shè)有高壓進(jìn)口和油箱流體通道的套筒，液壓流體從泵供給該進(jìn)口，高壓進(jìn)口的液壓流體通過該油箱流體通道返回到油箱；主提升閥，它這樣設(shè)置在套筒內(nèi)，即能夠與在其前面的高壓進(jìn)口連通，以允許將液壓流體導(dǎo)入設(shè)置在其后面的背壓腔，并且由主提升閥彈簧來彈性地支撐該主提升閥，從而打開/關(guān)閉高壓進(jìn)口和油箱流體通道；閥座，其設(shè)置有與背壓腔連通的閥座流體通道，并且其布置在套筒內(nèi)；殼體，它設(shè)有先導(dǎo)信號(hào)壓力輸入其內(nèi)的信號(hào)入口和與油箱流體通道連通的油箱進(jìn)口，并且它與套筒這樣連接，即能夠與在其前端的閥座流體通道連通；先導(dǎo)提升閥，其被先導(dǎo)提升閥彈簧彈性地支撐從而能夠在殼體內(nèi)移動(dòng)，并且設(shè)置成能夠打開/關(guān)閉在其前端的油箱進(jìn)口和閥座流體通道；活塞，可移動(dòng)地設(shè)置在殼體內(nèi)以支撐先導(dǎo)提升閥彈簧的后端，并且通過在信號(hào)入口輸入的先導(dǎo)信號(hào)壓力推壓先導(dǎo)提升閥彈簧；以及具有平衡腔、平衡流體通道和平衡后腔的平衡系統(tǒng)，平衡腔設(shè)置在殼體內(nèi)活塞的前面并且與油箱流體通道接通，平衡流體通道貫穿活塞的中央，平衡后腔通過平衡流體通道與平衡腔連通，并且抵消施加在活塞上的油箱壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的先導(dǎo)操作式減壓閥，其特征在于該活塞具有設(shè)有信號(hào)接收表面的外圓周，來自信號(hào)入口的先導(dǎo)信號(hào)壓力施加在該信號(hào)接收表面上；殼體內(nèi)設(shè)有活塞彈簧，其彈性地支撐活塞抵抗先導(dǎo)信號(hào)壓力；由活塞的后部承壓表面和殼體的后部內(nèi)壁來限定該平衡后腔；該平衡腔與活塞的前部承壓表面接觸；并且，活塞的前部承壓表面具有與活塞的后部承壓表面相同的面積。
3.如權(quán)利要求1所述的先導(dǎo)操作式減壓閥，其特征在于該活塞具有設(shè)有信號(hào)接收表面的后表面，來自信號(hào)入口的先導(dǎo)信號(hào)壓力施加在該信號(hào)接收表面上；由活塞的外圓周臺(tái)階形成的后部承壓表面和殼體的內(nèi)側(cè)壁限定該平衡后腔；該平衡流體通道包括與平衡后腔連通的垂直流體通道和從該垂直流體通道分叉分出來以便與平衡腔連通的中央流體通道；該平衡腔與活塞的前部承壓表面接觸；并且，活塞的前部承壓表面具有與活塞的后部承壓表面相同的面積。
4.如權(quán)利要求1所述的先導(dǎo)操作式減壓閥，其特征在于該活塞具有輔助活塞可移動(dòng)地塞入其中的后端；輔助活塞具有設(shè)有信號(hào)接收表面的后端，來自信號(hào)入口的先導(dǎo)信號(hào)壓力施加在該信號(hào)接收表面上；由在輔助活塞前端的凹坑與活塞后表面的后部承壓表面限定該平衡后腔；該平衡腔與活塞的前部承壓表面接觸；并且，活塞的前部承壓表面具有與活塞的后部承壓表面相同的面積。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種先導(dǎo)操作式減壓閥，其中設(shè)置平衡系統(tǒng)以抵消施加在活塞上的油箱壓力，從而即使在油箱壓力改變之時(shí)也不會(huì)改變先導(dǎo)提升閥的設(shè)定壓力，并且由此能夠穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)減壓閥的功能。該先導(dǎo)操作式減壓閥包括套筒，設(shè)置成能夠在該套筒內(nèi)移動(dòng)的主提升閥，設(shè)置在套筒內(nèi)的閥座，與套筒后端連接的殼體，設(shè)置成能夠在殼體內(nèi)移動(dòng)的先導(dǎo)提升閥，由先導(dǎo)信號(hào)壓力移動(dòng)的活塞，以及抵消施加在活塞上的油箱壓力的平衡系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F15B11/00GK1661269SQ200410061620
公開日2005年8月31日 申請日期2004年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月25日
發(fā)明者鄭海均 申請人:沃爾沃建造設(shè)備控股(瑞典)有限公司