帶動態(tài)密封件的液壓系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明通常涉及一種用于如工作機的液壓系統(tǒng)，尤其涉及一種用于具有在閥裝置中使用的動態(tài)密封件的液壓系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]控制閥具有許多不同用途，如用于控制閥門的下游壓力、控制閥門的上游或下游槽內(nèi)或箱內(nèi)液面，降低因啟動相關(guān)閥門或泵而造成的壓力激增的不利影響。閥門具有通過閥門調(diào)節(jié)至節(jié)流的閥片以獲得通過閥門所需的壓降或流動條件。充滿液體的變?nèi)菘刂剖矣梢苿痈舭逖b置密封，例如帶有動態(tài)密封件或滑動彈性密封件的活塞，所述動態(tài)密封件或滑動彈性密封件例如為扁平或卷曲柔性膜片。動態(tài)密封件使具有低壓的控制室與通常具有較高工作壓力的主流室隔離開。響應(yīng)于控制室內(nèi)的壓力變化，活塞及動態(tài)密封件可在閥體內(nèi)移動。先導(dǎo)壓力系統(tǒng)聯(lián)接至控制室。所述先導(dǎo)系統(tǒng)生成至少一種按傳統(tǒng)技術(shù)處理的壓力信號，并生成輸入到控制室用于控制主閥門構(gòu)件位置的控制信號。但是，動態(tài)密封件因大量運動、制造缺陷及/或老化而磨損并產(chǎn)生潛在故障。
[0003]奧克薩寧的美國專利5348036描述了一種自動控制閥，該自動控制閥具有響應(yīng)于第一控制室中第一活塞或隔膜且可在開關(guān)位置之間移動以通過閥門調(diào)節(jié)流量從而維持所需流動條件的主閥門構(gòu)件。生成反映閥門上下游流動條件的先導(dǎo)壓力信號，處理所述先導(dǎo)壓力信號以生成輸入到第一控制室控制其內(nèi)壓力的控制信號。閥門磨損導(dǎo)致隔膜或活塞密封的泄漏，所述閥門磨損導(dǎo)致的泄漏造成易于故障開啟的閥門構(gòu)件的主要控制的損失。通過先導(dǎo)壓力信號檢測的最初由泄漏導(dǎo)致的通過閥門的流量初升無法糾正。當先導(dǎo)壓力信號反映主要控制故障，備份活塞或隔膜移動至操作位置并選擇性地與主閥門構(gòu)件合作以通過閥門獨立于第一控制室來控制流動條件，而無需控制壓力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一實施例中，系統(tǒng)具有由閥體及閥體中可滑動地布置的通道中的閥元件的至少一個閥裝置。所述閥元件的第一節(jié)及所述閥體可設(shè)置來限定在第一壓力下接收工作流體的工作室。所述閥體及閥元件可設(shè)置來限定在第二壓力下接收控制流體的控制室。可圍繞閥元件的臺肩設(shè)置的環(huán)形密封件。密封件和臺肩可共同設(shè)置來分隔所述工作室和控制室，并隨著閥元件的軸向移動而移動。所述控制室可聯(lián)接至壓力監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]在一實施例中，所述至少一個閥裝置包括由閥體及在閥體中可移動地形成的通道中的閥元件。所述閥元件的第一節(jié)及所述閥體可設(shè)置來限定在第一壓力下接收流體的工作室。所述閥體及閥元件可設(shè)置來限定在第二壓力下接收流體的控制室。所述閥元件具有彼此軸向間隔的第一臺肩和第二臺肩。圍繞閥元件的部分的第一臺肩設(shè)置的止回桿。所述止回桿具有越過第二臺肩徑向延伸到工作室以選擇性地與閥體的內(nèi)表面部分相接的擴大部分。套筒設(shè)置成在閥裝置的第二臺肩部分的周圍，該套筒固定聯(lián)接至該閥體的體內(nèi)表面。該套筒的外徑大于所述止回桿的內(nèi)徑。環(huán)形密封元件設(shè)置在第一臺肩和套筒的內(nèi)表面之間在第一臺肩周圍。該密封件和第一臺肩共同安裝以分離工作室和控制室，以及由于相對于套1?軸向移動而移動。
[0006]在另一實施例中，所述系統(tǒng)中至少一個閥裝置包括第一閥裝置和第二閥裝置。在此，該系統(tǒng)中，壓力補償閥通過供應(yīng)流體管道聯(lián)接至該第一和第二閥裝置的工作室。換向閥流體聯(lián)接至該壓力補償閥。該第一和第二閥裝置的閥元件進一步包括在其中形成的軸向通道和在其中形成且從該軸向通道縱向延伸的第一縱向通道、第二縱向通道、第三縱向通道。該第一閥裝置和第二閥裝置的縱向通道的一個流體聯(lián)接至換向閥流體。
[0007]在一實施例中，提供了一種設(shè)置至少一個所述閥裝置減輕密封件磨損的方法。所述閥裝置包括在其內(nèi)形成通道的閥體、在所述閥體通道內(nèi)布置并可操作地相對所述閥體軸向移動的閥元件。工作室在所述閥元件和閥體間限定用于接收流體，控制室在所述閥元件和閥體間限定并通過臺肩與所述工作室分開以通過供應(yīng)通道接收流體。環(huán)形密封件(或動態(tài)密封件)布置在所述臺肩附近且配置用于隨所述閥元件軸向移動而移動。本方法包括提供在第一壓力下的流體到所述工作室，以及通過供應(yīng)管道提供在第二壓力下的流體到控制室。所述供應(yīng)管道具有止回閥和設(shè)置在所述止回閥和控制室之間的先導(dǎo)安全閥。本方法包括通過先導(dǎo)安全閥，使供應(yīng)管道到儲液槽的流體壓力降低到預(yù)定壓力限度內(nèi)。本方法包括對比檢測供應(yīng)管道的壓力與預(yù)定壓力，當檢測壓力為所述預(yù)定壓力或大于預(yù)定壓力時，給操作員傳輸警告信號。本方法包括通過設(shè)置在先導(dǎo)泵和供應(yīng)管道之間的泵安全閥及該止回閥來降低供應(yīng)管道內(nèi)流體壓力。該泵安全閥可移動從而允許流體管道到所述儲液槽的預(yù)設(shè)壓力限度小于所述先導(dǎo)安全閥的預(yù)設(shè)壓力限度。
【附圖說明】
[0008]圖1為聯(lián)接至壓力監(jiān)測系統(tǒng)的閥裝置的剖視圖；
[0009]圖2為示出具有聯(lián)接至壓力監(jiān)測系統(tǒng)的4個閥裝置的液壓系統(tǒng)的示意圖；
[0010]圖3為具有聯(lián)接至壓力監(jiān)測系統(tǒng)的3個閥裝置的液壓系統(tǒng)的示意圖；
[0011]圖4為聯(lián)接至壓力監(jiān)測系統(tǒng)的閥裝置的另一實施例的局部剖視圖；
[0012]圖5為示出聯(lián)接在閥裝置之間的示例性壓力補償系統(tǒng)的示意圖。
[0013]盡管附圖展示了本發(fā)明的示例性實施例或特征，但是這些附圖不需按比例繪制并且可以將某些特征放大以便更好地展示說明并且解釋本發(fā)明。這些范例只是示出本發(fā)明示例性實施例或特征，并不應(yīng)理解成對本發(fā)明的范圍有所限制。
【具體實施方式】
[0014]現(xiàn)在將詳細論述本發(fā)明的實施方式，本發(fā)明的實例顯示在所示附圖中。可能時，對相同或類似部件在各個附圖中使用同一標號。
[0015]在圖1中，示出了具有與先導(dǎo)控制組件14聯(lián)接的閥裝置12的液壓系統(tǒng)10的一實施例。在一實施例中，閥裝置12可以是獨立操作電子控制的計量閥。該閥裝置可以控制在泵、儲液槽、和/或液壓促動器，或任何其他液壓部件之間的流體流動。該閥裝置12可以包括圓柱形中空的閥體20和設(shè)置在閥體20的管道25內(nèi)的閥元件22。該閥元件22可以配置成分開用于具有工作壓力Pl的工作流體通過的工作室和用于具有控制壓力P2的控制流體通過的控制室。該工作室可以包括與液壓工作回路聯(lián)接的一個或多個入口(圖中未示出)和一個或多個出口(圖中未示出)。工作流體經(jīng)該入口進入工作室并經(jīng)該出口離開工作室。該控制室可以包括與液壓先導(dǎo)回路聯(lián)接的一個或多個入口(圖中未示出)和一個或多個出口(圖中未示出)。該控制流體可以經(jīng)該入口進入控制室以及經(jīng)出口離開控制室。該閥元件22的位置為可控的使得存在工作室內(nèi)的工作流體具有所需流速和/或壓力。該閥元件22基于其兩端不平衡的受力，可以在閥體20內(nèi)軸向移動。根據(jù)所述，一旦控制室在閥元件的近側(cè)端加壓，克服了遠側(cè)端的彈簧力，從而導(dǎo)致閥元件移動。
[0016]先導(dǎo)控制組件14可以包括閥體20的近側(cè)端42處按比例的電氣設(shè)備40或螺線管組件。貫穿整個描述，術(shù)語“近側(cè)端”代表了朝向閥體的近側(cè)端42的位置或方向，而術(shù)語“遠端”代表了朝向閥裝置與近側(cè)端42相對的遠側(cè)端44的位置或方向。
[0017]圖1顯示了電磁裝置的實施例，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，其他裝置也可以應(yīng)用到類似的功能。例如，電磁裝置40可能包括附在控制閥芯45的電樞?？刂崎y芯45可以是在閥體20內(nèi)形成并共同限定控制室的一對控制室46、47之間液壓平衡。電磁裝置40可操作以在第一位置和第二位置間移動控制閥芯45，典型地從第一位置到第二位置。電磁裝置40在相對于本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的任何方式上是可控的，例如通過控制器(示出為控制器115)產(chǎn)生的電子信號。例如，計算機或微處理器可以使電流施加到該電磁裝置40。施加電流能夠給電磁裝置40供應(yīng)能量并產(chǎn)生導(dǎo)致控制閥芯45在第二位置的方向上移動以允許控制流體進入控制室46、47中至少一個控制室。隨后描述的先導(dǎo)供應(yīng)部能夠提供增壓控制流體，經(jīng)先導(dǎo)控制組件可選地進入控制室46、47中至少一個控制室。液壓先導(dǎo)回路包括通過相關(guān)的安全閥、或具有相關(guān)聯(lián)的主安全閥的分離式先導(dǎo)泵或任何現(xiàn)有技術(shù)中承壓流體的傳統(tǒng)源。
[0018]閥元件22可以包括在閥體20的管道25內(nèi)的可移動布置的閥芯結(jié)構(gòu)，用于控制不同入口和出口之間的流體連接。例如，閥體20可包括第一環(huán)形腔50和第二環(huán)形腔52，或更多在此形成并軸向彼此間隔、向管道25開口的腔。閥元件22可以包括遠端隔開第二臺肩55的第一臺肩54和臺肩54、55之間的直徑減小部分56。環(huán)形區(qū)域限定在直徑減小部分56和主體內(nèi)表面57之間。主體內(nèi)表面57能夠限定閥體20的管道25，并且可以與該直徑減小部分56 —起總體限定工作室W。
[0019]第一臺肩54具有第一直徑D1，其與管道25的內(nèi)徑在尺寸上大體一樣從而允許沿主體內(nèi)表面57滑動。第二臺肩55具有第二直徑D2。第二直徑D2在尺寸上略小于第一直徑D1。動態(tài)或往復(fù)環(huán)形密封件58可以設(shè)置在第二臺肩55的外圓周和主體內(nèi)表面57之間。在一個實施例中，主體內(nèi)表面57為限定管道25的表面。然而，在另外一些實施例中，主體內(nèi)表面57可以關(guān)聯(lián)到內(nèi)表面，該內(nèi)表面限定圓柱形套筒(見圖4)或其他部件中形成的開口，而不是關(guān)聯(lián)到閥體上。動態(tài)密封件58可以部分布置在第二臺肩55里形成的環(huán)形套筒內(nèi)。動態(tài)密封件58配置用于抑制控制室和工作室內(nèi)承壓流體間的流體流通，同時配置用于隨閥元件22的軸向移動上軸向地移動。在一實施例中，動態(tài)密封件58能夠采用彈性O(shè)型環(huán)的形式，具有環(huán)形、長方形或其他幾何形狀的橫截面，包括不規(guī)則橫截面形狀，或其他如本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的設(shè)計。在另外一些實施例中，動態(tài)密封件58采用聚四氟乙烯(PTFE)環(huán)，比彈性材料更光滑。動態(tài)密封件可以包括一個相反的雙杯形密封件，其中第一杯形密封件設(shè)置與第二杯形密封件呈共面對關(guān)系，共同形成長方形密封件。
[0020]閥元件22的第一臺肩54和/或第二臺肩55可以包括一個或多個在直徑減小部分56相關(guān)聯(lián)的端部的計量槽。例如，如果有的話，計量槽59能夠在第一臺肩54的近側(cè)端形成以提供與環(huán)形腔50、52之間的流體流通。當閥元件22向遠端移動足夠距離，使計量槽59向第一環(huán)形腔50打開，計量槽59配置成提供環(huán)形腔50、52之間的流體流通。當閥元件22移動足夠距離時，計量槽59被阻止提供環(huán)形腔50、52之間的流體流通。在一實施例中，第一臺肩54可以在其最近側(cè)端設(shè)有4個計量槽59，計量槽59布置成直徑方向相對的兩對。計量槽59可以為半圓形。然而，應(yīng)該認識到第一和/或第二臺肩可以包括多于或少于4個計量槽。還應(yīng)該認識到計量槽可以為需要的形狀和定位以滿足預(yù)期性能結(jié)果。
[0021]彈簧室60可以設(shè)置在閥體20的遠側(cè)端44。彈簧室60可以一體成型以形成閥體20或聯(lián)接至閥體20的非連續(xù)的圓柱形部件。閥元件22也可以包括直徑降低的設(shè)置在彈簧室60的遠端部分62。擴大直徑的管道63和閥體20的遠側(cè)端44可以限定該彈簧室60。凹槽64可以在閥體20的遠側(cè)端形成。彈簧室60可以聯(lián)接至儲液槽使得彈簧室60內(nèi)可以排出任何泄漏的流體。限度套環(huán)65可以設(shè)置在閥體22的遠側(cè)端以限制閥體22在遠側(cè)方向上的移動。彈簧室60可以容納第一彈簧66，第一彈簧66能夠設(shè)置在閥體22的遠側(cè)端和彈簧室60凹槽64的近側(cè)端內(nèi)表面。第一彈簧66可以在遠側(cè)方向上給閥體22提供定心偏置。