專利名稱：低壓力升高率的先導(dǎo)操作的提升溢流閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓設(shè)備。更具體的是，本發(fā)明涉及一種用于液壓設(shè) 備的溢流閥。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，低泄漏的溢流閥利用直動(dòng)提升閥，并且低壓力升高率的閥是
先導(dǎo)操作的。直動(dòng)提升閥具有不穩(wěn)定的趨勢(shì)，除非使用非常高剛度(high rate)的彈簧或特殊的幾何結(jié)構(gòu)。高剛度彈簧的使用成比例地增加了壓力 的升高率。因此，需要將提升閥和先導(dǎo)閥結(jié)合，從而以低的成本在閥中獲 得兩者的性能。為了滿足這個(gè)需要而進(jìn)行了嘗試；然而與提升閥結(jié)合的傳 統(tǒng)類型的先導(dǎo)閥操作是不穩(wěn)定的。另外的問(wèn)題存在于，為了完成該結(jié)合而 需要的復(fù)雜的機(jī)械加工增加了制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)主要目的是提供一種提升溢流閥，其改進(jìn)了閥的 控制。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是最小化提升溢流閥的制造成本。 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種提升溢流閥，其能使不穩(wěn)定性最小化。 本發(fā)明的這些或其他的目的、特征或優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)說(shuō)明書和權(quán)利要求而 變得更加明顯。
一種用于液壓設(shè)備的提升溢流閥。該溢流閥包含提升閥和先導(dǎo)閥，其 相互匹配地且可分開(kāi)地連接。該提升閥相對(duì)于該先導(dǎo)閥移動(dòng)，并且該先導(dǎo) 閥具有用于接收先導(dǎo)閥閥球的閥座，該閥球被偏壓在該先導(dǎo)閥上。提升閥
閥芯被布置成通過(guò)該提升閥的腔，并且該提升閥閥芯具有至少一個(gè)布置在 其中的內(nèi)部通道。相似地，先導(dǎo)閥閥芯被布置成通過(guò)該先導(dǎo)閥內(nèi)的腔，并 且該先導(dǎo)閥閥芯具有至少一個(gè)布置在其中的內(nèi)部通道。該提升閥和先導(dǎo)閥
的閥芯相連接，并且通過(guò)使用每個(gè)闊芯的內(nèi)部通道而提供從提升閥殼體的 入口內(nèi)的第一區(qū)域到該提升閥和先導(dǎo)閥之間的第二區(qū)域的流體連通。所述 流體連通用于計(jì)量從該第一區(qū)域到該第二區(qū)域的流體流量。在先導(dǎo)閥閥球 和先導(dǎo)閥閥芯之間設(shè)有第三區(qū)域。該溢流閥包括六角插頭，該六角插頭具 有腔，該腔接收該提升閥殼體并容納該先導(dǎo)閥閥球。該六角插頭的腔具有 偏壓彈簧，該偏壓彈簧致動(dòng)先導(dǎo)閥閥球固定器，該固定器將該先導(dǎo)闊閥球 偏壓在該先導(dǎo)閥的閥座上。


圖1是在第一位置的提升溢流閥的剖視圖； 圖2是在第二位置的提升溢流閥的剖視圖；以及 圖3是在第三位置的提升溢流閥的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
附圖示出了溢流閥10。該溢流閥10包括帶有中心定位的腔14的提升 閥殼體12，該腔14在第一端處與閥入口 16流體連通，以及與腔14相鄰的 流體出口 18，以提供與儲(chǔ)箱(未示出)的流體流動(dòng)連通。第一區(qū)域20在腔 14內(nèi)與該入口 16相鄰，其中該入口 16提供壓力。該提升閥殼體另外具有 提升閥座21，用于在其中接收提升閥22。
提升閥22和先導(dǎo)閥24布置在該腔14內(nèi)，其中該先導(dǎo)閥的第一端在腔 14內(nèi)可配合且可分開(kāi)地連接到提升閥22，如圖l-3所示。該先導(dǎo)閥的第二 端形成具有銑出的平面的先導(dǎo)閥座26。第二區(qū)域28在該提升閥殼體的腔 14內(nèi)布置在提升閥22和先導(dǎo)閥24之間。該提升閥22另外具有布置在其中 的腔30,該腔30在該提升閥22的長(zhǎng)度上延伸。相似地，該先導(dǎo)閥24具有 布置在其中的腔31，并且該腔31在該先導(dǎo)閥24的長(zhǎng)度上延伸。
提升閥閥芯32布置在提升閥22的腔30中。該提升閥閥芯32從第一 區(qū)域20內(nèi)通過(guò)閥芯22的腔30而延伸到第二區(qū)域28中的該腔30的較大直 徑部分。該閥芯32具有布置在其中的橫孔(cross-drilled holes)或徑 向通道34，其與布置在閥芯32內(nèi)且由側(cè)壁38環(huán)繞的軸向通道36相交。因 而，徑向通道34和軸向通道36為布置在閥芯32內(nèi)的內(nèi)部通道。該軸向通
道36通過(guò)閥芯32而延伸到連接銷40，該連接銷40將闊芯32和軸向通道 36連接到先導(dǎo)閥閥芯42。
先導(dǎo)閥閥芯42布置在先導(dǎo)閥24的腔31中，其包括頭部44，該頭部 44比桿部46直徑大，該桿部46從該頭部44延伸開(kāi)。在該先導(dǎo)閥閥芯42 的桿46內(nèi)還布置有徑向通道48，并且該徑向通道48經(jīng)由軸向通道49與提 升閥閥芯32的軸向通道36流體流動(dòng)連通。偏壓彈簧50圍繞該先導(dǎo)閥閥芯 42的桿46并在第一端處與該先導(dǎo)閥閥芯42的頭部44相接合，且在第二端 處與先導(dǎo)閥24相接合。偏壓彈簧50將先導(dǎo)陶24偏壓遠(yuǎn)離先導(dǎo)閥閥芯42， 其中必須克服該偏壓彈簧50的彈簧力以將提升閥22和先導(dǎo)閥24相接合。
六角插頭(hex plug) 52可滑動(dòng)地將該提升閥殼體12接收到六角插頭 腔54內(nèi)。先導(dǎo)閥閥球56布置在該六角插頭52的腔54中，并在第一位置 與閥座26接合，如圖1所示，其中，位于該先導(dǎo)閥閥球56和該先導(dǎo)閥閥 芯42之間的區(qū)域視為第三區(qū)域58。先導(dǎo)閥閥球56通過(guò)閥球固定器 (retainer) 60偏壓在先導(dǎo)閥24的閥座26上，該閥球固定器60布置在該 六角插頭52的腔54內(nèi)。偏壓彈簧62偏壓閥球固定器60因而先導(dǎo)閥閥球 56抵靠在閥座26上，該偏壓彈簧62也布置在六角插頭52的腔54內(nèi)。該 偏壓彈簧62可由拉緊設(shè)備64拉緊，拉緊設(shè)備64與螺母元件66組合，其 是可調(diào)節(jié)的，以提供適當(dāng)?shù)睦o。
如圖1所示的操作，當(dāng)?shù)谝粎^(qū)域20的壓力低于溢流閥10的閾限壓力 時(shí)，作用在提升閥22的兩端上的壓力是相等的。該壓力被連通到溢流閥10 內(nèi)的提升閥22的兩側(cè)。特殊地，由于第二區(qū)域28大于第一區(qū)域20，凈力 作用在提升閥22上以將提升闊22推靠在提升閥殼體12的閥座21上。當(dāng) 在如圖l所示的第一位置時(shí)，產(chǎn)生了低泄漏界面。
隨著第一區(qū)域20處的入口壓力增加，該壓力經(jīng)由內(nèi)部的徑向通道34、 50和內(nèi)部的軸向通道36、 49而通過(guò)提升閥閥芯32和先導(dǎo)閥閥芯42連通到 第二區(qū)域28。因此第二區(qū)域28中的壓力作用于先導(dǎo)閥閥球56。隨著作用 在第三區(qū)域58上的壓力增加到與由該先導(dǎo)閥彈簧62提供的作用力相配， 該先導(dǎo)閥閥球56開(kāi)始移動(dòng)離開(kāi)先導(dǎo)閥24的閥座26。隨著該先導(dǎo)闊閥球56 移動(dòng)離開(kāi)該先導(dǎo)閥閥座26，第二和第三區(qū)域28、 58中的壓力經(jīng)由先導(dǎo)閥閥 座26上的銑出平面和提升閥殼體12的閥座21被傳送(routed)到儲(chǔ)箱端
口。位于該提升閥閥芯32中的通道將流入到第一和第二區(qū)域28、 58的總 油量限制到小于它們單獨(dú)的容量。隨著該先導(dǎo)閥閥球56軸向地移動(dòng)離開(kāi)該 先導(dǎo)閥閥座26，第二區(qū)域28中的壓力降低。作用在先導(dǎo)閥機(jī)構(gòu)24上的壓 力不平衡克服由偏壓彈簧62產(chǎn)生的力，將整個(gè)先導(dǎo)閥組件軸向地朝著先導(dǎo) 閥閥球56移動(dòng)。
作為軸向移動(dòng)的結(jié)果，提升閥閥芯32中的通道開(kāi)始關(guān)閉，進(jìn)入第二區(qū) 域28的流量進(jìn)一步減小。流量的減小增強(qiáng)了作用于先導(dǎo)閥機(jī)構(gòu)24的壓力 不平衡。這依次完全關(guān)閉了提升閥22內(nèi)的提升閥芯32中的通道，如圖2 所示。
隨著通道的關(guān)閉，第一區(qū)域20處的入口壓力作用在提升閥22和閥座 21的界面。當(dāng)作用在提升閥/閥座界面上的壓力以友作用在第二區(qū)域28內(nèi) 的提升閥上的壓力處于或接近儲(chǔ)箱壓力的情況下，有更高壓力不平衡作用 在提升閥上。該更高壓力不平衡將提升閥22軸向地朝著先導(dǎo)閥閥球56移 動(dòng)。提升閥閥芯32/先導(dǎo)閥閥芯42組件繼續(xù)軸向地移動(dòng)以接觸先導(dǎo)閥閥球 56，并且完全地將其移動(dòng)離開(kāi)先導(dǎo)閥閥座26，如圖3所示。
提升閥22的軸向移動(dòng)通過(guò)提升閥閥芯32內(nèi)的徑向通道34的軸向位置 調(diào)整。隨著先導(dǎo)閥閥球56軸向地在任一方向移動(dòng)，先導(dǎo)閥組件隨其移動(dòng)。 隨著先導(dǎo)閥組件軸向地移動(dòng)，根據(jù)通過(guò)閥的流量改變的需要，該提升閥22 隨著打開(kāi)和關(guān)閉。該先導(dǎo)閥組件與提升閥22結(jié)合工作，無(wú)論流過(guò)閥的流體 流量如何，都保持恒差(constant differential)壓力作用在該提升閥22 上。
隨著第一區(qū)域20處的壓力減少到低于閾限壓方，先導(dǎo)閥彈簧62將閥 球固定器60和先導(dǎo)閥閥球56推回到先導(dǎo)閥閥座26上。該先導(dǎo)閥機(jī)構(gòu)組件 被軸向地沿著該先導(dǎo)閥閥球56推動(dòng)。隨著該先導(dǎo)閥閥球56坐落于或關(guān)閉 通過(guò)該先導(dǎo)閥閥座26的流動(dòng)路徑，第二和第三區(qū)域28、 58內(nèi)的壓力從儲(chǔ) 箱壓力增大。該先導(dǎo)閥組件的移動(dòng)打開(kāi)了徑向通道34，并且使得第二區(qū)域 28中的壓力等于第一區(qū)域20處的壓力。隨著第一和第二區(qū)域20、 28中的 壓力趨于平衡，該提升閥22獲得作用于關(guān)閉該閥的凈力。
因此，通過(guò)具有布置在該提升閥閥芯32和該先導(dǎo)閥閥芯42內(nèi)的通道 34、 38、 49和50,可以計(jì)量通過(guò)該提升閥和先導(dǎo)閥閥芯32、 42的流體，
以提供工作期間的最小壓力升高。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，該閥的內(nèi)部泄漏
率被減少到每分鐘10滴。因此，通過(guò)該溢流閥10提供了更多的控制和穩(wěn)
定性。并且，在閥芯中的這些通道易于加工，最小化了復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)和降 低了制造成本。因此，至少實(shí)現(xiàn)了所有所述的發(fā)明目的。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)可以 對(duì)該設(shè)備進(jìn)行其他各種修改。所有這些修改和變化都落入權(quán)利要求的范圍 內(nèi)，因此旨在由其覆蓋。
權(quán)利要求
1.一種用于液壓設(shè)備的溢流閥，其包括提升閥，該提升閥匹配地且可分開(kāi)地連接到先導(dǎo)閥，其中該提升閥相對(duì)于該先導(dǎo)閥移動(dòng)；提升閥閥芯，該提升閥閥芯布置在該提升閥內(nèi)，并且具有至少一個(gè)布置在其中的內(nèi)部通道；先導(dǎo)閥閥芯，該先導(dǎo)閥閥芯具有至少一個(gè)布置在其中的內(nèi)部通道，并且該先導(dǎo)閥閥芯連接到該提升閥閥芯，以提供從第一區(qū)域到第二區(qū)域的流體連通，從而計(jì)量從該第一區(qū)域到第二區(qū)域的流體流量。
2、 如權(quán)利要求l所述的閥，其還包括偏壓彈簧，該偏壓彈簧接合該先 導(dǎo)閥和該先導(dǎo)閥閥芯，以將該先導(dǎo)閥閥芯從該先導(dǎo)閥偏壓開(kāi)。
3、 如權(quán)利要求l所述的閥，其還包括提升閥殼體，該提升閥殼體具有中心定位的腔，該腔容納該提升閥和 提升閥閥芯，并部分地容納該先導(dǎo)闊；所述提升閥殼體具有入口和出口，該出口流體連接到儲(chǔ)箱；并且 其中，該入口與該第一區(qū)域相鄰。
4、 如權(quán)利要求3所述的閥，其中，該第二區(qū)域在該提升閥殼體內(nèi)布置 在該提升閥和先導(dǎo)閥之間。
5、 如權(quán)利要求3所述的閥，其中，該提升閥可移除地與該提升閥殼體 的閥座接合。
6、 如權(quán)利要求5所述的閥，其中，該提升閥閥芯在該提升閥內(nèi)移動(dòng)， 以防止該第一區(qū)域和該第二區(qū)域之間的流體連通。
7、 如權(quán)利要求6所述的閥，其中，該提升閥在該提升閥殼體內(nèi)軸向地 移動(dòng)，并脫離該提升閥的閥座，以提供從該入口到該出口的流體連通。
8、 如權(quán)利要求7所述的閥，其中，該先導(dǎo)閥閥芯可移除地接合先導(dǎo)闊 閥球。
9、 如權(quán)利要求8所述的閥，其中，該先導(dǎo)閥閥球脫離該先導(dǎo)閥的閥座， 以將第二區(qū)域中的壓力傳送到儲(chǔ)箱。
10、 如權(quán)利要求9所述的閥，其還包括六角插頭，該六角插頭具有腔， 該腔接收該提升閥殼體并容納該先導(dǎo)閥閥球。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于液壓機(jī)器的溢流閥，該溢流閥使用連接銷將提升閥組件和先導(dǎo)閥組件結(jié)合到一起，其中，該提升閥和先導(dǎo)閥閥芯的內(nèi)部流體通道提供了該閥的入口和布置在該提升閥與該先導(dǎo)閥間的腔之間的流體流動(dòng)路徑。通過(guò)該內(nèi)部通道，計(jì)量了流到內(nèi)腔的流體，以提供該溢流閥內(nèi)的附加控制和穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)F16K17/20GK101368638SQ20081016117
公開(kāi)日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月15日
發(fā)明者D·I·達(dá)沃利, D·O·考特賴特, E·松奇尼 申請(qǐng)人:索爾-丹福斯公司