专利名称：用于重型施工设备致动器的可变流量控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于重型施工设备致动器的可变流量控制装置，并特别涉及这样一种用于重型施工设备致动器的可变流量控制装置，即使在施加到座式阀上的流量控制信号压超过一定压力程度时，该装置也能够通过使液压流体以恒定流量从液压泵流到致动器，而能够实现致动器的有效工作，所述座式阀以可开关方式安装在液压泵的排放流道内。
背景技术：
如图1所示，传统的用于重型施工设备致动器的可变流量控制装置包括定向控制阀100，座式阀组件500和导向流量控制阀2。
根据施加导向压力时芯轴3的切换操作，定向控制阀100控制液压致动器(如，转臂油缸等)的启动、停止和换向。
座式阀组件500以可开关方式安装在下游流道7A和7B及流道7C内，该组件限制从液压泵通过流道7A、7B和7C供应到一对主可变节流阀16A和16B的液压流体的流量，并且还限制一对负荷通道6A和6B的流量。
根据提供导向压力Pi时的导向芯轴41的切换操作，导向流量控制阀2控制座式阀组件500的运动。
利用一对负荷通道6A和6B与流道7C之间的压力差来操作座式阀组件500，该座式阀组件500包括第一座式阀501和第二座式阀502。在壳体1内移动的第一座式阀501包括用于导向压力控制的可变节流阀512，适于随着其移动而改变打开面积。第二座式阀502相对于第一座式阀501移动，具有可变节流阀511，适于随着其移动将液压泵的流道7C的打开区域改变到流道7A和7B。
在第二座式阀502内，流道7C与流道7A和7B通过可变节流阀511连通。与可变节流阀512相通的通道与导向流量控制阀2的导向通道相连接。这里，导向通道521利用处于中间状态的导向芯轴41而与液压泵的导向通道522脱离连接。
在图中，参考标号1表示壳体，芯轴3在壳体中进行切换，而且座式阀组件500安装在壳体中。参考标号525表示可变节流阀，其在导向芯轴411的外部形成并且随着导向芯轴41的移动而变化。参考符号C表示芯轴盖，其安装在定向控制阀100的一端，并且具有适于在起始状态施加弹性力的弹性件D，在起始状态，从泵通道流向负荷通道6A和6B的液压流体被堵住。
因此，在没有将导向压力Pi施加在导向流量控制阀2的情况下，利用负荷通道6A和6B与液压泵的流道7C之间的压力差将第二座式阀502自然地移动，因此即使在负荷通道6A和6B内的压力高于液压泵的压力时，也可以将流道7C与流道7A和7B毫不延迟地脱离连接，从而来防止未控制致动器而导致的危险。
在供应到致动器的液压流体流量应当受到限制从而以大载荷来驱动液压电机(未示出)或致动器的情况下，如图1所示，与施加到导向流量控制阀2的导向压力Pi成比例，将导向芯轴41切换到左侧。借此，通过导向芯轴41的可变节流阀525将堵住的导向通道522和521打开，液压泵的液压流体压力通过导向通道522和521并且被施加到第一座式阀501的压力腔524。
这里，由于第一座式阀501向下移动，如图1所示，因此导向芯轴41的可变节流阀525的打开面积可以随导向压力控制可变节流阀512的打开面积成比例地变化，第二座式阀502受到限制而向上移动。
利用限制第二座式阀502的移动，可以控制从液压泵的流道7C向流道7A和7B的液压流体流量。
但是，在传统的流量控制装置中，如果施加给导向流量控制阀2的导向压力Pi超过一定的压力，第一座式阀501就向图1所示的最大向下方向移动，因此将第二座式阀502密封。
因此，通过限制从液压泵的流道7C向流道7A和7B的液压流体流量可以实现操作的液压优先，与此同时，当组合操作过程中压力超出一定的压力程度时，由于液压流体通道内发生节流调节，会导致压力损失的产生。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于重型施工设备致动器的可变流量控制装置，即使当致动器的负荷在一定程度压力之上时，在超过一定程度的导向压力通过打开座式阀来引起座式阀内的节流的情况下，这种控制装置也能够减小压力损失。
为实现上述目的，一种用于重型施工设备致动器的可变流量控制装置包括与液压泵连接的致动器；定向控制阀，其设置在液压泵与致动器之间，并且当切换安装在壳体内的芯轴时，该阀适于控制致动器的启动、停止和方向改变；第一座式阀，以可移动方式安装在壳体内并且具有可以随其移动而变化的可变节流阀；第二节流阀，以可开关方式设置在液压泵的泵通道与上游/下游流道之间，并且具有可变节流阀，当相对于第一座式阀移动时，该节流阀适于将打开区域从泵通道改变到流道；导向流道控制阀，具有利用导向压力可以切换的导向芯轴，并且适于控制第一和第二座式阀的移动；第三座式阀，以弹性及可移动方式相对于第二座式阀设置，并且当超过一定程度的导向压力施加到导向流量控制阀时，切换该第三座式阀以便将恒定流体从液压泵通道引导至下游流道；副活塞，以可滑动方式设置在导向芯轴的内部，并且当下游流道的压力超过一定压力程度时，通过向上切换第二座式阀，而扩大处在节流状态的液压泵的下游流道的打开面积。
此外，利用来自导向流道的导向压力对副活塞施加压力，所述导向流道包括在壳体内形成的第一导向流道，其形成方式为入口与下游流道相连通；在导向流量控制阀内形成的第二导向流道，其形成方式为入口与第一导向流道的出口相连通；在导向流量控制阀内形成的第三导向流道，其形成方式为入口与第二导向流道的出口相连通；及与接合凹槽连通的开口，所述开口与第三导向流道的出口相连通，该凹槽形成在导向芯轴内并且与副活塞接合。
第三座式阀以可滑动方式安装并且弹性支持在第二座式阀的内部，其安装及支持方式为保持起始状态，在起始状态，下游流道与上游流道彼此脱开连接。
附图简要说明参照附图，会更容易理解本发明，在附图中，仅以示例方式示出因此对本发明不构成限制，其中图1为示出传统流量控制装置的剖面图；图2为示出根据本发明的用于重型施工设备致动器的可变流量控制装置的剖面图；图3为示出根据本发明的图2中座式阀的放大图；和图4为根据本发明的用于重型施工设备致动器的可变流量控制装置的液压电路图。
具体实施例方式
如图2到图4所示，根据本发明的用于重型施工设备致动器的可变流量控制装置包括液压泵700，与液压泵700相连的致动器702，设置在液压泵700与致动器702之间的定向控制阀100，第一座式阀501，第二座式阀502，导向流量控制阀2，第三座式阀503和副活塞604。
定向控制阀100具有壳体1和芯轴3，所述芯轴安装在壳体1内，并且在芯轴3切换时，定向控制阀100控制致动器702的启动、停止和方向改变。
第一座式阀501以可移动方式安装在定向控制阀100的壳体1内，并且具有可变节流阀512。第二节流阀502以可开关方式安装在液压泵700的泵通道5与流道7A、7B和7C之间，并且具有可变节流阀511。流道7A和7B|为下游流道，流道7C|为上游流道。
当第一座式阀501相对于壳体1移动时，可变节流阀512向导向通道521改变流道7A和7B的打开区域。并且当第二座式阀502相对于第一座式阀501移动时，可变节流阀511向流道7A和7B改变泵通道5的打开区域。
导向流道控制阀2具有可以利用导向压力切换的导向芯轴41，并且控制第一和第二节流阀501，502的移动。第三座式阀503以弹性及可移动方式相对于第二座式阀502安装，并且当超过一定程度的导向压力施加到导向流量控制阀2时，切换该第三座式阀，以便将恒定流体从泵通道5引导至流道7A和7B。
副活塞604以可滑动方式设置在导向芯轴41的内部，并且当流道7A和7B的压力超过一定压力程度时，通过向上切换第二座式阀502，而扩大处在节流状态的流道7A和7B的打开面积。
这里，利用来自导向流道的导向压力对副活塞604施加压力，所述导向流道包括的第一导向流道600，第二导向流道601，第三导向流道602，和开口603。
第一导向流道600在壳体1内形成，其形成方式为入口与下游流道7A和7B相连通。第二导向流道601在导向流量控制阀2内形成，其形成方式为入口与第一导向流道600的出口相连通。
第三导向流道602在导向流量控制阀2内形成，其形成方式为入口与第二导向流道601的出口相连通。开口603与接合凹槽41a连通，并且与第三导向流道602的出口相连通，该凹槽形成在导向芯轴41内并且与副活塞604接合。
在附图中，参考符号T1和T2表示与液压箱连接的通道。
下面参照
根据本发明的用于重型施工设备致动器的可变流量控制装置的操作。
a)下面说明未将导向压力Pi提供到导向流量控制阀2时的操作如图2到图4所示，利用负荷通道6A和6B与液压泵700的流道7C之间的压力差，将第二座式阀502与第三座式阀503自然地移动。即使在负荷通道6A和6B的压力高于液压泵700的压力时，也可以将流道7C与流道7A和7B毫不延迟地脱离连接，从而来防止未控制致动器702而导致的危险。
在供应到致动器702的液压流体流量应当受到限制从而以大载荷来驱动液压电机或另一个致动器的情况下，如图3所示，与施加到导向流量控制阀2的导向压力Pi相应，将导向芯轴41切换到左侧方向。
从而，通过导向芯轴41的可变节流阀525将堵住的导向通道522和521打开，并且通过导向通道523、522a、522和521的液压泵液压流体压力被施加到第一座式阀501的压力腔524。
这里，由于第一座式阀501向下移动，如图3所示，因此导向芯轴41的可变节流阀525的打开面积可以根据可变节流阀512的打开面积成比例地变化，限制第二座式阀502以便向上移动。
通过限制第二座式阀502的移动，可以控制从液压泵的流道7C向流道7A和7B的液压流体流量。
b)下面说明向导向流量控制阀2施加超过一定压力程度的导向压力Pi时的操作如图3所示，向导向流量控制阀2施加导向压力Pi时，导向芯轴41切换到左向，导向流道522和521被可变节流阀525打开，因此将液压泵700的液压流体压力施加到第一座式阀501的压力腔524处。
第一座式阀501向图3所示的最大向下方向移动。由于第二座式阀502密封，就将经过可变节流阀511沿着第一座式阀501移动的液压流体流堵住。
如图3所示，第三座式阀503向上移动，因此，通过在第二座式阀502的下侧内形成的通孔513，可以从液压泵700的泵通道5向流道7A和7B提供恒定流量的液压流体。
流道7B的液压流体作为液压泵700的泵通道5和负荷通道6A和6B的中间压力操作，并且如图3中箭头所示方向，顺序经过第一、第二和第三导向流道600、601和602和开口603。
当向左压迫安装在导向芯轴41内部的副活塞604时，如图3所示，导向芯轴41根据副活塞604的排斥力向右移动。限制了通过导向芯轴41的可变节流阀525提供到第一座式阀501的压力腔524内的流体量。
因此，没有将第一座式阀501充分向图3所示的向下方向推动。与第一座式阀501的移动相应，第二座式阀502缓慢向上移动。在上述状态下，由于逐渐增加流道7A和7B向流道7C的打开面积，压力损失被最小化，同时减小了流道阻力，因此可以节省液压能量。
如上所述，根据本发明的用于重型施工设备致动器的可变流量控制装置具有下列优点。
在液压缸一侧的液压流体压力超过一定的压力程度的情况下，将用于限制供应到致动器的液压流体的座式阀流道的打开面积扩大，因此将处于节流状态下的流道中的压力损失最小化，从而节省液压能量。
由于本发明可以以几种方式实施且不偏离其精神或基本特征，应当理解，上述实施例不会局限于任何前述的说明细节，除非特别指出，本发明还应当在附属权利要求定义的精神和范围内进行阐释，因此所有落入权利要求的条件和范围内的修改、变更或这种条件和范围的等同变化均将涵括在附属权利要求内。
权利要求
1.一种用于重型施工设备致动器的可变流量控制装置，包括与液压泵连接的致动器；定向控制阀，其设置在液压泵与致动器之间，并且当切换安装在壳体内的芯轴时，所述阀适于控制致动器的启动、停止和方向改变；第一座式阀，以可移动方式安装在壳体内，并且具有可以随其移动而变化的可变节流阀；第二座式阀，以可开关方式设置在液压泵的泵通道与上游/下游流道之间，并且具有可变节流阀，当相对于第一座式阀移动时，该节流阀适于将打开区域从泵通道改变到流道；导向流道控制阀，具有利用导向压力可以切换的导向芯轴，并且适于控制第一和第二座式阀的移动；第三座式阀，以弹性及可移动方式相对于第二座式阀安装，并且当超过一定程度的导向压力施加到导向流量控制阀时，切换该第三座式阀以便将恒定的流体从液压泵通道引导至下游流道；副活塞，以可滑动方式安装在导向芯轴的内部，并且当下游流道的压力超过一定压力程度时，通过向上切换第二座式阀，而扩大处在节流状态的液压泵的下游流道打开面积。
2.如权利要求1所述的装置，其中，利用来自导向流道的导向压力对副活塞施加压力，所述导向流道包括在壳体内形成的第一导向流道，其形成方式为入口与下游流道相连通；在导向流量控制阀内形成的第二导向流道，其形成方式为入口与第一导向流道的出口相连通；在导向流量控制阀内形成的第三导向流道，其形成方式为入口与第二导向流道的出口相连通；以及与接合凹槽连通的开口，所述开口与第三导向流道的出口相连通，该凹槽形成在导向芯轴内并且与副活塞接合。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述第三座式阀以可滑动方式安装并且弹性支持在第二座式阀的内部，其安装及支持方式为保持起始状态，在所述起始状态，下游流道与上游流道彼此脱开连接。
全文摘要
本发明涉及一种用于重型施工设备致动器的可变流量控制装置，即使在能够驱动座式阀上的导向压力超过一定压力程度时，该装置也能够使液压流体以恒定流量从液压泵流到致动器，所述座式阀以可开关方式安装在液压泵的排放流道内。这种用于重型施工设备致动器的可变流量控制装置包括与液压泵连接的致动器、定向控制阀、第一座式阀、第二节流阀、导向流道控制阀、第三座式阀和副活塞。
文档编号G05D7/01GK1573631SQ200310120430
公开日2005年2月2日 申请日期2003年12月10日 优先权日2003年5月28日
发明者金镇昱 申请人:沃尔沃建造设备控股(瑞典)有限公司