CN100335801C - 减压阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种减压阀，包括：设有高压入口的套，液压流体从泵被供给到所述高压入口；容器流体通道，高压入口的液压流体通过容器流体通道返回容器；被主提升阀弹簧弹性支撑的主提升阀，提供提升阀通道，该提升阀通道具有较大直径的前端开口和较小直径的后端开口，并且主提升阀被安装在套中以打开/关闭高压入口和容器流体通道；活塞，被以可滑动方式***在设置于主提升阀前端上的提升阀通道中，并且提供有用于活塞流体流经其中的活塞流体通道；由提升阀通道的内壁以及活塞的外壁限定而成的环形流体通道；阀座，阀座安装在主提升阀的后部中以支撑主提升阀弹簧的后端并且设有与位于提升阀通道后部的背压腔相通的阀座流体通道；以及先导提升阀，先导提升阀被先导提升阀弹簧弹性支撑。

Description

减压阀
技术领域
本发明涉及一种减压阀，其中用作过滤器的环形流体通道被设置于插在主提升阀前部的活塞的活塞流体通道的入口处，从而过滤包含在液压流体中的异物以防止它们被导入到减压阀中。
背景技术
一般地，利用液压压力操作的诸如挖掘机、运输装载机、集材机等的重型设备使用液压***，以利用从液压泵供给的液压流体驱动安装在其上的各个致动器。重型设备的液压***设有减压阀，减压阀用于调节最大压力以为包括驱动源的整个液压***提供过载保护。
减压阀是一种压力控制阀，当液压***的压力达到阀的设定值时，减压阀排出一部分或者所有流体，从而实现使液压***中的压力保持在设定值以下的功能。减压阀能够改变设定压力，因此它可应付改变设备的致动器的情况。
图1示出了常规减压阀的截面图。
根据常规减压阀100，液压流体从液压泵200被供给到减压阀100的高压入口110a，以使液压***的全部压力施加在高压入口110a上。当高压入口110a的压力达到预定压力或者更高时，减压阀将液压流体从高压入口110a排向容器201，从而为液压***提供过载保护。
减压阀100包括套111、安装在套111中的主提升阀112、安装在主提升阀112前端的活塞113、安装在主提升阀112后部的阀座116和先导提升阀117。
套111的前端设有高压入口110a和容器流体通道110b，液压流体从液压泵200通过高压入口110a被供给，容器流体通道110b使高压入口110a的液压流体返回到容器201。
主提升阀112被主提升阀弹簧115弹性支撑，以使高压入口110a和容器流体通道110b可被打开/关闭。用于活塞113的活塞流体通道114使高压入口110a与设置在主提升阀112后部的背压腔119相连。
安装在主提升阀112后部的阀座116支撑主提升阀弹簧115的后端和活塞弹簧114b的后端。阀座116设有阀座流体通道116a，阀座流体通道116a通过其自身的中心并且与背压腔119相通。
安装先导提升阀117以打开/关闭在阀座116后部的阀座流体通道116a。先导提升阀117被在其本身的后端上的先导提升阀弹簧118弹性支撑，从而在套111中移动。
支撑先导提升阀弹簧118后端的调节活塞120被安装以能够改变其本身在套111中的位置。这样，使用者可通过使调节活塞120左移或者右移以调节先导提升阀弹簧118的张力接着紧固固定螺母121以将调节活塞120固定在套111上，来改变减压阀100的设定压力。
与容器流体通道110b相连的容器入口123设置在先导提升阀后部。当先导提升阀117打开阀座流体通道116a时，容器入口123将已经通过阀座流体通道116a的液压流体排向容器201。
现将对具有上述结构的减压阀的操作进行描述。从液压泵200被供给到高压入口110a的液压流体通过活塞流体通道114被引入到主提升阀112后部的背压腔119中。
当在高压入口110a侧的压力小于先导提升阀弹簧118的设定值时，先导提升阀117处于阀座流体通道116a关闭的状态。这样，主提升阀112使高压入口110a和容器流体通道110b处于关闭状态。
同时，当重型设备的致动器(未示出)达到最大行程时，并因此增大设备的***压力，同时在高压入口110a一侧上的压力增大并超过由先导提升阀119设定的设定压力，先导提升阀117在如图所示的右侧移动，并且背压腔119的液压流体通过阀座流体通道116a被排出到容器流体通道110b。
此时，利用背压腔119中的活塞流体通道114对液压流体进行补偿。这样，当液压流体流过活塞流体通道114时，产生压力损耗，从而在背压腔119的一侧和活塞113的前侧之间产生压力差。由于该压力差，主提升阀112右移，使得高压入口110a与容器流体通道110b相通。
在液压设备处发生的故障大部分是由于用作液压流体的油的污染导致的，这是众所周知的。在液压***内部循环的液压流体包含诸如灰尘、空气等的外来物质。例如，诸如灰尘的细小颗粒堵塞排出口或者流体通道，从而导致故障。另外，诸如型砂的外来物质被引入到减压阀的压力腔室中，从而阻碍主提升阀的操作或者使阀座受损。
根据常规的减压阀100，使高压入口110a的液压流体被引入到主提升阀112的后部的背压腔119中的通道是由活塞流体通道114形成的，活塞流体通道114设置在安装于主提升阀112的前端处的活塞113的中心处。因此，当使用液压设备时，液压流体的粘性由于季节温度的变化而改变，从而使得流量产生严重的波动。另外，包含在液压流体中的外来位置被引入到减压阀内部，使得减压阀的操作受到不良影响。
为了解决由于包含在液压流体中的外来物质导致的问题，容器过滤器被安装在液压泵的输入部分或者用作管线过滤器的滤油器被安装在液压泵的管中。但是，许多外来物质仍然包含在液压流体中。另外，用于液压***中的滤油器是昂贵的，这成为了增加生产成本和部件数量的原因。
发明内容
为了解决上述问题，本发明涉及迫使供给到减压阀的液压流体通过环形流体通道，从而防止包含在液压流体中的外来物质被引入到减压阀中。
为了实现上述问题，本发明提供一种减压阀，其中使高压入口与背压腔相通的活塞流体通道的入口是由环形流体通道形成的。
本发明所涉及的减压阀包括套，所述套设有高压入口，液压流体从泵被供给到所述高压入口；以及容器流体通道，高压入口的液压流体通过容器流体通道返回容器；主提升阀，提供提升阀通道，该提升阀通道具有较大直径前端开口和较小直径的后端开口，主提升阀被主提升阀弹簧弹性支撑，并且主提升阀被安装在套中以打开/关闭高压入口和容器流体通道；活塞，所述活塞被以滑动方式***在设置于主提升阀前端上的提升阀通道中，并且提供有用于活塞流体流经其中的活塞流体通道，其中，活塞流体通道包括在基本垂直的方向上通过活塞的垂直通道和从所述垂直通道分支的中心通道，中心通道设置在活塞的纵向中心处；环形流体通道，由主提升阀的提升阀通道的前端开口内壁以及活塞的外壁限定而成，将高压入口与活塞流体通道连通；阀座，阀座安装在主提升阀的后部中以支撑主提升阀弹簧的后端，并且设有与位于提升阀通道后部的背压腔相通的阀座流体通道；以及先导提升阀，先导提升阀被先导提升阀弹簧弹性支撑，先导提升阀被安装以打开/关闭阀座流体通道并且使阀座流体通道与容器流体通道相通。
另外，活塞流体通道包括在纵向上形成在活塞上的凹槽，其中所述凹槽包括与环形流体通道相通的前端和与背压腔相通的后端。
这里，活塞具有朝向主提升阀的前部突出预定长度的前端。
附图说明
从下面结合附图进行的详细描述中可以明显地看出本发明的上述目的、特征和优点，在附图中：
图1是常规减压阀的截面图；
图2是本发明第一实施例所涉及的减压阀的侧截面图；
图3是本发明第一实施例所涉及的减压阀局部放大图；
图4是本发明第二实施例所涉及的减压阀局部放大图；以及
图5是本发明第三实施例所涉及的减压阀局部放大图。
具体实施方式
现将参照附图对本发明的优选实施例进行详细描述。在下面的描述中，在不同的附图中的相同的部件用相同的附图标记表示。说明书中的内容，诸如回路的详细结构和元件是非限定性的，提供这些内容有助于对本发明的理解。因此，显然可在没有这些限定内容的情况下实现本发明。另外没有对公知的功能和结构进行描述，这是因为它们的细节可能会使得本发明变得不清楚。
图2是本发明第一实施例所涉及的减压阀1的侧截面图。
减压阀1包括套10、可移动地安装在套10中的主提升阀20、插在主提升阀20前部的活塞30、环形流体通道60、安装在主提升阀20后部中的阀座40和先导提升阀50。
减压阀1设有高压入口11和主提升阀20，来自于液压泵200的液压流体通过高压入口11被供给，并且主提升阀20打开/关闭与容器201相连的容器流体通道12。当高压入口11的压力超过减压阀的设定值时，主提升阀20将高压入口11的液压流体排向容器201。从而，减压阀还有使整个液压***的压力保持在给定压力下的功能。
套10的前端设有高压入口11和容器流体通道12，来自于液压泵200的液压流体通过高压入口11被供给。容器流体通道12与高压入口11相连以将高压入口11的液压流体排向容器201。
主提升阀20被主提升阀弹簧23弹性支撑并且以可移动的方式被安装在套10中以使高压入口11和容器流体通道12可被打开/关闭。如图中所示，当主提升阀20移到左侧时，主提升阀20的前端堵塞高压入口11和容器流体通道12之间的连接。但是，当主提升阀20移到右侧时，高压入口11与容器流体通道12相连，以使液压流体从高压入口11被排到容器流体通道12。
主提升阀20的前端设有提升阀通道21。提升阀通道21设有在其后部的背压腔22。主提升阀20的后端被主提升阀弹簧23弹性支撑以使主提升阀20可在套10中移动。
活塞30被滑动地***在主提升阀20的提升阀通道21中。活塞30的后端被活塞弹簧35弹性支撑。活塞流体通道31形成在活塞30中，从而用于使高压入口11与背压腔22相通。
阀座40被安装在主提升阀20的后部中，从而稳定地支撑主提升阀弹簧23的后端和活塞弹簧35。阀座流体通道43形成在阀座40的前部和后部中，其中前部与背压腔22相通。阀座40的后端设有从阀座流体通道43延伸到外部的阀座表面44。阀座40的后部设有与容器流体通道12相通的容器入口52。这样，套10中形成有流体通道，其中流体通道使得来自于高压入口11的液压流体通过活塞流体通道31、背压腔22、阀座流体通道43和容器入口52。
先导提升阀50被先导提升阀弹簧51弹性支撑并且以可移动的方式安装在套10中。
先导提升阀50具有锥形前端，并且其前端受到先导提升阀弹簧51的弹簧力的施压作用。因此，先导提升阀50与阀座40的阀座表面44接触，从而打开/关闭阀座流体通道43。这样，先导提升阀50打开/关闭阀座流体通道43，从而用于打开/关闭阀座流体通道43和容器入口52。
先导提升阀50的后端被以移动的方式安装在套10中的可移动活塞55支撑。在可移动活塞55的后端处，可调节活塞56通过固定螺母47被固定在套10上。这样，通过使可调节活塞56相对于套定位在左侧和右侧，调节先导提升阀弹簧51的张力，利用固定螺母57固定会调节活塞56和设定可移动活塞55的位置，可恒定保持先导提升阀弹簧51的被压缩状态。从而将提升阀1的设定压力设定在理想压力。
环形流体通道60被设置在活塞30和主提升阀20之间，并且用作活塞流体通道31的入口。图3是本发明第一实施例所涉及的减压阀局部放大图，特别是，图3(a)是侧截面图，图3(b)是沿A-A线得到的前截面图。下面，将参照附图对环形流体通道60和活塞流体通道31的构造进行详细描述。
环形流体通道60被设置在活塞30的前部以与活塞流体通道31相通，并且环形流体通道60是由主提升阀20的提升阀通道21的内壁21a和活塞30的外壁30a限定的。另外，活塞流体通道31包括在基本垂直的方向上通过活塞30的垂直通道32和从所述垂直通道32分支的中心通道33，中心通道33设置在活塞30的纵向中心处。
垂直通道32与环形流体通道60相通，并且中心通道33的后端与背压腔22相通。这样，高压入口11与背压腔22通过活塞流体通道31相互连接。这里，环形流体通道60的宽度Da最好小于垂直通道32的直径Db。
在高压入口11一侧上的液压流体当通过活塞流体通道31被引入到在主提升阀20的后部中的背压腔22中时通过环形流体通道60。因此，当液压流体通过具有小于垂直通道32的直径Db的宽度Da的环形流体通道60时，包含在液压流体中的外来物质不通过环形流体通道60。换言之，环形流体通道60执行过滤器的功能，从而环形流体通道60不会使包含在液压流体中的外来物质被引入到减压阀中，从而保护减压阀1。
图4是本发明第二实施例所涉及的减压阀局部放大图。与上述第一实施例类似，在本发明第二实施例所涉及的减压阀中，活塞80滑动地***在设置于主提升阀20前部的提升阀通道21中，并且设置在活塞80中的活塞流体通道81的构造与在第一实施例中的相同。另外，如在上述第一实施例中，环形流体通道60是由提升阀通道21的内壁21a和活塞的外壁80a限定的。
第二实施例与第一实施例的不同之处在于，安装在提升阀通道21中的活塞80的前端朝向主提升阀20的前部突出预定长度d。但是，两个实施例相同之处在于，设置在活塞80和主提升阀20之间的环形流体通道60用作活塞流体通道81的入口，环形流体通道60执行过滤器的功能以使包含在液压流体中的外来物质不能通过其中，从而防止外来物质被引入到减压阀中。
图5是本发明第三实施例所涉及的减压阀局部放大图，其中图5(a)是侧截面图；以及图5(b)是如图5(a)中所示的活塞70的平面图。
与上述第一实施例类似，在本发明第三实施例所涉及的减压阀中，活塞70滑动地***在设置于主提升阀20前部的提升阀通道21中。另外，如在上述第一实施例中，环形流体通道60是由提升阀通道21的内壁21a和活塞的外壁70a限定的。
但是，形成在活塞70中的活塞流体通道71包括在纵向上形成在活塞70上的凹槽。所述凹槽的前端与环形流体通道60相通，其后端与背压腔相通，从而用作使背压腔22与高压入口11相互连接的活塞流体通道71。
与上述第一实施例类似，设置在活塞70和主提升阀20之间的环形流体通道60用作活塞流体通道71的入口，环形流体通道60执行过滤器的功能以使包含在液压流体中的外来物质不能通过其中，从而防止外来物质被引入到减压阀中。从而，环形流体通道60保护减压阀。
根据上述的本发明的减压阀，用作过滤器的环形流体通道设置在被***在主提升阀前部的活塞的活塞流体通道的入口处。当高压入口的液压流体通过环形流体通道被引入到减压阀中时，包含在液压流体中的外来物质被过滤不能流入到减压阀中，从而使减压阀平稳工作和受到保护。
尽管已经参照一些优选实施例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员应该理解的是，在不脱离由附属的权利要求所限定的本发明的保护范围的基础上可在形式和细节方面进行各种变型。

Claims (2)

1.一种减压阀，包括：
套，所述套设有高压入口，液压流体从泵被供给到所述高压入口；以及容器流体通道，高压入口的液压流体通过容器流体通道返回容器；
主提升阀，提供提升阀通道，该提升阀通道具有较大直径的前端开口和较小直径的后端开口，主提升阀被主提升阀弹簧弹性支撑，并且主提升阀被安装在套中以打开/关闭高压入口和容器流体通道；
活塞，所述活塞被以可滑动方式***在设置于主提升阀前端上的提升阀通道中，并且提供有用于活塞流体流经其中的活塞流体通道，
其中，活塞流体通道包括在基本垂直的方向上通过活塞的垂直通道和从所述垂直通道分支的中心通道，中心通道设置在活塞的纵向中心处；
环形流体通道，由主提升阀的提升阀通道的内壁以及活塞的外壁限定而成，将高压入口与活塞流体通道连通；
阀座，阀座安装在主提升阀的后部中以支撑主提升阀弹簧的后端，并且设有与位于提升阀通道后部的背压腔相通的阀座流体通道；以及
先导提升阀，先导提升阀被先导提升阀弹簧弹性支撑，先导提升阀被安装以打开/关闭阀座流体通道并且使阀座流体通道与容器流体通道相通。
2.如权利要求1所述的减压阀，其特征在于，活塞具有朝向主提升阀的前部突出预定长度的前端。
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